《干燥空气特性与焓湿》课件

干燥空气特性与焓湿欢迎来到本课程，我们将深入探讨干燥空气特性及焓湿的相关知识，并了解其在工业应用中的重要性。课程大纲11.干燥空气概述包括干燥空气组成、水分含量、相对湿度与绝对湿度、干球温度与湿球温度等概念。22.湿度图表与焓湿图表介绍湿度图表和焓湿图表的构成及应用，以及干燥空气性质、比体积、比热容、热传输等重要参数。33.干燥空气状态变化探究干燥空气在不同条件下的状态变化，如等熵变化、等焓变化、等湿变化和等压变化。44.干燥空气吸附与脱附深入探讨干燥空气吸附与脱附过程，并介绍不同吸附材料的种类及特点，以及吸附机理与吸附等温线。55.干燥空气在工业中的应用分析干燥空气在金属热处理、食品加工、电子制造、医药生产等领域的应用。66.课程小结与课后思考对课程内容进行总结，并提出一些思考问题，以激发学习者对干燥空气特性和焓湿的更深入理解。何为干燥空气？定义干燥空气是指不含水蒸气的空气，即空气中的水蒸气含量可以忽略不计。在实际应用中，常指相对湿度小于1%的空气。特点干燥空气具有较低的湿度，对材料的干燥、防腐和储存具有重要作用。在工业生产中，干燥空气常被用来去除材料中的水分。干燥空气的组成氮气(N2)约占78.08%1氧气(O2)约占20.95%2氩气(Ar)约占0.93%3二氧化碳(CO2)约占0.04%4其他如氖气、氦气、氪气、氙气等，含量极少。5干燥空气的水分含量绝对湿度指单位体积空气中所含的水蒸气质量，单位通常为克/立方米(g/m3)。相对湿度指空气中水蒸气分压与同温度下饱和水蒸气分压之比，通常以百分比表示，例如50%RH。相对湿度与绝对湿度的定义相对湿度是指空气中实际水蒸气含量与同温度下空气饱和水蒸气含量之比，用百分比表示。绝对湿度是指单位体积空气中所含水蒸气的质量，通常以克/立方米(g/m3)表示。相对湿度与绝对湿度的关系1关系相对湿度和绝对湿度是密切相关的，相对湿度是反映空气中水蒸气含量的相对指标，而绝对湿度则是反映空气中水蒸气含量的绝对指标。2影响因素相对湿度受温度和绝对湿度共同影响，温度升高，饱和水蒸气含量增加，相对湿度会降低；绝对湿度升高，相对湿度会升高。3应用在工业生产和生活中，我们常使用相对湿度和绝对湿度来描述空气的湿度状况，并根据需要进行调节。干球温度与湿球温度的概念干球温度指用普通温度计直接测得的空气温度，即空气本身的温度。湿球温度指将温度计的球部包裹在湿布中，并不断通风的情况下，温度计所测得的温度。湿球温度反映的是空气蒸发水汽的能力。湿度图表的构成1坐标轴湿度图表通常以干球温度为横坐标，以相对湿度为纵坐标。2饱和曲线图表上有一条饱和曲线，表示在不同温度下，空气中所能容纳的最大水蒸气含量。3等湿线图表上还有许多等湿线，表示相对湿度相同的点，这些等湿线与饱和曲线平行。湿度图表的应用空气湿度计算根据干球温度和相对湿度，可以从湿度图表中查得空气中水蒸气含量。露点温度计算根据干球温度和相对湿度，可以从湿度图表中查得露点温度。空调设计湿度图表可以帮助空调工程师确定空调的制冷量和除湿量，以达到舒适的室内环境。焓湿图表的概念与构成概念焓湿图表是将干燥空气的焓值、湿度、干球温度和湿球温度等参数绘制在同一张图表上，用来描述干燥空气的热力学状态。构成焓湿图表以干球温度为横坐标，以绝对湿度为纵坐标，并绘制焓值线和湿球温度线。应用焓湿图表可以帮助我们了解干燥空气的状态变化，并进行相关计算，如混合空气焓值的计算。焓湿图表的应用空调设计焓湿图表可以帮助工程师设计空调系统，确定所需的制冷量、除湿量和送风量。干燥过程焓湿图表可以帮助我们了解干燥过程中的热量和水分变化，并优化干燥工艺。混合空气焓湿图表可以帮助我们计算混合空气的焓值和湿度，并确定混合后的空气状态。干燥空气的性质密度干燥空气的密度是指单位体积干燥空气的质量，与温度和压力有关，温度越高，密度越低；压力越高，密度越高。比热容干燥空气的比热容是指单位质量的干燥空气升高1摄氏度所需的热量，与温度和压力有关。热传导系数干燥空气的热传导系数是指单位时间内通过单位面积的干燥空气，由温度差引起的热量传递量，与温度和压力有关。粘度干燥空气的粘度是指干燥空气抵抗流动的能力，与温度和压力有关，温度越高，粘度越低。干燥空气比体积的定义定义干燥空气比体积是指1千克干燥空气在标准状态下的体积，通常以立方米/千克(m3/kg)表示。意义干燥空气比体积反映了干燥空气在不同温度和压力下的体积变化情况，在工程计算中具有重要意义。干燥空气比体积的计算理想气体状态方程PV=mRT，其中P为压力，V为体积，m为质量，R为气体常数，T为温度。比体积公式v=V/m=RT/P，其中v为比体积，R为气体常数，T为温度，P为压力。计算步骤1.确定干燥空气的温度和压力。2.将温度和压力代入比体积公式，即可计算出干燥空气的比体积。干燥空气的定压比热容定义干燥空气的定压比热容是指单位质量的干燥空气在定压条件下，温度升高1摄氏度所需的热量，通常以焦耳/千克·摄氏度(J/kg·℃)表示。影响因素干燥空气的定压比热容受温度和压力影响，温度越高，定压比热容越大；压力越高，定压比热容越小。干燥空气的热传输1传导热量通过干燥空气分子间的碰撞传递，主要发生在固体表面和干燥空气之间，或干燥空气内部不同温度区域之间。2对流热量通过干燥空气流动的传递，主要发生在干燥空气和流体表面之间，或干燥空气不同区域之间的流动。3辐射热量通过电磁波形式传递，主要发生在高温物体和干燥空气之间，或干燥空气和周围环境之间。干燥空气的状态变化1等熵变化干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，熵值保持不变。2等焓变化干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，焓值保持不变。3等湿变化干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，湿度保持不变。4等压变化干燥空气在定压条件下发生的状态变化，压力保持不变。等熵变化定义等熵变化是指干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，熵值保持不变。这意味着干燥空气在等熵变化过程中没有热量交换，也没有摩擦力。特点等熵变化过程是一个理想状态，在实际情况下很难实现。等熵变化过程通常用于分析干燥空气的绝热过程，例如压缩机或膨胀机。等焓变化定义等焓变化是指干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，焓值保持不变。这意味着干燥空气在等焓变化过程中没有热量交换，也没有对外做功。特点等焓变化过程也是一个理想状态，在实际情况下也很难实现。等焓变化过程通常用于分析干燥空气的绝热过程，例如节流阀或喷嘴。等湿变化定义等湿变化是指干燥空气在绝热过程中发生的状态变化，湿度保持不变。这意味着干燥空气在等湿变化过程中没有水蒸气交换。特点等湿变化过程通常用于分析干燥空气的绝热过程，例如干燥过程中的空气流动。等压变化定义等压变化是指干燥空气在定压条件下发生的状态变化，压力保持不变。这意味着干燥空气在等压变化过程中，压力没有改变。特点等压变化过程通常用于分析干燥空气的加热或冷却过程，例如干燥过程中的空气加热。混合干燥空气的计算混合干燥空气的焓湿图示方法在焓湿图表上，将两股混合空气的状态点连接起来，连接线的中心点就是混合后的空气状态点。结果通过焓湿图表可以直观地观察到混合后的空气状态，包括焓值、湿度、干球温度和湿球温度。干燥空气的吸附和脱附吸附指干燥空气中的水蒸气被固体吸附剂表面吸附的过程。脱附指吸附剂表面的水蒸气被释放的过程，通常通过升温或减压实现。简单吸附过程原理干燥空气与吸附剂接触时，水蒸气分子会与吸附剂表面发生物理吸附或化学吸附。条件简单吸附过程通常在低温、高湿度条件下进行，吸附剂的表面积越大，吸附能力越强。简单脱附过程原理当吸附剂表面的水蒸气达到饱和状态时，可以通过升温或减压的方式，降低吸附剂表面的水蒸气分压，使水蒸气从吸附剂表面脱附下来。条件简单脱附过程通常在高温、低湿度条件下进行。复杂吸附过程原理复杂吸附过程通常涉及多种吸附剂，并通过不同的工艺条件进行控制，例如多级吸附和变压吸附。应用复杂吸附过程在工业生产中应用广泛，例如制备高纯度干燥空气。复杂脱附过程原理复杂脱附过程通常涉及多种脱附方式，例如热脱附、压力脱附和溶剂脱附，并根据实际需求进行选择。应用复杂脱附过程在工业生产中应用广泛，例如制备高纯度干燥空气。吸附材料的种类及特点硅胶具有较高的吸附能力，对水蒸气的吸附能力强，但易受温度影响，在高温条件下吸附能力下降。活性氧化铝具有较高的吸附能力，对水蒸气的吸附能力强，耐高温性能优良，在高温条件下吸附能力稳定。分子筛具有较高的吸附选择性，对水蒸气的吸附能力强，可选择性吸附特定物质。活性炭具有较高的吸附能力，对水蒸气的吸附能力强，但易受温度和湿度影响，在高温或高湿度条件下吸附能力下降。吸附机理与吸附等温线机理干燥空气吸附机理主要包括物理吸附和化学吸附。物理吸附是由于吸附剂和水蒸气分子之间的范德华力作用，化学吸附是由于吸附剂和水蒸气分子之间形成化学键。等温线吸附等温线是描述在一定温度下，吸附剂吸附水蒸气的量与水蒸气分压之间的关系曲线。吸附等温线可以帮助我们了解吸附剂的吸附性能。干燥空气在工业中的应用金属热处理在金属热处理过程中，干燥空气可以防止金属氧化，提高热处理效率。食品加工在食品加工过程中，干燥空气可以去除食品中的水分，延长保质期，并保持食品的色泽和风味。电子制造在电子制造过程中，干燥空气可以防止电子元器件受潮，保证电子产品的稳定性和可靠性。医药生产在医药生产过程中，干燥空气可以保证药品的质量，防止药品受潮，提高药品的稳定性和有效性。其他领域干燥空气还广泛应用于其他领域，例如纺织、化工、造纸等行业。金属热处理领域应用干燥空气在金属热处理过程中可以防止金属氧化，提高热处理效率。优势干燥空气可以有效地去除金属表面和内部的水分，防止金属氧化，从而提高热处理的质量和效率。食品加工领域应用干燥空气在食品加工过程中可以去除食品中的水分，延长保质期，并保持食品的色泽和风味。优势干燥空气可以有效地去除食品中的水分，防止食品腐败，延长保质期，并保持食品的色泽和风味，提高食品的质量和安全性。电子制造领域应用在电子制造过程中，干燥空气可以防止电子元器件受潮，保证电子产品的稳定性和可靠性。优势干燥空气可以有效地去除电子元器件表面的水分，防止电子元器件受潮，保证电子产品的稳定性和可靠性，提高电子产品的质量和性能。医药生产领域应用在医药生产过程中，干燥空气可以保证药品的质量，防止药品受潮，提高药品的稳定性和有效性。优势干燥空气可以有效地去除药品中的水分，防止药品受潮，提高药品的稳定性和有效性，保证药品的质量和安全。其他领域纺织干燥空气可以用于纺织品的干燥，提高纺织品的质量和性能。化工干燥空气可以用于化学物质的干燥，防止化学物质受潮，提高化学反应的效率和安全性。造纸干燥空气可以用于纸张的干燥，提高纸张的质量和性能。