湿空气的性质与湿度图课件.ppt

8.2.1 湿空气的性质湿空气的性质8.2.2 空气的湿度图及其应用空气的湿度图及其应用8.2 湿空气的性质与湿度图湿空气的性质与湿度图 8.1.1湿空气的性质湿空气的性质湿空气：含有湿分的空气。湿空气：含有湿分的空气。基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变。基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变。干燥计算以单位质量绝干空气为基准。干燥计算以单位质量绝干空气为基准。表征空气中所含水分的大小通常用两个表征空气中所含水分的大小通常用两个参数：参数：相对湿度相对湿度 湿度湿度H 一、湿度（湿含量）一、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定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气 质量之比。质量之比。湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。湿空气是由水蒸汽和绝干空气构成。P P 湿湿空空气气的的总总压压（kN/m2），即即P P干干空空气气 与与P P水水之和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。之和。干燥过程中系统总压基本上恒定不变。系统总压系统总压 P P ：（8-1）（8-2）（8-3）1 1、定义式定义式（8-4）na湿空气中干空气的千摩湿空气中干空气的千摩尔尔数，数，kmol；nv湿空气中水蒸汽的千摩湿空气中水蒸汽的千摩尔尔数，数，kmol。式中：式中：Ma干空气的摩干空气的摩尔尔质质量，量，kg/kmol；Mv水蒸气的摩水蒸气的摩尔尔质质量，量，kg/kmol；2 2、以分压比表示、以分压比表示式中：式中：pv水蒸汽分水蒸汽分压压，N/m2 P湿空气湿空气总压总压，N/m2（8-5）当湿空气可视为理想气体时，则有：当湿空气可视为理想气体时，则有：pv空气中水蒸汽分压力；空气中水蒸汽分压力；式中：式中：（8-5）pg干干空气分压力；空气分压力；即：即：当当P为一定值时，为一定值时，（8-6）（8-8）（8-7）湿度湿度H与总压力与总压力P及水汽分压力及水汽分压力pv有关。有关。pv增大或增大或P减小，则减小，则H增大。增大。3、饱饱和湿度和湿度HsHs：式中：式中：ps同温度下水同温度下水蒸汽蒸汽的的饱饱和蒸汽和蒸汽压压，N/m2注：由于水的注：由于水的饱饱和蒸汽和蒸汽压压只与温度有关，故只与温度有关，故饱饱和和 湿度是湿空气湿度是湿空气总压总压和温度的函数。和温度的函数。当湿空气中水蒸汽分压当湿空气中水蒸汽分压 pv 恰好等于同温度恰好等于同温度下水蒸汽的饱和蒸汽压下水蒸汽的饱和蒸汽压 ps时，则表明湿空气达时，则表明湿空气达到饱和，此时的湿度到饱和，此时的湿度H为饱和湿度为饱和湿度Hs。（8-9）二、相对湿度二、相对湿度 1、定、定义义式：式：（8-10）定义：定义：在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压与同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。之比的百分数。（8-11）即：即：2、意、意义义：相相对对湿度表明了湿空气的不湿度表明了湿空气的不饱饱和程度，反和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。映湿空气吸收水汽的能力。当当=1=1（或（或100%100%），），pv v=ps s：表示空气已被水蒸汽表示空气已被水蒸汽饱饱和，不能再吸收水汽，和，不能再吸收水汽，已无干燥能力。已无干燥能力。不可作为干燥介质；不可作为干燥介质；愈小，即愈小，即PvPv与与PsPs差距愈大，表示湿空气偏差距愈大，表示湿空气偏离离饱饱和程度愈和程度愈远远，干燥能力愈大。，干燥能力愈大。湿空气未达饱和，湿空气未达饱和，能能够够再吸收水汽，再吸收水汽，可作可作为干燥介质。为干燥介质。当当 11时，时，pv v tw=（tas）td 比比较较之有：之有：饱饱和湿空气：和湿空气：t=tw=（tas）=td8.2.2 空气的湿度图及其应用空气的湿度图及其应用 温度温度湿度湿度图图（简简称：温湿称：温湿图图）为为了便于了便于计计算，将空气各种性算，将空气各种性质标绘质标绘在在湿度湿度图图中。中。湿度湿度图图的形式有两种：的形式有两种：焓焓湿度湿度图图（简简称：称：焓焓湿湿图图）一般常用的湿度一般常用的湿度图图都是都是针对针对一定的一定的总压总压而而绘绘制的。制的。如如图图8-6所示所示为为在在总压总压P=101.3kN/m2下下绘绘制的温度制的温度湿度湿度图图（低温部分）。（低温部分）。8-6 用公式计算湿空气的性质比较繁琐，有时还用公式计算湿空气的性质比较繁琐，有时还要用到试差（如计算要用到试差（如计算tw）。）。本章主要研究的图是本章主要研究的图是焓焓湿度图。湿度图。另外，空气的状态变化过程在图中表示亦比另外，空气的状态变化过程在图中表示亦比较形象直观。较形象直观。若将湿空气的各种性质绘成图，利用图查取若将湿空气的各种性质绘成图，利用图查取湿空气的有关参数，则比较简便。湿空气的有关参数，则比较简便。在总压在总压p一定时，上述湿空气的各个参数（一定时，上述湿空气的各个参数（t、pv、H、I、tw等）中，只有两个参数是独立等）中，只有两个参数是独立的，即规定两个互相独立的参数，湿空气的状的，即规定两个互相独立的参数，湿空气的状态即被唯一地确定。态即被唯一地确定。工程上为方便起见，将诸参数之间的关系在工程上为方便起见，将诸参数之间的关系在平面坐标上绘制成湿度图。平面坐标上绘制成湿度图。一、一、焓湿图焓湿图 空气湿度图的绘制：空气湿度图的绘制：I-H图是以总压图是以总压p=101.33105kPa为前提画为前提画出的，出的，p偏离较大时此图不适用。偏离较大时此图不适用。纵坐标为纵坐标为I（kJ/kg绝干气）；绝干气）；横坐标为横坐标为H（kg水汽水汽/kg绝干空气）；绝干空气）；注意：注意：两坐标的交角为两坐标的交角为135（不是（不是90）！）！是将横轴上的湿度值是将横轴上的湿度值H投影到辅助坐标上投影到辅助坐标上的，便于读图，而真正的横坐标的，便于读图，而真正的横坐标H在图中并没在图中并没有完全画出。有完全画出。水平轴（辅助坐标）的作用：水平轴（辅助坐标）的作用：使图中各种曲线群不至于拥挤在一起，从使图中各种曲线群不至于拥挤在一起，从而提高读图的准确度。而提高读图的准确度。目的：目的：（1）等）等H线（等湿度线）线（等湿度线）等等H线为一系列平行于纵轴的直线。线为一系列平行于纵轴的直线。注意：注意：同一等同一等H线上不同点，线上不同点，H值相同，但湿空气值相同，但湿空气的状态不同（在一定的状态不同（在一定p下必须有两个独立参数才下必须有两个独立参数才能唯一确定空气的状态）；能唯一确定空气的状态）；根据露点根据露点td的定义，的定义，H相同的湿空气具有相等相同的湿空气具有相等的的td，因此在同一条等，因此在同一条等H线上湿空气的线上湿空气的td是不变的，是不变的，换句话说换句话说H、td不是彼此独立的参数。不是彼此独立的参数。（2）等）等I线（等焓线）线（等焓线）同一等同一等I线上不同点，线上不同点，I值相同，但湿空气状值相同，但湿空气状态不同；态不同；等等I线为一系列平行于横轴（不是水平辅助线为一系列平行于横轴（不是水平辅助轴）的直线。轴）的直线。注意：注意：前已述及湿空气的绝热增湿过程近似为等前已述及湿空气的绝热增湿过程近似为等I过过程，因此等程，因此等I线也就是绝热增湿过程线，在同一线也就是绝热增湿过程线，在同一等等I线上，线上，H则则t或或H 则则t，但，但I不变。不变。改写为改写为:当当t一定时，一定时，I-H为直线。为直线。t，斜率，斜率，因此各等，因此各等t线不是平行的直线。线不是平行的直线。（3）等）等t线（等温线）线（等温线）各直线的斜率为：各直线的斜率为：（8-32）（4）等）等线（等相对湿度线）线（等相对湿度线）P固定，当固定，当一定时，一定时，假设一个假设一个t，求出，求出ps，可算出一个相应的，可算出一个相应的H，将若干个（，将若干个（t，H）点连接起来，即为一条）点连接起来，即为一条等等线。线。注意：注意：当当H一定时，一定时，t，吸收水汽能力，吸收水汽能力。所以，湿空气进入干燥器之前须先经过预热，所以，湿空气进入干燥器之前须先经过预热，以提高其温度和焓值，有利于载热外，同时也是以提高其温度和焓值，有利于载热外，同时也是为了降低相对湿度而有利于载湿；为了降低相对湿度而有利于载湿；=100%的线称为饱和曲线，线上各点空气为的线称为饱和曲线，线上各点空气为水蒸气所饱和；水蒸气所饱和；此线下方为过饱和区域，空气中含雾状水滴，此线下方为过饱和区域，空气中含雾状水滴，不能用于干燥物料；不能用于干燥物料；此线上方为未饱和区（此线上方为未饱和区（1），在这个区），在这个区域的空气可以作为干燥介质；域的空气可以作为干燥介质；I-H图是以总压图是以总压p=101.33103kPa为前提绘为前提绘制的；制的；H=常数，等常数，等线（图中线（图中=5%与与=10%两两条线）垂直向上为直线与等条线）垂直向上为直线与等H线重合。线重合。当当一定，一定，t99.7时：时：（5）pv线线(水蒸汽分压线水蒸汽分压线)pv线标线标于于=100%线的下方，表示线的下方，表示pv与与H之之间的关系。间的关系。得：得：由：由：二、湿度图的应用二、湿度图的应用 IH图中的任意一点图中的任意一点A代表一个确定的空气代表一个确定的空气状态，其状态，其t、tw、H、I等均为定值。已知湿等均为定值。已知湿度空气的两个独立参数，即可确定一个空气的度空气的两个独立参数，即可确定一个空气的状态状态A，其他参数可由，其他参数可由IH图查得。图查得。tH、ttw、ttd、t、是相互独立、是相互独立的两个参数，可确定唯一的空气状态点的两个参数，可确定唯一的空气状态点A；tdH、pvH、tdpv（都在同一条等温（都在同一条等温线上），线上），twI（在同一条等（在同一条等I线上），不是彼线上），不是彼此独立的参数，不能确定空气的状态点此独立的参数，不能确定空气的状态点A。2 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求 该湿空气的其他参数和性质该湿空气的其他参数和性质 1）由测出的参数确定湿空气的状态）由测出的参数确定湿空气的状态a）水与空气系统，已知空气的干球温度）水与空气系统，已知空气的干球温度t t和湿球和湿球 温度温度tw，确定该空气的状态点，确定该空气的状态点A A(t，H)。b）水与空气系统中，已知）水与空气系统中，已知t和和td，求原始状态点，求原始状态点 A(t，H)。c）水与空气系统中，已知）水与空气系统中，已知t和和，求原始状态点，求原始状态点 A的位置。的位置。AtdA图图8-8 在在H-I图中确定湿空气的状态点图中确定湿空气的状态点A图图8-9 在在H-I图中确定湿空气的状态点图中确定湿空气的状态点 例：已知湿空气的干球温度例：已知湿空气的干球温度t=30=30，相对湿相对湿度度=0.6=0.6，求湿空气的湿度求湿空气的湿度H，露点露点td、tas。t=30AH=0.016kg/kg干气干气Dtd=21等焓线等焓线Ctas=23利用湿度图查取湿空气的物性利用湿度图查取湿空气的物性End图图8-3 干湿球温度计干湿球温度计3、绝热饱和过程说明：、绝热饱和过程说明：8.5等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图等湿线等湿线等焓线等焓线等温线等温线饱和空饱和空气线气线p-Hp-H线线图图8-7 焓湿图焓湿图