《工程热力学》 课件 第十二章 湿空气

第十二章理想气体混合物及湿空气—moistair;atmosphericair12-1理想气体混合物

假定：

1.混合气体内部无化学反应，成分不变；

2.各组元气体都有理想气体的性质，

3.混合后仍具有理想气体的性质；

4.各组元气体彼此独立，互不影响。

相对成分=

分量

总量相对成分

混合气体质量kg

摩尔数kmol

容积m3项目第i种组成气体绝对成分一、混合气体的折合摩尔质量及折合气体常数1、混合气体成分的几种表示方法：体积分数：

Vi为分体积质量分数：摩尔分数：2、混合气体折合摩尔质量3、混合气体的折合气体常数二、分压力定律和分体积定律1、分压力及分体积在与混合物温度相同的情况下，每一种组成气体都独自占据体积V时，组成气体的压力称为分压力。用pi表示。

各组成气体都处于与混合物温度、压力相同的情况下，各自单独占据的体积称为分体积。用Vi表示。T,V

p1T,V

p2T,V

p

nT,…

V

2、分压力定律混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和，称为道尔顿(Dalton)分压定律p,T

p,TV1,n1p,TV2,n2p,TV

n,n

nV=V1+V2+┅+Vi+┅+Vnn=

n1+n2+┅+ni+┅+

nn…3、分体积定律理想气体混合物的总体积等于各组成气体分体积之和，称为亚美格(Amagat)分体积定律三、wi、xi、

i的转算关系12-2理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵1、比热容2、热力学能和焓热力学能和焓均为广延参数同理：3、熵熵为广延参数熵变同理：12–3湿空气

地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的其他气体所组成。水蒸气以外的所有组成气体称为干空气，看作是不变的整体。因此，大气是干空气与水蒸气组成的混合气体。

干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染

等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化（不考虑微量的其它气体）

成分相对分子质量摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003湿空气=干空气(dryair)+

水蒸气(watervapor)湿空气是理想气体混合物一.未饱和湿空气(unsaturatedair)和

饱和湿空气(saturatedair)所以空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气如空气达成饱和的途径

t不变，pv上升，pv=ps(t)pv不变，t下降，t=ts(pv)二.露点—dewpoint

湿空气中水蒸气压力pv所对应

的饱和温度，td=ts(pv)。12-4湿空气的状态参数一.绝对湿度(absolutehumidity)ρv

每立方米湿空气中水蒸气的质量

kg/m3所以3）ρv数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小

如pv=0.6566kPa，1℃时pv=ps，无吸湿能力

10℃时pv<ps有吸湿能力。

二.相对湿度（饱和度）--humidity

φ——湿空气中水蒸气含量与同温度下

最大可能含量之比。所以φ=0干空气0<φ<1未饱和空气φ=1饱和空气吸湿能力下降注：当t>ts（p），如在1atm时，t>100℃时，

由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）ps>p三.含湿量d——每kg干空气中所含水蒸气的质量讨论：a）当p一定时，12-5.干球温度t—dry-bulbtemperature，湿球温度tw

--wet-bulbtemperature

1.干、湿球温度计原理(wet-and-dry-bulbthermometer)干湿球温度计12-6湿空气的焓-湿图—psychrometricchart一.湿空气的焓东南大学清华大学北京林业大学哈尔滨工业大学湿空气的焓也可由下式计算适用范围：pb=101.325kPa、t

50℃，若pb≠101.325kPa，需按下式修正：以上均为浜田棠-吉田崇提出，在t不超过55℃时，误差不大于1%。

二.湿空气其他状态参数

按1kg干空气加dkg水蒸气的理想气体混合物计算

注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气

的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。三.h-d图注意：h-d图随pb改变而改变A）制图依据B）线群介绍

1）定d线一组平行于纵坐标的直线群。露点td是湿空气d冷却到=100%时的温度。因此，含湿量d相同、状态不同的湿空气具有相同的露点。

2）定h线3）定t线由h=1.005t+(2501+1.86t)d

，当湿空气的干球温度t=定值时，h和d间成直线变化关系。t不同时斜率不同。因此等t线是一组互不平行的直线，t愈高，则等t线斜率愈大。

4）定tw线绝热增湿过程近似为等h过程，湿空气的湿球温度tw(近似等于绝热饱和温度tw')是沿等h线冷却到φ=100%时的温度。因此，焓值相同状态不同的湿空气具有相同的湿球温度。

5）定φ线等φ线是一组上凸形的曲线。

因d所以总压力p一定时，φ=f(d,t)

。

h-d图都是在一定的总压力p下绘制的，水蒸气的分压力最大也不可能超过p。因此当湿空气温

度等于或高于100℃时

φ定义为

φ=pv/p。等φ线就是等d线，所以各等φ线与t=100℃的等温线相交后，向上折与等d线重合。

6）定v线φ=0，即干空气状态，这时d=0，所以它和纵坐标线重合。

7）pv=f(d)线当d<<0.622时，则pv与d近似成直线关系。所以图中d很小那段的pv为直线。该曲线画在φ=100%等湿线下方，pv的单位为kPa

C）h-d图应用例1例212-7湿空气过程及其应用湿空气热力过程求解的共同步骤：

1.画出流程草图；

2.在h-d图上画出过程；

3.写出水及干空气的质量守恒方程；