濕空氣工程熱力學課件

第十三章濕空氣

濕空氣工程熱力學課件第一節(jié)概述濕空氣工程熱力學課件濕空氣是什么意思？——含有“水蒸氣”的空氣，稱為“濕空氣”——完全不含水蒸氣的空氣，稱為“干空氣”

（干空氣是否真實存在？～沙漠）一般情況，大氣中水蒸氣的含量小、變化小，可以近似看作為“干空氣”。濕空氣是什么意思？——含有“水蒸氣”的空氣，稱為“濕空氣”（濕空氣濕空氣是干空氣與水蒸氣的混合物。濕空氣中水蒸氣往往處于過熱狀態(tài)。（圖？）此時，濕空氣中的水蒸氣含量的多少，具有特殊意義。與濕空氣有關的常見工業(yè)過程空氣溫度與濕度調節(jié)過程、物體的干燥過程、冷卻水塔中的水冷卻過程等。濕空氣此時，濕空氣中的水蒸氣含量的多少，具有特殊意義。與濕空分析濕空氣時的假定：可將氣相混合物視為理想氣體混合物；當蒸汽凝結成液相或固相時，液相或固相中不包含溶解的空氣；空氣的存在不影響蒸汽與其凝聚相之間的相平衡。分析濕空氣時的假定：什么叫：未飽和空氣、飽和空氣？——未飽和空氣，指所含的水蒸氣處于過熱狀態(tài)；飽和空氣則指其中水蒸氣處于飽和。

那么，干空氣和濕蒸汽組成的濕空氣，有什么特性呢？什么叫：未飽和空氣、飽和空氣？——未飽和空氣，指所含的水蒸氣什么叫：未飽和空氣、飽和空氣？——未飽和空氣，指所含的水蒸氣處于過熱狀態(tài)；飽和空氣則指其中水蒸氣處于飽和。由理想氣體分壓力定律1801，道爾頓定律濕空氣總壓力干空氣分壓力水蒸氣分壓力如果是環(huán)境大氣，則為大氣壓pb什么叫：未飽和空氣、飽和空氣？——未飽和空氣，指所含的水蒸氣下標約定：

a——干空氣的參數

v——水蒸氣的參數

s——飽和水蒸氣參數

無下標－含濕空氣（即濕空氣）參數濕空氣總壓力干空氣分壓力水蒸氣分壓力如果是環(huán)境大氣，則為大氣壓pb下標約定：濕空氣總壓力干空氣分壓力水蒸氣分壓力如果是環(huán)境大氣下標約定：

a——干空氣的參數

v——水蒸氣的參數

s——飽和水蒸氣參數

無下標－含濕空氣（即濕空氣）參數濕空氣總壓力干空氣分壓力水蒸氣分壓力如果是環(huán)境大氣，則為大氣壓pb還需要介紹幾個重要的參數下標約定：濕空氣總壓力干空氣分壓力水蒸氣分壓力如果是環(huán)境大氣第二節(jié)濕空氣及其狀態(tài)參數濕空氣工程熱力學課件一、絕對濕度絕對濕度：單位容積(1m3)空氣（濕空氣）中包含的水蒸氣質量(kg)。（亦即水蒸氣的密度）一、絕對濕度在一定溫度下：濕空氣中水蒸氣的分壓力愈大，其絕對濕度愈大；濕空氣中水蒸氣的分壓力不可能超過該溫度下水蒸氣的飽和壓力在一定溫度下：

水蒸氣達到飽和時，濕空氣具有該溫度下的最大絕對濕度（此時空氣為飽和空氣）水蒸氣達到飽和時，濕空氣具有該溫度下的最大絕對濕度（此時

濕空氣未達到飽和時，其中水蒸氣的分壓力總小于飽和壓力，水蒸氣處于過熱狀態(tài)（此時濕空氣為未飽和空氣）濕空氣未達到飽和時，其中水蒸氣的分壓力總小二、相對濕度

濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的絕對濕度之比——稱為相對濕度濕(過熱)空氣的絕對濕度飽和空氣的絕對濕度二、相對濕度濕(過熱)空氣的絕對濕度飽和空氣的絕對濕度(過熱)水蒸氣的分壓力水蒸氣飽和壓力二、相對濕度

濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的分壓力之比——稱為相對濕度或表示為——(過熱)水蒸氣的分壓力水蒸氣飽和壓力二、相對濕度或表示為——的變化范圍為

0～1（0%～100%，對于飽和空氣，其相對濕度為1或100%）——相對濕度愈小，表明什么？的變化范圍為0～1（0%～100%，對于飽和空氣，其相的變化范圍為

0～1（0%～100%，對于飽和空氣，其相對濕度為1或100%）——相對濕度愈小，表示空氣中水蒸氣離飽和狀態(tài)越遠，即越干燥，此時空氣吸收水分的能力越強；反之空氣愈潮濕，吸濕能力越弱?！铩鄬穸扔。砻魇裁?？的變化范圍為0～1（0%～100%，對于飽和空氣，其相根據水蒸氣的理想氣體狀態(tài)方程：和濕空氣中水蒸氣組元的狀態(tài)方程：到想氣體摩爾成分xv與分壓力pv的關系，相對濕度可以表示為：根據水蒸氣的理想氣體狀態(tài)方程：和濕空氣中水蒸氣組元的狀態(tài)方程三、飽和蒸汽壓、露點、絕熱飽和溫度未飽和空氣達到飽和有三種典型途徑：Tsp三、飽和蒸汽壓、露點、絕熱飽和溫度Tsp1、溫度不變的情況下，水分向空氣中蒸發(fā)，或定溫壓縮，蒸汽的分壓力增加，能達到飽和空氣狀態(tài)，如圖中定溫過程A－C。到飽和時，蒸汽分壓力就是對應此空氣溫度的飽和蒸汽壓力ps。等溫T1、溫度不變的情況下，水分向空氣中蒸發(fā)，或定溫壓縮，蒸汽的分2、保持濕空氣中蒸汽分壓力pv不變，對濕空氣降溫，也可達到飽和，如圖A－B。B點的溫度為對應于pv的飽和溫度，稱為露點溫度（簡稱露點），用td表示。生活中的實例比比皆是等壓p2、保持濕空氣中蒸汽分壓力pv不變，對濕空氣降溫，也可達到飽3、在絕熱條件下向濕空氣加入水分，盡其蒸發(fā)，也可使空氣達到飽和，如圖A－E。E點為絕熱飽和狀態(tài)，相應的溫度為絕熱飽和溫度，用Tw表示。絕熱sE3、在絕熱條件下向濕空氣加入水分，盡其蒸發(fā)，也可使空氣達到飽其它：定容減壓，多變過程，等等定容v其它：定容減壓，定容v四、濕空氣的含濕量d

由于在干燥、吸濕等過程中，載熱/濕介質為干空氣（近似），因此，濕空氣的一些狀態(tài)參數都是以單位質量的干空氣為基準的。定義：1kg干空氣所攜帶的水蒸氣質量，稱“含濕量”:四、濕空氣的含濕量d由于在干燥、吸濕等過程中，載熱/四、濕空氣的含濕量d定義：1kg干空氣所攜帶的水蒸氣質量，稱“含濕量”干空氣的摩爾質量=28.97×103kg/mol水蒸氣的摩爾質量=18.016×103kg/mol由分壓力定律可知：理想氣體混合物中各組元的摩爾數之比，等于其分壓力之比四、濕空氣的含濕量d定義：1kg干空氣所攜帶的水蒸氣質量，稱四、濕空氣的含濕量d定義：1kg干空氣所攜帶的水蒸氣質量，稱“含濕量”干空氣的摩爾質量=28.97×103kg/mol水蒸氣的摩爾質量=18.016×103kg/mol由分壓力定律可知：理想氣體混合物中各組元的摩爾數之比，等于其分壓力之比四、濕空氣的含濕量d定義：1kg干空氣所攜帶的水蒸氣質量，稱四、濕空氣的含濕量d在干燥、吸濕等過程中，載熱/濕介質是干空氣，濕空氣的一些狀態(tài)參數都是以單位質量干空氣為基準的。在總壓力p不變的情況下，一定的蒸汽分壓力對應著一定的含濕量在總壓力p不變的情況下，相對濕度愈大，含濕量也愈高。四、濕空氣的含濕量d在干燥、吸濕等過程中，載熱/濕介質是干空

五、濕空氣的焓考慮到濕空氣中水蒸氣的質量常變，而干空氣的質量相對穩(wěn)定，所以，濕空氣的比焓是也相對于單位質量干空氣而言的：含濕量五、濕空氣的焓含濕量經驗公式：經驗公式：

六、濕空氣的比體積

1kg干空氣與dkg的水蒸氣組成的濕空氣，其比體積為：其中：詳見算例p345,13-1,-2六、濕空氣的比體積其中：詳見算例p345,13-1,-2

第三節(jié)相對濕度測定濕空氣工程熱力學課件？◆如果濕空氣未飽和，則濕紗布中的水分吸熱、汽化，向空氣擴散，同時空氣也向濕紗布傳熱，達到熱平衡。◆濕空氣的含濕量d越小，汽化越快，吸熱越多，濕球溫度越低，干濕球溫度計的溫差越大。測量濕空氣真實溫度？◆如果濕空氣未飽和，則濕紗布中的水分吸熱、汽化，向空氣擴散在溫度計讀出干/濕球溫度計的溫差后，就可由表格查到對應t的相對濕度值。在溫度計讀出干/濕球溫度計的溫差后，就可由表格查到對應t的相

第四節(jié)濕空氣的焓濕圖濕空氣工程熱力學課件一、濕空氣的焓濕圖（h-d圖）h-d

圖由下列五種線族組成：＝100%飽和空氣曲線把h-d

圖分成兩部分，曲線以上為未飽和濕空氣，曲線以下無實際意義。一、濕空氣的焓濕圖（h-d圖）濕空氣空氣溫度蒸汽分壓含濕量焓比體積相對濕度濕空氣空氣溫度蒸汽分壓含濕量焓比體積相對濕度1、等d線是一組平行于縱坐標的直線群。2、等焓線（等h線）等

h線是一組與橫坐標軸成135°的直線群。等

h線亦可看成為定濕球溫度線（tw）1、等d線是一組平行于縱坐標的直線群。濕空氣含濕量焓濕空氣含濕量焓3、等溫線（等

t線）可見在h-d

圖上，定t線的斜率為正，且隨t增大斜率增大。3、等溫線（等t線）濕空氣空氣溫度濕空氣空氣溫度4、等相對濕度線（等）定線是一組向上凸的曲線群。露點td

是濕空氣冷卻到＝100%時的溫度。因此含濕量d相同，狀態(tài)不同的濕空氣具有相同的露點。4、等相對濕度線（等）濕空氣相對濕度濕空氣相對濕度5、水蒸氣分壓力線5、水蒸氣分壓力線濕空氣蒸汽分壓濕空氣蒸汽分壓二、h-d

圖的應用根據其中2個獨立的濕空氣參數，可在圖上確定其它剩余的濕空氣參數：二、h-d圖的應用

第五節(jié)濕空氣過程及其應用濕空氣工程熱力學課件一、等濕度加熱（或冷卻）過程加熱：1－>2條件特征：例子？一、等濕度加熱（或冷卻）過程加熱：1－>2條件特征：例一、等濕度加熱（或冷卻）過程加熱：1－>2冷卻：1－2`（t>td）條件特征：冷卻至凝結，t=td（與100%線相交），出現水滴例子？一、等濕度加熱（或冷卻）過程加熱：1－>2冷卻：1－2二、絕熱加濕過程

噴水加濕1－>2條件特征：二、絕熱加濕過程噴水加濕1－>2條件特征：二、絕熱加濕過程絕熱加濕，增加含濕量，水分蒸發(fā)。因與外界絕熱，只能由自身熱量供給，故溫度降低。小而不計小而不計

噴水加濕1－>2二、絕熱加濕過程絕熱加濕，增加含濕量，水分蒸發(fā)。因與外界絕熱二、絕熱加濕過程絕熱加濕，增加含濕量，水分蒸發(fā)。因與外界絕熱，只能由自身熱量供給，故溫度降低。故，沿等焓線變化

噴水加濕1－>2二、絕熱加濕過程絕熱加濕，增加含濕量，水分蒸發(fā)。因與外界絕熱二、絕熱加濕過程

噴蒸汽加濕1－>2’噴蒸汽噴水蒸氣加濕，濕空氣的焓、含濕量、相對濕度均增加。二、絕熱加濕過程噴蒸汽加濕1－>2’噴蒸汽噴水蒸氣加濕三、冷卻除濕過程

濕空氣被冷卻到露點溫度，空氣為飽和狀態(tài)，繼續(xù)冷卻時將有水蒸氣凝結析出，達到對濕空氣除濕的目的，如圖1-A-2。滾筒洗衣機例冰箱例子三、冷卻除濕過程濕空氣被冷卻到露點溫度，空氣為飽和狀態(tài)四、絕熱混合過程終態(tài)3在初態(tài)1與2的連線上四、絕熱混合過程終態(tài)3在初態(tài)1與2的連線上五、烘干過程未飽和空氣流經濕物料，吸收其水分；為提高吸濕能力，需先加熱濕空氣。（加熱+吸濕），圖書例五、烘干過程未飽和空氣流經濕物料，吸收其水分；為提高吸濕能六、冷卻塔圖書例利用蒸發(fā)冷卻，將熱水降溫，獲得工業(yè)用循環(huán)水。hd12六、冷卻塔圖書例利用蒸發(fā)冷卻，將熱水降溫，獲得工業(yè)用循環(huán)水溫度、濕度與大氣壓強

物理學告訴我們：“大氣壓的變化跟天氣有密切的關系．一般地說，晴天的大氣壓比陰天高，冬天的大氣壓比夏天高．”對這段敘述可歸結為溫度、濕度與大氣壓強的關系問題．

我們通常所稱的大氣，就是包圍在地球周圍的整個空氣層．它除了含有氮氣、氧氣及二氧化碳等多種氣體外，還含有水汽和塵埃．我們把含水汽很少（即濕度小）的空氣稱“干空氣”，而把含水汽較多（即濕度大）的空氣稱“濕空氣”．不要以為“干”的東西一定比“濕”的東西輕．其實，干空氣的分子量是28.966，而水汽的分子量是18.016，故干空氣分子要比水汽分子重．在相同狀況下，干空氣的密度也比水汽的密度大．水汽的密度僅為干空氣密度的62％左右．溫度、濕度與大氣壓強

物理學告訴我們：“大氣壓的變

應當說，由于大氣處于地球周圍的一個開放空間，而不存在約束其運動范圍的具體疆界，這就使它跟處于密閉容器中的氣體不同．對一個盛有空氣的密閉容器來說，只要容器中氣體未達到飽和狀態(tài)，那么，當我們向容器中輸入水汽的時候，氣體的壓強必然會增加．而大氣的情況則不然．當因自然因素或人為因素使某區(qū)域中的大氣濕度增大時，則該區(qū)域中的“濕空氣”分子（包括空氣分子和水汽分子）必然要向周圍地區(qū)擴散．其結果將導致該區(qū)域大氣中的“干空氣”含量比周圍地區(qū)小，而水汽含量又比周圍地區(qū)大．所以該區(qū)域的濕空氣密度也就小于其它地區(qū)的干空氣密度．這樣，對該區(qū)域的一個單位底面積的氣柱而言，其重量也就小于其它干空氣地區(qū)同樣的氣柱這也就告訴我們，大氣壓隨空氣濕度的增大而減?。完幪炫c晴天而言，實際上也就是陰天的空氣濕度比晴天要大，因而陰天的大氣壓也就比晴天?。?/p>

我們知道，氣體分子的“碰撞”是產生氣體壓強的根本原因．因而對大氣壓隨空氣濕度而變化的問題，我們也可以由此作出解釋，根據氣體分子運動的基本理論，氣體分子的平均速率：

應當說，由于大氣處于地球周圍的一個開放空間，而不存在則氣體分子的平均動量（僅考慮其大小）

由此可見，平均質量大的氣體分子，其平均動量也大（有的文獻①中所言：“干空氣的平均速度也大于濕空氣”，是不正確的）．而對相同狀況下的干空氣與濕空氣來說，由于干空氣中的氣體分子密度及分子的平均質量都比濕空氣要大，且干空氣分子的平均動量也比濕空氣大，因而濕度小的干空氣壓強也就比濕度大的濕空氣大．

則氣體分子的平均動量（僅考慮其大小）

由此可見

當我們給盛有空氣的密閉容器加熱的時候，則其壓強當然也會增大．而對大氣來說情況就不同了．當某一區(qū)域的大氣溫度因某種因素而升高時，必將引起空氣體積的膨脹，空氣分子勢必要向周圍地區(qū)擴散．溫度高，氣體分子固然會運動得快些，這將成為促進壓強增大的因素．但另一方面，隨著溫度的升高，氣