超详细的焓湿图的应用

..第2章湿空气的状态与焓湿图的应用第一课：湿空气§2.1湿空气的构成和状态参数一、湿空气的构成湿空气=干空气+水蒸气+污染物1．干空气：N2—78.09%O2—20.95%CO2—0.03%当作理想气体Ne—气体常数：Rg=287J/kg.kHe—0.93%Ar—2．水蒸气—当作理想气体，气体常数—461J/kg.k3．污染物从空气调理的角度：湿空气＝干空气＋水蒸气（干空气成分基本不变，水蒸气变化大）二、湿空气的状态参数1．压力P（单位：帕，Pa）1）大气压力：定义：地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力；特色：不是一个定值，随海拔高度变化而变化，随季节天气变化而变化。一个标准大气压为1atm＝101325Pa＝1.01325bar当地大气压＝干空气分压力＋水蒸气分压力（B＝Pg+Pq）此中水蒸气分压力（Pq）定义：湿空气中，水蒸汽独自据有湿空气的容积，并拥有与湿空气同样的温度时，所产生的压力称为水蒸气分压力。湿空气可当作理想的混淆气体，湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和：Word资料...P（B）=Pg+Pq湿空气中水蒸气含量越多，则水蒸气的分压力越大。2．温度t（单位：摄氏温标0C）t（℃）以水的冰点温度为起点0℃，水的沸点100℃为定点。3．湿空气的密度ρ定义：单位容积空气所拥有的质量，即（kg/m3)计算式：结论：①湿空气比干空气轻。②阴凉天大气压力比晴日低。③夏季比冬季大气压力低。标准状态下，干空气密度ρ干=1.205kg/m3，湿空气密度略小于干空气密度。工程上取ρ湿=1.2kg/m34．含湿量d（单位：g/kg干空气）：定义：对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸肚量。d＝622g/kg干空气在必定围，空气中的含湿量跟着水蒸气分压力的增添而增添，可是，在必定的温度下，湿空气所能够容纳的水蒸肚量有一个限度，即空气所达到饱和状态，成为饱和空气。相应拥有饱和水蒸气分压力和饱和含湿量。空气温度与饱和水蒸气分压力、饱和含湿量的关系（B=101325Pa）表1-1饱和水蒸气分压力饱和含湿量空气温度Pq,b(饱和)/Padb(饱和)/g/kg（干空气）t/0C1012257.6320233114.7030423227.20Word资料...从表1-1看出，当温度增添时，湿空气的饱和水蒸气分压力、饱和含湿量也随之增添。结论：①B一准时，d随Pq高升而增大，反之亦然。②d一准时，Pq随B高升而上涨，随B降低而降落。<<返回5．相对湿度φ：定义：表征湿空气中水蒸气凑近饱和含量的程度。相对湿度=ⅹ100%φ=ⅹ100%空气φ=0时，是干空气，φ=100％时为饱和湿空气。注意φ与d的差别：φ表示空气凑近饱和的程度，空气在必定温度下的吸水能力，但其实不反应空气中水蒸气的含量。d表示空气中水蒸气的含量，却没法直接反应出空气的湿润程度和吸水能力。比如，A空气t＝100C，d＝7.63g/kg干空气；B空气t＝300C，d＝15g/kg干空气A空气db(饱和)＝7.63g/kg干空气，φ=100％为饱和空气；B空气db(饱和)＝27.20g/kg干空气，φ=55％左右，为未饱和空气，拥有较大吸湿能力。结论：ф能表示空气的饱和程度，但不可以表示水蒸气的含量。则相反，它能表示水蒸气的含量，但不可以表示空气的饱和程度。6．焓i（单位：kJ/kg干空气）在空气调理中，空气的压力一般变化很小，近似于定压过程。而在定压过程中，能够直接用空气的焓变化来胸怀空气的热量变化。湿空气的焓是以1kg干空气作为计算基础，同时取00C的干空气和00C的水的焓为零，则含有1kg干空气的湿空气所拥有的焓表示为ikJ/kg干空气）；1kg干空气的焓表示为ig（kJ/kg干空气）；水蒸气的焓为表示iq（kJ/kg水蒸气）。所以，i＝ig+d×iq＝（1.01＋1.84d）t＋2500d（注：d以kg/kg干空气计算）＝显热（跟着温度变化的热量）＋潜热（00C的d千克水的汽化潜热，不过与d相关）Word资料...比如，大气压为101325Pa，温度为200C，相对湿度为90％，求湿空气的含湿量和焓。解：查表1-1得，200C时饱和湿空气的水蒸气分压力Pq,b＝2331Pa，（1）由φ=ⅹ100%得湿空气的水蒸气分压力为Pq＝φ×Pq,b＝0.9×2331＝2097.9Pa（2）由d＝622/kg干空气得湿空气的含湿量为d＝622×＝13.2g/kg（干空气）（3）由i＝（1.01＋1.84d）t＋2500d得湿空气的焓为i＝（1.01＋1.84×13.2×10－3）×20＋2500×13.2×10－3＝53.7kJ/kg（干空气）7．湿空气的露点湿度tl定义：在含湿量不变的条件下，使未饱和空气冷却到饱和状态的温度叫做露点温度tl。实例：秋天清晨草地上挂露珠；冬季玻璃窗户上结冰花；夏季冷水管表面“出汗”等现象。掌握露点温度的意义在于能够利用这个原理来达成空气冷却减湿的过程。8．空气湿球温度ts定义：用湿球温度计在空气中丈量出来的湿度值，就称为湿球温度ts结论：空气中所含水蒸汽越少，则湿球温度越低，干、湿球温差就越大；反之，干、湿球温差越小，表示空气越润湿。第二课：焓--湿图（2学时）§1－2湿空气的焓－湿图由i＝1.01t+(2500+1.84t)d可知焓i由温度t和含湿量d决定；由d＝622φPq,b/(B－φPq,b)及Pq,b由t决定可知当B一准时，相Word资料...对湿度φ由温度t和含湿量d决定；由d＝622可知当B一准时，水蒸气分压力Pq由d决定。所以，在空气的6个状态参数t、d、B、I、φ、Pq中，t、d、B是独立参数，其余参数能够从t、d、B三个独立参数计算出来。空调过程中取B为定值。说明：1．焓湿图是在大气压力B为某个定值时做出的，假如B不一样，则所求参数也不一样。在实质应用中，为防止图面过大，常将坐标d改为水平线。2．热湿比＝湿空气焓的变化量/含湿量的变化量＝湿空气的热量变化量/湿量变化量ε＝i/d()＝Q/W（）,ε＝1000×Δi/d()。热湿比说明空气状态变化的方向和特色，应用热湿比确立空气状态变化过程，热湿比在焓湿图上是空气初末状态连线的斜率。Word资料...3．当大气压一准时，水蒸气分压力Pq与含湿量d是一一对应关系，在d轴的上方设一条水平线，标出与d所对应的Pq值。例题1：比如，大气压为101325Pa，温度为200C，相对湿度为90％，用焓湿图查出湿空气的含湿量和焓。解：由温度200C，相对湿度为90％在焓湿图上确立湿空气的状态点，由该点查出：湿空气的含湿量为d＝13.2g/kg（干空气）；湿空气的焓为i＝53.7kJ/kg（干空气）。例题2：已知大气压力为101325Pa，在焓湿图上确立空气的状态参数。1、t=220C，φ=65%2、i＝45kJ/kg（干空气）,d＝7.2g/kg（干空气）3、t=220C，d＝7.2g/kg（干空气）第三课：焓湿图的应用（2学时）Word资料...§1－3焓湿图的应用一、依据空气的干湿球温度在焓湿图上确立空气的状态和露点温度1、干湿球温度计有两个温度计，一个丈量空气的实质温度，称为干球温度t，另一个反应湿球纱布上热湿均衡的水温，即湿球纱布四周的饱和空气的温度，称为湿球温度ts。实质上，t和ts较简单丈量，所以用干湿球温度计测定空气状态成为常用的主要手段。2、依据空气的干湿球温度在焓湿图上确立空气的状态方法一：等湿球温度线法依据计算，四周空气经过湿球变为饱和空气的过程中，空气状态变化过程的热湿比为ε＝4.19ts在焓湿图上，ε＝4.19ts的线即为等湿球温度线。在焓湿图上，作湿球温度ts的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝4.19ts的等湿球温度线，等湿球温度线与干球温度t的等温线订交于A，则A点即为所求空气的状态点。方法二、等焓线法因为湿球温度ts≤300C，热湿比ε＝4.19ts的过程线与ε＝0的等焓线特别凑近，所以在空调过程顶用等焓线取代等湿球温度线。在焓湿图上，作湿球温度ts的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝0的等焓线，等焓线与干球温度t的等温线订交于C点，则C点即为所求空气的状态点。例题1：用干湿球温度计测得某一状态空气的干球温度t＝200C，湿球温度ts＝150C，试在焓湿图上确立空气状态点及空气的相对湿度、含湿量和焓。解：方法一：等湿球温度线法在焓湿图上，作湿球温度ts＝150C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝4.19ts＝4.19×15＝63的等湿球温度线，等湿球温度线与干球温度t＝200C的等温线订交于A，则A点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为58.8％，含湿量为8.5g/kg干空气，焓＝41.8kJ/kg干空气。Word资料...方法二、等焓线法在焓湿图上，作湿球温度ts＝150C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝0的等焓线，等焓线与干球温度t＝200C的等温线订交于C点，则C点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为58.9％，含湿量为8.52g/kg干空气，焓＝41.8kJ/kg干空气。例题2、已知B＝101325Pa，干球温度t＝450C，湿球温度ts＝300C，试在焓湿图上确立该湿空气状态参数（h、d、φ）。解：方法一：等湿球温度线法在焓湿图上，作湿球温度ts＝300C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝4.19ts＝4.19×30＝125.7的等湿球温度线，等湿球温度线与干球温度t＝450C的等温线订交于A，则A点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为34％，含湿量为20.6g/kg干空气，焓＝98.6kJ/kg干空气方法二、等焓线法在焓湿图上，作湿球温度ts＝300C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝0的等焓线，等焓线与干球温度t＝450C的等温线订交于C点，则C点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为34.8％，含湿量为21.1g/kg干空气，焓＝100kJ/kg干空气。<<返回3、依据空气的干湿球温度在焓湿图上确立露点温度结露：某一状态的未饱和空气，在含湿量不变的状况下，把该空气的温度降落到某一临界温度tl时，空气达到饱和，当温度进一步降落，空气中剩余的水份凝固出来，形成露珠。露点温度：某一状态的空气在含湿量不变的状况下，冷却到饱和状态（φ＝100％）时所拥有的温度。露点温度是判断湿空气能否结露的依照，只需湿空气的温度大于或等于其露点温度，则不会出现结露现象。在焓湿图上确立露点温度的方法：第一在焓湿图上确立空气的状态点Word资料...A，查出其含湿量d，而后由A点沿等焓线d向下与φ＝100％线交于L点，则L点对应的温度即为露点温度。例题1：用干湿球温度计测得某一状态空气的干球温度t＝200C，湿球温度ts＝150C，试在焓湿图上确立空气状态点及露点温度。解：在焓湿图上，作湿球温度ts＝150C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝0的等焓线，等焓线与干球温度t＝200C的等温线订交于A点，则A点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为58.9％，含湿量为8.52g/kg干空气，焓＝41.8kJ/kg干空气。而后由A点沿等焓线d向下与φ＝100％线交于L点，则L点对应的温度即为露点温度。例题2、已知B＝101325Pa，干球温度t＝450C，湿球温度ts＝300C，试在焓湿图上确立该湿空气状态点及露点温度。解：在焓湿图上，作湿球温度ts＝300C的等温线与相对湿度100％的饱和线交于B点，而后过B点作ε＝0的等焓线，等焓线与干球温度t＝450C的等温线订交于A点，则A点即为所求空气的状态点。在B＝101325Pa的焓湿图上查出：空气的相对湿度为34.8％，含湿量为21.1g/kg干空气，焓＝100kJ/kg干空气。而后由A点沿等焓线d向下与φ＝100％线交于L点，则L点对应的温度即为露点温度。Word资料...<<返回二、利用热湿比在焓湿图上确立空气的状态变化例题：已知B＝101325Pa，湿空气的初参数tA＝200C，φA＝60％，当加入10000kJ/h的热量和2kg/h湿量后，温度tB＝280C，求湿空气的终状态。B`解：方法一：平行线法在焓湿图上，依据湿空气的初参数tA＝200C，φA＝60％找到空气状态点A。求热湿比ε＝i/d()＝Q/W（）＝10000/2＝5000kJ/kg过A点作与热湿比ε线的平行线，即为状态A的变化方向，此线与温度tB＝280C的等温线的交点B，即为湿空气的终状态点。由B点查出：φB＝51%，dB＝12g/kg干空气，iB＝59kJ/kg干空气。方法二：协助点法在焓湿图上，依据湿空气的初参数tA＝200C，φA＝60％找到空气状态点A。求热湿比ε＝i/d＝Q/W＝10000/2＝5000kJ/kg任取d＝4g/kg干空气＝0.004kg/kg干空气则有i＝5000×0.004＝20kJ/kg干空气在焓湿图上，做出d＝4g/kg干空气等焓湿线和i＝20kJ/kg干空气等焓线的交点C，C称为协助点。点A与点C的连线与终态温度tB＝280C的等温线的交点B，则点B为所求的湿空气的终状态点。查得iB＝Word资料...59kJ/kg干空气。三、利用焓湿图确立两种不一样状态空气混淆后的状态设有两种状态的空气混淆，A状态的质量为GA，B状态的质量为GB，混淆后的状态为C。依据混淆定律，混淆点C在焓湿图AB的连线上，所分红两段直线的长度之比与参加混淆的两种空气质量成反比，即混淆点凑近质量大的空气状态的一端。例题：某空调系统采纳新风和部分室回风混淆办理后送入空调房间。已知大气压力B＝101325Pa，回风量GA＝2000kg/h，回风状态tA＝200C，φA＝60％。新风量GB＝500kg/h，回风状态tB＝350C，φB＝80％。试确立混淆后空气的状态。解：1．在焓湿图上，依据已知状态参数找到状态点A和B，并以直线相连。Word资料...2．混淆点C在AB上的地点应切合3．将AB线段分红五均分，则C点应在凑近A状态（质量重）的一均分处。4．查焓湿图得tC＝23.10C，iC＝56kJ/kg干空气，dC＝12.8g/kg干空气，φC＝73％。幻灯片1第八章物料干燥要点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥曲线、干燥时间的计算；难点：空气的焓湿图、干燥机理；幻灯片2第一节概括去湿：除掉物猜中的水分和或其余溶剂（统称为湿分）的过程。去湿的方法：机械去湿法：即经过过滤、压迫、抽吸和离心分别等方法除掉湿分。物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等汲取水分。该法花费高，操作麻烦，只合用于小批量固体物料的去湿，或用于除掉气体中的水分。热能去湿法：如蒸发、干燥等用加热的方法使水分或其余溶剂汽化，并将产生的蒸气清除，藉此来除掉固体物猜中湿分的操作，称为固体的干燥。幻灯片3干燥过程的分类按操作压力：常压干燥、真空干燥按操作方式：连续式、间歇式按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由此中两种或三种方式构成的联合干燥。幻灯片4在工业上应用最广泛的是对流干燥。往常使用的干燥介质是空气，被除掉的湿分是水分。Word资料...空气既是载热体又是载湿体。物料的干燥过程是属于传热和传质相联合的过程。干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其余蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其余蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须实时将汽化的水汽带走，以保持必定的汽化水的推进力。幻灯片5第二节湿空气的性质及湿度图一、湿空气的性质1水蒸气分压pv空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，依据气体分压定律，则有pvpvnvpgPpvng2湿度(humidity)H又称为湿含量或绝对温度(absolutehumidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。湿空气中水气的质量nvMvH量ngMg湿空气中绝干空气的质幻灯片6常温下，湿空气可视为理想气体，则有H18pv0.622pv29(Ppv)Ppv在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有Hsps0.622PpsWord资料...因为水的饱和蒸气压仅与温度相关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即Hsf(t,P)幻灯片73相对湿度φ在必定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数，称为相对湿度(relativehumidity)，用符号φ表示，即pv100%当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。幻灯片8相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度：能够说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判断该湿空气可否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿能力越大。湿度：是湿空气含水量的绝对值，不可以用于分辨湿空气的吸湿能力。在必定总压和温度下，二者之间的关系为H0.622pspsP幻灯片94湿空气的比热CH在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg水汽的温度高升（或降低）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即Word资料...cHcgHcv式中cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC)在常用的温度围，有cH上式说明：湿空气的比热不过湿度的函数。幻灯片105湿空气的焓I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。I=Ig+IvH式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气；Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；Iv——水气的焓，kJ/kg水气。注：空气的焓是依据干空气及液态水在0oC时焓为零作基准而计算的，所以，关于温度为t及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包含由0oC的水变为0oC的水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至toC所需的显热之和，即I(cgHcv)tHr00(1.011.88H)2490H幻灯片116湿空气的比容vH在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，称为湿空气的比容，亦称湿容积(humidvolume)，用符号vH表示，单位为：m3湿空气/kg绝干气。m3绝干气m3水气vH

kg绝干气Word资料...v(1H)22.4273t1.013105H2918273P(0.7721.244H)22.4273t1.013105幻灯片12273P7露点td不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的状况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点(dewpiont),用符号td表示。在露点时，空气的湿度为饱和湿度，φ=1。0.622ps,tdHs,tdPps,tdps,tdHs,tdP0.622Hs,td当空气从露点持续冷却时，此中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝固出来。空气的总压一定，露点时的饱和水蒸汽压ps,td仅与空气的湿度Hs,td相关，即ps,td=f(Hs,td)或td=(Hs,td)湿度越大，td越大。幻灯片13干球温度t和湿球温度tw8干球温度t和湿球温度tw干球温度t：空气的温度湿球温度tw：不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。形成原理（如下图）：Word资料...tw增补液，温度tw空气湿度H温度t幻灯片14在稳固状态时，空气向湿纱布表面的传热速率为：Q=αS（t-tw）气膜中水气向空气的传达速率为：N=kH（Hs,tw-H）S在稳固状态下，穿热速率和传质速率之间的关系为：Q=NrtwtwtkHrtw(Hs,twH)对空气~水蒸气系统而言，α/kH=1.09重申：湿球温度其实是湿纱布中水分的温度，而其实不代表空气的真切温度，因为此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表示湿空气状态或性质的一种参数。关于某必定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。关于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。幻灯片15绝热饱和温度9绝热饱和温度tasWord资料...空气tas，Has，I2空气t，H，I1水tas增补水tas形成原理：绝热降温增湿过程及等焓过程绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再降落，而等于循环水的温度，称此温度为该空气的绝热饱和温度，用符号tas表示，其对应的饱和湿度为Ｈas，现在水的温度亦为tas。在空气绝热增湿过程中，空气失掉的是显热，而获取的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。幻灯片16塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：I1(cgHcv)tHr00I2(cgHasc)tasHasr0v0湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：I1=I2因为Ｈ和Ｈas值与l对比皆为一很小的数值，故可视为CH、CHas不随湿度而变，即CH=CHas。则有Word资料...tastr00(HasH)cH幻灯片17实验测定表示，关于在湍流状态下的空气－水蒸气系统而言，a/kH≈CH，同时r00≈rtw，故在必定温度t和湿度H下，有twtas重申：绝热饱和温度tas与湿球温度tw是两个完整不的观点。可是二者都是湿空气状态(t和H)的函数。特别是对空气－水气系统，二者在数值上近似相等，对其余系统而言，不存在此关系。幻灯片18对空气－水蒸气系统，干球温度、绝热饱和温度（或湿球温度）及露点之间的关系为：关于不饱和湿空气：t>tas（或tw）>td关于饱和的湿空气：t＝tas（或tw）＝td幻灯片19二、湿空气的湿度图在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标，湿度H为横坐标的焓湿图，即I-H图。图上共有五种线，图上任一点都代表必定温度t和湿度Ｈ的湿空气状态。等湿度线(等H线)：等焓线(等I线)：等温线(等t线)：等相对温度线（等φ线）水蒸汽分压线：幻灯片20等湿度线(等H线)一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气的露点td不变。2等焓线(等I线)一组与横轴平行的直线。在同一条等I线上，湿空气的温度t随湿度H的增大而下降，但其焓值不变。3等温线(等t线)I=(1.88t+2490)H+1.01t当空气的干球温度t不变时，I与H成直线关系，故在I-H图中对应不一样的t，可作出很多等t线。各样不一样温度的等温线，其斜率为(1.88t+2492)，故温度愈高，其斜率愈大。Word资料...所以，这很多成直线的等t线其实不是相互平行的。幻灯片21等相对温度线（等φ线）H0.622psPps当湿空气的湿度Ｈ为必定值时，温度愈高，其相对湿度φ值愈低，即其作为干燥介质时，汲取水汽的能力愈强，故湿空气进入干燥器以前一定经过预热器预热提升温度，目的除了提升湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。水蒸汽分压线pv

HP0.622H该线表示空气的湿度Ｈ与空气中的水蒸汽分压pv之间关系曲线。当湿空气的总压Ｐ不变时，水蒸汽的分压pv随湿度Ｈ而变化。水蒸汽分压标于右端纵轴上，其单位为kN/m2。幻灯片22湿焓图的说明与应用依据湿空气随意两个独立的参数，就能够在H-I图上确立该空气的状态点，而后查出空气的其余性质。非独立的参数如：td~H，p~H，td~p，tw~I，tas~I等，它们均在同一等H线或等I线上。AI=1Etw

DFtd

pBCHWord资料...干球温度t、露点td、湿球温度tw（或绝热饱和温度tas）都是由等t线确立的。幻灯片23往常依据下述已知条件之一来确立湿空气的状态点，已知条件是：（１）湿空气的干球温度t和湿球温度tw；（２）湿空气的干球温度t和露点td；（３）湿空气的干球温度t和相对湿度φ。IAt31φ=12tw0I

HAt3φ=112td0HWord资料.I

..φ2A=1t10H幻灯片24例：已知湿空气的总压为101.3kN/m2,湿度为H=0.02kg水/kg干空气，干球温度为70oC。试用I-H图求解：(a)水蒸汽分压p；(b)相对湿度φ；(c)热焓Ｉ；(d)露点td；(e)湿球温度tw；解由已知条件：Ｐ＝101.3kN/m2，H=0.02kg水/kg干空气，t=20oC，在I-H图上定出湿空气的状态点Ａ点。pv=3kN/m2φ=10%I＝122kJ/kg干空气td=24oCtw=33oC幻灯片25三、湿空气的基本状态变化过程间壁式加热和冷却若空气的温度变化围在露点以上，则空气中的含水量一直保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。Word资料...IABtAtBBAtA幻灯片26

tBφ=1H间壁式冷却减湿上述间壁式冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，持续冷却时，水蒸气就在冷却壁面上凝固出来，并且温度不停降低，但空气一直在饱和状态。IAφ=1BHBHHA利用上述方法，假如将凝固出来的水分想法除掉，再将所得的饱和空气加热，则不会恢还本来的状态，而空气的湿度小于原空气的湿度，即达到减湿的目的。幻灯片27Word资料...不一样状态空气的混淆设有状态不一样的空气1和2，对应的干空气的量为G1和G2，对应的状态为（H1，I1），（H2，I2）。两空气混淆后，由物料衡算和热量衡算，可求得G1H1G2H2HnG2G1G1I1G2I2InG2G1I

I2I1In

21H24IHnH1φ=1etd3H若混淆后的空气状态点落入超饱和区，比如图中3-4直线上的d点，则混淆物将分红气态的饱和空气和液态的水两部分，前者的状态点为过d点的等温线与φ=1线的交点e。幻灯片28绝热冷却增湿过程空气和水直接接触时，空气的状态变化可视为空气和液态水表面界限层的饱和空气不断混淆的过程。若空气（以A点表示）与温度为tas的冷却水（其表面的饱和空气以B点表示）相接触，因为水温保持不变，B点的地点也固定不变，则空气的不停混淆过程就表现为空气状态从A点不停向B点挪动。Word资料.I

..tAAφ=1tasBH绝热饱和过程的进行，其结果一方面表现为空气的冷却，另一方面表现为空气的增湿，故称为绝热冷却增湿过程。幻灯片29第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算一、物料含水量的表示方法第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算干燥过程的计算中应经过干燥器的物料衡算和热量衡算计算出湿物猜中水分蒸发、空气用量和所需热量，再依此选择适合型号的鼓风机、设计或选择换热器等。一、物料含水量的表示方法1湿基含水量w以湿物料为计算基准的物猜中水分的质量分率或质量百分数。湿物猜中水分的质量w湿物料的总质量幻灯片30干基含水量Ｘ：不含水分的物料往常称为绝对干物料或称干料。以绝对干物料为基准的湿物猜中含水量，称为干基含水量，亦即湿物猜中水分质量与绝对干料的质量之比，单位为kg水分/kg绝干料。Word资料...湿物猜中水分的质量X湿物猜中绝对干料的质量两种含水量之间的换算关系为wXX1Xww1注：工业上常采纳湿基含水量。幻灯片31二、物料衡算经过物料衡算可确立将湿物料干燥到规定的含水量所蒸以的水重量、空气耗费量、干燥产品的流量。新鲜空气L，H1废气L，H2干燥产品G2，X2湿物料G1，X1L——绝干空气的耗费量，kg绝干气/s；H1，H2——分别为湿空气出入干燥器时的湿度，kg水气/kg绝干气；X1，X2——分别为物料出入干燥器时的干基含水量，kg水气/kg绝干料；G1，G2——分别为物料出入干燥器时的流量，kg湿物料/s；G——绝干物料的流量，kg绝干料/s。幻灯片321水分蒸发量w对上图所示的连续干燥器作水分的物料衡算，以1s为基准。Word资料...LH1GX1LH2GX2wL(H2H1)G(X1X2)2干空气耗费量LL(H2H1)G(X1X2)G(X1X2)wLH1H2H1H2幻灯片33令l=L/W，称为比空气用量，其意义是从湿物猜中气化1kg水分所需的干空肚量。L1lH2H1w假如新鲜空气进入干燥器前先经过预热器加热，因为加热前后空气的湿度不变，以H0表示进入预热器时的空气湿度，则有l

11H2H1H2H0上式说明：比空气用量只与空气的最先和最后湿度相关，而与干燥过程所经历的门路没关。幻灯片34湿空气的耗费量为：LL(1H1)L(1H0)Word资料...3干燥产品的流量G2GG2(1w2)G1(1w1)G1(1w1)G21w2式中w1、w2——物料出入干燥器时的湿基含水量幻灯片35例题例：在一连续干燥器中，每小时办理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量有10%降至2%（wb）。以热空气为干燥介质，初始湿度H1=0.008kg水/kg绝干气，走开干燥器时湿度为H2=0.05kg水/kg绝干气，假定干燥过程中无物料损失，试求：水分蒸发量、空气耗费量以及干燥产品量。解：（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即XX

1w10.11w110.111kg水/kg绝干料0.1w20.0221w210.0204kg水/kg绝干料0.02进入干燥器的绝干物料为G=G1（1-w1）=1000（1-0.1）=900kg绝干料/h水分蒸发量为W=G（X1-X2）=900（）=81.5kg水/h幻灯片36（2）空气耗费量w81.51940kg绝干气/hLH2H1原湿空气的耗费量为：L?=L（1+H1）=1940（1+0.008）=1960kg湿空气/h单位空气耗费量（比空气用量）为：Word资料...11kg绝干气/kg水H2H1（3）干燥产品量1w110.1G2G11w100010.02918.4kg/h2G2G1w100081.5918.5kg/h幻灯片37三、热量衡算经过干燥器的热量衡算能够确立物料干燥所耗费的热量或干燥器排出空气的状态(H2，t2，I2)。QLLLLH0,t0,I0预热器H1,t1,I1干燥器H2,t2,I2G1,X1,θ1,I?1QQDG2,X2,θ2,I?2pQp——预热器的传热速率，kw；QD——向干燥器中增补热量的速率，kw；QL——干燥器的热损失速率，kw幻灯片38预热器的热量衡算若忽视预热器的热损失，以1s为基准，则有LIQ

0QpLI1pL(I1I0)干燥器的热量衡算Word资料...LI1GI1QDLI2GI2QLQDL(I2I1)G(I2I1)QL干燥系统耗费的总热量QQpQDL(I2I0)G(I2I1)QL幻灯片39湿物料的焓IcsXcw(csXcw)cm假定：（1）新鲜空气中水蒸气的焓等于走开干燥器时废空气中水蒸气的焓，即：Iv0=Iv2。（2）出入干燥器的湿物料比热相等，即：Cm1=Cm2=Cm。QQpQDL(I2I0)G(I2I1)QLL(cgt2H2Iv2)(cgt0H0Iv0)G(cm22cm11)QLLcg(t2t0)Iv2(H2H0)Gcm(21)QL幻灯片40因为wL(H2H0)Iv2r00cvt2Word资料...QQpQDLcg(t2t0)w(r00cvt2)Gcm(21)QL1.01L(t2t0)w(24901.88t2)Gcm(21)QL由上式能够看出：向系统输入的热量用于：加热空气、加热物料、蒸发水分、热损失等四个方面。幻灯片41干燥系统的热效率蒸发水分所需的热量100%向干燥系统输入的总热量定义：蒸发水分所需的热量为：Qv=w(2490+1.88t2)-4.187θ1w若忽视湿物猜中水分代入系统中的焓，则有w(24901.88t2)100%Q幻灯片42提升热效率的举措使走开干燥器的空气温度降低，湿度增添（注意吸湿性物料）；提升热空气入口温度（注意热敏性物料）；废气回收，利用其预热冷空气或冷物料；注意干燥设施和管路的保温隔热，减少干燥系统的热损失。幻灯片43例题例：某糖厂的展转干燥器的生产能力为4030kg/h（产品），湿糖含水量为1.27%，于310C进入干燥器，走开干燥器时的温度为360C，含水量为0.18%，此时糖的比热为1.26kJ/kg绝干料?0C。干燥用空气的初始状况为：干球温度200C，湿球温度170C，预热至970C后进入干燥室。空气自干燥室排出时，干球温度为400C，湿球温度为320C，试求：（1）蒸发的水重量；（2）新鲜空气用量；（3）预热器蒸气用量，加热蒸气压为200kPa（绝压）；（4）干燥器的热损失，QD=0；（5）热效率。Word资料...Qt0=200Ct1=970Ct2=400CLtw0=170C预热器干燥器tw2=320Cθ1=310CQpQD=0G2=4030kg/hw1=1.27%w2=0.18%θ2=360C幻灯片44解：（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即X1w11.27%水绝干料1w111.27%0.0129kg/kgX2w20.18%水绝干料1w210.18%0.0018kg/kg进入干燥器的绝干物料为G=G2（1-w2）=4030（1-0.18%）=4022.7kg绝干料/h水分蒸发量为W=G（X1-X2）=4022.7（）=44.6kg水/h幻灯片45（2）新鲜空气用量：第一计算绝干空气耗费量。由图查得：当t0=200C，tw0=170C时，H0=0.011kg水/kg绝干料；当t2=400C，tw2=320C时，H2=0.0265kg水/kg绝干料。绝干空气耗费量为：w44.6L2877.4kg绝干气/hH2H1新鲜空气耗费量为：L?=L（1+H0）=2877.4（1+0.011）=2909kg新鲜空气/h幻灯片463）预热器中的蒸气用量查H-I图，得I0=48kJ/kg干空气；I1=127kJ/kg干空气；Word资料...I2=110kJ/kg干空气Qp=L(I1-I0)=2877.4（127-48）=2.27×105kJ/h查饱和蒸气压表得：200kPa（绝压）的饱和水蒸气的潜热为2204.6kJ/kg，故蒸气耗费量为：2.27×105/2204.6=103kg/h幻灯片47（4）干燥器的热损失QLQpQD1.01L(t2t0)w(24901.88t2)Gcm(21)2.2710501.012877.4(4020)44.6(24901.8840)4022.71.26(3631)2.9104kJ/h5）热效率若忽视湿物猜中水分带入系统中的焓，则有w(24901.88t2)44.6(24901.8840)Q100%2.2710550.4%幻灯片48课外习题在常压连续理想干燥器中，用通风机将空气送至预热器，经1200C饱和蒸气加热后进入干燥器以干燥某种物料。已知空气状况为：进预热器前湿空气中水蒸气分压p0=1.175kPa，温度为150C，进干燥器前的温度为900C，出干燥器后的温度为500C。物料状况为：进干燥器前X1=0.15kg水/kg绝干料，出干燥器后X2=0.01kg水/kg绝干料。干燥器的生产能力为250kg/h（按干燥产品计），预热器的总传热系数为50w/m2·0C。试求通风机的送风量和预热器的传热面积。幻灯片49第四节湿物料的性质及干燥机理一、湿物料的水分活度水分活度：水蒸气分压pv与同温度下纯水的饱和蒸气压ps之比。物料的水分活度与其含水量和温度相关。必定温度下水分活度与含水量的关系曲线称为吸着等温线。Word资料...含水量aw水分活度不单与物料的储藏性相关，并且决定了干燥进行的方向。aw<φ时，吸附水分；aw=φ时，达到均衡；aw>φ时，解吸水分（干燥）；幻灯片50二、均分(equilibriumwater)和自由水分(freewater)区分依照：物料所含水分可否用干燥方法除掉。物猜中的水分与必定温度t、相对湿度φ的不饱和湿空气达到均衡状态，此时物料所含水分称为该空气条件(t、φ)下物料的均分。在干燥过程中能除掉的水分不过物猜中高出均分的那一部分，称为自由水分。均分随物料的种类及空气的状态(t，φ)不一样而异。均分代表物料在必定空气状况下能够干燥的限度。幻灯片51三、联合水分(boundwater)与非联合水分(unboundwater)区分依照：依据物料与水分结协力的状况1联合水分包含物料细胞壁的水分、物料毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。特色：籍化学力或物理化学力与物料相联合的，因为结协力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，以致干燥过程的传质推进力降低，故除掉联合水分较困难。幻灯片522非联合水分包含机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。特色：物猜中非联合水分与物料的结协力衰，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压同样，干燥过程中除掉非联合水分较简单。重申：Word资料...物料的联合水分和非联合水分的区分只取决于物料自己的性质，而与干燥介质的状态没关；均分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，均分和自由水分的数值将随之改变。幻灯片53物料的总水分、均分、自由水分、联合水分、非联合水分之间的关系见图示。x1非联合水分物料自由的含水分水量x0总水分联合x*平水分衡水分0空气相对湿度φ100%幻灯片54四、干燥机理湿度梯度的形成湿物料表面水分的汽化，遂形成物料部与表面的湿度差，促进物料部的水分向表面移动。2温度梯度的形成在干燥过程中物料外的温度不一致，温度梯度促进水分传达（称为热导湿），方向是从高温到低温。以上两种梯度以致的水分传达称为部扩散。幻灯片553外面的传质推进力：水分由物料部扩散到表面后，便在表面气化，可以为在表面邻近存在一层气膜，在气膜水蒸气分压等于物猜中水分的蒸气压，水分在气相中的传质推进力为此蒸气压与气相主体中水蒸气分压之差。造成该分压的原由是：对对流干燥，因为介质的不停流动，带走气化的水分；Word资料...对真空干燥而言，则是气化的水分被真空泵抽走。水分的部扩散和表面汽化是同时进行的，但在干燥过程的不一样阶段其速率不一样，从而控制干燥速率的机理也不同样。原由在于遇到物料的结构、性质、湿度等条件和干燥介质的影响。幻灯片56在干燥过程中，当物猜中水分表面汽化的速率小于部扩散的速率时，称为表面汽化控制；加强举措（对对流干燥而言）：提升空气的温度，降低相对湿度，改良空气与物料的接触和流动状况，均有助于提升干燥速率。当物猜中水分表面汽化的速率大于部扩散的速率，称为部扩散控制。加强举措：从改良部扩散着手，如：减少物料厚度、使物料聚积松散、搅拌或翻动物料、采用微波干燥等。幻灯片57第五节干燥速率和干燥时间一、恒定干燥条件下的干燥速率恒定干燥条件：干燥介质的温度、湿度、流速及与物料的接触方式，在整个干燥过程中均保持恒定。干燥速率：单位时间在单位干燥面积上汽化的水重量W。u=dw/Adτ式中u—干燥速率,kg/m2·h；W—汽化水重量,kgA—干燥面积,m2；τ—干燥所需时间,h幻灯片58u=dw/AdτWord资料...dW=-GdXu=dW/Adτ=-GdX/Adτ式中Ｇ—湿物猜中绝对干料的量,kg；X—湿物猜中干基的含水量,kg水/kg干物料；负号表示物料含水跟着干燥时间的增添而减少。幻灯片59影响干燥速率的要素（对对流干燥而言）影响干燥速率的要素（对对流干燥而言）湿物料的性质与形状：包含物理结构、化学构成、形状大小、料层厚薄及水分联合方式。物料的湿度：物料的水分活度与湿度相关，因此影响干燥速率。物料的温度：温度与水分的蒸气压和扩散系数相关。干燥介质的状态：温度越高，相对湿度越低，干燥速率越大。干燥介质的流速：由界限层理论可知，流速越大，气膜越薄，干燥速率越大。介质与物料的接触状况：主假如指介质的流动方向。流动方向垂直于物料表面时，干燥速率最快。幻灯片60二、干燥曲线与干燥速率曲线1干燥曲线：干燥过程中物料含水量X与干燥时间t、物料表面温度θ的关系曲线。2干燥速率曲线：物料干燥速率u与物料含水量X的关系曲线。Word资料...ABXCDEE表面温度ABCD干燥时间τCBUADEX幻灯片61干燥过程分为恒速干燥和降速干燥两个阶段。恒速干燥阶段：如BC段所示（AB段为物料预热段，此段所需时间很短，一般并入BC段考虑）。Word资料...此阶段特色：除掉的水分是非联合水；属于表面汽化控制阶段；物料表面的温度一直保持为空气的湿球温度；干燥速率的大小，主要取决于空气的性质，而与湿物料的性质关系很小。幻灯片62在恒速干燥阶段中，空气传给物料的热量等于水分汽化所需的热量，即dQrtwdw在干燥过程中，传热速率为dQAd

(ttw)传质速率为：dwH)kH(Hs,twAd所以，恒速干燥阶段的干燥速率为dwdQH)(ttw)UkH(Hs,twAdrtwAdrtw幻灯片634降速干燥阶段：如CE段所示临界点：C点，该点的干燥速率Uc等于等速阶段的干燥速率。临界含水量：Xc越大，则会过早的转入降速干燥阶段，使在同样的干燥任务下所需的干燥时间加长。临界含水量与物料的性质、厚度、干燥速率相关。第一降速阶段（CD段）：物料部水分扩散速率小于表面水分在湿球温度下的汽化速率，这时物料表面不可以保持全面润湿而形成“干区”，以致干燥速率降落。幻灯片64第二降速阶段（DE段）：水分的汽化面渐渐向物料部挪动，进而使热、质传达门路加长，阻力增大，造成干燥速率降落。降速干燥阶段特色：干燥速率主要决定于物料自己的结构、形状和大小等。而与空气的性质关系很小。Word资料...物料表面的温度不停上涨，而最后凑近于空气的温度。幻灯片65三、恒定干燥条件下干燥时间的计算恒速干燥阶段设恒速干燥阶段的干燥速率为uc，依据干燥速率定义，有GddXUcA积分界限条件为：开始时τ=0，X=X1；终了时τ=τ1，X=Xc；1GXcdAUcdX0X11G(X1Xc)UcA幻灯片66临界处的干燥速率Uc可从干燥速率曲线查得，也可用下式进行估量：Uc(ttw)rtw对流传热系数a可用以下几种经验公式计算：（1）空气的流动方向与物料表面平行时0.0204(L)0.8Word资料...式中L?——湿空气的质量流速，kg/m2·h合用条件：L?=2450~29300kg/m2·h（0.6~8m/s），空气的均匀温度t=45~1500C（2）空气垂直于物料表面流动1.17(L)0.37合用条件：L?=3900~19500kg/m2·h（0.9~4.6m/s）幻灯片67例题例：将不溶于水的固体晶体装在0.5×0.5m的盘中干燥，物料层厚度为25mm，盘的侧面和底面可假定为绝热的，干燥所需热量由流动方向与物料平行的热空气以对流方式传到物料表面，空气流速为6m/s，温度为700C，湿度为0.01kg水/kg绝干料，试估量恒速干燥阶段的干燥速率和蒸发量。解：由湿度图查得H=0.01kg水/kg绝干料，t=700C的空气tw=300C空气的湿比容为vH(0.7721.244H)22.4273t273(0.7721.2440.01)22.4273700.987m3/kg干空气273湿空气的密度为1H10.011.023kg/m3vH0.987幻灯片68湿空气的质量流速L?=uρ=61.=6.14kg/m2·s或22100kg/m2·h对流传热系数0.0204(L)0.80.0204299061w/m2k当tw=300C时，rtw=2424kJ/kg，则有Word资料...Uc(ttw)360061rtw(7030)3600100024243.62kg/m2h蒸发量为Uc×A=3.62（0.5×0.5）=0.91kg水/h幻灯片69降速干燥阶段积分界限条件：降速开始时τ=0，X=Xc；终了时τ=τ2，X=X2；2Gd20A

X2Xc

dXGUA

XcX2

d