内兼古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教童第8章湿空气本章基本要求理解绝对湿度、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。熟练使用湿空气的焰湿图。掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。8.1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 PB287R=-1-0.378P,B57
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教案 57 第 8 章 湿 空 气 本章基本要求 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。 熟练使用湿空气的焓湿图。 掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。 8.1 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 B p M r M r M v = a a + v v = 28.97 −10.95 B p R v 1 0.378 287 − =
内业古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教素结论：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p=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<Φ<1。应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为g=PPs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)。Pd=622—g/kg(a)B-Pv六、烩定义：1kg干空气的恰和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58
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教案 58 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)。 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
内兼古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教童用湿纱布包裹温度计的水银头部，由手空气是未饱和空气，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,)x10-3=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文较低，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，湿空气是一个等恰过程。8.2湿空气的焰湿图99.63℃(e)8/7)EXB=10.Pad(g/kg(a))59
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教案 59 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。 8．2 湿空气的焓湿图
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教豪一、定饸线与定含湿量线二、定干球温度线三、定相对湿度线四、水蒸汽分压力线五、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。Ahhz-hl=1000 Sd,-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ε在h-d图上反映了过程线1-2的倾斜度，也称角系数。8.3湿空气的基本热力过程、加热过程是干燥工程中不可缺少的组成过程之一H热媒空气加热器状态1状态2odAd=0h,>h状态参数：t,>tiΦ <Φq= h, -h,kJ /kg(a)二、冷却过程60
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教案 60 一、定焓线与定含湿量线 二、定干球温度线 三、定相对湿度线 四、水蒸汽分压力线 五、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。 8．3 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。 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
内兼古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教童h, <hiΦ, >t, <tr（负值）kJ /kg(a)q = h, -hi若d=0等含湿量冷却三、绝热加湿过程h, =hΦ >Φd,>d,t, <ti每kg干空气吸收水蒸汽：Ad=d, -d, g /kg(a)四、定温加湿过程h, >h,Φ >d, >d,tz =tiq = h, -h, 0.001Adh, kJ /kg(a)五、湿空气的混合混合后的状态点：h=maih+mazhzmai +ma2d, = mad, +mad?mal +ma2六、湿空气的蒸发冷却过程m.(h,-h,)=mw3hw3-mw4hw4mw3 -mw4=ma(dz-d,)x10-3例1：如果室外空气的参数为p=1.0133bar，t=30℃，=0.90，现欲经空气调节设备供给t,=20℃，Φ,=0.60的湿空气，试用h-d图分析该空气调节过程，并计算析出的水分及各过程中的热量。解：利用h-d图分析计算该题所给条件下的空调过程，如图8.1，根据所给条件t=30℃，Φ=0.90，在h-d图上确定初态1，并查得h,=62.2kJ/ka)，61
内蒙古科技大学能源与环境学院《工程热力学》教案 61 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 2 1 3 3 4 4 ( ) ma h − h = mw hw − mw hw 3 3 4 ( 2 1 ) 10 − mw − mw = ma d − d 例 1：如果室外空气的参数为 p=1.0133bar，t=30℃, =0.90，现欲经空气 调节设备供给 2 t =20℃， 2 =0.60 的湿空气，试用 h-d 图分析该空气调节过程， 并计算析出的水分及各过程中的热量。 解：利用 h-d 图分析计算该题所给条件下的空调过程，如图 8.1，根据所给 条件 t=30℃, =0.90，在 h-d 图上确定初态 1,并查得 1 h =62.2kJ/k(a)