湿空气的物理性质和焓湿图

1、第一章湿空气的物理性质和焓湿图的应用，空气调节的主要任务是在某个特定的空间，使该空气保持一定的温度、相对湿度、空气流速、气压、噪音、洁净度等。 第一节湿空气的物理性质，本节主要介绍了湿空气概念湿空气的基本状态参数湿空气焓湿球温度焓湿图的应用，基本要求：1.说明湿空气及其物理性质的概念：理解并掌握压力、温度、含水量、相对湿度、密度(比容)。 2 .掌握潮湿空气焓湿图的组成，掌握其绘制方法。 3 .掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。 4 .熟练掌握焓湿图的应用方法：空气状态、空气状态变化的经过线、空气的各种处理过程如I-d图所示，两种状态空气混合过程。 5 .知道空气状态参数的计算方法。 要

2、点：描述湿空气的物理性质，焓-湿图的构成，应用空气状态，空气状态变化的过程线，空气的各种处理过程用I-d图表示，两种状态的空气混合过程。 难点：用焓湿图确定空气状态，空气状态变化的经过线，空气的各种处理过程如I-d图所示，两种状态的空气混合过程。 1、湿空气的概念，大气是一定量的干燥空气和一定量的水蒸气混合而成的，我们称之为湿空气。干燥的空气、水蒸气、潮湿的空气、潮湿的空气中水蒸气的含量很少，但决定着空气环境的干燥和潮湿的程度，影响着潮湿的空气的物理性质。 因此，研究潮湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节的主要任务之一。 2 .湿空气的基本状态参数是常温常压，湿空气可以看作是理想的气体。 满足理

3、想气体的状态方程式和道尔顿定律。或压力、道尔顿定律分压的规律、或水蒸气分压的大小直接反映水蒸气含量的多寡，从气体分子运动论的观点来看，水蒸气分压、干燥空气分压、要点：水蒸气分压的大小直接反映水蒸气含量的多寡在一定的温度下， 空气中水蒸气的含量越多，空气越湿，水蒸气分压也越大湿空气中的水蒸气的含量达到最大限度时，多馀的水蒸气凝结而从空气中析出水饱和水蒸气分压Pq，b是温度的一值函数，Pq，b的值仅依赖于温度，温度越高，Pq，b 密度，潮湿空气的密度=干燥空气的密度水蒸气的密度，每容积空气所具有的质量称为密度，要点：潮湿空气的密度依赖于Pq值的大小，随着水蒸气分压Pq的升高而降低。 因为Pq值相对

4、于Pg值数值小，潮湿的空气比干燥的空气轻空气越湿水蒸气的含量越多，空气密度就变小，大气压b也变低。 阴天雨天的气压b比晴天低温度t越高，空气密度越小，大气压b也越低。 同一地区的夏天气压b比冬天低。 表示温度、空气冷热的程度。 分子动能的宏观结果。 空气受到热，内部的分子动能增加的话，就会出现温度的上升。 温度的高低用温度坐标表示，常用温度坐标为：绝对温度坐标(开尔文温度坐标) t，单位k； 摄氏温度坐标t、单位、含水量、湿润空气中与lkg干燥空气同时并存的水蒸气量称为含水量，在Vg=Vq=V Tg=Tq=T、及Rg=287 J/(kgK) Rq=46l J/(kgK )下，大气压力一定时，水

5、蒸气分压和含水量接近直线关系。 水蒸气分压越大，含水量也越大。 饱和状态：在一定的温度下，潮湿空气的水蒸气含量达到了最大限度。 此时，水蒸气的凝结和水的蒸发成为动态平衡。 温度的变化破坏了这个平衡。 饱和状态取决于温度！ 空气温度()饱和含水量(g/kg)10.6314.7027.20，相对湿度，湿空气水蒸气压力与同温度下饱和的湿空气水蒸气压力之比。、相对湿度越大，空气越湿，饱和空气的相对湿度为100%。 可以导出潮湿空气的相对湿度和含水量的关系。 要点：大气压力b一定时，水蒸气分压Pq仅依赖于含水量d。 含水量d随着水蒸气分压Pq的上升而增大，反之也同样。 含水量d一定时，水蒸气分压Pq随着

6、大气压力b的增加而上升，反之亦然。 含水量d正确地反映了空气中包含的水蒸气的量，但并不反映空气的吸湿能力，不表示潮湿的空气接近饱和的程度。 相对湿度反映湿空气中水蒸气的含量接近饱和的程度，但不能表示水蒸气的含量。 的值小，表示空气远离饱和，空气干燥，吸收水蒸气的能力强。的值大，表示空气接近饱和度，空气潮湿，吸收水蒸气的能力弱。 焓物质具有的能量，稳定流动方程式：空调系统中的空气流动过程是定压过程，因此空气的焓差表示热的变化。 干燥空气焓、或水蒸气焓、显热、潜热，假设： 0的水和0的干燥空气焓为0。 要点：潮湿空气的焓I随着温度t和含水量d的升高而变大，随着温度的降低而变小。焓湿图组成，等焓线，

7、等焓线，1 .d，2 .等温线，等相对湿度线，3 .5 .4 .水蒸气分压线，热湿比线，0，10，20，30，注意：海拔差异，焓湿图的差异。 3 .湿空气焓湿润图，湿空气焓湿润图为不同的大气压力b，纵轴为焓值，横轴为含水量值。热湿比、a、b、hA、hB、热湿比线描述了空气的状态变化过程。 热湿比是空气状态变化的行程线的斜率。 倾斜度相等的直线相互平行。 无论空气的初始状态在哪里，只要空气变化过程中的热湿比相等，即路线的斜率相等，路线就平行。c，d，hC，hD，dC，dD，1式的w，d单位是kg，2式的w，d单位是g。 单位为kJ/kg，1 .2 .必要说明：dA，dB，a，b，hA，hB，空气

8、的状态变化为h-d图上的表示，a，b，b ，线决定空气的最终状态，露点温度，温度降低，空气的d值与表中的某个饱和含水量值相等时换句话说，露点温度是湿空气下降到一定温度而产生结露时的温度，、不产生结露的露点温度的点：湿空气的露点温度t是判断空气结露的基准。 仅取决于空气含水量d。 关于传热学的几个基本概念：质交换传质是在一个多成分的系统中进行的。 物质分子总是处于不规则的热运动中，由物质组成的二元混合物中存在浓度差时，由于分子的随机性，物质分子从浓度高的地方向低的地方移动。 这种移动被称为浓度扩散或简单地扩散，通过扩散产生物质交换。 质量交换产生的动力浓度差是质量交换产生的动力，温度差是传热的动

9、力，压力差引起压力扩散。 质量交换的两种基本方式的分子扩散在静止的流体或与浓度梯度垂直的方向上层流运动的流体和固体中的扩散是由微分子运动引起的，即其机理类似于热传导。 湍流扩散比流体中湍流脉动(对流运动)引起的物质传递，即分子扩散传递物质强得多。 没有浓度差的二元系(均匀混合物)中，温度差和总压力差存在于各处时，会发生热扩散和压力扩散，扩散的结果浓度发生变化，引起浓度扩散。 湿球温度、湿球温度的概念在空调中很重要，Air Conditioning-Chapter 1，湿球温度是恒压绝热条件下，空气和水直接接触使热湿平衡稳定的绝热饱和温度，又称热力学湿球温度。理论上，隔热加湿小室，饱和空气，空气

10、与水充分接触，热湿交换平衡，水温稳定。 湿交换湿度不同的两种空气相遇，水蒸气移动，我们说两种空气进行了湿交换。 湿交换的动力：两种空气的水蒸气分压差。 只要两种空气有水蒸气分压的差，水蒸气就从水分分压高的空气(湿空气)移动到水分分压低的空气(干燥空气)。 就像干燥的空气吸入了潮湿空气的水蒸气。 干燥空气的这种能力称为吸湿能力。 水的蒸发需要吸热，水的蒸发首先在水面上形成饱和空气层，当饱和空气层的水蒸气分压与周围空气的水蒸气分压不同时，就会发生湿交换，这种湿交换刺激水的蒸发。 水分蒸发需要热量，这些热量也可以来自自己和周围的空气(这取决于谁的温度高)。 自己来的话水温会下降。 水温低于空气温度时

11、，蒸发热是从空气中获取的。 此时，水从空气中得到的热最终与水蒸气一起回到空气中。 在绝热加湿过程中，水分蒸发所需的热量都来自空气，空气失去显热后，温度下降，但由于空气含水量增加，空气得到水蒸气引起的气化潜热和液体热，气化热正好等于空气失去的显热，总焓增加，增加的值状态变化过程的热湿比：空气和水充分接触，热湿交换平衡，水温稳定。 t2是进口空气的湿球温度，因为出口空气饱和，温度t2=tw定义为湿球温度。 在隔热加湿室里，水温下降到某个数值的时候，空气正好在水面的温差上补充水分蒸发吸收的气化热。 此时水温没有下降，这种稳定的温度称为湿球温度。 (a )水温的高低不影响ts (b) tts:反映了空

12、气相对湿度的大小，因此，影响ts的主要原因是 t、等湿球温度线，湿球温度计指示的温度值实际上是球表面水的温度。 是测定空气的相对湿度的手段。 湿球温度计，原理当空气流动时，大量的不饱和空气流动时，湿布表面的水分蒸发，扩散到空气中的同时空气的热也传递到湿布表面，稳定后，水银温度计指示的温度是空气的湿球温度。 实验是用干湿球温度测量空气湿度，湿球温度是测量空气相对湿度的手段，某一状态的空气是指与湿球温度计的湿润温包接触，引起绝热热湿交换达到饱和状态时的温度，实际上是指湿润温度包的温度。 这个温度是温包湿纱布的温度计，是在流速在2.5m/s以上不直接放射的空气中测定的纱布表面温度，作为接近空气饱和度

13、的测定值。 周围的空气饱和差越大，湿球温度计产生的蒸发越强，其温度也越低。 干燥、湿球的温差决定空气的相对湿度。 空气的干球温度、湿球温度和露点温度的关系通常在t tS tl饱和空气的情况下： t=ts=tl，a，dA，dS，tB，ts，b，s，iS，iS，已知的干湿球温度下确定空气状态，6 .焓湿图的应用，湿空气的焓、湿空气的加热过程、湿空气状态变化过程、等焓减湿过程、等焓加湿过程、湿空气的冷却过程、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、ab、ac、ae、ad、等温加湿过程af、冷却干燥过程ag 在、I、ii、iii、iv、i-d图中，不同象限中潮

14、湿空气的状态变化过程的特征、过程图、不同状态的空气的混合状态通过i-d图确定，、dA、iA、dB、iB、iC、dC、b、c、过饱和区域的空气的状态变化iC，tD，id，100%，小结，饱和状态：一定温度下湿空气的水蒸气含量此时，水蒸气的凝结和水的蒸发成为动态平衡。 饱和状态与温度有关，温度的变化打破了这个平衡。 湿交换湿度不同的两种空气相遇，水蒸气移动，我们说两种空气进行了湿交换。 湿交换的动力：两种空气的水蒸气分压差。 只要两种空气有水蒸气分压的差，水蒸气就从水分分压高的空气(湿空气)移动到水分分压低的空气(干燥空气)。 就像干燥的空气吸入了潮湿空气的水蒸气。 干燥空气的这种能力称为吸湿能力。 含水量：湿空气中与lkg干燥空气同时共存的水蒸气的质量。 因为干燥空气的质量几乎不变，含水量只根据水蒸气的质量变化而变化。 含水量与水