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化工原理(少学时)课件考试重点例题与考试复习题及课后答案7.2湿空气的性质与湿度图.pptVIP

化工原理(少学时)课件考试重点例题与考试复习题及课后答案7.2湿空气的性质与湿度图.ppt

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化工原理(少学时)课件考试重点例题与考试复习题及课后答案7.2湿空气的性质与湿度图

* 一、湿空气的性质 (一)湿空气中湿含量的表示方法 1.湿空气中水汽分压pv 2.相对湿度? 定义:在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压pw与 同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。 即: 结论: 相对湿度能反映出湿空气吸收水汽的能力。 当 φ =1时: pw = ps,湿空气达饱和,不可作为干燥介质; 当 φ 1时: pw ps,湿空气未达饱和,可作为干燥介质。 φ越小,湿空气偏离饱和程度越远,干燥能力越大。 【例7-1】 湿空气中水的蒸汽分压 pw=17.5mmHg,总压 P=760mmHg,求20℃ 时的相对湿度? ;若空气分别被加热到50℃和120℃,求?值 。 3.湿度(湿含量)H 定义:湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。 湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。 H = Kg水汽 Kg绝干空气 = nvMv ng Mg = 18.02nv 28.95ng nv:湿空气中水汽的摩尔数,kmol; ng:湿空气中绝干空气的摩尔数,kmol; Mv:水汽的分子量,kg/kmol; Mg:空气的平均分子量, kg/kmol。 当湿空气可视为理想气体时,则有: 式中:pv为空气中水蒸汽分压。 即: 当P为一定值时, 当湿空气中水蒸汽分压 pw 恰好等于同温度下 水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时,则表明湿空气达到饱和,此时的湿度H为饱和湿度Hs。 即: 相对湿度 φ 与湿度 H 的关系: (二)湿空气的比体积、比热容和焓 1.湿空气的比体积υH 简称为湿比体积 ,m3湿空气/kg干气 定义:每单位质量绝干空气中所具有的湿空气 (绝干空气和水蒸汽)的总体积。 湿度为H的湿空气,以1kg干空气为基准的湿空气物质的量为: 在标准状况(101.325kPa,273.15K)下,气体的标准摩尔体积为22.41m3/kmol,因此,总压力p/kPa、温度T/K、湿度H的湿空气的比体积为: 综合以上分析可得: 当总压力P为一定值时, 湿空气密度: 2.湿空气的比热容cH 简称湿比热容,kJ/kg干气?℃ 定义:在常压下,将1kg干空气和其所带有的Hkg水 汽升高温度1℃所需的热量。 :干空气比热容 = 1.01 kJ/kg干气? ℃ :水汽比热容 = 1.88 kJ/kg水汽? ℃ 式中 3.湿空气的焓I,kJ/kg干气 定义:湿空气的焓为干空气的焓与水汽的焓之和。 计算基准:以0℃干空气及0℃液态水的焓值为0作基准。 因此,对于温度为t、湿度为H 的湿空气,其焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热及湿空气由0℃生温至t℃所需的显热之和。 由上式可知,湿空气的焓值只与湿空气的湿度及温度有关。即: 1.湿空气的干球温度t 在湿空气中,用普通温度计测得的温度,称为湿空气的干球温度,为湿空气的真实温度。 (三)湿空气的温度 定义:一定压力下,将不饱和空气等湿降温至 饱和,出现第一滴露珠时的温度。 此时湿空气的湿度H就是其露点td下的饱和湿度Hs。 空气的湿度H越大,则露点td就越高。 2.湿空气的露点 td ps:td下的饱和蒸汽压。 湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定的温度。 湿球温度计:温度计的感温球用纱布包裹,纱布用水保持湿润,这支温度计为湿球温度计。 不饱和空气的湿球温度 tw低于干球温度 t。 3.湿空气的湿球温度 tw 湿球温度计工作原理分析 1.湿球温度td是湿球上水的温度,它是由流过湿球的大量空气的温度t和湿度H决定的。 2.空气温度一定,H越大, td是也越高。 3.对于饱和空气,湿球温度、干球温度和露点相等。 α—空气至湿纱布的对流传热系数,W/m2 ?℃; kH —以湿度差为推动力的传质系数,kg/m2 ?s??H; rw —水在湿球温度tw时的汽化潜热,kJ/kg水; Hw —湿空气在温度为tw下的饱和湿度,kg水/kg干气; H —空气的湿度, kg水/kg干气。 * 物系性质:与α 、 kH有关的物性; * 空气状态:t、H; * 流动条件: α/kH 。 实验表明,α与 kH都Re与的0.8次幂成正比,故α 与kH之比值与流速无关,只与物性有关。当物系已确定,则物系性质就不再改变,此时,湿球温度只与气相状态有关,即: 影响湿球温度tw的三方面因素: 对于空气—水系统: 当空气流速 u ? 5m/s时,传热以对流方式为主,有: 因此,湿球温度是湿空气的温度和湿度的函数, 即当 t、H一定时,tw也为定值。可写为: 在实际生产中,常常利用干、湿球温度计来测量空气的湿度。 1.0

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