理学湿空气学习.pptx

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1、1 干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化（不考虑微量的其它气体）成分相对分子质量摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003空气平均分子质量28.966P湿空气=P干空气+P水蒸汽第1页/共56页2一、湿空气成分及压力干空气：水蒸气以外的所有气体湿空气：干空气+水蒸气组成的混合气体工程中多采用大气为工质，这时湿空气的总压力P=B（大气压力），其值较低，而组成湿气的干空气分压力及水蒸气分压力就更低。所以可看作理想气体。湿空气=干空气+水蒸气湿空气是理想气体混合物第2页/

2、共56页3二.未饱和湿空气和饱和湿空气 湿空气中水蒸气的状态由其分压力Pv和湿空气的温度T确定。如下图的a点。（水蒸气P-V图）所以空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气过热过热空气未饱和空气未饱和饱和饱和空气饱和空气饱和第3页/共56页4efbcaa点对应的状态参数：Pv，t t对应的水蒸气分压力PS Pv Pv)饱和度D略小于相对湿度，第14页/共56页15七 湿空气比体积：湿空气的容积以1kg干空气为基准定义。表示在一定T，总P下1kg干空气和0.001dkg水蒸气所占有的容积。即含 1kg干空气的湿空气的容积。在数值上=在总压P和含湿量d下的干空气的比值：第15页/共56页16八.焓

3、湿空气也是以1kg干空气为基准.它是1kg干空气ha和0.001dkg水气的hv之和.h计算基准点:干空气、水气取0度的焓=0 取定比热.ha=Cpt=1.01t kJ/kg 1.01干空气的定压比热.水蒸气0度的h=0 hv=2501+1.85t 湿空气第16页/共56页171.湿空气作为干气+水气=混合气.必须有三个独立的参数.才能确立其状态.2.若湿气就是大气.且B一定.那么还需要两个独立的参数。对于总压力B一定的湿空气，在常用的t.相对湿度.含湿量d.及焓中只有两个是相对独立的参数.即只要知其两个,就可确定状态,而求出其余参数.例;若已知t和(相对)当B一定时.则由t查图表Ps由t.P

4、sd=622Ps/B-Ps (含湿量)所以t.dh=1.01t+d(2501+1.85t)/1000 (焓)所以.PsPv=Ps第17页/共56页18九.湿球温度p143 下图8-2是一个使未饱和空在绝热情况下稳定流动而达到饱和的物理模型。这是一个决绝热加湿过程，空气流经过水面，当空气与水经过.充分的热质交换后，达热温平衡状态，水温达到一稳定值，出口湿空气达到饱和温度，把这一稳定的温度叫绝热饱和温度，也叫热力湿球温度。Tw*第18页/共56页19热力学湿球温度tw*是湿空气的状态参数.它只决定于进口湿空气的状态.(只要测出绝热饱和器进出口的t和p就可计算确定湿空气的含湿量)。在工程应用中要测热

5、力学湿球温度是不可能的(因为绝热是不可能的)所以常用干湿球温度计。用球温度计的读数代替 Tw不是状态参数（受风速测量条件的影响）.但只要测量方法正确.在风速大于 的情况下.两者相差不大 第19页/共56页20下图是干湿球温度计的示意图.有2只相同的水银温度计组成一支直接与空气接触-干球温度计另一支温度计的温饱(水银球)用浸在水中的湿布包起来.-湿计.干球温度计的读数称干球温度t。湿热平衡时湿球温度计的读数称湿球温度tw 第20页/共56页21 在干球温度计中周围为未饱和湿空气。湿球纱布上的水将向空气中蒸发，使湿纱布上的水温下降。（吸热 夏天头顶是毛巾）及湿球温度计上的读数将下降，这样水域周围的

6、空气产生温度差导致周围空气像水传热阻止水温下降。但两者达到平衡时。给水蒸发需Q =空气传来Q,（等焓）湿球温度计上的读数不再下降。保持一定值，即 tw一定。由上述分析可看出，tw 与水分的蒸发能力有关。蒸发能力又与 风速有关，若周围空气为饱和湿空气。宏观上水不蒸发，干球温度t=湿球温度tw。相对湿度越小，两者温度相差越大。tw还与空气流速有关，并不完全取决于是空气的状态，一般 大于4米每秒，测的tw 与 tw*比较接近。第21页/共56页22干球温度干球温度t 湿球温度湿球温度tw与露点温度与露点温度td图5-9干湿球温度计t=tw=tdTstwtdtt twtd第22页/共56页23第23页

7、/共56页241-3相对湿度(therelativehumidity)和含湿量(humidity;humidityratio)一.绝对湿度(absolutehumidity)v每立方米湿空气中水蒸气的质量kg/m3所以3）v数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小如pv=0.6566kPa，1时pv=ps，无吸湿能力10时pvps有吸湿能力。第24页/共56页25二、相对湿度（饱和度）-humidity湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。=0干空气干空气0ts（p），如在），如在1atm时，时，t 100时，时，由于水蒸汽的最大压力（饱和压力

8、）由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）psp，故故1）2）此时此时第25页/共56页26例题第十三章A922133.ppt三、含湿量d1kg干空气中所含水蒸气的质量干空气中所含水蒸气的质量a）当）当p一定时，一定时，kg水蒸气水蒸气/kg干空气干空气b)一定，一定，升温吸湿原理升温吸湿原理讨论：讨论：第26页/共56页27四、干球温度t dry-bulbtemperature，湿球温度twwet-bulbtemperature和绝热饱和温度t adadiabatic-saturationtemperature1.干、湿球温度计干、湿球温度计(wet-and-dry-bulbthermometer;

9、psychrometer)原理原理第27页/共56页28原理原理有效汽膜层内有效汽膜层内饱和饱和饱和温度饱和温度饱和温度饱和温度第28页/共56页29第29页/共56页311-4湿空气的焓-湿图psychrometricchart一.湿空气的焓东南大学清华大学北京林业大学哈尔滨工业大学例题第十三章A422177.ppt第31页/共56页32按按1kg干空气干空气加加d kg水蒸气水蒸气的理想气体的理想气体混合物混合物计算计算注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计

10、算。三、h-d 图注意：h-d 图随图随pb改变而改变改变而改变A）制图依据）制图依据图h-d.ppt二、湿空气其它状态参数第32页/共56页33第33页/共56页34第二节 湿空的焓湿（h-d）图 上一节中介绍了湿空气的一些状态参数，,t,d,h,Td,Tw,等及其计算式。湿空气作为混合气体，必须知道三个独立的状态参数，才能确定其状态，其他参数数计算，值可通过公式计算出。在工程计算中，除应用公式外，为方便分析计算，人们绘制了湿空气的各种线算图。最常用的是焓湿图（h-d 图）。同其他状态坐标图一样，图中每一个点表示一个确定的状态（湿空气）。可以查出相应的状态参数，h-d图可以方便的表示出湿空气

11、的变化过程。第34页/共56页35注意：h-d 图随图随pb改变而改变改变而改变A）制图依据）制图依据第35页/共56页36B）线群介绍）线群介绍1）定）定d 线线一组平行于纵坐标的直线群。一组平行于纵坐标的直线群。露点露点td是湿空气冷却到是湿空气冷却到=100%时时的温度。因此，含湿量的温度。因此，含湿量d 相同、状态相同、状态不同的湿空气具有相同的露点。不同的湿空气具有相同的露点。2）定）定h 线线3）定）定t 线线由由h=1.005t+(2501+1.86t)d，当湿空气的干球温度，当湿空气的干球温度t=定值时，定值时，h 和和d 间成直线变化关系。间成直线变化关系。t 不同时斜率不同

12、时斜率不同。因此等不同。因此等t线是一组互不平行的直线，线是一组互不平行的直线，t 愈高，愈高，等等t 线斜率愈大。线斜率愈大。图h-d.ppt第36页/共56页374）定）定tw线线绝热增湿过程近似为等绝热增湿过程近似为等h 过程，湿空气的湿球温过程，湿空气的湿球温tw(近似等近似等于绝热饱和温度于绝热饱和温度tw)是沿等是沿等h 线冷却到线冷却到=100%时的温度。因时的温度。因此，焓值相同状态不同的湿空气具有相同的湿球温度。此，焓值相同状态不同的湿空气具有相同的湿球温度。5）定）定线线等等线是一组上凸形的曲线。线是一组上凸形的曲线。所以总压力所以总压力p 一定时，一定时，=f(d,t)。

13、h-d 图都是在一定的总压力图都是在一定的总压力p 下绘制的，水蒸气的分压下绘制的，水蒸气的分压力最大也不可能超过力最大也不可能超过B。因此当湿空气温。因此当湿空气温度等于或高于度等于或高于100时时定义为定义为=pv/p。此时。此时图h-d.ppt等等线就是等线就是等d 线，所以各等线，所以各等线与线与t=100的等温线相交后，的等温线相交后，向上折与等向上折与等d 线重合。线重合。第37页/共56页386）定）定v线线=0，即干空气状态，这时，即干空气状态，这时d=0，所以它和纵坐标线重合。所以它和纵坐标线重合。7）pv=f(d)线线当当d 0,d0,增h增d过程0 区：h0,d0,增h减

14、d过程0 区：h0,d0区：h0,减h增d过程0第39页/共56页40h-d应用第40页/共56页41dhht露点tdpv下饱和湿空气td12露点td查法12定d与=1=1交点第41页/共56页42露点td查法12定d线与=1=1交点的温度第42页/共56页43dhht湿球温度tw绝热饱和温度tdtwt湿球温度tw查法13定h与=1交点123第43页/共56页44C）h-d 图应用图应用例例1已知湿空气参数已知湿空气参数151例例求其他参数求其他参数解：由温度及相对湿度在解：由温度及相对湿度在h-d 图图上确定点上确定点1的位置，由此读出的位置，由此读出由由h1与与交点读出交点读出由点由点1作

15、垂线，与交作垂线，与交点读出点读出与与pv线交点读出线交点读出第44页/共56页45例2讨论题湿空气.PPT第45页/共56页46第三节湿空气的基本热力过程湿空气热力过程求解的共同步骤：湿空气热力过程求解的共同步骤：1.画出流程草图；画出流程草图；2.在在h-d图上画出过程；图上画出过程；3.写出水及干空气的质量守恒方程；写出水及干空气的质量守恒方程；4.写出能量方程；写出能量方程；5.h-d图确定质、能方程中各参数；图确定质、能方程中各参数；6.求解。求解。第46页/共56页47一、加热过程是干燥工程中不可缺少的组成过程之一。常用于干燥空气，在物料干燥工程中，先让湿气加热，降低，增大其吸湿能

16、力，然后再让其通过干燥室，吸收被干燥物料的水分，达到干燥物料的目的状态参数：kJ/kg(a)第47页/共56页48单纯加热或冷却过程d不变12qdh122加热12放热12hh第48页/共56页49二、冷却过程1-2冷却过程在冷却器中进行的可分为单纯冷却和去湿冷却两种（负值）kJ/kg(a)单纯等含湿量冷却第49页/共56页50冷却去湿过程1-2 -3-4qdh12234d1h1d4h4d1-d4h水 t，h。d先不变后减少。先 后不变。=1最大。14 过程中放出q，qh析出水分：dd4d3 d4d1该过程就是空调中常用的冷却干燥过程 （空调凝结水）第50页/共56页51每kg干空气吸收水蒸汽：

17、g/kg(a)三、绝热加湿过程图811 湿空气的绝热加湿过程 在空气处理过程中，在绝热情况下进行加湿。例：空调工程中，在喷沐室中向湿空气喷入循环水，就是绝热加湿在该过程中，水分从湿空气本身吸取热量而汽化，汽化后的水又进入湿空气中。这样湿空气本身火含变化很小，只是增加了补充水的液体焓1kg干空气，几克水，可忽略不计，认为绝热加湿是一等焓过程。第51页/共56页52四、定温加湿过程p153 图812定温加湿过程 对湿空气喷入少量水蒸气使之加湿的过程（小型空调机组）。向湿空气中加入有限量的大气压B下的饱和蒸气or稍过热的蒸气。使空气仍处于未饱和状态。虽然蒸气湿度较高，但加入量有限，使湿空气温度没有明显提高，可视为定温加湿过程。d h 都增加第52页/共56页53五.绝热混合能量质量守恒第53页/共56页54第54页/共56页55 第 八 章 湿空气小结1湿空气性质 B=P=Pa+Pv R.M与Pv的关系。2.相关概念：绝对湿度 Pv 相对湿度 =0，=1的含义。含湿量 d。d的含义 湿气密度 =1+0.001d v13.h的计算 h=0.001t+0.001d(2501+1.85t)湿球湿度：t w 露点：t d4.h-d图。图中有几条线，各参数的查法（t w，t d的查法）5热力过程 掌握：1加热 2冷却。第55页/共56页56感谢您的观看！第56页/共56页