空气调节+第一章

空气调节主讲：刘晓红联系电话箱：1243360323@绪论生活环境控制生产环境控制工作环境控制科学实验环境控制空气调节工程背景空气调节控制温度湿度清洁度流动速度……空气调节作用促进国民经济发展提高文化生活水平提高劳动生产率保护人体健康创造舒适的工作和生活环境……空气调节技术生产力发展水平促进能源利用能量的节约和回收能量转换性能系统能量的综合利用效果……第一章湿空气的物理性质和焓湿图第一节湿空气的组成和状态参数；第二节湿空气的焓湿图；第三节湿球温度；第四节焓湿图的应用；第五节编制计算机程序的常用公式；第一节湿空气的组成和状态参数一、湿空气的组成大气干空气水蒸气包围地球的空气层定义稳定气体氮氧氩氖氩其它微量气体不稳定气体干空气二氧化碳水蒸气海洋、江河、湖泊表面水分的蒸发生物的新陈代谢过程生产工艺过程形成形成形成影响1湿空气干、湿程度；2湿空气的物理性质；3工艺过程；4等等二、湿空气的状态参数组成成分状态湿空气的物理性质决定湿空气的状态参数压力温度相对湿度含湿量焓在热力学中，常温常压下的干空气可认为是理想气体。由于湿空气中的水蒸汽处于过热状态，数量少，分压力低，比容大，可以近似当作理想气体来对待。故由干空气和水蒸汽组成的湿空气遵循理想气体的变化规律。理想气体的状态方程式如下所示：

pv=RT或pV=mRT

式中p-气体压力，pa；

v-气体比容，m3/kg；

R-气体常数，取决于气体的性质，J/(kg•K）；

V-气体总体积，m3；

T-气体热力学温度，K；

m-气体总质量，kg；

大气压力（湿空气总压力）（一）压力环绕地球的大气层对单位地球表面积形成的压力定义海拔高度季节气候影响1.大气压力绝对压力当地大气压工作压力仪表测得2.水蒸气分压力和水汽分压力水蒸气分压力：水蒸气单独占有湿空气的容积，并具有与湿空气相同的温度时，所产生的压力。定义饱和水汽分压力：湿空气处于饱和状态时，水蒸汽的分压力。定义温度：空气的冷热程度。式中T-绝对温度，K;t℃-摄氏温度，℃；

t℉-华氏温度，℉；（二）温度定义（三）密度与比容密度：单位容积的湿空气的质量，用符号表示。定义定义式比容：单位质量的湿空气所占有的容积，用符号表示。定义定义式（四）湿度湿度湿空气中水蒸气含量定义绝对湿度(单位容积湿空气所含水蒸汽质量）：含湿量（湿空气中与1kg工空气并存的水蒸汽量)：相对湿度(空气中水蒸汽分压力与同温度下饱和水蒸汽分压力之比）：湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系:

(五）露点温度在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度，称为露点温度。结露无结露未饱和湿空气中水蒸气处于过热状态(点a)；而在饱和空气中的水蒸气处于饱和蒸汽状态，即处于上图的上界限线上。未饱和空气达到饱和可以经历不同的途径：温度不变，水分向空气中蒸发，蒸汽分压力，蒸汽分压力该温度相应的饱和压力，即可达到饱和空气状态，如图中定温过程a-b；湿空气中蒸汽分压力不变，湿空气温度--相应的水蒸气的饱和温度，空气达到饱和状态，如图中等压过程a-d。此时，湿空气的温度称为露点温度，用符号tl表示。

（六）焓空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程；直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。湿空气的焓i干空气的焓

+水蒸气的焓

tCtCigpqpq..2500+==（1+d）kg湿空气的焓为

或第二节湿空气的焓湿图对于空调的设计，首先需要确定湿空气的状态及其变化过程。湿空气状态的确定方法：

1、公式/计算机；

2、查表；

3、查焓湿图。湿空气的焓湿图与大气压力B有关；在不同的B下，焓湿图不同；纵坐标i：焓横坐标d：含湿量

焓湿图一、等焓线和等含湿量线确定坐标比例尺后，就可以在图上绘出一系列与纵坐标平行的等d线及与横坐标平行的等i线。t=0和d=0的干空气状态点为坐标原点。依据：i=1.01t+(2500+1.84t)didtt=0(i1,d1)(i2,d2)t=t1(i1,d1)(i2,d2)二、等温线依据：饱和线=100%=f(t)非饱和线

=Pq/Pq.b

=10%(Pq.b,Pq)

Pqdt1it2=100%三、等相对湿度线依据：Pq=B×d/(0.622+d)Pqdti四、等水蒸气分压力线五、热湿比线热湿比：湿空气状态变化前后的焓差和含湿量差的比值，用符号表示。定义定义式或：焓湿图组成d3.等相对湿度线4.水蒸汽分压力线5.热湿比线0102030500030002000100006000-20001.等焓线和等含湿量线

2.等温线

dAdBABiAiB空气状态变化在i-d图上的表示

热湿比线代表湿空气状态变化的方向（P14例1-2）

条件：B＝101325Pa，tA=20℃,=60%。空气的初状态为点A。空气吸收热量为Q=10000kJ/h,湿量W=2kg/h，焓值变为iB=59kj/kg干空气求终状态点B。ABB′用热湿比线确定空气终状态i=59方法一：平行线法在大气压力为101325Pa的i-d图上，由tA=20℃，A=60%，确定空气的初状态点A。求得热湿比根据上值，找到i-d图的=5000kj/kg线，过A点作平行线，即为空气的状态变化过程线。此线与i=59kj/kg干空气的等焓线交点为B，即空气终状态点。查表得tB=28℃，B=60%，dB=12g/kg干空气。方法二：辅助点法由已知条件求得，如△d以g为单位表示，则△i:△d=5:1，由两者的比例关系可以绘出过A的线。△d可任意取，如取△d=4g/kg干空气。则△i=20g/kg干空气，分别做离开空气初状态点A的△d等湿量线与△i等焓线，两线交于B′点，AB′连线即为空气状态变化过程线。AB′线与i=59kj/kg干空气等焓线的交点B，就是所求的空气终状态点。这里B′点是辅助点。六、大气压力变化对i-d图的影响=100%（B1）=100%（B2）=100%（B3）td1d2d3相对湿度线随大气压力变化图七、其他形式的焓湿图1.焓湿图.用焓和含湿量构成斜角坐标。2.温湿图.用温度和含湿量构成直角坐标。3.温焓图.用温度和焓构成直角坐标。第三节湿球温度湿球温度的概念在空气调节中至关重要。湿球温度是在定压绝热条件下，空气与水直接接触，达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。bΦ=100%ts′ds′at图1-7绝热加湿器图1-8热力学温度线空气(p,t,d,i)(p,ts′,ds′,is′)水（p，ts′）二、湿球温度由两支完全相同的水银(或酒精）温度计组成。将其中一只温度计的温包上包以脱脂细纱布，纱布末端浸在盛水的小瓶里。由于纱布的吸水作用，使温包周围经常处于湿润的状态，这支温度计称为湿球温度计。湿球温度计所测得的空气温度就是湿球温度，用符号ts表示。干球温度计测得的为湿空气的温度。干湿球温度差的大小与被测空气的相对湿度有关。相对湿度越小，干湿球温度差越大。反之亦然。若为饱和空气，则干湿球温度差为零。使用时，在热湿达到平衡，即稳定的情况下，所读数称为空气的湿球温度。风速越大，湿纱布与周围空气的热湿交换越充分，测量的误差就小些。当风速在2.5~4.0m/s以上时，湿球温度的读数就比较稳定而准确。ABttsi=常数Φ=100%AtAtstBBSΦ=100%ε=0ε=4.19tsisiA湿球温度在i-d图上近似表示法空气的等湿球温度线三、湿球温度在i-d图上的表示已知用干湿球温度计测定空气状态时，干球温度为t=20℃，湿球温度ts=15℃，试根据i—d图确定其状态。解：（P20例1-3）首先由ts=15℃作等温线与=100%饱和线交于点B。然后过点B，作ε=4.19×15=63的过程线。与t=20℃的等温线相交于点A′。点A′即为所求的空气状态。具体过程如下图所示:=100%

ts=15℃t=20℃AA′Bε=0ε=4.19ts根据干、湿球温度确定空气状态一、根据两个独立的状态参数确定空气状态及其余参数到目前为止，我们所说的独立独立参数有t,d,Φ,i和ts五个，当大气压力B一定时，可以根据其中任意两个决定空气状态。再从i-d图上查得其余的参数。如下图所示：第四节焓湿图的应用

ddbpqpq,bAttstl=100%i状态与参数之间关系图二、空气状态变化过程在i-d图上的表示（一）等湿(干式）加热过程（二）等湿（干式）冷却过程（三)等焓减湿过程（四）等焓加湿过程（五）等温加湿过程（六）减湿冷却（或冷却干燥）过程变化过程的特征表湿空气的加热过程湿空气的冷却过程等焓减湿过程等焓加湿过程ABACAEAD等温加湿过程AF冷却干燥过程AG多变过程

ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

几种典型的湿空气状态变化过程几种典型的湿空气状态变化过程i-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征减焓，增湿，降温－＋－ε<0Ⅳ减焓，减湿±－－ε>0Ⅲ增焓，减湿，升温＋－＋ε<0Ⅱ增焓增湿，喷蒸汽可近似实现等湿过程±＋＋ε>0Ⅰtdi过程特征状态参数变化趋势热湿比象限ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

两种状态空气的混合态在i-d

图上的确定

dAiAdBiBiCdCBCAACB两种状态空气的混合过程计算在混合过程中，如果与外界没有热、湿的交换，根据热平衡和湿平衡原理，有下列方程式：+++A、B、C三点共线两种状态空气的混合过饱和区（结雾区）空气状态变化过程

=100%ABCDiCiDtDΔdP24例1-5某空调系统采用新风和室内回风混合进行处理，然后送至室内。已知B=101325Pa,回风量GA=104kg/h，状态为tA=20℃，A=60%，新风量GB=2.5×103Kg/h,状态为tB=35℃，B=80%.求：混合状态C。解（1）在B=101325Pa的i-d图上由已知条件确定状态点A、B，并连接为直线段。(2)根据混合规律，可知混合点C在之间，且靠近A点一边。将线段分割为与A、B质量成反比的两部分，即：（3)将分为五等分，使，画出C点，C点为混合状态。从图上查的iC=56kj/kg干空气，tC=23.1℃，C=73%，dC=12.8g/kg干空气。AB=100%CiBtBtAtCdAdCdBBAC下图为例1-5示意图第五节编制计算机程序的常用公式关系式：1.2.当t=-100℃~0℃时，式中：C1=-5674.5349C2=6.3925247C3=-0.9677843×10-2C4=0.62215701×10-6C5=0.20747825×10-8C6=-0.948402×10-12C7=4.1635019当t=0~200℃时，式中：C8=-5800.2206C9=1.3914993C10=-0.04860239C11=0.41764768×10-12C12=-0.14452093×10-7C13=6.5459673以上公式用ln（pq,b)=f(