第二章：湿空气的焓湿学基础.ppt

4 * 第二章：湿空气的焓湿学基础 §2.1湿空气的组成和状态参数 §2.2湿空气的焓湿图 §2.3焓湿图的应用 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.1 湿空气的物理性质 大气由干空气和一定量的水蒸气混合而成，所以也称为湿空气 湿空气中水蒸气含量很小，与干空气质量比在千分之几到千分之二十几范围内 水蒸气含量虽然少，但是对产品质量，人体感觉有直接影响 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 由于水蒸气的数量少，分压力低，比体积大，所以可以把湿空气近似看成理想气体，可用理想气体状态方程表示湿空气的主要状态参数的相互关系： §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 1.大气压力 一般以北纬45度海平面的全年平均大气压做为一个标准大气压，数值是101325帕。海拔越高大气压力越小 2.水蒸气分压力 指在某一温度下，水蒸气独占湿空气的体积所产成的压力，是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标。 根据道尔顿分压定律 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 3.密度 湿空气的密度等于干空气的密度和水蒸气的密度之和 精确计算湿空气密度可用下式 工程上一般用干空气密度代替湿空气密度，公式为 在标准大气压下，干空气密度为1.205kg/m3，干空气的密度大于湿空气的密度 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 4.含湿量 d（kg/kg） 指对应于1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量 可见含湿量 d 在大气压一定时取决于水蒸气的分压力 pq 绝对湿度：指1m3空气中所含有的水蒸气量，与含湿量在数值上相差不大，常用含湿量代替绝对湿度来表示湿空气中水蒸气的绝对含量 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 5.相对湿度 指在某一温度下，空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力的比值 相对湿度与含湿量两者意义有何不同？ 两者关系如下 §2.1 湿空气的组成和状态参数 §2.1.2 湿空气的状态参数 6.湿空气的比焓 h 在等压过程中可用焓差来表示热交换量。取0℃的干空气和0℃的水焓值为零。湿空气的比焓即1kg干空气的比焓和d kg的水蒸气的比焓之和。表示式为： 式中：cp,g ---干空气的比定压热容，常温下cp,g=1.005KJ/(kg.K),近似取 1或1.01； cp,q ---水蒸气的比定压热容，常温下cp,q =1.84KJ/(kg.K)； 2500 --- 0℃时的水的汽化潜热（KJ/Kg）。 §2.2 湿空气的焓湿图 §2.2.1 焓湿图的构成 等温线 等相对湿度线 水蒸气分压力线 热湿比线（热湿比？） 等焓线 §2.2 湿空气的焓湿图 §2.1.1 焓湿图的构成 1.等温线 由公式h = 1.01t +d (2500+1.84t)可知等温线的斜率为(2500+1.84t)，由于1.84t和2500相比很小，所以等温线可以近似看作平行。 2.等相对湿度线 是一组发散形的曲线，φ=100%上方为湿空气区，该线下方为过饱和区，又称“结雾区”。 3.水蒸气分压力线 §2.2 湿空气的焓湿图 §2.1.1 焓湿图的构成 当大气压力一定时，水蒸气分压力Pq是含湿量的单值函数 4.热湿比线 热湿比是比焓变化与含湿量变化的比值 注意Q的单位是kJ/s，W的单位是kg/s §2.2 湿空气的焓湿图 §2.2.2 露点温度和湿球温度 1.露点温度 在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。 确定露点温度的方法：查表法、查图法、计算法 2.湿球温度 某一状态的空气，同湿球温度计的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。 Q2=Wr Q1=? F (t-tw) 当水气之间传热达到平衡(Q1=Q2)时，tw＝？ §2.2 湿空气的焓湿图 §2.2.2 露点温度和湿球温度 根据热湿平衡，对微元体： 实际测量中的空气热湿传递： ——现场实测应用： 需要注意，相同空气条件下，空气流速不同，测得的湿球温度会出现差异。实际测量中，要求失球周围的空气流速应保持在2.5-4.0m/s 湿球周围空气向湿球表面的温差传热量 dq1=? (t-ts’) df 水分蒸发所需要的汽化潜热量 dq2=dw?r 水的蒸发量 dw=?(P’q,b-Pq)df(B0/B) 平衡时：dq1=dq2 湿球温度线与等焓线之区别 由定义可推出： ε= 4.19ts （1）ts=0℃；ts0℃ ；ts0℃。 （2）工程上，一般ts≤30℃， ε=4.19ts 的等温线与等焓线非常接近，可以近似认为等焓线即为等湿球温度线。