第2講-濕空氣的物理性質(zhì)和i-d圖-課件

第二講

濕空氣的物理

性質(zhì)和i－d圖

(Psychrometricchart)1ppt課件

主要內(nèi)容濕空氣的物理參數(shù)濕空氣的焓濕圖焓濕圖的應(yīng)用與參數(shù)計(jì)算2ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)1、什么是濕空氣？大氣＝干空氣＋水蒸氣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)。在空調(diào)中，要使空氣達(dá)到一定的溫濕度，就不能忽略空氣中的水蒸氣。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。3ppt課件理想氣體狀態(tài)方程式干空氣和水蒸汽均可以看作理想氣體利用理想氣體狀態(tài)方程式可以確定空氣的狀態(tài)參數(shù)干空氣的氣體常數(shù)為Rg=287J/kg.K水蒸氣的氣體常數(shù)為Rg=461J/kg.K一、濕空氣的物理性質(zhì)4ppt課件濕空氣又是特殊的理想混合氣體，因?yàn)闈窨諝庵兴魵庠谶m當(dāng)?shù)臈l件下，將發(fā)生相變。濕空氣中的水蒸氣通常處于過熱狀態(tài)，即水蒸氣的分壓力低于當(dāng)時(shí)濕空氣的溫度（也是水蒸氣溫度）所對應(yīng)的水蒸氣飽和壓力。這種濕空氣稱為未飽和空氣，這是干空氣和過熱蒸汽的混合物。若濕空氣中水蒸氣處于飽和狀態(tài)，這時(shí)的濕空氣便稱為飽和空氣。據(jù)水蒸氣飽和的概念可以知道，未飽和空氣內(nèi)可以接納再多一些的水蒸氣，當(dāng)濕空氣達(dá)飽和時(shí)其中水蒸氣含量達(dá)到最大值，如再加入水蒸氣，就會凝結(jié)出水珠來，唯有提高空氣溫度，使對應(yīng)的水蒸氣飽和壓力提高，才能進(jìn)一步接納水蒸氣。這就是升溫吸濕原理。一、濕空氣的物理性質(zhì)5ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)4、濕空氣的主要參數(shù)濕空氣的壓力B濕空氣的壓力即大氣壓力，B＝Pg＋Pq(Pa)注意：海拔較高的城市不能使用海平面的i-d圖！飽和水蒸氣分壓力：當(dāng)空氣中的水蒸氣量值達(dá)到了飽和狀態(tài)。水蒸氣的量非常多，達(dá)到飽和，再多就會出現(xiàn)析出的狀態(tài)?？諝庵胁粫儆袣鈶B(tài)的水蒸氣，而會出現(xiàn)液態(tài)的水。這時(shí)水蒸氣分壓力達(dá)到最大值，叫飽和水蒸氣分壓力。濕空氣溫度越高，空氣中飽和水蒸氣分壓力也就越大，說明該空氣能容納的水氣數(shù)量越多，反之亦然。水蒸氣分壓力是衡量濕空氣干燥與潮濕的基本指標(biāo)，后面再進(jìn)一步分析水蒸氣分壓力和飽和水蒸氣分壓力的作用。6ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)4、濕空氣的主要參數(shù)溫度t=T-273.15濕空氣的密度＝g＋q＝Pg/RT＋Pq/RT＝0.003484B/T-0.00134Pq/T當(dāng)溫度壓力一定，密度和水蒸氣分壓力有關(guān)。反比關(guān)系。濕空氣中，水蒸氣的含量越多，水蒸氣分壓力大，空氣密度越小。一般取

=1.2Kg/m3

濕空氣的含濕量d(humidityratio/moisture)濕空氣中的水蒸氣密度與干空氣密度之比稱為濕空氣的含濕量。（描述的濕量是一個(gè)絕對值，量值的多少）水蒸氣分壓力和含濕量呈單值的函數(shù)的關(guān)系7ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)相對濕度

(relativehumidity)濕空氣的水蒸氣壓力與同溫度下的飽和濕空氣壓力之比稱為相對濕度；它表征濕空氣中水蒸氣接近飽和含量的程度。相對濕度反映空氣干燥程度是更直觀的。＝Pq/Pqb×100%d/db×100%(誤差1～3％）天氣預(yù)報(bào)里的濕度就是相對濕度。南方陰雨天氣，相對濕度高。悶熱，指相對濕度大接近飽和。地下室空氣潮濕的調(diào)節(jié)方法：1，用電爐。地下室空間封閉，沒濕量傳出，含濕量不變。改變的只是相對濕度，可以使用電爐取暖的辦法改變?nèi)说氖孢m度，調(diào)節(jié)相對濕度使人感到舒適，但沒改變含濕量。電爐拿走，溫度降，相對濕度恢復(fù)，因?yàn)楹瑵窳繘]變，溫度恢復(fù)，沒從根本改變這個(gè)問題。所以地下室進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，單純溫升不行，盡量通過通風(fēng)換氣，才能把含濕量降低，把空氣中水蒸氣帶到室外。才能真正有效的使相對濕度達(dá)到舒適的程度。8ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)濕空氣的焓I(enthalpy)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。1kg干空氣焓加含濕量為d的水蒸氣焓，干空氣是顯熱變化，定壓比熱乘溫度。水蒸氣潛熱（2500，0°C的汽化潛熱）和顯熱（定壓比熱乘溫度）加起來乘以量的大小。I＝CPt+(2500+Cpqt)d(KJ/Kg)，其中，Cp=1.005KJ/Kg℃

，Cpq=1.84KJ/Kg℃

，當(dāng)t＝0℃時(shí)，i＝2500KJ/Kg1.01t+1.84dt，是與溫度有關(guān)的熱量，稱顯熱。T=0°C，i＝2500d，不為0。2500d是0°C時(shí)dkg水的汽化熱，僅隨濕量變化而變化，與溫度無關(guān)，稱潛熱。當(dāng)溫度和含濕量升高時(shí)，比焓值增加，反之降低。而溫度升高，含濕量減少時(shí)，由于2500比1.01和1.84大的多，焓值不一定增加。9ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)濕球溫度

(webbulbtemperature)定義：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)的空氣絕熱飽和溫度。特點(diǎn)：近似等焓增焓部分是液體顯熱△d4.19t濕球溫度可以看成確定空氣狀態(tài)的又一獨(dú)立參數(shù)。空氣調(diào)節(jié)中濕球溫度的應(yīng)用：由于這個(gè)參數(shù)比較容易測量，所以是測定工作中必須使用的參數(shù)。除此之外，可以利用濕球溫度來衡量使用噴水室、蒸發(fā)冷卻器、冷卻塔、蒸發(fā)式冷凝器等設(shè)備的冷卻和散熱效果，并判斷它們的使用范圍。10ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)露點(diǎn)溫度

(dewpointtemperature)濕空氣的露點(diǎn)溫度是在含濕量不變的條件下，濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度。沿等d線（含濕量不變）溫度降低降低到飽和狀態(tài)，下一步再降溫，水汽就要析出了，出現(xiàn)結(jié)露的現(xiàn)象。臨界溫度叫露點(diǎn)溫度。判斷濕空氣是否結(jié)露的標(biāo)志。露點(diǎn)溫度之下，就會出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。空調(diào)技術(shù)中利用露點(diǎn)溫度：判斷保溫材料是否選擇的合適，如冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面是否結(jié)露，夏季送風(fēng)管道和制冷設(shè)備保溫材料外表面是否結(jié)露；利用低于空氣露點(diǎn)溫度的水去噴淋熱濕空氣，或者讓熱濕空氣流過其表面溫度低于露點(diǎn)溫度的表面冷卻器，從而使該空氣達(dá)到冷卻減濕的處理。11ppt課件一、濕空氣的物理性質(zhì)你能區(qū)分濕球溫度和露點(diǎn)溫度嗎？12ppt課件3、濕空氣狀態(tài)參數(shù)的測定可以直接測定的狀態(tài)參數(shù)：干球溫度、濕球溫度、壓力、不易測量的參數(shù)：含濕量：焓值：13ppt課件二、濕空氣的焓濕圖如何確定濕空氣的狀態(tài)及其變化過程？

按公式計(jì)算；查表；查焓濕圖焓濕圖的作用？簡化計(jì)算；直觀描述濕空氣狀態(tài)變化過程。焓濕圖：開利發(fā)明，通過焓濕圖，把這些參數(shù)綜合起來，分析空氣的各種狀態(tài)以及變化過程。上頁下頁14ppt課件焓濕圖（i-d）的組成：等溫線t，i=1.01t+d(2500+1.84t)等焓線i，等含濕量線d，等相對濕度線φ，水蒸氣分壓力線Pq，ε角系數(shù)線。15ppt課件ε角系數(shù)線16ppt課件二、濕空氣的焓濕圖沿橫軸方向繪制干球溫度線。干球溫度線是直線，但線間不是嚴(yán)格平行的，而是稍微向左偏斜。圖右邊的縱軸為含濕量，軸上水平線的間距均勻，飽和狀態(tài)曲線從左到右向上傾斜。干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度在飽和曲線上相重合，與飽和曲線形狀類似的相對濕度線每隔一定間隔出現(xiàn)。等比焓線在圖的左邊傾斜地劃出，平行的比焓線向右斜下。雖然濕球溫度線與比焓線似乎重疊，但它們在圖中逐漸發(fā)散，互相并不平行。濕球溫度線的間距不均勻。比容線是上左下右地傾斜，互相不平行。圖的左上部，一個(gè)帶有兩個(gè)標(biāo)尺的半圓形，一個(gè)標(biāo)尺是顯熱比，另一個(gè)是比焓差與含濕量差的比值。注意：比焓、比容和含濕量的大小全是以單位質(zhì)量的干空氣為基準(zhǔn)，而不是單位質(zhì)量的濕空氣。上頁17ppt課件濕空氣焓濕圖(i-d圖)18ppt課件三、

焓濕圖的應(yīng)用

1.由兩個(gè)已知狀態(tài)參數(shù)，確定其它狀態(tài)參數(shù)。一般由t，ts（夏季）或t，φ（冬季）來確定其它狀態(tài)參數(shù)。

19ppt課件三、

焓濕圖的應(yīng)用

例：從焓濕圖中讀出濕空氣在干球溫度為24℃，濕球溫度16℃，及標(biāo)準(zhǔn)海平面壓力下的其他參數(shù)值。

解：24℃的干球溫度線與16℃的濕球溫度線的交點(diǎn)決定了所給的狀態(tài)。以圖中的這一點(diǎn)為參考,就可確定所有的其他參數(shù)值。含濕量W：水平地移動到右邊,在垂直刻度上讀出相對濕度φ：在40%與50%相對濕度線間內(nèi)插,讀出φ=41%。比焓i露點(diǎn)溫度td

：從狀態(tài)點(diǎn)水平地移動到左邊,在飽和曲線上讀出td=10℃20ppt課件三、

焓濕圖的應(yīng)用

1.由兩個(gè)已知狀態(tài)參數(shù)，確定其它狀態(tài)參數(shù)。一般由t，ts（夏季）或t，φ（冬季）來確定其它狀態(tài)參數(shù)。

2.濕空氣狀態(tài)變化過程在i-d

圖上的表示

1）干加熱過程：等d過程；

2）干冷卻過程：等d過程；

3）噴水加濕過程：等i過程；

4）吸附減濕過程：等i過程；

5）噴蒸汽加濕過程：等t過程；

6）冷卻干燥過程：降溫減濕過程。21ppt課件三、

焓濕圖的應(yīng)用

1、各種濕空氣狀態(tài)變化過程在焓濕圖上的表示=-=+=?22ppt課件典型的濕空氣處理過程幾種典型的空氣處理過程23ppt課件1、等濕加熱過程（A-B）：電加熱器或熱水（蒸汽）加熱器來處理空氣2、等濕冷卻過程A-C：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣24ppt課件4、等溫加濕過程A-F：通過向空氣中噴水蒸氣或與空氣溫度相同的水而實(shí)現(xiàn)，

即該過程近似于等溫加濕過程。5、等焓加濕過程A-E：采用噴水室噴循環(huán)水對空氣進(jìn)行加濕處理25ppt課件濕空氣的等焓減濕過程利用固體吸濕劑（硅膠或氯化鈣）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，其過程（AD）近似于等焓降濕過程。26ppt課件減濕冷卻過程A-G：用表面冷卻器或蒸發(fā)器冷卻空氣（表冷器表面溫度低于處理的空氣露點(diǎn)溫度）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。27ppt課件狀態(tài)為A（iA，dA）的濕空氣，質(zhì)量流量為GA（kg/s）；狀態(tài)為B（iB，dB）的濕空氣，質(zhì)量流量為GB（kg/s）；混合狀態(tài)為C（iC，dC）混合后的空氣質(zhì)量流量為：GC=GA+GB根據(jù)熱平衡關(guān)系式：GAiA

+

GBiB=（GA+GB）iC根據(jù)濕平衡關(guān)系式：GAdA

+

GBdB=（GA+GB）dC

混合后空氣焓值：iC=（GAiA

+

GBiB）/（GA+GB）混合后空氣含濕量：dC=（GAdA

+

GBdB）/（GA+GB）3.不同狀態(tài)空氣的混合過程在i-d圖上的表示28ppt課件結(jié)論：（1）兩種不同狀態(tài)的空氣相混合，混合狀態(tài)點(diǎn)必落在這兩點(diǎn)的連線上；（2）混合狀態(tài)點(diǎn)C將線段AB分為兩段，這兩段長度之比，等于參與混合的兩種空氣質(zhì)量的反比，且混合點(diǎn)靠近質(zhì)量大的空氣一端：

GA/GB=（iC-iB）/（iA-iC）

=（dC-dB）/（dA-dC）

=CB/AC29ppt課件減少焓d4.19tc進(jìn)入結(jié)霧區(qū)如何變化？進(jìn)入結(jié)霧區(qū)如何變化？兩種空氣混合，若混合點(diǎn)處于“結(jié)霧區(qū)”，則此種狀態(tài)空氣是飽和空氣加水霧，是一種不穩(wěn)定狀態(tài)。假定飽和空氣狀態(tài)為D，則混合點(diǎn)C的焓值應(yīng)為D的焓值與水霧的焓值之和，即：D30ppt課件三、焓濕圖的應(yīng)用4、利用i-d圖進(jìn)行空調(diào)過程分析空調(diào)設(shè)備過程表達(dá)空調(diào)系統(tǒng)過程表達(dá)空調(diào)過程分析31ppt課件

已知一臺柜式空調(diào)機(jī)送風(fēng)量為6000m3/h，回風(fēng)量為5000m3/h，回風(fēng)狀態(tài)為tN=24℃，φN=60%；新風(fēng)狀態(tài)為tW=33.5℃