工程热力学07-理想混合气体和湿空气.ppt

绝对湿度的大小不能完全说明空气的干燥程度和吸湿能力 同样的绝对湿度，如果温度较高，则该温度所对应的饱和压力及饱和水蒸气的密度都较高，湿空气中的水蒸气还没有达到饱和压力和饱和密度，因而这时的空气还是比较干燥的，还具有吸湿能力，如冬季室内开放暖气就会感到干燥 如果温度较低，则该温度所对应的饱和压力和饱和水蒸气的密度都比较低，这时就会感到阴冷潮湿；如果温度再低，就会有水珠凝结出来 相对湿度 表示湿空气离开饱和空气的远近程度，所以相对湿度也叫饱和度 绝对湿度和相同温度下可能达到的最大绝对湿度（即饱和空气的绝对湿度)的比值 相对湿度也可以表示成未饱和空气中水蒸气的分压力和饱和空气中水蒸气的分压力的比值 当湿空气温度t所对应的水蒸气饱和压力psv超过湿空气的压力p（或者说，当湿空气温度超过湿空气压力所对应的饱和温度）时，湿空气中水蒸气所能达到的最大分压力不再是psv ，而是湿空气的总压力（这时干空气的分压力已等于零） 在这种情况下，相对湿度应定义为 7 - 4 露点温度和湿球温度 ρv 和 pv 不易直接测量，所以通常采用露点计或干球温度计间接测定 1、露点温度 td 演示 过程 a →c 相对湿度等于露点温度和湿空气温度各自对应的水蒸气的饱和压力之比 对于饱和空气 2、湿球温度 干湿球温度计 t = tw= td t t td 由于水蒸发时吸收热量，从而使贴近湿纱布周围的一层空气的温度降低。当温度降低到一定程度时，外界传入纱布的热量正好等于水蒸发需要的热量，这时温度维持不变，这就是湿球温度tw 空气的相对湿度愈小，水蒸发得愈快，湿球温度比干球温度就低得愈多。 7 - 5 含湿量、焓和焓湿图 含湿量是湿空气中湿度的一种表示方法 引入含湿量就是为了工程上的方便 在空气调节及干燥过程中，湿空气被加湿或去湿，其中水蒸气的质量是变化的（增加或减少），但其中干空气的质量是不变的 因此，以 1 kg干空气的质量为计算单位显然比较方便。这样表示的湿度称为含湿量 1.含湿量 含湿量是指单位质量（每千克）干空气夹带的水蒸气的质量（克数） 式中：d — 含湿量；DA 表示干空气 本式建立了含湿量和绝对湿度之间的关系 含湿量实质上是湿空气中水蒸气密度ρv与干空气密度ρDA之比。 根据理想气体状态方程可得含湿量和相对湿度之间的如下关系 上式表明：当湿空气压力一定时，水蒸气的分压力和含湿量之间有单值的对应关系 焓（湿空气的焓也是对 1 kg干空气而言） 可认为干空气和水蒸气的比热容只与温度有关，并与温度成线性关系，所以湿空气的焓为： 2.焓 根据以上给出的公式完全可以进行湿空气过程计算 为方便这个计算，可以针对某一指定压力将湿空气的热力性质绘制成线图，如附图4 附图4（压力为0.1MPa时的H-d图) 3.焓湿图 焓湿图的结构 焓湿图的结构 * * * * * * * * * * * 第七章湿空气性质和湿空气过程 7-1 混合气体成分 在热力工程中经常遇到的工质是混合气体: 空气、燃气、烟气、湿空气等 多种理想气体组成的混合气体称为理想混合气体 确定理想混合气体的性质，首先要知道混合气体的成分 绝对成分 相对成分 相对质量成分 , 相对摩尔成分 , 相对体积成分 质量分数: 摩尔分数 体积分数 对理想混合气体，摩尔分数在数值上等于其体积分数: 质量分数和摩尔分数（或体积分数）之间的换算关系 混合气体的平均摩尔质量可以根据各组成气体的摩尔质量和各相对成分来计算 二、混合气体的平均摩尔质量和气体常数 混合气体的平均摩尔质量等于各组成气体的摩尔质量与摩尔分数乘积的总和 混合气体的平均摩尔质量也等于各组成气体的质量分数与其摩尔质量比值的总和的倒数 混合气体的气体常数 7-2 混合气体的参数计算 1、道尔顿定律 理想混合气体的压力等于各组成气体的分压力的总和 理想混合气体中各组成气体的分压力与总压力之比等于各组成气体的摩尔分数（或体积分数） 2、分体积定律 理想混合气体的分体积之和等于混合气体的总体积 混合气体广延参数计算： 广延参数变化量： 强度参数及其变化量： 7 - 3 湿空气及其湿度 湿空气 湿空气是指含有水蒸气的空气 完全不含水蒸气的空气称为干空气 大气中的空气或多或少都含有水蒸气，所以人们通常遇到的空气都是湿空气，只是由于其中水蒸气的含量不大，有时就按干空气计算 对那些与湿空气中水蒸气含量有显著关系的过程，如干燥过程、空气调节、蒸发冷却等，就有必要按湿空气来考虑 湿空气＝（干空气＋水蒸气） 按理想混合气体计算 湿空气是水蒸气和干空气的混合物 干空气本身是氮、氧及少量其它气体的混合物