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湿空气的物理性质及其焓湿图 1.1 湿空气的组成 自然界的空气是由多种气体和水蒸气组成的混合物,通常称为湿空气。从湿空气中除去水蒸气,剩下的混合气体称为干空气。干空气由氮(N2,78.09%)、氧(O2,20.95%)、二氧化碳(CO2,0.03%),以及氖(Ne)、氦(He)、氩(Ar)等其它一些稀有气体(0.93%)所组成。 湿空气中水蒸气含量很少,并且没有固定比例,它随着气候以及产生水蒸气的来源情况而经常变化。空气中含有水蒸气的多少,直接影响到人们的日常生活,影响到许多工业生产过程以及对产品和物质的贮存保管。因此,尽管水蒸气的含量很少,它却是影响空气物理性质的一个重要因素。 湿空气中还含有一些尘粒、烟雾、微生物以及废气等污染物质,这些污染物质含量不多,却直接影响着空气的洁净程度。 上海市 海拔高度为4.5m, 夏季大气压力为1005.3mbar, 冬季大气压力为1025.1mbar; 西安市 海拔高度为396.9m, 夏季大气压力为959.2mbar, 冬季大气压力为978.7mbar; 西宁市 海拔高度为2261.2m, 夏季大气压力为773.5mbar, 冬季大气压力775.1mbar。 压力相同,温度不同,空气的容重和密度也不同 温度℃ 容重N/m3 密度kg/m3 0 │ 12.70 1.293 5 12.47 1.270 10 12.24 1.248 15 12.02 1.226 20 11.80 1.205 25 11.62 1.185 30 11.43 1.165 35 11.23 1.146 40 11.05 1.128 2. 温度 温度是分子动能的宏观结果,分子动能越大,温度越高。 目前通用的温标有两个: (1)开尔文温标。也称开氏温标,用符号表示,单位为K,它是以分子热运动平均动能趋于零的温度为起点,定为0K,以水的三项点温度为定点,定为273.15K。 (2)摄氏温标。用符号表示,单位为℃,它是以水的冰点温度为起点,定为0℃,以水的沸点温度为定点,定为100℃。 φ愈小,则空气饱和程度愈小,空气愈干燥,吸水能力愈强;φ愈大,则空气饱和程度愈大,空气愈湿润,吸收水汽的能力愈弱。φ为100%的湿空气是饱和湿空气。 湿空气的含湿量和相对湿度同为湿空气的状态参数,但意义却不相同,相对湿度能够表示空气的饱和程度,但不能表示水蒸气的含量;相反,湿空气的含湿量它能表示水蒸气的含量,却不能够表示空气饱和程度。 7.湿空气的露点温度 饱和空气的水蒸气分压力决定于空气的温度。空气的温度愈高,相应的 Pqb 愈大。因此,当空气的温度改变时,随着Pqb值的变化,饱和空气和未饱和空气两种状态是可以相互转化的。在不改变空气压力和含湿量的前提下,若将水蒸气分压力为Pq的未饱和空气进行冷却,使其温度由原来的t降低到tl,若对应于tl的Pqb值恰与Pq值相等,则φ=100%,该未饱和空气就变成了饱和空气。在含湿量不变的条件下,使未饱和空气达到饱和状态的温度为露点温度 如果空气的温度继续下降,则饱和空气中的水蒸气便有一部分凝结成水滴而被分离出来,这种现象称为结露 什么叫结露? 空气结露是常见的一种现象例如秋季凌晨树干、叶、草皮上的露珠,冬季玻璃窗户上的露水等,都是由于空气接触到冷表面后,温度降到露点以下,以致达到饱和而析出凝结水的缘故。 当空气与低于其露点温度的表面接触时,将不仅使空气的温度降低,同时还有水分析出。在空调技术中,常应用这个原理来达到使空气冷却减湿的目的。 8.空气的湿球温度ts 湿球温度ts,是用湿球温度计在空气中测量出来的温度值。 若空气中水蒸气达到饱和状态,那么纱布上的水就不会汽化,则湿球温度计的读数就与干球温度计相同。若空气中的水蒸气未达到饱和,那么湿球纱布上的水就会不断汽化,汽化需要吸收汽化潜热,水温就因此而下降,所以湿球温度一般低于干球温度。 空气中所含水蒸气越少,其湿球温度越低,干、湿球温差就越大;反之,干、湿球温差越小,表明空气越湿润。 2.2.1 湿空气的焓湿图(h-d) 焓湿图(h-d)的组成:等温线t,等焓线h,等含湿量线d,等相对湿度线φ,水蒸气分压力线Pq,ε角系数线。 2.2.2 焓湿图的应用 1. 由两个已知状态参数,确定其它状态参数。一般由t,ts(夏季)或t,φ(冬季)来确定其它状态参数。 2. 湿空气状态变化过程在h-d 图上的表示 1
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