湿空气的物理性质与焓湿图ppt课件.ppt

1湿空气的物理性质和湿空气的物理性质和h-d图的应用图的应用2022-6-52湿空气的概念湿空气的概念湿空气的基本状态参数湿空气的基本状态参数湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图湿球温度及露点温度湿球温度及露点温度焓湿图的应用焓湿图的应用本节主要内容本节主要内容31. 湿空气的概念湿空气的概念 什么是湿空气什么是湿空气? ? 大气干空气水蒸气大气干空气水蒸气 常温常压下湿空气可看作是理想气体常温常压下湿空气可看作是理想气体: :水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无内聚力内聚力: (: (P P 10 MPa) PV=RT10 MPa) PV=RT 大气压随海拔高度变化大气压随海拔高度变化海平面：海平面： B = 101325 Pa = 1.01325 BarB = 101325 Pa = 1.01325 Bar，饱和水蒸气分压力一般为饱和水蒸气分压力一般为10001000-2000 Pa-2000 Pa 4 大气由一定量的干空气和一定量的水大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混合而成，我们称其为湿空气。蒸气混合而成，我们称其为湿空气。 注注 意意空气环境内的空气成分和人们空气环境内的空气成分和人们平时说的平时说的“空气空气”，实际是干，实际是干空气加水蒸气，即湿空气空气加水蒸气，即湿空气 。1. 湿空气的概念湿空气的概念返回5压压 力力 密密 度度含含 湿湿 量量相相 对对 湿湿 度度焓焓由于空气和水蒸汽所组成的湿空气也由于空气和水蒸汽所组成的湿空气也应遵循理想气体的变化规律应遵循理想气体的变化规律基基本本参参数数TmRPVg或TRPvg2. 湿空气的基本状态参数湿空气的基本状态参数返回R Rg g=287 J=287 J(kg(kgK)K) R Rq q46l46l J J(kg(kgK)K) 6由道尔顿分压定律由道尔顿分压定律 1niipp湿空气的总压力为湿空气的总压力为P PqgPPP或或qgPPB水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸水蒸汽分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少汽含量的多少 从气体分子运动论的观点来看从气体分子运动论的观点来看 压力压力返回7湿空气的密度干空气密度湿空气的密度干空气密度+ +水蒸气密度水蒸气密度 0.003480.00134gqqgqgqPPPBR TR TTT密度密度 ：单位容积的湿空气所具有的质量：单位容积的湿空气所具有的质量返回密度密度8gqmmd由由V Vg g=V=Vq q=V T=V Tg g=T=Tq q=T =T ，以及，以及R Rg g=287 J=287 J(kg(kgK)K) R Rq q46l46l J J(kg(kgK)K) gqgqgqqgpppppRpRd622.0461287当大气压力当大气压力B B一定时，水汽分压力一定时，水汽分压力 只取只取决于含湿量决于含湿量d d qP返回含湿量：含有含湿量：含有1kg1kg干空气中的湿空气所带干空气中的湿空气所带有的水蒸气的质量有的水蒸气的质量含湿量含湿量9湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气气的水蒸气压力压力之比之比 ，表明湿空气的饱，表明湿空气的饱和程度和程度%100.bqqPP空气温度与饱和水蒸汽压力及饱和含湿量的空气温度与饱和水蒸汽压力及饱和含湿量的关系如下表关系如下表2.12.1：相对湿度相对湿度10湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可湿空气的相对湿度与含湿量之间的关系可导出：导出： qqpBpd622. 0%100)()(.bqqbPBPBdd返回%100.bqqPPbqbqPBPd.622. 0bqbqbPBPd.622. 0(1)(2)(1)(2)11（1+d1+d）千克湿空气的焓为）千克湿空气的焓为 或干空气的焓干空气的焓+ +水蒸汽的焓水蒸汽的焓 焓焓)84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCigpgphtCigpg.hgtCtCigpqpq.2500 hqdtdi2500)84. 101. 1 (h12 干空气的定压比热干空气的定压比热: : C Cp,gp,g=1.01 kJ/(kg=1.01 kJ/(kg) 水蒸汽的定压比热水蒸汽的定压比热: : C Cp,qp,q=1.84 kJ/(kg=1.84 kJ/(kg) 式中式中25002500为为t=0 t=0 时水蒸汽的汽化潜时水蒸汽的汽化潜热热 返回例题例题焓焓13例题例题 1 1、已知大气压力为、已知大气压力为101325Pa101325Pa，温度，温度t=20t=20C C。（。（1)1)求干空气的密度；（求干空气的密度；（2 2）求相对湿度为求相对湿度为90%90%时的湿空气密度。时的湿空气密度。14解答：解答： （1 1）、已知干空气的气体常数）、已知干空气的气体常数R=287J/(kgR=287J/(kgK),K),此时干空气压力即为大气此时干空气压力即为大气压力压力B B，所以，所以31013250.003480.003481.204/287293gBBkg mTT15（2 2）、由表）、由表2.12.1查，查，2020C C的水蒸汽饱和压力的水蒸汽饱和压力为为P Pq.bq.b=2331Pa=2331Pa。则由。则由%100.bqqPP3/195. 129323319 . 000134. 0293101325003484. 0mkgTPTBqqg00134. 0003484. 016 2 2、试求例一（、试求例一（2 2）中空气的含湿量及焓）中空气的含湿量及焓值值 17由：由： )84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCigpgp或dtdi2500)84. 101. 1 (焓焓 返回bqbqPBPd.622. 0解答：解答： 含湿量含湿量 183. 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图 湿空气的焓湿湿空气的焓湿图是在不同的图是在不同的大气压力大气压力B B下，下，纵坐标是其焓纵坐标是其焓值，横坐标是值，横坐标是含湿量值含湿量值 。19qP（10 Pa）d0102030500030002000100006000-2000等焓线等焓线等湿线等湿线等干球温等干球温线线等相对湿度线等相对湿度线3. 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图20热湿比：湿空气的焓变化与含湿热湿比：湿空气的焓变化与含湿量变化之比（量变化之比（kJ/kgkJ/kg）3. 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图dih21 一般的，若在一般的，若在h-dh-d图上有图上有A A、B B两状两状态点则由态点则由A A至至B B的热湿比，则为：的热湿比，则为：1000ABABiiddAdBd3. 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图hAhBhA-hB22 例题：已知大气压例题：已知大气压B=101325PaB=101325Pa，湿空气，湿空气的初参数的初参数t tA A=20=20C C，A A=60%=60%，当加入，当加入10000KJ/s10000KJ/s的热量和的热量和0.2kg/s0.2kg/s湿量后，温湿量后，温度度t tB B=28=28C C，求湿空气的终状态，求湿空气的终状态返回23 湿球温度湿球温度( (Wet bulb temperature)Wet bulb temperature) ：在定压绝热条件下，空气与水直接接触在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度。也称热力学湿球温度。 即近似即近似等焓等焓变化变化4. 湿球温度及露点温度湿球温度及露点温度24简言之，露点温度就是当湿空气下简言之，露点温度就是当湿空气下降到一定温度，有降到一定温度，有凝结水凝结水出现时的温出现时的温度。度。 4. 湿球温度及露点温度湿球温度及露点温度露点温度露点温度( (dew point temperature)dew point temperature)：湿空气冷却到相对湿度湿空气冷却到相对湿度=100%=100%时的温时的温度。度。25 空气的湿球温度和露点温度空气的湿球温度和露点温度4. 湿球温度及露点温度湿球温度及露点温度返回h265. 焓湿图的应用焓湿图的应用 湿空气的焓湿图不仅能表示其状态和各湿空气的焓湿图不仅能表示其状态和各状态参数，同时还能表示湿空气状态的状态参数，同时还能表示湿空气状态的变化过程，并能方便地求得两种或多种变化过程，并能方便地求得两种或多种湿空气的混合状态。湿空气的混合状态。湿空气的加热过程湿空气的加热过程 湿空气湿空气状态变状态变化过程化过程 等焓减湿过程等焓减湿过程等焓加湿过程等焓加湿过程湿空气的冷却过程湿空气的冷却过程27变化过程的特征变化过程的特征表表湿空气的加热过程湿空气的加热过程湿空气的冷却过程湿空气的冷却过程等焓减湿过程等焓减湿过程等焓加湿过程等焓加湿过程ABA B A C CEA E A D D等温加湿过程等温加湿过程A F冷却除湿过程冷却除湿过程A G多变过程多变过程 FG 28象象 限限 热湿比热湿比状态参数变状态参数变化趋势化趋势过程特征过程特征hdt0 增焓增湿增焓增湿0 减焓，减湿减焓，减湿0 减焓，增湿，降温减焓，增湿，降温h-d图中不同象限内湿空气状态变化过图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征程的特征29典型的湿空气处理过程典型的湿空气处理过程几种典型的空气处理过程几种典型的空气处理过程h301 1、等湿加热过程（、等湿加热过程（A-BA-B）：电加热器或热）：电加热器或热水（蒸汽）加热器来处理空气水（蒸汽）加热器来处理空气 2 2、等湿冷却过程、等湿冷却过程A-CA-C：用表面冷却器或蒸：用表面冷却器或蒸发器冷却空气发器冷却空气3 3、冷却减湿过程、冷却减湿过程 A-G A-G ：用表面冷却器或：用表面冷却器或蒸发器冷却空气蒸发器冷却空气 （表冷器表面温度低于（表冷器表面温度低于处理的空气露点温度）处理的空气露点温度） 314 4、等温加湿过程、等温加湿过程 A-F A-F ：通过向空气中：通过向空气中喷水蒸气或与空气温度相同的水而实现喷水蒸气或与空气温度相同的水而实现 5 5、等焓加湿过程、等焓加湿过程 A-E A-E ：采用喷水室喷：采用喷水室喷循环水对空气进行加湿处理循环水对空气进行加湿处理 6 6、等焓减湿过程、等焓减湿过程 A-D A-D ：用固体吸湿剂：用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）处理空气（硅胶或氯化钙）处理空气 32两种或多种状态湿空气的混合两种或多种状态湿空气的混合1 1、混合原理、混合原理湿平衡湿平衡: :热平衡热平衡: :CABCCABCBAddddiiiiGGhC-hBhA-hCGAhA+ GBhB= (GA + GB) hCGAdA+ GBdB= (GA + GB) dC33两种状态的空气混合规律在两种状态的空气混合规律在i-d图的表示图的表示ACBCdAhAdBhBhCdCBA34 例题：已知例题：已知G GA A=2000kg/h,t=2000kg/h,tA A=20=20C, C, A A=60%,G=60%,GB B=500kg/h,t=500kg/h,tB B=35=35C C， B B=80%,=80%,求混合后空气状态求混合后空气状态（B=101325PaB=101325Pa）35 例题：某空调系统采用新风和部分室内例题：某空调系统采用新风和部分室内回风混合处理后送入空调房间，已知大回风混合处理后送入空调房间，已知大气压力气压力B=101325PaB=101325Pa，回风量，回风量G Ga a=10000kg/h,=10000kg/h,回风温度回风温度t ta a=20=20， =60%。新风量。新风量G Gb b=2500kg/h=2500kg/h，新风温度，新风温度t tb b=35=35， =80%。试确定空气的混合。试确定空气的混合状态点状态点C C点。点。36中、俄使用的中、俄使用的i-d图图37西欧、美、日等国使用的焓湿图西欧、美、日等国使用的焓湿图38练习思考题练习思考题1 1、已知湿空气的一个状态参数（比如温已知湿空气的一个状态参数（比如温度），度）， 能不能确定其他参数？能不能确定其他参数？2 2、 焓湿图有几条主要参数线？分别表示焓湿图有几条主要参数线？分别表示哪一个物理量？试绘出简单的焓湿图。哪一个物理量？试绘出简单的焓湿图。3 3、热湿比有什么物理意义？为什么说在、热湿比有什么物理意义？为什么说在焓湿图的工程应用中热湿比起到至关重要焓湿图的工程应用中热湿比起到至关重要的作用的作用? ? 39练习思考题练习思考题4 4、分别简述工程上怎样实现等焓过程、分别简述工程上怎样实现等焓过程、等温过程和等湿过程的空气处理。等温过程和等湿过程的空气处理。 5 5、冷水温度为、冷水温度为1010的自来水管通过空气的自来水管通过空气温度为温度为2020的空调房间，请问室内相对湿的空调房间，请问室内相对湿度是多少时管壁结露？度是多少时管壁结露？6 6、在、在1000kg1000kg的空气（的空气（2020，60%60%）中加入）中加入1000kJ1000kJ的热量和的热量和2kg2kg的水汽，试求空气的的水汽，试求空气的终状态。终状态。 40