空氣調(diào)節(jié)+第一章

空氣調(diào)節(jié)主講：劉曉紅聯(lián)系電話箱：1243360323@緒論生活環(huán)境控制生產(chǎn)環(huán)境控制工作環(huán)境控制科學(xué)實驗環(huán)境控制空氣調(diào)節(jié)工程背景空氣調(diào)節(jié)控制溫度濕度清潔度流動速度……空氣調(diào)節(jié)作用促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提高文化生活水平提高勞動生產(chǎn)率保護(hù)人體健康創(chuàng)造舒適的工作和生活環(huán)境……空氣調(diào)節(jié)技術(shù)生產(chǎn)力發(fā)展水平促進(jìn)能源利用能量的節(jié)約和回收能量轉(zhuǎn)換性能系統(tǒng)能量的綜合利用效果……第一章濕空氣的物理性質(zhì)和焓濕圖第一節(jié)濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)；第二節(jié)濕空氣的焓濕圖；第三節(jié)濕球溫度；第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用；第五節(jié)編制計算機(jī)程序的常用公式；第一節(jié)濕空氣的組成和狀態(tài)參數(shù)一、濕空氣的組成大氣干空氣水蒸氣包圍地球的空氣層定義穩(wěn)定氣體氮氧氬氖氬其它微量氣體不穩(wěn)定氣體干空氣二氧化碳水蒸氣海洋、江河、湖泊表面水分的蒸發(fā)生物的新陳代謝過程生產(chǎn)工藝過程形成形成形成影響1濕空氣干、濕程度；2濕空氣的物理性質(zhì)；3工藝過程；4等等二、濕空氣的狀態(tài)參數(shù)組成成分狀態(tài)濕空氣的物理性質(zhì)決定濕空氣的狀態(tài)參數(shù)壓力溫度相對濕度含濕量焓在熱力學(xué)中，常溫常壓下的干空氣可認(rèn)為是理想氣體。由于濕空氣中的水蒸汽處于過熱狀態(tài)，數(shù)量少，分壓力低，比容大，可以近似當(dāng)作理想氣體來對待。故由干空氣和水蒸汽組成的濕空氣遵循理想氣體的變化規(guī)律。理想氣體的狀態(tài)方程式如下所示：

pv=RT或pV=mRT

式中p-氣體壓力，pa；

v-氣體比容，m3/kg；

R-氣體常數(shù)，取決于氣體的性質(zhì)，J/(kg?K）；

V-氣體總體積，m3；

T-氣體熱力學(xué)溫度，K；

m-氣體總質(zhì)量，kg；

大氣壓力（濕空氣總壓力）（一）壓力環(huán)繞地球的大氣層對單位地球表面積形成的壓力定義海拔高度季節(jié)氣候影響1.大氣壓力絕對壓力當(dāng)?shù)卮髿鈮汗ぷ鲏毫x表測得2.水蒸氣分壓力和水汽分壓力水蒸氣分壓力：水蒸氣單獨占有濕空氣的容積，并具有與濕空氣相同的溫度時，所產(chǎn)生的壓力。定義飽和水汽分壓力：濕空氣處于飽和狀態(tài)時，水蒸汽的分壓力。定義溫度：空氣的冷熱程度。式中T-絕對溫度，K;t℃-攝氏溫度，℃；

t℉-華氏溫度，℉；（二）溫度定義（三）密度與比容密度：單位容積的濕空氣的質(zhì)量，用符號表示。定義定義式比容：單位質(zhì)量的濕空氣所占有的容積，用符號表示。定義定義式（四）濕度濕度濕空氣中水蒸氣含量定義絕對濕度(單位容積濕空氣所含水蒸汽質(zhì)量）：含濕量（濕空氣中與1kg工空氣并存的水蒸汽量)：相對濕度(空氣中水蒸汽分壓力與同溫度下飽和水蒸汽分壓力之比）：濕空氣的相對濕度與含濕量之間的關(guān)系:

(五）露點溫度在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時的溫度，稱為露點溫度。結(jié)露無結(jié)露未飽和濕空氣中水蒸氣處于過熱狀態(tài)(點a)；而在飽和空氣中的水蒸氣處于飽和蒸汽狀態(tài)，即處于上圖的上界限線上。未飽和空氣達(dá)到飽和可以經(jīng)歷不同的途徑：溫度不變，水分向空氣中蒸發(fā)，蒸汽分壓力，蒸汽分壓力該溫度相應(yīng)的飽和壓力，即可達(dá)到飽和空氣狀態(tài)，如圖中定溫過程a-b；濕空氣中蒸汽分壓力不變，濕空氣溫度--相應(yīng)的水蒸氣的飽和溫度，空氣達(dá)到飽和狀態(tài)，如圖中等壓過程a-d。此時，濕空氣的溫度稱為露點溫度，用符號tl表示。

（六）焓空調(diào)工程中，空氣壓力變化很小，可近似于定壓過程；直接用空氣的焓變化來度量空氣的熱量變化。濕空氣的焓i干空氣的焓

+水蒸氣的焓

tCtCigpqpq..2500+==（1+d）kg濕空氣的焓為

或第二節(jié)濕空氣的焓濕圖對于空調(diào)的設(shè)計，首先需要確定濕空氣的狀態(tài)及其變化過程。濕空氣狀態(tài)的確定方法：

1、公式/計算機(jī)；

2、查表；

3、查焓濕圖。濕空氣的焓濕圖與大氣壓力B有關(guān)；在不同的B下，焓濕圖不同；縱坐標(biāo)i：焓橫坐標(biāo)d：含濕量

焓濕圖一、等焓線和等含濕量線確定坐標(biāo)比例尺后，就可以在圖上繪出一系列與縱坐標(biāo)平行的等d線及與橫坐標(biāo)平行的等i線。t=0和d=0的干空氣狀態(tài)點為坐標(biāo)原點。依據(jù)：i=1.01t+(2500+1.84t)didtt=0(i1,d1)(i2,d2)t=t1(i1,d1)(i2,d2)二、等溫線依據(jù)：飽和線=100%=f(t)非飽和線

=Pq/Pq.b

=10%(Pq.b,Pq)

Pqdt1it2=100%三、等相對濕度線依據(jù)：Pq=B×d/(0.622+d)Pqdti四、等水蒸氣分壓力線五、熱濕比線熱濕比：濕空氣狀態(tài)變化前后的焓差和含濕量差的比值，用符號表示。定義定義式或：焓濕圖組成d3.等相對濕度線4.水蒸汽分壓力線5.熱濕比線0102030500030002000100006000-20001.等焓線和等含濕量線

2.等溫線

dAdBABiAiB空氣狀態(tài)變化在i-d圖上的表示

熱濕比線代表濕空氣狀態(tài)變化的方向（P14例1-2）

條件：B＝101325Pa，tA=20℃,=60%?？諝獾某鯛顟B(tài)為點A?？諝馕諢崃繛镼=10000kJ/h,濕量W=2kg/h，焓值變?yōu)閕B=59kj/kg干空氣求終狀態(tài)點B。ABB′用熱濕比線確定空氣終狀態(tài)i=59方法一：平行線法在大氣壓力為101325Pa的i-d圖上，由tA=20℃，A=60%，確定空氣的初狀態(tài)點A。求得熱濕比根據(jù)上值，找到i-d圖的=5000kj/kg線，過A點作平行線，即為空氣的狀態(tài)變化過程線。此線與i=59kj/kg干空氣的等焓線交點為B，即空氣終狀態(tài)點。查表得tB=28℃，B=60%，dB=12g/kg干空氣。方法二：輔助點法由已知條件求得，如△d以g為單位表示，則△i:△d=5:1，由兩者的比例關(guān)系可以繪出過A的線?！鱠可任意取，如取△d=4g/kg干空氣。則△i=20g/kg干空氣，分別做離開空氣初狀態(tài)點A的△d等濕量線與△i等焓線，兩線交于B′點，AB′連線即為空氣狀態(tài)變化過程線。AB′線與i=59kj/kg干空氣等焓線的交點B，就是所求的空氣終狀態(tài)點。這里B′點是輔助點。六、大氣壓力變化對i-d圖的影響=100%（B1）=100%（B2）=100%（B3）td1d2d3相對濕度線隨大氣壓力變化圖七、其他形式的焓濕圖1.焓濕圖.用焓和含濕量構(gòu)成斜角坐標(biāo)。2.溫濕圖.用溫度和含濕量構(gòu)成直角坐標(biāo)。3.溫焓圖.用溫度和焓構(gòu)成直角坐標(biāo)。第三節(jié)濕球溫度濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中至關(guān)重要。濕球溫度是在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸，達(dá)到穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學(xué)濕球溫度。bΦ=100%ts′ds′at圖1-7絕熱加濕器圖1-8熱力學(xué)溫度線空氣(p,t,d,i)(p,ts′,ds′,is′)水（p，ts′）二、濕球溫度由兩支完全相同的水銀(或酒精）溫度計組成。將其中一只溫度計的溫包上包以脫脂細(xì)紗布，紗布末端浸在盛水的小瓶里。由于紗布的吸水作用，使溫包周圍經(jīng)常處于濕潤的狀態(tài)，這支溫度計稱為濕球溫度計。濕球溫度計所測得的空氣溫度就是濕球溫度，用符號ts表示。干球溫度計測得的為濕空氣的溫度。干濕球溫度差的大小與被測空氣的相對濕度有關(guān)。相對濕度越小，干濕球溫度差越大。反之亦然。若為飽和空氣，則干濕球溫度差為零。使用時，在熱濕達(dá)到平衡，即穩(wěn)定的情況下，所讀數(shù)稱為空氣的濕球溫度。風(fēng)速越大，濕紗布與周圍空氣的熱濕交換越充分，測量的誤差就小些。當(dāng)風(fēng)速在2.5~4.0m/s以上時，濕球溫度的讀數(shù)就比較穩(wěn)定而準(zhǔn)確。ABttsi=常數(shù)Φ=100%AtAtstBBSΦ=100%ε=0ε=4.19tsisiA濕球溫度在i-d圖上近似表示法空氣的等濕球溫度線三、濕球溫度在i-d圖上的表示已知用干濕球溫度計測定空氣狀態(tài)時，干球溫度為t=20℃，濕球溫度ts=15℃，試根據(jù)i—d圖確定其狀態(tài)。解：（P20例1-3）首先由ts=15℃作等溫線與=100%飽和線交于點B。然后過點B，作ε=4.19×15=63的過程線。與t=20℃的等溫線相交于點A′。點A′即為所求的空氣狀態(tài)。具體過程如下圖所示:=100%

ts=15℃t=20℃AA′Bε=0ε=4.19ts根據(jù)干、濕球溫度確定空氣狀態(tài)一、根據(jù)兩個獨立的狀態(tài)參數(shù)確定空氣狀態(tài)及其余參數(shù)到目前為止，我們所說的獨立獨立參數(shù)有t,d,Φ,i和ts五個，當(dāng)大氣壓力B一定時，可以根據(jù)其中任意兩個決定空氣狀態(tài)。再從i-d圖上查得其余的參數(shù)。如下圖所示：第四節(jié)焓濕圖的應(yīng)用

ddbpqpq,bAttstl=100%i狀態(tài)與參數(shù)之間關(guān)系圖二、空氣狀態(tài)變化過程在i-d圖上的表示（一）等濕(干式）加熱過程（二）等濕（干式）冷卻過程（三)等焓減濕過程（四）等焓加濕過程（五）等溫加濕過程（六）減濕冷卻（或冷卻干燥）過程變化過程的特征表濕空氣的加熱過程濕空氣的冷卻過程等焓減濕過程等焓加濕過程ABACAEAD等溫加濕過程AF冷卻干燥過程AG多變過程

ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

幾種典型的濕空氣狀態(tài)變化過程幾種典型的濕空氣狀態(tài)變化過程i-d圖中不同象限內(nèi)濕空氣狀態(tài)變化過程的特征減焓，增濕，降溫－＋－ε<0Ⅳ減焓，減濕±－－ε>0Ⅲ增焓，減濕，升溫＋－＋ε<0Ⅱ增焓增濕，噴蒸汽可近似實現(xiàn)等濕過程±＋＋ε>0Ⅰtdi過程特征狀態(tài)參數(shù)變化趨勢熱濕比象限ABCEDFGⅠⅡⅢ

Ⅳ

兩種狀態(tài)空氣的混合態(tài)在i-d

圖上的確定

dAiAdBiBiCdCBCAACB兩種狀態(tài)空氣的混合過程計算在混合過程中，如果與外界沒有熱、濕的交換，根據(jù)熱平衡和濕平衡原理，有下列方程式：+++A、B、C三點共線兩種狀態(tài)空氣的混合過飽和區(qū)（結(jié)霧區(qū)）空氣狀態(tài)變化過程

=100%ABCDiCiDtDΔdP24例1-5某空調(diào)系統(tǒng)采用新風(fēng)和室內(nèi)回風(fēng)混合進(jìn)行處理，然后送至室內(nèi)。已知B=101325Pa,回風(fēng)量GA=104kg/h，狀態(tài)為tA=20℃，A=60%，新風(fēng)量GB=2.5×103Kg/h,狀態(tài)為tB=35℃，B=80%.求：混合狀態(tài)C。解（1）在B=101325Pa的i-d圖上由已知條件確定狀態(tài)點A、B，并連接為直線段。(2)根據(jù)混合規(guī)律，可知混合點C在之間，且靠近A點一邊。將線段分割為與A、B質(zhì)量成反比的兩部分，即：（3)將分為五等分，使，畫出C點，C點為混合狀態(tài)。從圖上查的iC=56kj/kg干空氣，tC=23.1℃，C=73%，dC=12.8g/kg干空氣。AB=100%CiBtBtAtCdAdCdBBAC下圖為例1-5示意圖第五節(jié)編制計算機(jī)程序的常用公式關(guān)系式：1.2.當(dāng)t=-100℃~0℃時，式中：C1=-5674.5349C2=6.3925247C3=-0.9677843×10-2C4=0.62215701×10-6C5=0.20747825×10-8C6=-0.948402×10-12C7=4.1635019當(dāng)t=0~200℃時，式中：C8=-5800.2206C9=1.3914993C10=-0.04860239C11=0.41764768×10-12C12=-0.14452093×10-7C13=6.5459673以上公式用ln（pq,b)=f(