湿空气的物理性质及其焓湿图课件.ppt

《湿空气的物理性质及其焓湿图课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湿空气的物理性质及其焓湿图课件.ppt（82页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第二讲 湿空气的物理性质及其焓湿图主讲老师：丁力行、栗艳（机电学院）第一章 空气调节概述及热湿参数基础 空气调节概述（空调系统原理图，以图为基础介绍）1、空调系统图2、风机盘管空调系统3、变风量空调系统4、其他室外空气计算参数要求：1、结合暖通规范的规定，理解相关术语2、能按设计要求合理选择各地室外气象参数4重庆干球、湿球日平均温度全年变化5重庆最热月干湿球温度逐时变化6重庆最冷月干湿球温度逐时变化7湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数湿空气的湿空气的焓湿湿图（学会（学会焓湿湿图上找点）上找点）湿球温度（学会确定湿球温度（学会确定焓湿湿图上确定湿球温度）上确定湿球温度）焓湿湿图的的应用

2、（学会各种空气状用（学会各种空气状态变化在化在焓湿湿图上的表示）上的表示）1、湿空气的组成和状态参数湿空气的组成状态参数（6大物理参数）压力温度密度与比容湿度露点温度焓1、湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数湿空气的湿空气的组成成湿空气：由干空气和一定量的水蒸汽混合而成湿空气：由干空气和一定量的水蒸汽混合而成干空气由氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦和其它一些微量气体组成的混合气体。确定干空气的热工性质：将海平面高度的清洁干空气成分作为标准组成水蒸汽对湿空气的状态变化影响很大。空气：湿空气空气：湿空气2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数常温常压下干空气可认为是理想气体。湿空气也可

3、近似当作理想气体。状态参数间的关系可用理想气体状态方程式表示。或下标g表示干空气 q表示水蒸汽2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数一、一、一、一、压压力力力力1、大气压力：B或p绝对压力：当地大气压与工作压力之和；绝对压力为湿空气的状态参数。2、水蒸汽分压力根据道尔顿原理：水蒸汽分压力的大小反映了水蒸汽含量的多少。2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数3、饱和水蒸汽分压力饱和空气和空气：在一定温度下，含有最大限度水蒸汽的湿空气。饱和空气所具有的水蒸汽分压力，叫做该温度下湿空气的饱和水蒸汽分压力。饱和水蒸汽分和水蒸汽分压力力仅取决于温度。取决于温度。如果温度发生变化，它们也

4、将相应地随着变化。2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数二、温度二、温度温度高低用温标衡量。绝对温标（开氏温标），符号T，单位K摄氏温标，符号t，单位华氏温标，符号t，单位F换算关系：2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数三、密度与比容三、密度与比容密度：单位容积的湿空气所具有的质量比容：单位质量的湿空气所占有的容积湿空气的计算中往往以含1kg干空气的湿空气作为计算基础。2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数四、湿度四、湿度表示湿空气中水蒸汽含量多少的物理量1 1、绝对绝对湿度湿度湿度湿度绝对湿度：单位容积湿空气中含有水蒸汽的质量。绝对湿度为该温度和水蒸汽分压力下

5、的水蒸汽密度。绝对湿度是表示单位容积中所含水蒸汽量的多少。2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数2 2、含湿量、含湿量、含湿量、含湿量在湿空气中与1kg干空气同时并存的水蒸汽量。因水蒸汽含量少，改变单位：2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数3 3、相、相、相、相对对湿度湿度湿度湿度 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸汽压力之比。表示饱和空气；表示干空气；2 湿空气的组成和状态参数湿空气的组成和状态参数含湿量与相对湿度的联系联系：2、湿空气的组成和状态参数、湿空气的组成和状态参数即湿空气的相对湿度可用空气的含湿量与同温度下的饱和含湿量之比来计算。及故所以五、露点温

6、度五、露点温度 Td露点温度指在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温露点温度指在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度度，用，用tl表示表示。为空气是否结露的临界温度。空气的露点温度只取决于空气的含湿量只取决于空气的含湿量。空气调节中常利用露点温度达到干燥空气的目的：冷却空气到露点温度之下。露点温度如何在焓湿图上表示？2、湿空气的组成和状态参数、湿空气的组成和状态参数六、六、六、六、焓焓空调中，空气的压力变化很小，近似于等压过程，因此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。已知干空气的定压比热水蒸汽的定压比热干空气的焓水蒸汽的焓2、湿空气的组成和状态参数、湿空气的组成和状态参数显热，

7、随温度而变的热量代入数据：潜热，0时dkg水的汽化潜热，随随d变，与变，与t无关。无关。湿空气的焓：2、湿空气的组成和状态参数、湿空气的组成和状态参数解：1、理想气体的状态方程式例11已知大气压力为101325Pa，温度t20，求：1干空气的密度；2相对湿度为90时的湿空气密度。2、湿空气的组成和状态参数、湿空气的组成和状态参数2、湿空气的密度湿空气的湿空气的组成和状成和状态参数参数湿空气的焓湿图（学会焓湿图上找点）湿空气的焓湿图（学会焓湿图上找点）湿球温度（学会确定湿球温度（学会确定焓湿湿图上确定湿球温度）上确定湿球温度）焓湿湿图的的应用（学会各种空气状用（学会各种空气状态变化在化在焓湿湿图

8、上的表示）上的表示）1、湿空气的组成和状态参数1、大气压力一定,2、焓i为纵坐标,3、含湿量d为横坐标，4、且两坐标之间的夹角等于或大于135。3、湿空气的焓湿图、湿空气的焓湿图1、等温线2、等相对湿度线因1.84t与2500相比很小，故等温线可近似看作是平行的。3、湿空气的焓湿图、湿空气的焓湿图3、水蒸汽分压力线4、热湿比线热湿比：湿空气状湿比：湿空气状态变化前后的化前后的焓差与含湿量差之比差与含湿量差之比3、湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图热湿比表示了空气状态变化的方向和特征热湿比也为总空气量G在处理过程中所得到（失去）的热量Q和湿量W的比值。湿空气的状态变化：A状态的湿空气，变化到B状态。其

9、热量Q变化（可正可负）和湿量W变化（可正可负）。得为正，失为负；得为正，失为负；故热湿比有正有负热湿比代表初始点与终态点直线的斜率，称角系数。3、湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图例：已知B101325Pa，湿空气温度tA28，相对湿度A51，确定其含湿量和焓值。例：已知B101325Pa，湿空气温度tA28，露点温度tl 20，确定其点及其参数。例13：已知B101325Pa，湿空气初参数tA20，A60，当加入10000kJ/h的热量和2kg/h湿量后，温度tB28，求湿空气的终状态。3、湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图解法1：3、过A点作与所求热湿比的平行线，此线与tB28等温线的交点即为所求湿空

10、气的终状态点B。1、由tA20，A60定A点2、求热湿比3、湿空气的焓湿图、湿空气的焓湿图解法2：3、过A点任选一d（或i）的线段长度，按iA i的等i线与dA d的等d线的交点与A的联线即符合所求热湿比线。1、由tA20，A60定A点2、由热湿比求i：d4、此线与tB28线的交点为所求终状态点B。3、湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图注意注意注意注意：附录12给出的id图是以标准大气压B101325Pa为条件作出的。不同地区应使用符合本地区大气压的id图。当缺少这种id图时，简便易行的方法是利用标准大气压的id图加以修改。第二节第二节 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图湿空气的湿空气的组成和状成和状态参

11、数参数湿空气的湿空气的焓湿湿图（学会（学会焓湿湿图上找点）上找点）湿球温度（学会确定焓湿图上确定湿球温度）湿球温度（学会确定焓湿图上确定湿球温度）焓湿湿图的的应用（学会各种空气状用（学会各种空气状态变化在化在焓湿湿图上的表示）上的表示）1、湿空气的组成和状态参数热力学湿球温度湿球温度在id上的表示湿球温度（干湿球温度计）4、湿球温度、湿球温度湿湿湿湿球球球球温温温温度度度度：在定定压压绝绝热热条件下，空气与水直接接触达到热热湿湿平衡平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度热力学湿球温度，用ts表示。图17 绝热加湿小室（绝热加湿器）4、湿球温度、湿球温度一、一、热力学湿球温度力学湿球温度当装置

12、在稳定的均匀流动状态下工作，在流量不变情况下，能量平衡方程式为：移项可得：即：空气焓的增量等于蒸发的水量所具有的焓。热力学湿球温度等值线为一直线。4、湿球温度、湿球温度二、湿球温度在二、湿球温度在id图上的表示图上的表示表示热力学湿球温度等值线状态变化的角系数为：2:作=4.19ts的热湿比线，即为等湿球温度线。等湿球温度线在id图上的表示：4、湿球温度、湿球温度当ts=0时，=0 等湿球温度线与等焓线完全重合；当ts0时，0；当ts0时，0。在工程计算中，空调工程中一般ts30，=4.19ts等湿球温度线与=0等焓线非常接近，可近似认为等焓线即为等湿球温度线。等焓线即为等湿球温度线。4、湿球

13、温度、湿球温度3:B点的温度tB即为A状态空气的湿球温度ts。湿球温度在焓湿图上的表示：1:在id图上，找出已知状态点A点；ABtB 第三节第三节 湿球温度湿球温度2:由S点沿等i线与t45等温线相交得A点。例14：已知B101325Pa，t45，ts30，试id在图上确定该湿空气状态。解1：近似作图法AStst3:A点即为所求的湿空气状态点。4、湿球温度、湿球温度2:由S点作=4.19ts的热湿比线，该线与t45等温线相交得A点。解2：准确作图法AStst3:A点即为所求的湿空气状态点。第三节第三节 湿球温度湿球温度三、干湿球温度计三、干湿球温度计利用普通水银温度计，将其球部用湿脱脂棉纱布包

14、敷，则成为湿球温度湿球温度湿球温度湿球温度计计。湿球温度计指示温度值为球表面水的温度。只有在热湿交换达到平衡，即稳定条件下的读数才为湿球温度ts。干干干干湿湿湿湿球球球球温温温温度度度度计计是测定空气温度、湿度的一种仪器，有固定式和通风式两种。4、湿球温度、湿球温度干湿球温度计中平衡关系：空气对湿球的传热量Q1与湿纱布上水分蒸发需热量Q2相等，即Q1 Q2。干湿球温度计读数差值的大小，间接反映了空气相对湿度的状况。例如：干球18度，湿球15度时，其度差3度之纵栏与湿球15度之横栏交叉68度就是表示空气的相对湿度为68%。实测应用中，为保证空气流速v2.5m/s，常采用通风式干湿球温度计。第三节

15、第三节 湿球温度湿球温度湿空气的湿空气的组成和状成和状态参数参数湿空气的湿空气的焓湿湿图（学会（学会焓湿湿图上找点）上找点）湿球温度（学会确定湿球温度（学会确定焓湿湿图上确定湿球温度）上确定湿球温度）焓湿图的应用（学会各种空气状态变化在焓焓湿图的应用（学会各种空气状态变化在焓湿图上的表示）湿图上的表示）1、湿空气的组成和状态参数空气状态及其参数的确定空气状态及其参数的确定空气状态及其参数的确定空气状态及其参数的确定独立参数：空气状态变化过程在空气状态变化过程在空气状态变化过程在空气状态变化过程在i id d图上的表示图上的表示图上的表示图上的表示（6 6大空气状态变化过程）大空气状态变化过程）

16、大空气状态变化过程）大空气状态变化过程）两种不同状态空气混合过程的计算两种不同状态空气混合过程的计算两种不同状态空气混合过程的计算两种不同状态空气混合过程的计算5、焓湿图的应用、焓湿图的应用1 空气调节系统的分类 一次回风系统简图1过滤器 2换热器 3风机 4消声器 4送风口 6回风口例14：已知B101325Pa，t20，60，确定其ts、tl。ALtl3:S、L点对应的温度ts、tl即为A状态空气的湿球温度ts和露点温度tl。解：1:在id图上，找出已知状态点A点；Sts一、空气状一、空气状一、空气状一、空气状态态及其参数的确定及其参数的确定及其参数的确定及其参数的确定第四节第四节 焓湿图

17、的应用焓湿图的应用二、空气状态变化过程在二、空气状态变化过程在id图上的表示图上的表示A1、等湿（干式）加热过程等湿（干式）加热过程途径：加热器加热加热器：表面式空气加热器、电加热器热源：热水、蒸汽及电能等状态变化：等湿、增焓、升温等湿、增焓、升温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用二、空气状态变化过程在二、空气状态变化过程在id图上的表示图上的表示BA加热器加热1、等湿（干式）加热过程等湿（干式）加热过程途径：加热器加热加热器：表面式空气加热器、电加热器热源：热水、蒸汽及电能等状态变化：等湿、增焓、升温等湿、增焓、升温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用二、空气状态变化过程在二、

18、空气状态变化过程在id图上的表示图上的表示BA加热器加热1、等湿（干式）加热过程等湿（干式）加热过程加热量？（显热？潜热）加湿量？第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BA加热器加热2 2、等湿（干式）冷却过程、等湿（干式）冷却过程途径：表表表表冷冷冷冷器器器器冷冷冷冷却却却却，冷表面温温温温度度度度高高高高于空气露点温度冷源：冷水或其它冷媒状态变化：等湿、减焓、降温等湿、减焓、降温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA加热器加热表冷器冷却2 2、等湿（干式）冷却过程、等湿（干式）冷却过程途径：表表表表冷冷冷冷器器器器冷冷冷冷却却却却，冷表面温温温温度度度度高高高高于空气露点温度冷源

19、：冷水或其它冷媒状态变化：等湿、减焓、降温等湿、减焓、降温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA加热器加热表冷器冷却2 2、等湿（干式）冷却过程、等湿（干式）冷却过程加热量？显热？潜热？加湿量？第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA固体吸湿剂吸湿3 3、等焓减湿过程、等焓减湿过程途径：固体吸湿剂固体吸湿剂固体吸湿剂固体吸湿剂（如硅胶）吸湿吸湿吸湿吸湿状态变化：等焓、减湿、升温等焓、减湿、升温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCDA固体吸湿剂吸湿i=const3 3、等焓减湿过程、等焓减湿过程途径：固体吸湿剂固体吸湿剂固体吸湿剂固体吸湿剂（如硅胶）吸湿吸湿吸湿吸湿状态变

20、化：等焓、减湿、升温等焓、减湿、升温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCDA固体吸湿剂吸湿i=const3 3、等焓减湿过程、等焓减湿过程加热量？显热？潜热？加湿量加湿量加湿量加湿量orororor除湿量？除湿量？除湿量？除湿量？第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCDA循环水喷淋4、等焓加湿过程等焓加湿过程途径：喷水室喷淋循环水喷水室喷淋循环水喷水室喷淋循环水喷水室喷淋循环水冷源：循环水循环水温将稳定在湿球温度上状态变化：等焓、加湿、降温等焓、加湿、降温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCD EA循环水喷淋i=const4、等焓加湿过程等焓加湿过程途径：喷水室喷淋循环

21、水喷水室喷淋循环水喷水室喷淋循环水喷水室喷淋循环水冷源：循环水循环水温将稳定在湿球温度上状态变化：等焓、加湿、降温等焓、加湿、降温过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCD EA循环水喷淋i=const4、等焓加湿过程等焓加湿过程过程：加热量？显热or潜热？加湿量or除湿量？第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCD EA喷干蒸汽5 5、等温加湿过程、等温加湿过程途径：喷干蒸汽喷干蒸汽喷干蒸汽喷干蒸汽冷源：100左右的蒸汽状态变化：等温、加湿、增焓等温、加湿、增焓过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BC FD EA喷干蒸汽5 5、等温加湿过程、等温加湿过程途径：喷干蒸汽喷干蒸汽喷

22、干蒸汽喷干蒸汽冷源：100左右的蒸汽状态变化：等温、加湿、增焓等温、加湿、增焓过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BC FD EA喷干蒸汽5 5、等温加湿过程、等温加湿过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用加热量？显热or潜热？加湿量or除湿量？BC FD EA6 6、减湿冷却（冷却干燥）过程、减湿冷却（冷却干燥）过程途径：表表表表冷冷冷冷器器器器（喷喷喷喷水水水水室室室室）冷冷冷冷却却却却，冷冷冷冷表表表表面温度（水温）低于面温度（水温）低于面温度（水温）低于面温度（水温）低于空气露点温度冷源：冷水或其它冷媒状态变化：减湿、减焓、降温第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BC FD

23、 EGA6 6、减湿冷却（冷却干燥）过程、减湿冷却（冷却干燥）过程途径：表表表表冷冷冷冷器器器器（喷喷喷喷水水水水室室室室）冷冷冷冷却却却却，冷冷冷冷表表表表面温度（水温）低于面温度（水温）低于面温度（水温）低于面温度（水温）低于空气露点温度冷源：冷水或其它冷媒状态变化：减湿、减焓、降温第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BC FD EGA6 6、减湿冷却（冷却干燥）过程、减湿冷却（冷却干燥）过程第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用加热量？显热or潜热？加湿量or除湿量？注意：注意：注意：注意：第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用LO为了便于控制，等焓加湿、冷却减湿过程一般是处理到机器露

24、点。机器露点：处理终态点的等d线与9095的交点。喷水室比表冷器具有较高的值。热湿比及0两条线，将id图分为四个象限。BCD EA=0=0=象限状态参数变化趋势过程特征idt 0 增焓增湿 0 增焓减湿升温 0 减焓减湿 0 减焓增湿降温空气状态变化的四个象限空气状态变化的四个象限第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用 若有两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后状态为C，质量为GC，据质量与能量守恒原理，则有：三、两种不同状态空气三、两种不同状态空气混合过程混合过程的计算的计算第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用 若有两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后

25、状态为C，质量为GC，据质量与能量守恒原理，则有：（1）（2）三、两种不同状态空气三、两种不同状态空气混合过程混合过程的计算的计算第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用混合前能量=混合后能量混合前水蒸气量=混合后水蒸气量 若有两种不同状态的空气A与B，其质量分别为GA与GB，混合后状态为C，质量为GC，据质量与能量守恒原理，则有：（3）（4）三、两种不同状态空气三、两种不同状态空气混合过程混合过程的计算的计算第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用A能量的增加=B能量的减少A水蒸气量的增加=B水蒸气量的减少因此，因此，A A，B B，C C在同一条直线上。在同一条直线上。BCAdAdBdCiBi

26、CdAiA第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA显然，参与混合的两种空气的质量比与C点分割两状态联线的线段长度成反比。混合点靠近空气质量大的一端。dAdBdCiBiCdAiA(质量点与之不相邻的线段对应。)第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA（一）、作图法求解：第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA解：1在id图上，根据已知条件确定状态点A、B，并用直线相连；3将线段五等分，则C点如图示。查C点的4个参数(i,d还可计算求)。2混合点C在线段上的位置应符合：第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用BCA（二）、计算法求解：第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用2 普通集中式空调系统：一次回风WNoNLCOCNOLWWNNOLC混合冷却减湿加热夏季工况空气状态变化举例：普通集中式空调系统：一次回风WNNL绝热加湿加热再热器加湿器NNOCLEWNiNd0dN冬季工况W2NW1思考题：思考题：已知N、W1、W2点，请用目前所学空气处理过程表示出从W1N、W2N的实现方法。第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用W2NW1第四节第四节 焓湿图的应用焓湿图的应用L12345本讲小结：1、三类温度：干球温度、湿球温度、露点温度 2、两类湿度：含湿量、相对湿度。3、焓的概念。4、在焓湿图上确定空气状态点。5、在焓湿图上分析空气热力变化过程。