濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖-文檔資料

1、1第一章 濕空氣的物理性質(zhì)及其焓濕圖2主要內(nèi)容主要內(nèi)容第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì) 1第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖 23第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度 2第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用 473、大氣的組成成分：水蒸氣、氧氣、二氧化碳等。、大氣的組成成分：水蒸氣、氧氣、二氧化碳等。 、干空氣：由各種氣體成分組成，空調(diào)中視為穩(wěn)定的、干空氣：由各種氣體成分組成，空調(diào)中視為穩(wěn)定的混合物?；旌衔铩?、濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸氣組成，空調(diào)工、濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸氣組成，空調(diào)工程中稱其為濕空氣。程中稱其為濕空氣。 注注 意意 空氣環(huán)境內(nèi)的空氣成分和人們平時(shí)說的空氣環(huán)境內(nèi)的空氣成分和人們平時(shí)說的“空空氣氣”，實(shí)際是干

2、空氣加水蒸氣，即濕空氣，實(shí)際是干空氣加水蒸氣，即濕空氣 。第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)一、濕空氣一、濕空氣44、濕空氣的相關(guān)概念、濕空氣的相關(guān)概念干空氣干空氣、飽和空氣、飽和空氣、未飽和空氣未飽和空氣；濕度（絕對濕度、；濕度（絕對濕度、相對濕度相對濕度、含濕量）；、含濕量）；比焓比焓（換熱器中熱量）；密（換熱器中熱量）；密度和比容；度和比容；露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度（露點(diǎn)溫度和機(jī)器露點(diǎn)溫度）；（露點(diǎn)溫度和機(jī)器露點(diǎn)溫度）；濕球溫度濕球溫度第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)5第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)6 c c、滿足理想氣體的狀態(tài)方程與道爾頓定律、滿足理想

3、氣體的狀態(tài)方程與道爾頓定律 m m 干空氣：干空氣：g gm mg gg g 水蒸汽：水蒸汽：q qm mq qq q g gq q b b、水蒸氣數(shù)量微小，分壓力很低，比容很大，且處于、水蒸氣數(shù)量微小，分壓力很低，比容很大，且處于過熱狀態(tài)，因此可以當(dāng)作理想氣體來處理。過熱狀態(tài)，因此可以當(dāng)作理想氣體來處理。理論基礎(chǔ)：濕空氣中水蒸氣含量雖少，但它決定了空氣環(huán)境理論基礎(chǔ)：濕空氣中水蒸氣含量雖少，但它決定了空氣環(huán)境的干燥和潮濕程度，且影響著濕空氣的物理性質(zhì)。因此研究的干燥和潮濕程度，且影響著濕空氣的物理性質(zhì)。因此研究濕空氣中水蒸氣含量的調(diào)節(jié)是空氣調(diào)節(jié)中的主要任務(wù)之一。濕空氣中水蒸氣含量的調(diào)節(jié)是空氣調(diào)

4、節(jié)中的主要任務(wù)之一。 a、在常溫常壓下，濕空氣可視為理想氣體?？梢杂美?、在常溫常壓下，濕空氣可視為理想氣體?？梢杂美硐霘怏w狀態(tài)方程描述其狀態(tài)參數(shù)。想氣體狀態(tài)方程描述其狀態(tài)參數(shù)。第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)二、濕空氣狀態(tài)參數(shù)二、濕空氣狀態(tài)參數(shù)73 3、濕空氣的含濕量、濕空氣的含濕量d d 濕空氣中的水蒸汽密度與干空氣密度之比。濕空氣中的水蒸汽密度與干空氣密度之比。 qqgqpggpgqPBPPPPRPRd622. 0622. 0(Kg/Kg(Kg/Kg干干) )第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)1 1、壓力、壓力2 2、溫度、溫度84 4、相對濕度、相對濕度 飽和含

5、濕量飽和含濕量 在一定溫度下，飽和空氣中的水蒸在一定溫度下，飽和空氣中的水蒸汽量已達(dá)到了最大限度，不再具有吸濕能力，即為汽量已達(dá)到了最大限度，不再具有吸濕能力，即為該溫度下濕空氣的飽和含濕量該溫度下濕空氣的飽和含濕量db。潮濕能力比較潮濕能力比較t120，d114.7g/kg干空氣干空氣， d1b 14.7g/kg干空氣干空氣t230，d220g/kg干空氣干空氣， d2b 27g/kg干空氣干空氣第一種狀態(tài)的濕空氣第一種狀態(tài)的濕空氣是否比是否比第二種狀態(tài)的濕空氣第二種狀態(tài)的濕空氣潮潮濕濕？第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)94 4、相對濕度、相對濕度 濕空氣濕空氣的水蒸汽壓力與同

6、溫度下的的水蒸汽壓力與同溫度下的飽和濕空氣飽和濕空氣的水蒸汽的水蒸汽壓力壓力之比；它表征濕空氣中水蒸汽接近飽之比；它表征濕空氣中水蒸汽接近飽和含量的程度。和含量的程度。 %100.bqqPP濕空氣的相對濕度與含濕量之間的關(guān)系可導(dǎo): qqpBpd622. 0bqbqPBP.622. 0bqbqbPBPd.622. 0%100)()(.bqqbPBPBdd第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)105 5、濕空氣的焓、濕空氣的焓i i 空調(diào)工程中，空氣壓力變化很小，可近似于定壓過程，空調(diào)工程中，空氣壓力變化很小，可近似于定壓過程，因此可直接用空氣的焓變化來度量空氣的熱量變化。因此可直接用空氣

7、的焓變化來度量空氣的熱量變化。 干空氣的焓干空氣的焓 tCigpg.水蒸汽的焓水蒸汽的焓 tCiqpq.2500 +（1+d）千克濕空氣的焓為）千克濕空氣的焓為 注意：濕空氣的注意：濕空氣的t、d、和和i四個(gè)物理量都是獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)四個(gè)物理量都是獨(dú)立的狀態(tài)參數(shù)或dtdi2500)84. 101. 1 (+)84. 12500(01. 1)2500(.tdtdtCtCiqpgp+第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)116 6、濕空氣的密度、濕空氣的密度 單位容積的濕空氣所具有的質(zhì)量，稱為密度 濕空氣的密度干空氣密度 +水蒸氣密度 TPTBTRPTRPqqqggqg00132. 0003

8、48. 0+一般取一般取 =1.2Kg/m=1.2Kg/m3 3第一節(jié)第一節(jié) 濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的物理性質(zhì)12 在空氣調(diào)節(jié)中，經(jīng)常需要確定濕空氣的狀態(tài)及在空氣調(diào)節(jié)中，經(jīng)常需要確定濕空氣的狀態(tài)及其變化過程。其變化過程。 確定方法有：確定方法有：按公式計(jì)算；查表；查焓濕圖。按公式計(jì)算；查表；查焓濕圖。 焓濕圖的作用：焓濕圖的作用：簡化計(jì)算；直觀描述濕空氣狀簡化計(jì)算；直觀描述濕空氣狀態(tài)變化過程。態(tài)變化過程。第二節(jié)第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖13 為了簡化工程計(jì)算，發(fā)展了濕空氣參數(shù)的圖解表示法，并被稱為焓濕圖。 Richard Molllier首先使用了這種用比焓作為坐標(biāo)的圖表。 ASHR

9、AE 已經(jīng)建立了五種Mollier型圖，這些圖覆蓋了需要的各種參數(shù)的范圍。 焓濕圖1a、1b、1Ha和1Hb 適用于海平面；海拔高度用英制單位和 SI單位表示分別為5000ft(150Om)情況下的數(shù)據(jù)。ASHRAE 圖 1 覆蓋了標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下各種參數(shù)的正常范圍。這些圖都基于精確的數(shù)據(jù)，與理想氣體方程吻合得很好。 PSYCH的計(jì)算機(jī)程序可以進(jìn)行大量更普通的工程計(jì)算。 第二節(jié)第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖14濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖 濕空氣的狀態(tài)取決于溫度濕空氣的狀態(tài)取決于溫度t t、含濕量、含濕量d d和大氣壓和大氣壓力力B B三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)。三個(gè)基本狀態(tài)參數(shù)。第二節(jié)第二節(jié) 濕空

10、氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖 i-d圖以圖以i為縱坐標(biāo)，含濕量為縱坐標(biāo)，含濕量d為橫坐標(biāo)在一定的大氣為橫坐標(biāo)在一定的大氣壓壓P下繪制而成的（不同大氣壓下繪制而成的（不同大氣壓i-d圖不同），兩坐標(biāo)間圖不同），兩坐標(biāo)間的夾角為的夾角為135。 其構(gòu)成包括：等焓線其構(gòu)成包括：等焓線 、等含濕量線、等含濕量線 、等溫線等溫線 、等相對濕度線、等相對濕度線 、等水蒸汽分壓線、等水蒸汽分壓線 和熱濕比線。和熱濕比線。1515 焓濕圖161、等、等i線及等線及等d線線 2、等溫線、等溫線 1.01t(25001.84t)d abd 3、水蒸氣分壓力標(biāo)尺、水蒸氣分壓力標(biāo)尺 Pq qBd/(0.622d)f (d

11、) 4、等相對濕度線、等相對濕度線 Pq,bq,bf (t) Pq q Pq,b q,b 截距截距斜率斜率第二節(jié)第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖17第二節(jié)第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖185 5、熱濕比線、熱濕比線 B100%WQGdGididdiiABABdAdBAiAiB空氣狀態(tài)變化在空氣狀態(tài)變化在i-d圖上的表示圖上的表示第二節(jié)第二節(jié) 濕空氣的焓濕圖濕空氣的焓濕圖19 理論上理論上，濕球溫度是指在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達(dá)到穩(wěn)定熱濕，濕球溫度是指在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達(dá)到穩(wěn)定熱濕平衡時(shí)的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度。平衡時(shí)的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫

12、度。 設(shè)有一空氣與水直接接觸的小室，保證二者有充分的接觸表面積和時(shí)間，空設(shè)有一空氣與水直接接觸的小室，保證二者有充分的接觸表面積和時(shí)間，空氣以氣以P，t1，d1，i1狀態(tài)流入，以飽和狀態(tài)狀態(tài)流入，以飽和狀態(tài)P， t t2，d d2，i i2流出，由于小室為絕熱的流出，由于小室為絕熱的，所以對應(yīng)于每公斤干空氣的濕空氣，其穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式為：，所以對應(yīng)于每公斤干空氣的濕空氣，其穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式為： i1（d2d1）iw/1000i2 iw4.19tw （i2i1）/（d2d1）1000 4.19t4.19tw 在穩(wěn)定狀態(tài)下，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫在穩(wěn)定狀態(tài)下，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度等于水溫，

13、即度等于水溫，即t t2t tw，所以，滿足上述各式，所以，滿足上述各式的的t t2或或t tw即為進(jìn)口空氣狀態(tài)的絕熱飽和溫度，即為進(jìn)口空氣狀態(tài)的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度。也稱熱力學(xué)濕球溫度。 1 1、熱力學(xué)濕球溫度、熱力學(xué)濕球溫度濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中至關(guān)重要至關(guān)重要第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度一、濕球溫度一、濕球溫度20在工程上，可以近似認(rèn)為等焓線即為等濕球溫度線。在工程上，可以近似認(rèn)為等焓線即為等濕球溫度線。 2 2、等濕球溫度線、等濕球溫度線第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度211、已知大氣壓力B=0.1MPa

14、，空氣溫度t1=18， =50%，空氣吸收了熱量Q=14000kJ/h和濕量W=2kg/h后，溫度為t2=25，利用h-d圖，求出狀態(tài)變化后空氣的其他狀態(tài)參數(shù) ，h2，d2各是多少？2、已知大氣壓力為101325Pa，空氣狀態(tài)變化前的干球溫度t1=20，狀態(tài)變化后的干球溫度t2=30，相對濕度 =50%，狀態(tài)變化過程的角系數(shù) 。試用h-d圖求空氣狀態(tài)點(diǎn)的各參數(shù) 、h1、d1各是多少？3、已知空氣干球溫度為24，濕球溫度16，如何利用焓濕圖確定空氣狀態(tài)點(diǎn)？ 1221kJ/kg5000例題例題第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度22 利用普通水銀溫度計(jì)，將利用普通水銀溫度計(jì)，將其球部

15、用濕紗布包敷，則成其球部用濕紗布包敷，則成為濕球溫度計(jì)，紗布纖維的為濕球溫度計(jì)，紗布纖維的毛細(xì)作用，能從盛水容器內(nèi)毛細(xì)作用，能從盛水容器內(nèi)不斷地吸水以濕潤濕球表面，不斷地吸水以濕潤濕球表面，因此，濕球溫度計(jì)所指示的因此，濕球溫度計(jì)所指示的溫度值實(shí)際上是球表面水的溫度值實(shí)際上是球表面水的溫度。溫度。 3 3、濕球溫度計(jì)、濕球溫度計(jì)第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度23 空氣的露點(diǎn)溫度也是濕空氣的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，空氣的露點(diǎn)溫度也是濕空氣的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)， 它與它與P Pq q和和d d相關(guān)，因而不是獨(dú)立參數(shù)。濕空氣的露點(diǎn)溫度定義為在含濕量相關(guān)，因而不是獨(dú)立參數(shù)。濕空氣的露點(diǎn)溫度定義為在

16、含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度。在不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度。在idid圖上圖上( (見圖見圖1-12)1-12)，A A狀態(tài)濕空氣的露點(diǎn)溫度即由狀態(tài)濕空氣的露點(diǎn)溫度即由A A沿等沿等d d線向下與線向下與 =100%=100%軸線交點(diǎn)的溫度。顯然當(dāng)軸線交點(diǎn)的溫度。顯然當(dāng)A A狀態(tài)濕空氣被冷卻時(shí)狀態(tài)濕空氣被冷卻時(shí)( (或與某冷表面或與某冷表面接觸時(shí)接觸時(shí)) )，只要濕空氣溫度大于或等于其露點(diǎn)溫度，只要濕空氣溫度大于或等于其露點(diǎn)溫度， 則不會出則不會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。因此，濕空氣的露點(diǎn)溫度也是判斷是否結(jié)露的判現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。因此，濕空氣的露點(diǎn)溫度也是判斷是否結(jié)露的判據(jù)。據(jù)。 二、露

17、點(diǎn)溫度二、露點(diǎn)溫度第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度24 空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度空氣的濕球溫度和露點(diǎn)溫度第三節(jié)第三節(jié) 濕球溫度與露點(diǎn)溫度濕球溫度與露點(diǎn)溫度25空氣的焓濕圖的應(yīng)用空氣的焓濕圖的應(yīng)用第四節(jié)第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用1.確定空氣狀態(tài)參數(shù)確定空氣狀態(tài)參數(shù) 2.表示空氣的處理過程表示空氣的處理過程(濕空氣狀態(tài)變化過程和不濕空氣狀態(tài)變化過程和不同狀態(tài)空氣混合過程同狀態(tài)空氣混合過程) 3.確定空氣露點(diǎn)溫度和濕球溫度確定空氣露點(diǎn)溫度和濕球溫度26一、濕空氣狀態(tài)變化過程在焓濕圖上的表示一、濕空氣狀態(tài)變化過程在焓濕圖上的表示 1 1、濕空氣的加熱過程、濕空氣的加熱過程 利用

18、熱水、蒸汽及電能等熱源，通過熱表面對濕空氣加熱，利用熱水、蒸汽及電能等熱源，通過熱表面對濕空氣加熱，則其溫度增高而含濕量不變。則其溫度增高而含濕量不變。A AB B, ,t0,i0,d=0t0,i0,d=0, , 。 處理設(shè)備：處理設(shè)備：( (電電) )空氣加熱器空氣加熱器2 2、濕空氣的等濕冷卻過程、濕空氣的等濕冷卻過程 利用冷媒通過金屬等表面對濕空氣冷卻，在冷表面溫度等利用冷媒通過金屬等表面對濕空氣冷卻，在冷表面溫度等于或大于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣不會凝結(jié)，因于或大于濕空氣的露點(diǎn)溫度時(shí)，空氣中的水蒸氣不會凝結(jié)，因此其含濕量不變而溫度降低。此其含濕量不變而溫度降低。A AC C,

19、 ,t0,i0,d=0t0,i0, t0, t0, i=0 處理設(shè)備：噴水室處理設(shè)備：噴水室4、濕空氣的等焓減濕過程、濕空氣的等焓減濕過程 利用固體吸濕劑干燥空氣時(shí)，濕空氣的部分水蒸氣在吸利用固體吸濕劑干燥空氣時(shí)，濕空氣的部分水蒸氣在吸濕劑的微孔表面上凝結(jié)，濕空氣含濕量降低，溫度升高，其濕劑的微孔表面上凝結(jié)，濕空氣含濕量降低，溫度升高，其過程（過程（AD）近似于等焓降濕過程。）近似于等焓降濕過程。 AD: d0, i=0 AD: d0, i=0 處理設(shè)備：固體吸濕劑處理設(shè)備：固體吸濕劑 第四節(jié)第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用285 5、濕空氣的等溫加濕過程、濕空氣的等溫加濕過程 向空氣中噴干蒸

20、汽，其熱濕比向空氣中噴干蒸汽，其熱濕比 i iq q250025001.84t1.84tq q，對，對于低壓蒸汽于低壓蒸汽250025001.84t1.84t，即該過程，即該過程（A AF F）近似于等溫加近似于等溫加濕過程。濕過程。 AF: d0, i0, t=0 AF: d0, i0, t=0 處理設(shè)備：蒸汽加濕器，噴水室處理設(shè)備：蒸汽加濕器，噴水室6 6、濕空氣的等溫減濕過程、濕空氣的等溫減濕過程 AH: d0, i0, t=0 AH: d0, i0, t=0 處理設(shè)備：液體吸濕劑處理設(shè)備：液體吸濕劑 7 7、濕空氣的冷卻去濕過程、濕空氣的冷卻去濕過程 使?jié)窨諝馀c低于其露點(diǎn)溫度的冷表面接

21、觸，則濕空氣不使?jié)窨諝馀c低于其露點(diǎn)溫度的冷表面接觸，則濕空氣不僅降溫而且脫水，因此可實(shí)現(xiàn)冷卻干燥過程（僅降溫而且脫水，因此可實(shí)現(xiàn)冷卻干燥過程（A AG G）。）。 AG: t0, i0, d0 AG: t0, i0, d0 處理設(shè)備：表面式冷卻器，噴水室處理設(shè)備：表面式冷卻器，噴水室第四節(jié)第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用29圖圖1-131-13幾種典幾種典型的濕型的濕空氣狀空氣狀態(tài)變化態(tài)變化過程過程電加熱器電加熱器表面式冷卻器表面式冷卻器固體吸濕劑固體吸濕劑表面式冷卻器表面式冷卻器冷媒冷媒冷媒冷媒凝結(jié)水凝結(jié)水蒸汽蒸汽30幾種典型的空氣處理過程幾種典型的空氣處理過程第四節(jié)第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用31第四節(jié)第四節(jié) 焓濕圖的應(yīng)用焓濕圖的應(yīng)用32二、不同狀態(tài)空氣的混合態(tài)