《干燥空氣特性與焓濕》課件

干燥空氣特性與焓濕歡迎來到本課程，我們將深入探討干燥空氣特性及焓濕的相關(guān)知識(shí)，并了解其在工業(yè)應(yīng)用中的重要性。課程大綱11.干燥空氣概述包括干燥空氣組成、水分含量、相對(duì)濕度與絕對(duì)濕度、干球溫度與濕球溫度等概念。22.濕度圖表與焓濕圖表介紹濕度圖表和焓濕圖表的構(gòu)成及應(yīng)用，以及干燥空氣性質(zhì)、比體積、比熱容、熱傳輸?shù)戎匾獏?shù)。33.干燥空氣狀態(tài)變化探究干燥空氣在不同條件下的狀態(tài)變化，如等熵變化、等焓變化、等濕變化和等壓變化。44.干燥空氣吸附與脫附深入探討干燥空氣吸附與脫附過程，并介紹不同吸附材料的種類及特點(diǎn)，以及吸附機(jī)理與吸附等溫線。55.干燥空氣在工業(yè)中的應(yīng)用分析干燥空氣在金屬熱處理、食品加工、電子制造、醫(yī)藥生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用。66.課程小結(jié)與課后思考對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，并提出一些思考問題，以激發(fā)學(xué)習(xí)者對(duì)干燥空氣特性和焓濕的更深入理解。何為干燥空氣？定義干燥空氣是指不含水蒸氣的空氣，即空氣中的水蒸氣含量可以忽略不計(jì)。在實(shí)際應(yīng)用中，常指相對(duì)濕度小于1%的空氣。特點(diǎn)干燥空氣具有較低的濕度，對(duì)材料的干燥、防腐和儲(chǔ)存具有重要作用。在工業(yè)生產(chǎn)中，干燥空氣常被用來去除材料中的水分。干燥空氣的組成氮?dú)?N2)約占78.08%1氧氣(O2)約占20.95%2氬氣(Ar)約占0.93%3二氧化碳(CO2)約占0.04%4其他如氖氣、氦氣、氪氣、氙氣等，含量極少。5干燥空氣的水分含量絕對(duì)濕度指單位體積空氣中所含的水蒸氣質(zhì)量，單位通常為克/立方米(g/m3)。相對(duì)濕度指空氣中水蒸氣分壓與同溫度下飽和水蒸氣分壓之比，通常以百分比表示，例如50%RH。相對(duì)濕度與絕對(duì)濕度的定義相對(duì)濕度是指空氣中實(shí)際水蒸氣含量與同溫度下空氣飽和水蒸氣含量之比，用百分比表示。絕對(duì)濕度是指單位體積空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，通常以克/立方米(g/m3)表示。相對(duì)濕度與絕對(duì)濕度的關(guān)系1關(guān)系相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度是密切相關(guān)的，相對(duì)濕度是反映空氣中水蒸氣含量的相對(duì)指標(biāo)，而絕對(duì)濕度則是反映空氣中水蒸氣含量的絕對(duì)指標(biāo)。2影響因素相對(duì)濕度受溫度和絕對(duì)濕度共同影響，溫度升高，飽和水蒸氣含量增加，相對(duì)濕度會(huì)降低；絕對(duì)濕度升高，相對(duì)濕度會(huì)升高。3應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和生活中，我們常使用相對(duì)濕度和絕對(duì)濕度來描述空氣的濕度狀況，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。干球溫度與濕球溫度的概念干球溫度指用普通溫度計(jì)直接測(cè)得的空氣溫度，即空氣本身的溫度。濕球溫度指將溫度計(jì)的球部包裹在濕布中，并不斷通風(fēng)的情況下，溫度計(jì)所測(cè)得的溫度。濕球溫度反映的是空氣蒸發(fā)水汽的能力。濕度圖表的構(gòu)成1坐標(biāo)軸濕度圖表通常以干球溫度為橫坐標(biāo)，以相對(duì)濕度為縱坐標(biāo)。2飽和曲線圖表上有一條飽和曲線，表示在不同溫度下，空氣中所能容納的最大水蒸氣含量。3等濕線圖表上還有許多等濕線，表示相對(duì)濕度相同的點(diǎn)，這些等濕線與飽和曲線平行。濕度圖表的應(yīng)用空氣濕度計(jì)算根據(jù)干球溫度和相對(duì)濕度，可以從濕度圖表中查得空氣中水蒸氣含量。露點(diǎn)溫度計(jì)算根據(jù)干球溫度和相對(duì)濕度，可以從濕度圖表中查得露點(diǎn)溫度?？照{(diào)設(shè)計(jì)濕度圖表可以幫助空調(diào)工程師確定空調(diào)的制冷量和除濕量，以達(dá)到舒適的室內(nèi)環(huán)境。焓濕圖表的概念與構(gòu)成概念焓濕圖表是將干燥空氣的焓值、濕度、干球溫度和濕球溫度等參數(shù)繪制在同一張圖表上，用來描述干燥空氣的熱力學(xué)狀態(tài)。構(gòu)成焓濕圖表以干球溫度為橫坐標(biāo)，以絕對(duì)濕度為縱坐標(biāo)，并繪制焓值線和濕球溫度線。應(yīng)用焓濕圖表可以幫助我們了解干燥空氣的狀態(tài)變化，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，如混合空氣焓值的計(jì)算。焓濕圖表的應(yīng)用空調(diào)設(shè)計(jì)焓濕圖表可以幫助工程師設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)，確定所需的制冷量、除濕量和送風(fēng)量。干燥過程焓濕圖表可以幫助我們了解干燥過程中的熱量和水分變化，并優(yōu)化干燥工藝?；旌峡諝忪蕽駡D表可以幫助我們計(jì)算混合空氣的焓值和濕度，并確定混合后的空氣狀態(tài)。干燥空氣的性質(zhì)密度干燥空氣的密度是指單位體積干燥空氣的質(zhì)量，與溫度和壓力有關(guān)，溫度越高，密度越低；壓力越高，密度越高。比熱容干燥空氣的比熱容是指單位質(zhì)量的干燥空氣升高1攝氏度所需的熱量，與溫度和壓力有關(guān)。熱傳導(dǎo)系數(shù)干燥空氣的熱傳導(dǎo)系數(shù)是指單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的干燥空氣，由溫度差引起的熱量傳遞量，與溫度和壓力有關(guān)。粘度干燥空氣的粘度是指干燥空氣抵抗流動(dòng)的能力，與溫度和壓力有關(guān)，溫度越高，粘度越低。干燥空氣比體積的定義定義干燥空氣比體積是指1千克干燥空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積，通常以立方米/千克(m3/kg)表示。意義干燥空氣比體積反映了干燥空氣在不同溫度和壓力下的體積變化情況，在工程計(jì)算中具有重要意義。干燥空氣比體積的計(jì)算理想氣體狀態(tài)方程PV=mRT，其中P為壓力，V為體積，m為質(zhì)量，R為氣體常數(shù)，T為溫度。比體積公式v=V/m=RT/P，其中v為比體積，R為氣體常數(shù)，T為溫度，P為壓力。計(jì)算步驟1.確定干燥空氣的溫度和壓力。2.將溫度和壓力代入比體積公式，即可計(jì)算出干燥空氣的比體積。干燥空氣的定壓比熱容定義干燥空氣的定壓比熱容是指單位質(zhì)量的干燥空氣在定壓條件下，溫度升高1攝氏度所需的熱量，通常以焦耳/千克·攝氏度(J/kg·℃)表示。影響因素干燥空氣的定壓比熱容受溫度和壓力影響，溫度越高，定壓比熱容越大；壓力越高，定壓比熱容越小。干燥空氣的熱傳輸1傳導(dǎo)熱量通過干燥空氣分子間的碰撞傳遞，主要發(fā)生在固體表面和干燥空氣之間，或干燥空氣內(nèi)部不同溫度區(qū)域之間。2對(duì)流熱量通過干燥空氣流動(dòng)的傳遞，主要發(fā)生在干燥空氣和流體表面之間，或干燥空氣不同區(qū)域之間的流動(dòng)。3輻射熱量通過電磁波形式傳遞，主要發(fā)生在高溫物體和干燥空氣之間，或干燥空氣和周圍環(huán)境之間。干燥空氣的狀態(tài)變化1等熵變化干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，熵值保持不變。2等焓變化干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，焓值保持不變。3等濕變化干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，濕度保持不變。4等壓變化干燥空氣在定壓條件下發(fā)生的狀態(tài)變化，壓力保持不變。等熵變化定義等熵變化是指干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，熵值保持不變。這意味著干燥空氣在等熵變化過程中沒有熱量交換，也沒有摩擦力。特點(diǎn)等熵變化過程是一個(gè)理想狀態(tài)，在實(shí)際情況下很難實(shí)現(xiàn)。等熵變化過程通常用于分析干燥空氣的絕熱過程，例如壓縮機(jī)或膨脹機(jī)。等焓變化定義等焓變化是指干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，焓值保持不變。這意味著干燥空氣在等焓變化過程中沒有熱量交換，也沒有對(duì)外做功。特點(diǎn)等焓變化過程也是一個(gè)理想狀態(tài)，在實(shí)際情況下也很難實(shí)現(xiàn)。等焓變化過程通常用于分析干燥空氣的絕熱過程，例如節(jié)流閥或噴嘴。等濕變化定義等濕變化是指干燥空氣在絕熱過程中發(fā)生的狀態(tài)變化，濕度保持不變。這意味著干燥空氣在等濕變化過程中沒有水蒸氣交換。特點(diǎn)等濕變化過程通常用于分析干燥空氣的絕熱過程，例如干燥過程中的空氣流動(dòng)。等壓變化定義等壓變化是指干燥空氣在定壓條件下發(fā)生的狀態(tài)變化，壓力保持不變。這意味著干燥空氣在等壓變化過程中，壓力沒有改變。特點(diǎn)等壓變化過程通常用于分析干燥空氣的加熱或冷卻過程，例如干燥過程中的空氣加熱?；旌细稍锟諝獾挠?jì)算混合干燥空氣的焓濕圖示方法在焓濕圖表上，將兩股混合空氣的狀態(tài)點(diǎn)連接起來，連接線的中心點(diǎn)就是混合后的空氣狀態(tài)點(diǎn)。結(jié)果通過焓濕圖表可以直觀地觀察到混合后的空氣狀態(tài)，包括焓值、濕度、干球溫度和濕球溫度。干燥空氣的吸附和脫附吸附指干燥空氣中的水蒸氣被固體吸附劑表面吸附的過程。脫附指吸附劑表面的水蒸氣被釋放的過程，通常通過升溫或減壓實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單吸附過程原理干燥空氣與吸附劑接觸時(shí)，水蒸氣分子會(huì)與吸附劑表面發(fā)生物理吸附或化學(xué)吸附。條件簡(jiǎn)單吸附過程通常在低溫、高濕度條件下進(jìn)行，吸附劑的表面積越大，吸附能力越強(qiáng)。簡(jiǎn)單脫附過程原理當(dāng)吸附劑表面的水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，可以通過升溫或減壓的方式，降低吸附劑表面的水蒸氣分壓，使水蒸氣從吸附劑表面脫附下來。條件簡(jiǎn)單脫附過程通常在高溫、低濕度條件下進(jìn)行。復(fù)雜吸附過程原理復(fù)雜吸附過程通常涉及多種吸附劑，并通過不同的工藝條件進(jìn)行控制，例如多級(jí)吸附和變壓吸附。應(yīng)用復(fù)雜吸附過程在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，例如制備高純度干燥空氣。復(fù)雜脫附過程原理復(fù)雜脫附過程通常涉及多種脫附方式，例如熱脫附、壓力脫附和溶劑脫附，并根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。應(yīng)用復(fù)雜脫附過程在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，例如制備高純度干燥空氣。吸附材料的種類及特點(diǎn)硅膠具有較高的吸附能力，對(duì)水蒸氣的吸附能力強(qiáng)，但易受溫度影響，在高溫條件下吸附能力下降?；钚匝趸X具有較高的吸附能力，對(duì)水蒸氣的吸附能力強(qiáng)，耐高溫性能優(yōu)良，在高溫條件下吸附能力穩(wěn)定。分子篩具有較高的吸附選擇性，對(duì)水蒸氣的吸附能力強(qiáng)，可選擇性吸附特定物質(zhì)。活性炭具有較高的吸附能力，對(duì)水蒸氣的吸附能力強(qiáng)，但易受溫度和濕度影響，在高溫或高濕度條件下吸附能力下降。吸附機(jī)理與吸附等溫線機(jī)理干燥空氣吸附機(jī)理主要包括物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附是由于吸附劑和水蒸氣分子之間的范德華力作用，化學(xué)吸附是由于吸附劑和水蒸氣分子之間形成化學(xué)鍵。等溫線吸附等溫線是描述在一定溫度下，吸附劑吸附水蒸氣的量與水蒸氣分壓之間的關(guān)系曲線。吸附等溫線可以幫助我們了解吸附劑的吸附性能。干燥空氣在工業(yè)中的應(yīng)用金屬熱處理在金屬熱處理過程中，干燥空氣可以防止金屬氧化，提高熱處理效率。食品加工在食品加工過程中，干燥空氣可以去除食品中的水分，延長(zhǎng)保質(zhì)期，并保持食品的色澤和風(fēng)味。電子制造在電子制造過程中，干燥空氣可以防止電子元器件受潮，保證電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。醫(yī)藥生產(chǎn)在醫(yī)藥生產(chǎn)過程中，干燥空氣可以保證藥品的質(zhì)量，防止藥品受潮，提高藥品的穩(wěn)定性和有效性。其他領(lǐng)域干燥空氣還廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，例如紡織、化工、造紙等行業(yè)。金屬熱處理領(lǐng)域應(yīng)用干燥空氣在金屬熱處理過程中可以防止金屬氧化，提高熱處理效率。優(yōu)勢(shì)干燥空氣可以有效地去除金屬表面和內(nèi)部的水分，防止金屬氧化，從而提高熱處理的質(zhì)量和效率。食品加工領(lǐng)域應(yīng)用干燥空氣在食品加工過程中可以去除食品中的水分，延長(zhǎng)保質(zhì)期，并保持食品的色澤和風(fēng)味。優(yōu)勢(shì)干燥空氣可以有效地去除食品中的水分，防止食品腐敗，延長(zhǎng)保質(zhì)期，并保持食品的色澤和風(fēng)味，提高食品的質(zhì)量和安全性。電子制造領(lǐng)域應(yīng)用在電子制造過程中，干燥空氣可以防止電子元器件受潮，保證電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。優(yōu)勢(shì)干燥空氣可以有效地去除電子元器件表面的水分，防止電子元器件受潮，保證電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性，提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。醫(yī)藥生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用在醫(yī)藥生產(chǎn)過程中，干燥空氣可以保證藥品的質(zhì)量，防止藥品受潮，提高藥品的穩(wěn)定性和有效性。優(yōu)勢(shì)干燥空氣可以有效地去除藥品中的水分，防止藥品受潮，提高藥品的穩(wěn)定性和有效性，保證藥品的質(zhì)量和安全。其他領(lǐng)域紡織干燥空氣可以用于紡織品的干燥，提高紡織品的質(zhì)量和性能?；じ稍锟諝饪梢杂糜诨瘜W(xué)物質(zhì)的干燥，防止化學(xué)物質(zhì)受潮，提高化學(xué)反應(yīng)的效率和安全性。造紙干燥空氣可以用于紙張的干燥，提高紙張的質(zhì)量和性能。