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湿空气冷却计算示例 湿空气冷却计算示例 ●湿空气冷却 湿空气冷却时，存在两种情况： 一种是冷却后温度高于湿空气的露点温度，此时湿空气冷却前后湿空气质量不变，湿空气中水蒸气分压力不变，湿空气中湿含量不变，湿空气的相对湿度变大。 另一种是冷却后温度低于湿空气的露点温度，此时湿空气冷却过程中会水蒸气凝结成液滴析出，冷却前后湿空气中干空气质量不变，水蒸气质量减少，湿空气中水蒸气分压力降低，湿空气中湿含量降低，湿空气的相对湿度变大且达到100%。 ●冷却后温度高于露点温度时 设湿空气质量为maw，由温度t1冷却到t2，则冷却过程放热量为： Qc=maw Cpaw-aw (t1-t2) 式中，Qc为冷却过程中放热量，J；maw为湿空气质量，kg；Cpaw-aw为基于湿空气质量的湿空气定压比热容，J/(K.kg(湿空气))；t1为冷却前湿空气的温度，℃；t2为冷却后湿空气的温度，℃。 计算示例：湿空气质量3kg，温度35℃，相对湿度60%，当冷却到30℃时，确定放热量和冷却后相对湿度。 35℃时，相应的纯水饱和蒸气压为5624 Pa，则湿空气中水蒸气的分压力为： pw=0.6×5624=3374 Pa 由pw，可得湿空气的露点温度为26℃（湿空气冷却后温度高于其露点温度）。 设湿空气总压力（即大气压力）为101325Pa，则湿空气的湿含量为： daw=0.622pw/(paw-pw) =0.622×3374/(101325-3374) =0.0214g(水蒸气)/g(干空气) 35℃时干空气的定压比热容Cpa=1005J/(K.kg), 水蒸气的定压比热容Cpw=1925J/(K.kg)，基于湿空气质量的湿空气定压比热容为： Cpaw-aw=Cpa/(1+daw)+dawCpw/(1+daw) =1005/(1+0.0214)+0.0214×1925/(1+0.0214) =1024J/(K.kg(湿空气)) 湿空气冷却过程放热量为： Qc=maw Cpaw-aw (t1-t2) =3×1024×(35-30) =15360 J 30℃时纯水的饱和蒸气压为4246Pa，冷却过程中水蒸气分压力不变，则冷却后湿空气相对湿度为： φ= pw /ps =3374/4246=79% 说明：计算湿空气冷却或加热过程中放出或吸收的热量时，当冷却或加热前后温度变化不大时，可近似采用初始温度时湿空气的定压比热容；当温度变化较大时，宜采用冷却或加热前后平均温度下湿空气的定压比热容。 ●冷却后温度低于露点温度时 设湿空气质量为maw，由温度t1冷却到t2，则冷却过程放热量为： Qc=ma Cpa12 (t1-t2) + mw Cpw1d (t1-td) + mwd2 Cpwd2 (td-t2) + marw (daw1-daw2) 式中，Qc为冷却过程中放热量，J；ma为湿空气中干空气的质量，kg；Cpa12为冷却前后干空气的平均定压比热容，J/(K.kg)；t1为冷却前湿空气的温度，℃；t2为冷却后湿空气的温度，℃；mw为冷却前湿空气中水蒸气的质量，kg；Cpw1d为冷却至露点温度过程中水蒸气的平均定压比热容，J/(K.kg)；td为湿空气的露点温度，℃; mwd2为湿空气露点温度与冷却后温度之间湿空气中的水蒸气质量，kg；Cpwd2为湿空气露点温度与冷却后温度之间湿空气中的水蒸气的平均定压比热容，J/(K.kg)；daw1为冷却前湿空气的含湿量，kg(水蒸气)/kg(干空气)；daw2为冷却后湿空气的含湿量，kg(水蒸气)/kg(干空气)；rw为水蒸气的凝结潜热，J/kg。 在0℃～100℃范围内，rw可用下式估算： rw=1000×(2494-2.33t) 式中，t的单位为℃。 计算示例：湿空气质量3kg，温度35℃，相对湿度60%，当冷却到20℃时，确定放热量和冷却前后析出的冷凝水质量。 35℃时，相应的纯水饱和蒸气压为5624 Pa，则湿空气中水蒸气的分压力为： pw=0.6×5624=3374 Pa 由pw，可得湿空气的露点温度为26℃（湿空气冷却后温度低于其露点温度）。 设湿空气总压力（即大气压力）为101325Pa，则冷却前湿空气的湿含量为： daw1=0.622pw/(paw-pw) =0.622×3374/(101325-3374) =0.0214g(水蒸气)/g(干空气) 湿空气中干空气质量为： ma=maw/(1+daw1) =3/(1+0.0214)=2.937kg 湿空气中水蒸气质量为： mw=maw-ma =3-2.937=0.063kg 冷却前（35℃）至冷却后（20℃）之间的平均温度为27.5℃，此温度下干空气的定压比热容为1005J/(K.kg)，因此冷却前后湿空气中的干空气放热量为： Qc1=ma Cpa12 (t1-