工程热力学第九章湿空气性质和湿空气过程

工程热力学第九章湿空气性质和湿空气过程第1页，课件共25页，创作于2023年2月本章重点1.理解绝对湿度、相对湿度（饱和度）、含湿量3.熟练使用湿空气的焓湿图。4.掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。

2.干球温度、湿球温度、露点温度。第2页，课件共25页，创作于2023年2月§9-1湿空气和干空气湿空气：含有水蒸气的空气干空气：完全不含水蒸气的空气湿空气＝（干空气＋水蒸气）

湿空气与一般理想混合气体的最大区别水蒸气的含量是变量!!分压低理想混合气体第3页，课件共25页，创作于2023年2月饱和水蒸气

未饱和（湿）空气和饱和（湿）空气过热水蒸气干空气pV

<pSV(T)

TspVpSV加入水蒸气，pV饱和空气

未饱和空气水蒸气＋ba第4页，课件共25页，创作于2023年2月湿空气中水蒸气的分压力通常低于其温度（即湿空气温度）所对应的饱和压力，处于过热蒸汽状态，如图中a点所示。这种湿空气称为未饱和空气。未饱和空气具有吸收水分的能力。

如果湿空气温度不变，增加湿空气中水蒸气含量使其分压力增加，当水蒸气分压力pSV达到其温度所对应的饱和压力pSV时，水蒸气达到了饱和蒸汽状态，如图中b点所示。这时的湿空气称为饱和空气。由于饱和空气中水蒸气与环境中液相水达到了相平衡，即蒸汽含量达到了最大值，故不再具有吸收水分的能力。第5页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2绝对湿度和相对湿度湿度是指空气的潮湿程度，与空气中所含水蒸气的量有关。单位体积空气中所含的水蒸气的质量称为空气的绝对湿度，即空气中水蒸气的密度ρV绝对湿度只能说明湿空气中所含水蒸气的多少，而不能表明湿空气所具有的吸收水分的能力大小。饱和空气

水蒸气第6页，课件共25页，创作于2023年2月相对湿度绝对湿度ρV与相同温度下可能达到的最大绝对湿度ρV,max

（即同温下饱和空气的绝对湿度ρSV）之比，用φ表示：§9-2绝对湿度和相对湿度相对湿度越小，湿空气越干燥。当相对湿度φ＝1时，湿空气已达到饱和空气状态，

不再具有吸收水分的能力。第7页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2露点温度和湿球温度露点温度对于未饱和空气,在保持湿空气中水蒸气分压力pv不变的条件下，若降低湿空气的温度可使水蒸气从过热状态达到饱和状态，饱和状态所对应的湿空气状态称为湿空气的露点。露点所处的温度称为露点温度,用Td或td表示，显然它是湿空气中水蒸气分压力对应的饱和温度。第8页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2露点温度和湿球温度在湿空气温度一定条件下，露点温度越高说明湿空气中水蒸气分压力越高、水蒸气含量越多，湿空气越潮湿；反之，湿空气越干燥。湿空气达到露点后如再冷却，就会有水滴析出，形成所谓的“露珠”、“露水”第9页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2露点温度和湿球温度干湿球温度计两支相同的普通玻璃管温度计。一支用浸在水槽中的湿纱布包着，称为湿球温度计；另一支即普通温度计，相对前者称为干球温度计。将干湿球温度计放在通风处，使空气掠过两支温度计。干球温度计所显示的温度t即湿空气的温度；湿球温度计的读数为湿球温度tw。第10页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2露点温度和湿球温度湿球温度由于湿布包着湿球温度计，当空气是未饱和空气时，湿布上的水分就要蒸发，水蒸发需要吸收汽化热，从而使纱布上的水温度下降。当温度下降到一定程度时，周围空气传给湿纱布的热量正好等于水蒸发所需要的热量，此时湿球温度计的温度维持不变，这就是湿球温度tw湿球温度与水的蒸发速度及周围空气传给湿纱布的热量有关，这两者又都与相对湿度φ和干球温度t有关第11页，课件共25页，创作于2023年2月§9-2露点温度和湿球温度第12页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图含湿量（比湿度）含湿量d是单位质量（1kg）干空气所携带的水蒸气的质量（克数）第13页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图含湿量与水蒸气分压力的对应关系第14页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图湿空气的焓湿空气是干空气和水蒸气的混合物，因而湿空气的焓是二者焓之和1kg干空气所对应湿空气所具有的焓第15页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图焓湿图为了方便计算，工程上常采用湿空气的状态参数坐标图确定湿空气的状态及其参数，并对湿空气的热力过程进行分析计算。最常用的状态参数坐标图是焓湿图，它的纵坐标是湿空气的焓H，横坐标是含湿量d。焓湿图是针对某确定大气压力绘制的，大气压力不同图不同。为使图形清晰，等焓线为一系列与纵坐标成135度夹角的平行线。第16页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图焓湿图等温线簇是一组互相不平行向右稍发散的直线。这是因为：当t等于常数时，焓h与含湿量d是线性关系，且对应不同的t有不同的斜率。等相对湿度线簇为一组向上凸的曲线，它的值从上向下逐渐增加直至100％。对应100％的线为饱和空气线，也是对应不同水蒸气分压力的露点线。水蒸气确定的分压力对应一定的含湿量，故水蒸气的等分压力线亦即对应的等含湿量线，数值可标在图上方的横坐标上；或者在图右下角绘出pv=f(d)的关系曲线，在图右边的纵坐标上标出相应的分压力值。第17页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图焓湿图从未饱和空气状态沿定焓线往右下与饱和空气线（φ=1）的交点对应的温度即为湿球温度从未饱和空气状态沿定含湿量线（定分压力线）往下与饱和空气线的交点对应的温度即为露点温度，往上与横轴的交点对应的压力即为水蒸气的分压力第18页，课件共25页，创作于2023年2月§9-4含湿量、焓和焓湿图焓湿图第19页，课件共25页，创作于2023年2月§9-6湿空气过程—焓湿图的应用在湿空气的热力过程中，由于湿空气中的水蒸气常常发生集态变化致使湿空气的质量发生变化，因此计算分析中除要应用能量方程外，还要用到质量守恒方程。湿空气的热力过程分析也是焓湿图应用的一个重要方面。工程上种种复杂的湿空气热力过程常是几种基本热力过程的组合，下面介绍几种典型的湿空气的基本热力过程。第20页，课件共25页，创作于2023年2月§9-6湿空气过程—焓湿图的应用加热（或冷却）过程对湿空气单独地加热或冷却的过程，是含湿量保持不变(Δd=0)的过程。在加热过程中，湿空气的温度升高，焓增加而相对湿度减少；冷却过程与加热过程正好相反加热过程吸收的热量等于焓的增量第21页，课件共25页，创作于2023年2月§9-6湿空气过程—焓湿图的应用(绝热)加湿过程物品的干燥过程对于湿空气而言是一加湿过程。这一加湿过程通常是在绝热条件下进行的，故称为绝热加湿过程。湿空气焓值不变（ΔH=0）的过程，含湿量d和相对湿度增大，温度降低。第22页，课件共25页，创作于2023年2月绝热混合过程空调工程常用方法d1