08第13章湿空气

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1、131 概述132 相对湿度和含湿量134 湿空气的焓湿图(h-d 图)135 湿空气的过程及应用第十三章 湿空气13-1 概述干空气：完全不含水蒸气湿空气：干空气+水蒸气 注意：1.其中的水蒸气可作为理想气体，因分压力低 0.0030.004Mpa；2.湿空气是理想气体混合物，但其组成气体水蒸气质量可变，如加入、吸出、析出。湿空气可作理想气体处理。故：湿空气状态方程 p v=RgT 湿空气总压力 p=pa+pv 干空气分压力 水蒸气分压力或写成：pb=pv+pa湿空气中水蒸气凝聚成的液相水或固相冰中，不含有空气；空气的存在不影响水蒸气与凝聚相的相平衡，相平衡温度为水蒸气分压力所对应的饱和温度

2、。两点假设：未饱和湿空气(unsaturatedair)：湿空气中的水蒸气处 于过热状态；即 pv ps (对应 t)。饱和湿空气(saturatedair)：湿空气中的水蒸气处于饱和状态。注：干空气中由多种气体组成，没有一定的饱和温度。露点 在一定水蒸气分压力 pv 下,使湿空气变为饱和湿空气的那点温度。大气压 p=pa+pv可认为是不变的。定压降温时，蒸汽量不变，因此pv也不变。秋季结露即此过程。湿空气中水蒸气的状态：ppspvv过热(未饱和湿空气)(t,pv)饱和状态(饱和湿空气)svttp过热空气未饱和所以空气饱和与否取决于 t，pv 空气中的水蒸气svttp饱和空气饱和使未饱和空气达

3、到饱和的典型方法：1.定温增加湿空气中的水蒸气量，使pv提高达到对应 t 的ps。此时如再增加水蒸气量，ps不变，而有部分蒸汽凝结成水析出。ppspvv初态未饱和空气（pv,t）t2.绝热增加水蒸气量（水从空气中吸热蒸发，无外热源），使 pv 增加到 ps，此时温度为 tw，叫绝热饱和温度。ppspvtwvt空气降温，可知 tw 点在 t 点下面由 pv 增加，可知 tw 点在 td 上面td初态未饱和空气（pv,t）3.定pv降温，达饱和，此时温度td叫露点温度。ppspvtwttd初态未饱和空气（pv,t）在T-s图上Tpspvtwtdst初态未饱和空气（pv,t）13-2 相对湿度和含湿

4、量绝对湿度：单位体积湿空气中水蒸气的质量。vvvgvmp vVRT即理想气体，“”表水蒸汽为对饱和空气：VmTRpsvs 注：水蒸气ps=f(T)，T一定时，ps为该T时水蒸气最大分压力，故为最大绝对湿度，此时湿空气中水蒸气量最大。一、相对湿度：分子分母同温度。前二式之比 )(pp)(svvmaxvv；可见：10 。时对应最大饱和空气，含水蒸汽量干空气；)t(1 0越小，离饱和状态越远，空气越干燥，吸收水蒸气的能力越强。湿空气中实际所包含的水蒸气量和同温度下最大可能包含的水蒸气量的比值反映湿空气的吸湿能力；反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度（饱和度）二、含湿量（d）1kg干空气中所含水蒸气的

5、质量。即水蒸气质量/干空气质量。kgAirkg mmdavav考虑状态方程：TRgmVp TRgmVpaaavvvsvssvvavpp ppp622.0p-pp622.0pp0.622d 这里(13-8)p一定，d只取决于pv，且随pv升降而增减。三、焓1 kg干空气的焓与d kg水蒸气焓的和。kJ/kgAir dhhhva）（故：86t.12501d1.005th 水蒸汽kJ/kg86t .12501hkJ/kgAir005t .1tchvpaa一般：其它参数（自看）0饱和水蒸气的焓常温低压下水蒸气比定压热容应用：在通风及空调工程中，基本均为定压加热或冷却，故可用过程前后焓差计算热量。(13

6、-11)基准点：0干空气的焓和0饱和水的焓13-4 湿空气的焓湿图湿空气热力性质参数：工程上求取湿空气的参数，用 hd 图极为方便。hd 图绘制原理：根据式(13-8)和(13-11)制成，以 1 千克 干空气量为基准，在某给定的大气压下。1.2.h-d 公式计算查图（也是由公式算来的）。svssvvavpp ppp622.0p-pp622.0pp0.622d 这里）（故：86t.12501d1.005th vdw,dt,tt，,h等定h线定d线定pv线定t线vvppp622.0d定线见书351页注意：焓湿图随 p改变而改变d相同、状态不同的湿空气具有相同的露点h相同、状态不同的湿空气具有相同

7、的湿球温度hd定h线：与d轴成135角直线线定d线：垂直于d轴定pv线：线一定，即定dp ppp622.0dvv定t线：看公式h=1.005t+d(2501+1.86t)相当于 h=a+bd 的直线,并且t越大，截距和斜率都大向上凸线线：定 hdsvssvvavpp ppp622.0p-pp622.0pp0.622d 这里1.由图 13-5 或 13-6查明定h、tw、t、d、的关系线。2.确定对应的曲线后，可得各交线交点即为状态点。hd 图的应用：13-5 湿空气的过程及应用工程上常用的湿空气过程：1.加热或冷却 2.绝热加湿 3.冷却去湿 4.绝热混合方法：用稳定流动能量方程、质量守恒方程

8、及 hd 图。一、加热或冷却过程q12热冷过程 d 不变q h h2 h1 kJ/kg干空气hd=100%2122121.湿空气单纯加热，如过程 12 。2.湿空气单纯放热，如过程 12。二、绝热加湿过程h3d3h4d4q=034绝热条件下，向空气喷水增加其含湿量的过程。水从空气中吸热蒸发，无外热源。例：生活用雾化加湿能量守恒(稳定流动)：进入=离开hw(d4-d3)h ，可略去。所以，h4h3 近似等焓过程。需注意：此过程空气温度会降低。hd=100%21234三、冷却去湿过程如hd图上过程567所示。5冷却至6时，饱和，=1。再冷却，饱和蒸汽凝结为水，析出，=1，而d减小。例：冬季窗上的水

9、珠能量方程为：去湿量 d=d5-d7hd=100%1576q (h5h7)(d5d7)hl工程上：木材烘干、纺织等等。生活上：电吹风 组成：加热过程+吸湿过程(绝热加湿过程)。四.烘干过程过程12 饱和空气被加热过程23 在烘箱中吸湿过程12的吸热量：q h2h1 kJ/kg干空气过程23带走水分为：d d3 d1 kg水蒸气/kg干空气hd=100%12123作业：13-1，3 氢气和水蒸气混合物中容积成分如下：035.0965.022OHHyy，混合物的总压力p=0.15MPa假定该混合被等压冷却到20c，求露点温度和终态时气相部分的容积成分。解：根据理想气体混合物性质ppyiikPaMP

10、apypvv25.500525.015.0035.0在露点温度时，水蒸气的饱和压力等于5.25kPa，查表得：tDP=33.8cMPakPappcscv00234.034.220,20,此时MPapppcvH14766.000234.015.020,20156.09844.020,222ppyppycvoHHH汽 50m3的房间内空气t1=30c，1=60%，被等压冷却到T2=10c。已知 pb=0.1013MPa 求：1）初态时td，d1及H；2）凝结水量mv；3）放热量Q Papcts42413011查表解：1）ctpPaPappDPvsv38.21,6.254442416.01111查表

11、据kgDAkgpppdvv0160.06.2544101013.06.2544622.0622.061Papppvba4.987556.2544101013.0611kgTRVpmagaa78.5627330287504.987551,12）12DPtt kgdmmav91.068.570160.01kgDAkJtdth06.713086.125010160.030005.1)86.12501(005.11111kJhmHa8.403406.7178.561122221.1227vssvpPapppkgDAkgpppdvbv00763.0622.0222kgddmmav4785.000763.00160.078.5621kgDAkJtdth27.2986.12501005.122223）kJhhmQa58.237206.7127.2978.5612