第13章湿空气一、教案设计教学目标：使学生理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。知识点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。湿空气的基本热力过程的计算和分析。重点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度等基本概念难点：熟练使用湿空气的烩湿图。教学方式：讲授+多媒体演示十课堂讨论师生互动设计：提问+启发+讨论?问：为什么湿衣服阴天不容易干？?问：空气调节到底调节空气的什么参数？?问：同样的气温下，南方的冬天感觉比北方的冬天冷，为什么？?问：冬天刮风阴天，气温为零上2℃，相对湿度为50%，在室外晾晒的湿衣服会出现什么现象？为什么？问：在冷水塔中能把热水冷却到比大气温度还低，是否违反热力学第二定律?学时分配：2学时二、 基本知识第一节湿空气性质一、湿空气成分及压力湿空气=干空气+水蒸汽B=p=Pa+Pr二、饱和空气与未饱和空气57
57 第 13 章 湿 空 气 一、教案设计 教学目标: 使学生理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、 干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。掌握 湿空气的基本热力过程的计算和分析。 知 识 点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、 湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。湿空气的基本热 力过程的计算和分析。 重 点：绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、 湿球温度、露点温度等基本概念 难 点：熟练使用湿空气的焓湿图。 教学方式：讲授+多媒体演示+课堂讨论 师生互动设计：提问+启发+讨论 ☺ 问：为什么湿衣服阴天不容易干？ ☺ 问：空气调节到底调节空气的什么参数？ ☺ 问：同样的气温下，南方的冬天感觉比北方的冬天冷，为什么？ ☺ 问：冬天刮风阴天，气温为零上 2℃，相对湿度为 50%，在室外晾晒的湿 衣服会出现什么现象？为什么？ ☺ 问：在冷水塔中能把热水冷却到比大气温度还低，是否违反热力学第二定 律？ 学时分配：2 学时 二、基本知识 第一节 湿空气性质 一、湿空气成分及压力 湿空气=干空气+水蒸汽 B = p = pa + pv 二、饱和空气与未饱和空气
未饱和空气=干空气+过热水蒸汽饱和空气=干空气+饱和水蒸汽注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：1.等压降温2.等温加压露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。三、湿空气的分子量及气体常数M=r.M。+r,M,=28.97-10.95 P,B287R=-1-0.378 P,B结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每立方米湿空气终所含水蒸汽的质量。相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，0=PPs相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。思考：在某温度t下，Φ值小，表示空气如何，吸湿能力如何；值大，示空气如何，吸湿能力如何。相对湿度的范围：0<<1。应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为b=PPs58
58 未饱和空气=干空气+过热水蒸汽 饱和空气=干空气+饱和水蒸汽 注意：由未饱和空气到饱和空气的途径： 1．等压降温 2．等温加压 露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的 饱和状态，所对应的温度。 三、湿空气的分子量及气体常数 B p M r M r M v = a a + v v = 28.97 −10.95 B p R v 1 0.378 287 − = 结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大 四、绝对湿度和相对湿度 绝对湿度：每立方米湿空气终所含水蒸汽的质量。 相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值， s v = 相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。 思考：在某温度 t 下， 值小，表示空气如何，吸湿能力如何； 值大，示空气如何，吸湿能力如何。 相对湿度的范围：0< <1。 应用理想气体状态方程 ，相对湿度又可表示为 s v p p =
五、含温量（比湿度）由于湿空气中只有干空气的质量，不会随湿空气的温度和湿度而改变。定义:含湿量（或称比湿度）：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。2Pd = 622g/kg(a)B-Pv六、烩定义：1kg干空气的饸和0.001dkg水蒸汽的烩的总和h=h,+0.001dh,代入：h=1.01t+0.001d(2501+1.85t)g/kg(a)七、湿球温度用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：1.降低湿布上水分本身的温度而放出热量。2.由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。当达到热湿平衡时，湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热，纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。湿球加湿过程中的热平衡关系式：h,+c,tw(dz-d,)x10-"=hz由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一般的通风空调工程中可以忽略不计。因此h, =h,结论：通过湿球的湿空气在加湿过程中，湿空气是一个等烩过程。八、湿空气的烩湿图59
59 五、含温量(比湿度) 由于湿空气中只有干空气的质量，不会随湿空气的温度和湿度而改变。定 义： 含湿量(或称比湿度)：在含有 1kg 干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量 称为湿空气的)。 V v B P p d − = 622 g/kg(a) 六、焓 定义：1kg 干空气的焓和 0.001dkg 水蒸汽的焓的总和 h ha 001dhv = + 0. 代入： h =1.01t + 0.001d(2501+1.85t) g/kg(a) 七、湿球温度 用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水 分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分： 1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。 2．由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。 当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱 布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。 湿球加湿过程中的热平衡关系式： 2 3 h1 +c p tw (d2 −d1 )10 = h − 由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一 般的通风空调工程中可以忽略不计。 因此 h1 = h2 结论：通过湿球的湿空气在加湿过程中，湿空气是一个等焓过程。 八、 湿空气的焓湿图
99.63 C(0)89/)包tt-tB=10,Pad(g/kg(a))1.定烩线与定含湿量线2.定干球温度线3.定相对湿度线4.水蒸汽分压力线5.热湿比湿空气在热湿处理过程中，由初态点1变化到终态点2。若在过程1-2中，在h-d图上热、湿交换过程1-2将是连接初态点1与终态点2的一条直线，这一条直线具有一定的斜率，称为热湿比。h, -h,Ah=10006=d,-d,Ad1000表明：湿空气在热、湿交换过程1-2的方向与特点热湿比E在h-d图上反映了过程线1-2的倾斜度，也称角系数。第二节湿空气的基本热力过程一、加热过程是干燥工程中不可缺少的组成过程之一。60
60 1. 定焓线与定含湿量线 2. 定干球温度线 3. 定相对湿度线 4. 水蒸汽分压力线 5. 热湿比 湿空气在热湿处理过程中，由初态点 1 变化到终态点 2。 若在过程 1-2 中，在 h-d 图上热、湿交换过程 1-2 将是连接初态点 1 与终态点 2 的一条直线，这一条直线具有一定的斜率，称为热湿比。 d h d d h h = − − = 1000 1000 2 2 2 1 表明：湿空气在热、湿交换过程 1-2 的方向与特点 热湿比ε在 h-d 图上反映了过程线 1-2 的倾斜度，也称角系数。 第二节 湿空气的基本热力过程 一、加热过程 是干燥工程中不可缺少的组成过程之一
热媒空气加热器100%状态1状态2d=dd状态参数：t,>th, >hAd=0Φ,<dkJ /kg(a)q= h, -hi二、冷却过程h, <hΦ, >dt,<t,（负值）kJ /kg(a)q= h, -h,若△d=0等含湿量冷却三、绝热加湿过程h, =h,Φ >d,>d,t,<t每kg干空气吸收水蒸汽：Ad=d, -d,g /kg(a)四、定温加湿过程h, >hiΦ >d, >d,t, =tiq = h, -h, 0.001Adh, kJ /kg(a)五、湿空气的混合混合后的状态点：h.=mah,+mazhmai +ma2d. - mad +mad.mai +ma2六、湿空气的蒸发冷却过程61
61 状态参数： 2 1 t t h2 h1 2 1 d = 0 q = h2 − h1 kJ /kg(a) 二、冷却过程 2 1 t t h2 h1 2 1 q = h2 − h1 （负值） kJ /kg(a) 若 d = 0 等含湿量冷却 三、绝热加湿过程 2 1 t t h2 = h1 2 1 d2 d1 每 kg 干空气吸收水蒸汽： d = d2 −d1 g /kg(a) 四、定温加湿过程 2 1 t = t h2 h1 2 1 d2 d1 q = h2 − h1 001dhv 0. kJ /kg(a) 五、湿空气的混合 混合后的状态点： 1 2 1 1 2 2 a a a a c m m m h m h h + + = 1 2 1 1 2 2 a a a a c m m m d m d d + + = 六、湿空气的蒸发冷却过程