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[工学]华电热力学第8章

* * 工程热力学课件 华北电力大学(北京) 动力工程系 工程热物理教研室制作 2004年8月 第八章 湿空气 §8.1 概述 ?大气是干空气与水蒸气组成的混合气体。 不含水蒸气的空气称为干空气,可看作是不变的整体。 ?干空气随时间、地理位置 等因素而产生微小变化, 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 O2 32.000 0.2095 N2 28.016 0.7809 Ar 39.944 0.0093 CO2 44.01 0.0003 湿空气是干空气与水蒸气的混合物 而湿空气中水蒸气分压低,通常处于过热状态,因而看作理想气体。 整个湿空气看作理想气体混合物 一.未饱和湿空气和?饱和湿空气 湿空气饱和指在总压不变,温度不变情况下,不可能再加入水蒸气的状态,吃饱了! 未饱和指湿空气还有进一步吸收水蒸气能力。 湿空气饱和与否取决于t,pv 湿空气中的水蒸汽 过热[tts(Pv),同时 PVPS(t)] 湿空气未饱和 干空气+过热水蒸汽 饱和[t=ts(Pv),同时 PV=PS(t)] 湿空气饱和 干空气+饱和水蒸汽 如 * 未饱和湿空气 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—dew?point? 湿空气中水蒸气压力pv所对应 的饱和温度, td=ts(pv)?。 例:氢气和水蒸气混合物中容积成分如下: ,混合物的总压力p=0.15MPa 假定该混合被等压冷却到20°c,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 在露点温度时,水蒸气的饱和压力等于5.25kPa,查表 得:tDP=33.8°c 此时 §8-2 相对湿度和含湿量 一.绝对湿度ρv? 每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m3? 所以 2)ρv数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小, 使用不方便? 二.相对湿度(饱和度)? ——湿空气中水蒸气分压力pv与同温度,同样总压力下饱和湿空气中蒸汽分压力ps之比。 ? 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 * 三.含湿量d? ----------每kg干空气中所含水蒸气的克数 讨论: 当p一定时,d只取决于分压力Pv * 四.?干球温度和湿球温度 1.干、湿球温度计原理 §8-3 湿空气的焓-湿图? 一.?湿空气的比焓: 指含有1kg干空气的湿空气的焓 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%。 绝热饱和过程及绝热饱和温度 由于液态水的焓值相对于水蒸气的焓值相差甚远,因而hw′可忽略不计 该过程可看成等焓过程 而且绝热饱和温度与湿球温度TW近似相等。 二.?湿空气其他状态参数? 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。按1kg干空气加d g水蒸气的理想气体混合物计算? 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。 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。 所以总压力p一定时,φ=f(d,t) 。 2)定h线 3)定t线 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 * C)h-d图应用 例1 例2 §8-4 湿空气的热力过程 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;? 4.写出能量方程;? 5.利用解析

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