已知露点求湿度的原理。 若总压P,湿度H为已知,H1=H=0622P,可求出饱和水蒸气分压p Ps 查水蒸气压表,与P相应温度即为露点。此即已知湿度求露点的原理。 十、湿球温度T。 如图9-2所示,左边的温度计(A),感温球裸露在空气中,则此温度计所测得的温度 为空气的干球温度。 右边的温度计(B),感温球用纱布包裏,纱布用水保持湿润,则此温度计所测得的温 度为空气的湿球温度。 空气流 湿纱布 有效气膜 湿度H 湿纱布 温度 Hn 图9-2湿球温度测量 图9-3水蒸发热平衡示意图 设有温度为T,湿度为H,水汽分压为p的大量空气流经A.B温度计,假定开始时, A.B温度计显示出相同的温度T。由于湿纱布表面的水汽分压pn>P,湿纱布中的水分 会汽化。单位时间汽化所需热量为q1=wr3。由于汽化的热量,只能取自于水中的显热,所 以纱布中的水温要降低,比如降至T,这时空气中的温度高于水的温度,即T>T,于是 有热量由空气传至纱布中,单位时间传递的热量为q2=a4(T-T)。起初,T-T”差值较 小,∴q1>q2,水温继续下降,则q2上升,当T"降至T时,q1=q2,传热速率达到动态 平衡,纱布中的水温不再降低,此时水温T即为湿空气的湿球温度。如图9-3所示 由q1=q2得所=aA(T-T) W 6
6 已知露点求湿度的原理。 若总压 P ，湿度 H 为已知， s s s P p p H H − = = 0.622 ，可求出饱和水蒸气分压 s p ， 查水蒸气压表，与 s p 相应温度即为露点。此即已知湿度求露点的原理。 十、湿球温度 Tw。 如图 9-2 所示，左边的温度计（A），感温球裸露在空气中，则此温度计所测得的温度 为空气的干球温度。 右边的温度计（B），感温球用纱布包裹，纱布用水保持湿润，则此温度计所测得的温 度为空气的湿球温度。 图 9-2 湿球温度测量 图 9-3 水蒸发热平衡示意图 设有温度为 T ，湿度为 H ,水汽分压为 p 的大量空气流经 A．B 温度计，假定开始时， A．B 温度计显示出相同的温度 T 。由于湿纱布表面的水汽分压 pw p ，湿纱布中的水分 会汽化。单位时间汽化所需热量为 ' q1 = wr 。由于汽化的热量，只能取自于水中的显热，所 以纱布中的水温要降低，比如降至 T' ，这时空气中的温度高于水的温度，即 T T' ，于是 有热量由空气传至纱布中，单位时间传递的热量为 ( ') q2 =A T −T 。起初， T − T ' 差值较 小， q1 q2 ，水温继续下降，则 q2 上升，当 T' 降至 Tw 时， q1 = q2 ，传热速率达到动态 平衡，纱布中的水温不再降低，此时水温 Tw 即为湿空气的湿球温度。如图 9-3 所示。 由 q1 = q2 得 ( ) Wrw =A T −Tw ( ) w w T T A r W = − …………………(a)
式中,A—湿纱布与空气的接触面积,m2 —空气至纱布的对流传热膜系数,kW·m-2.K-1 T——湿球温度,K;T—千球温度,K: pn-Tm时的饱和水蒸气压,kPa 另一方面,水汽扩散的推动力,亦可用其对应的湿度差(Hn-H)表示。H为水汽分 压为P时的湿度。则依水汽通过有效气膜的传质速率,可写出: Ku(H-h) …(b) 式中,KB——以湿度差为推动力的传质系数,kg·m2s-MH-; —湿球温度下(T)的饱和湿度,kgkg2,H=06DP pn是与Tm对应的水的饱和蒸气压; H一一湿空气的湿度,kJkg-千空气·K-1 联立式(a)、(b),得:(7-7)=Kn(Hn-H T=T KHw(H, -Hy 若已知干球温度,求湿球温度T,要用试差法。 十一、绝热饱和温度T 如图9-4所示绝热饱和器。当湿度为H.温度为T的不饱和空气与大量的循环水密切 接触时,水就向空气中汽化变为水汽,所需潜热只能取自空气中的显热。即空气的湿度在增 加,而温度则在下降。因为是绝热过程,所以空气的焓是不会变的。当空气被水汽饱和时 (P,=p),水不再汽化,空气温度也不再下降,而等于循环水的温度,此温度称为该空气 的绝热饱和温度T。,其对应的饱和湿度为Ha,进入湿空气的焓为/B,湿空气经增湿冷 却后的焓为l
7 式中， A ——湿纱布与空气的接触面积， 2 m ； ——空气至纱布的对流传热膜系数， −2 −1 kW m K ； Tw——湿球温度，K ； T ——干球温度，K ； pw ——Tw 时的饱和水蒸气压， kPa。 另一方面，水汽扩散的推动力，亦可用其对应的湿度差 (H H) w − 表示。 Hw 为水汽分 压为 pw 时的湿度。则依水汽通过有效气膜的传质速率，可写出： K (H H) A W = H w − ………………(b) 式中， K H ——以湿度差为推动力的传质系数， −2 −1 −1 kg m s H ； Hw ——湿球温度下 ( ) Tw 的饱和湿度， −1 kg kg ， w w w P p p H − = 0.622 pw 是与 Tw 对应的水的饱和蒸气压 ； H ——湿空气的湿度， −1 −1 kJ kg 干空气 K 。 联立式 (a)、 (b) ， 得： ( ) w w T T r − K (H H) = H w − (H H) K r T T w H w w − − ＝ ………………………(VI) 若已知干球温度，求湿球温度 Tw ，要用试差法。 十一、绝热饱和温度 Tas 。 如图 9-4 所示绝热饱和器。当湿度为 H ．温度为 T 的不饱和空气与大量的循环水密切 接触时，水就向空气中汽化变为水汽，所需潜热只能取自空气中的显热。即空气的湿度在增 加，而温度则在下降。因为是绝热过程，所以空气的焓是不会变的。当空气被水汽饱和时 ( p p) s = ，水不再汽化，空气温度也不再下降，而等于循环水的温度，此温度称为该空气 的绝热饱和温度 Tas ，其对应的饱和湿度为 Has ，进入湿空气的焓为 H1 I ，湿空气经增湿冷 却后的焓为 H2 I
绝热饱和器 水泵 水 图94绝热饱和器示意图 (1.01+1.88H)(T-273)+ho=(101+188Ha)(T-273)+Ha3 设(101+1.88H)≈(1.01+188Ha3)+Cn 则C(T-273)+o=C}(7-273)+Ha daso 273 T=T C(H -H 式中,T—一空气的干球温度,K 空气的绝热饱和温度,K H—一空气的湿度,kgkg-;Ha-空气在Tn,kgkg-; —水在273K时的汽化潜热,=2492kJ·kg 简言之,当空气在焓不变的情况下增湿冷却,而达到饱和的温度,即为空气的绝热饱和 若将式(W)与式(m)进行比较,如果,=CB,≈F,则T=T。例如当 K H=0.01~0.1时,CB=1.03~1.2,温度不太高(如T=320K),相对湿度不太低 (如φ=06)时,得H=0047kg·kg干空气。所以CB=101+1.88×0047=1.10。 而n≈1.09,即可认为=CH°所以当空气温度不太高,相对湿度不太低时,即湿 K
8 图 9-4 绝热饱和器示意图 H1 H2 I = I 0 0 (1.01 1.88H)(T 273) Hr (1.01 1.88H )(T 273) H r + − + = + as as − + as 设 + H + Has +CH (1.01 1.88 ) (1.01 1.88 ) 则 0 0 C (T 273) Hr C (T 273) H r H − + = H as − + as 273 ( ) ( 273) 0 + − + − = H H H as as C C T C H H r T ( ) 0 H H C r T T as H as = − − ………………………(VII) 式中， T ——空气的干球温度， K ； Tas ——空气的绝热饱和温度， K ； H ——空气的湿度， −1 kg kg ； Has ——空气在 Tas ， −1 kg kg ； 0 r ——水在 273 K 时的汽化潜热， 0 r 1 2492 − = kJ kg 。 简言之，当空气在焓不变的情况下增湿冷却，而达到饱和的温度，即为空气的绝热饱和 温度。 若将式 (VI) 与式 (VII) 进行比较，如果 H H C K = ， w r r 0 ，则 Tas = Tw 。例如当 H = 0.01~ 0.1 时， CH =1.03 ~1.2 ，温度不太高 (如 T = 320K ) ，相对湿度不太低 (如 = 0.6) 时，得 1 0.047 − H = kg kg 干空气。所以 CH =1.01+1.880.047 =1.10 。 而 1.09 K H ，即可认为 K H = CH 。所以当空气温度不太高，相对湿度不太低时，即湿
球温度接近273K时,F≈,则≈CB。对于空气一水系统的计算可认为绝热饱和 温度与湿球温度相等。 对于不饱和的湿空气 7>T>T 对于饱和的湿空气 T=T=Td 9-5湿空气计算举例 【例91】某湿空气的总压P=101.3Pa,干球温度T=343K,相对湿度=40%。 试求湿空气的湿度H:湿球温度T或绝热饱和温度Tas:露点T:湿容积V:饱和湿容 积Bs:湿热CB:;焓l:水蒸气分压p 解:查T=343K时,水的饱和蒸气压P,=31.16kPa。 (1)H=062中·P,=062204×31.16 P-小P 1013-04×31.16 =00872kg·kg干空气 (2)要用试差法求T, 设=325K,查得水在325K的饱和蒸气压pn=137kPa,rn=2373k/kg H=0622P-=0622137-0093g千空气 Pus 101.3-13.7 Tn=7-(Hn-H)=343 2373 (0.0973-0.0872)=321.lK(说明假设Tn 偏高) 又设T=324K,查得水在324K的饱和蒸气压pn=1302kPar=2376八kg H,=06221302 =0.0917 2376 7=343-10900917-0082)=33X(说明假设偏低 这说明T在325K和324K之间,试差法难于计算。所以T=324.7K
9 球温度接近 273 K 时， 0 r r w ，则 H H C K 。对于空气－水系统的计算可认为绝热饱和 温度与湿球温度相等。 对于不饱和的湿空气， T Tw Td 对于饱和的湿空气， T = Tw = Td 9-5 湿空气计算举例 【例 9-1】 某湿空气的总压 P =101.3kPa ，干球温度 T = 343K ，相对湿度 = 40% 。 试求湿空气的湿度 H ；湿球温度 Tw 或绝热饱和温度 Tas ；露点 Td ；湿容积 VH ；饱和湿容 积 VHS ；湿热 CH ；焓 H I ；水蒸气分压 p 。 解：查 T = 343K 时，水的饱和蒸气压 ps = 31.16kPa。 （1） 1 0.0872 101.3 0.4 31.16 0.4 31.16 0.622 0.622 − = − = − = k g k g P p p H s s 干空气 （2）要用试差法求 Tw， 设 Tw = 325K ，查得水在 325 K 的饱和蒸气压 pw =13.7kPa， 1 2373 − rw = kJ kg 1 0.0973 101.3 13.7 13.7 0.622 0.622 − = − = − = k g k g P p p H w w w 干空气 H H K r T T w w w (0.0973 0.0872) 321.1 1.09 2373 ( ) 343 1.09 = − − = − − = （说明假设 Tw 偏高） 又设 Tw = 324K ，查得水在 324K 的饱和蒸气压 pw =13.02kPa 1 2376 − rw = kJ kg 0.0917 101.3 13.02 13.02 0.622 = − Hw = Tw (0.0917 0.0872) 333K 1.09 2376 = 343 − − = （说明假设 Tw 偏低） 这说明 Tw 在 325K 和 324K 之间，试差法难于计算。所以 Tw = 324.7K
(3)H1=H=0622-P p. PH101300×0.0872 Ps =12450Pa 0.622+H0.622+0.0872 查水的饱和蒸气压表,得T=323.5K (4)=(03+1244H)2=(0.77+1244×0343:1.10mg T 73 (5)T=343K时,P,=31.16Pa H=0.622-P =0.62231.16 0.276 P-p 101.3-31.16 Vs=(0.773+1.244H,)=(0773+1.244×0.276)31=1403m3·kg (6)C=1.01+1.88H=1.01+1.88×0.0872=1174Jkg (7)In=(10l+188H)XT-273)+2492H 1.174×(343-273)+2492×00872=2995kJ·kg (8)∵H=0.622 HP 0.0872×101300 =1246kPa 0.622+H0.622+007872 9-6湿空气T-H图绘制 利用公式计算湿空气的各种性质参数,相当繁琐,有时还要用试差法计算,利用算图, 则十分便捷。关于湿空气的算图己绘有数种,且各有所长,亦有所短,就准确而论,当推谭 天恩的/-x图,只可惜不能求取湿空气的比容V与比热CB,又没有采用国际单位制,采 用45°的斜座标系,使初学者学起来难以理解。由本课件主持人祁存谦所绘制的、改进的 湿空气T一H图,如图9-5所示,各种参数求算全面,精度亦足够准确,采用国际单位制, 且为常用的直角坐标系,为一实用的湿空气算图
10 （3） s s s P p p H H − = = 0.622 Pa H PH ps 12450 0.622 0.0872 101300 0.0872 0.622 = + = + = 查水的饱和蒸气压表，得 Td = 323.5K （4） 3 1 1.107 273 343 (0.773 1.244 0.0872) 273 (0.773 1.244 ) − = + = + = m k g T VH H （5） T = 343K 时， ps = 31.16kPa 0.276 101.3 31.16 31.16 0.622 0.622 = − = − = s s s P p p H 3 1 1.403 273 343 (0.773 1.244 0.276) 273 (0.773 1.244 ) − = + = + = m k g T VH S Hs （6） 1 1 1.01 1.88 1.01 1.88 0.0872 1174 − − CH = + H = + = J k g K （7） I H = (1.01+1.88H)(T − 273) + 2492H 1 1.174 (343 273) 2492 0.0872 299.5 − = − + = k J k g （8） P p p H − = 0.622 kPa H HP p 12.46 0.622 0.07872 0.0872 101300 0.622 = + = + = 9-6 湿空气 T − H 图绘制 利用公式计算湿空气的各种性质参数，相当繁琐，有时还要用试差法计算，利用算图， 则十分便捷。关于湿空气的算图已绘有数种，且各有所长，亦有所短，就准确而论，当推谭 天恩的 I − x 图，只可惜不能求取湿空气的比容 VH 与比热 CH ，又没有采用国际单位制，采 用 45°的斜座标系，使初学者学起来难以理解。由本课件主持人祁存谦所绘制的、改进的 湿空气 T − H 图，如图 9-5 所示，各种参数求算全面，精度亦足够准确，采用国际单位制， 且为常用的直角坐标系，为一实用的湿空气算图