1、第八章 濕空氣,1,課堂優(yōu)質(zhì),本章內(nèi)容,8.1 濕空氣的性質(zhì) 8.2 濕空氣的焓濕圖 8.3 濕空氣的基本熱力過程,2,課堂優(yōu)質(zhì),8.1 濕空氣的性質(zhì),組成：,3,課堂優(yōu)質(zhì),濕空氣：含有水蒸氣的空氣。,干空氣：完全不含水蒸氣的空氣。,在干燥、空氣調(diào)節(jié)以及精密儀表和電絕緣的防潮等對空氣中的水蒸氣特殊敏感的領域，則必須考慮空氣中水蒸氣的影響。,濕空氣中水蒸氣的分壓力很低，可視水蒸氣為理想氣體。一般情況下，濕空氣可以看作理想混合氣體。,一、 濕空氣的成分及壓力,4,課堂優(yōu)質(zhì),物理模型：,干空氣：理想氣體,水蒸氣：近視作為理想氣體,5,課堂優(yōu)質(zhì),干空氣的組成表,6,課堂優(yōu)質(zhì),大氣壓力 -地球單位表面上

2、所受的大氣的壓力。,大氣壓力與海拔高度的關(guān)系。,標準大氣壓 -1954年第十屆國際計量大會決議聲明，規(guī)定標準大氣壓值101.325kPa 。,7,課堂優(yōu)質(zhì),二、 未飽和濕空氣與飽和濕空氣,未飽和濕空氣：,飽和濕空氣：,濕空氣中的水蒸氣未飽和，處于過熱狀態(tài)，濕空氣還能吸收水份。,濕空氣中的水蒸氣已飽和，不能再吸收水份。,8,課堂優(yōu)質(zhì),從未飽和到飽和的途徑,T,s,pv,ps,a,b,d,c,e,結(jié)露,Td 露點溫度,9,課堂優(yōu)質(zhì),露點：,結(jié)露：,濕空氣中的水蒸氣分壓力pv對應的飽和溫度td稱為露點溫度，簡稱露點。,定壓降溫到露點，濕空氣中的水蒸氣飽和，凝結(jié)成水（過程12）。,結(jié)霜：,10,課堂優(yōu)

3、質(zhì),td = ts(pv),結(jié)露與露點,濕潤的夏天水管上常出現(xiàn)水珠?,冷水管t=20oC,T,s,d,td=28.98oC,干燥的冬天pv小，,td0oC,結(jié)霜,11,課堂優(yōu)質(zhì),三、濕空氣的分子量與氣體常數(shù),濕空氣的平均分子量：,濕空氣的氣體常數(shù)：,12,課堂優(yōu)質(zhì),四、絕對濕度與相對濕度,濕度：濕空氣中水蒸氣的含量。,1. 絕對濕度,1m3的濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的絕對濕度，即濕空氣中水蒸氣的密度：,飽和濕空氣的絕對濕度達到最大值,絕對濕度,T , pv下水蒸氣的密度,不常用,13,課堂優(yōu)質(zhì),2、相對濕度 濕空氣中水蒸氣含量與同溫度下最大可能含量之比。,=0 干空氣 0 1 未飽和

4、濕空氣 =1 飽和濕空氣,吸濕 能力 下降,注：當t ts（p），如在1atm時，t 100 時， 由于水蒸汽的最大壓力（飽和壓力）ps p，故,（1）,（2）,此時,14,課堂優(yōu)質(zhì),五、含濕量（比濕度） 1 kg干空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量,a）當p一定時，,kg水蒸氣/kg干空氣,b) 一定，,升溫吸濕原理,討論：,15,課堂優(yōu)質(zhì),六、飽和度,飽和度D略小于相對濕度,，即D,，如,，則,。,16,課堂優(yōu)質(zhì),七、 濕空氣比體積與密度,濕空氣的比體積:1kg干空氣和0.001dkg水蒸氣所占據(jù)的體積。,17,課堂優(yōu)質(zhì),八、濕空氣的焓,濕空氣的焓等于干空氣的焓與水蒸氣的焓之和。,濕空氣的比焓是以1k

5、g干空氣為基準，也就是（1+0.001d）kg濕空氣的焓，用h表示。,含有1kg干空氣的空氣的焓，單位為,1kg干空氣的焓，單位為,含濕量，單位為,1kg水蒸氣的焓，單位為,18,課堂優(yōu)質(zhì),工程上取0的干空氣和0的飽和水的焓值為0，則空氣的焓為：,19,課堂優(yōu)質(zhì),絕熱飽和溫度是在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到穩(wěn)定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學濕球溫度。,理論上,九、絕熱飽和溫度與濕球溫度,1、絕熱飽和溫度（熱力學濕球溫度）,模型特點： 1 定壓，絕熱 2 接觸時間無限長,20,課堂優(yōu)質(zhì),質(zhì)量平衡,能量平衡,21,課堂優(yōu)質(zhì),22,課堂優(yōu)質(zhì),干濕球溫度計,干濕球溫度計由兩個溫度計構(gòu)成，

6、如圖所示。,如果將干濕球溫度計置于通風良好的濕空氣中，由于濕球溫度計上濕布的水分蒸發(fā),吸收汽化潛熱，使?jié)窦啿贾械乃疁亟档?，濕球溫度計讀數(shù)下降。當水分蒸發(fā)所需要的熱量等于周圍空氣所傳給的熱量時，濕球溫度計讀數(shù)維持在某一數(shù)值不變，這一溫度值稱為濕球溫度 tw 。,干球溫度計：測量空氣溫度 t 濕球溫度計: 測量濕球溫度 tw,干濕球溫度計,2、濕球溫度,濕球溫度的概念在空氣調(diào)節(jié)中,至關(guān)重要,23,課堂優(yōu)質(zhì),當濕空氣未飽和時，其相對濕度愈小，濕球溫度計上紗布中水分蒸發(fā)愈快，需要的汽化潛熱愈多，濕球溫度愈低，干、濕球溫度差就愈大；反之，濕空氣的相對濕度越大，干、濕球溫度之差就愈?。划敐窨諝獾南鄬穸鹊?/p>

7、于1時，濕空氣為飽和濕空氣，干球溫度與濕球溫度相等。,干、濕球溫度之差可以表征空氣相對濕度的大小，它們之間的關(guān)系可以表達為,根據(jù)干濕球溫度計測量的干、濕球溫度就可以由上式確定空氣相對濕度的大小。,例題8-1、8-2,24,課堂優(yōu)質(zhì),濕空氣的焓濕圖是在不同的大氣壓力B下，縱坐標是其焓值，橫坐標是含濕量值 。,濕空氣的焓濕圖是濕空氣工程計算的重要工具。,8.2 濕空氣的焓濕圖,25,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖組成,等焓線,等濕線,1.,d,2.,等溫線,等相對濕度線,3.,5.,4.,水蒸汽分壓力線,熱濕比線,0,10,20,30,26,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d=0 干空氣,d,h,135度,27,課堂優(yōu)

8、質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,正斜率的直線,等干球溫度線,28,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,等相對濕度線是一組向上凸的線。 =0，干空氣線。 =100%，飽和濕空氣線，其左上部未飽和，右下部，過飽和，不穩(wěn)定。,4.等線,B 一定時， = f (d, t ) 。,29,課堂優(yōu)質(zhì),h-d 圖都是在一定的大氣壓力B 下繪制的，水蒸氣的分壓力最大也不可能超過 B。如果B=1bar，此壓力下水蒸氣對應的飽和溫度為99.63，因此當濕空氣溫 度等于或高于99.63時，定義為 = pv/B。,此時等線就是等d 線，所以各等線與t = 99.63的等溫線相交后，向上折與等d 線重合。,30,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的

9、結(jié)構(gòu),d,h,31,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,6、露點td,pv下的飽和濕空氣,td,32,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,7、濕球溫度tw,絕熱飽和溫度,td,tw,t,33,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,8、熱濕比,h-d圖上為直線的斜率,又稱角系數(shù)：表示了濕空氣變化過程方向與特征,34,課堂優(yōu)質(zhì),焓濕圖的結(jié)構(gòu),d,h,8、熱濕比,1,2,已知初態(tài)1,過程斜率已知 可確定終態(tài),=4000,4000,35,課堂優(yōu)質(zhì),h-d圖四個區(qū)域的特征,36,課堂優(yōu)質(zhì),h-d圖中不同象限內(nèi)濕空氣狀態(tài)變化過程的特征,37,課堂優(yōu)質(zhì),不同的B有不同的h-d圖,注意：,38,課堂優(yōu)質(zhì),例1 已知濕空氣參

10、數(shù),h-d圖應用: 根據(jù)兩個獨立參數(shù)在焓濕圖確定空氣的狀態(tài)點，并查出其它參數(shù)。,求其他參數(shù),解：由溫度及相對濕度在h-d 圖 上確定點1的位置，由此讀出,由h1與 交點讀出,由點1作垂線，與交 點讀出,與 pv 線交點讀出,39,課堂優(yōu)質(zhì),求:其他.,例2 已知濕空氣參數(shù),解：利用h-d上等濕球溫度線與 等焓線平行及 時干球 溫度等于濕球溫度確定點1。,例題8-3,40,課堂優(yōu)質(zhì),8.3 濕空氣的基本熱力過程,一、單純加熱或冷卻過程,d不變,d,h,1,2,2,加熱,放熱,41,課堂優(yōu)質(zhì),二、冷卻去濕過程,d,h,1,2,42,課堂優(yōu)質(zhì),三、絕熱加濕過程,蒸發(fā)冷卻過程,43,課堂優(yōu)質(zhì),四、絕熱

11、減濕過程,d,h,1,2,d1,h1,d2,h2,d2-d1,h水,t1,t2,固體吸濕劑,44,課堂優(yōu)質(zhì),五、等溫加濕過程,d,h,1,2,d1,h1,d2,h2,d2-d1,hV,t1,t2,蒸氣,h2,h1,45,課堂優(yōu)質(zhì),六、絕熱混合過程,質(zhì)量平衡,d1,d2,ma2,ma1,ma3,d3,能量平衡,46,課堂優(yōu)質(zhì),六、絕熱混合過程,d,h,1,2,h3,h2,3,h1,d1,d2,ma2,ma1,ma3,d3,ma1,ma2,47,課堂優(yōu)質(zhì),為了確定混合點在h-d圖中的位置，也可以通過熱濕平衡關(guān)系求得h3或d3。,48,課堂優(yōu)質(zhì),七、濕空氣的蒸發(fā)冷卻過程,直接蒸發(fā)冷卻 間接蒸發(fā)冷卻,

12、直接蒸發(fā)冷卻是指當未飽和濕空氣與水直接接觸時，水會從周圍濕空氣中吸收汽化潛熱而蒸發(fā)，從而使?jié)窨諝獾臏囟冉档偷睦鋮s方式。,間接蒸發(fā)冷卻是指將直接蒸發(fā)冷卻后的所得的濕空氣通過間壁式換熱器去冷卻室外新風作為空調(diào)送風的冷卻方式。,49,課堂優(yōu)質(zhì),八、冷卻塔中的熱濕交換過程,冷卻塔是通過被加熱的冷卻水與大氣進行熱濕交換，使冷卻水的溫度得到降低，從而重復循環(huán)使用的裝置。,質(zhì)量平衡,能量平衡,50,課堂優(yōu)質(zhì),在焓-濕圖中濕空氣的加熱過程如12所示。,加熱后的濕空氣送入干燥室吸收被干燥物料的水份。如果忽略干燥室與外界的熱量交換，物料中水份蒸發(fā)所吸收的潛熱完全來自濕空氣，因此物料干燥過程對濕空氣來說是絕熱加濕過程，濕空氣的含濕量d 和相對濕度 增加，其焓值基本不變，如23所示。,九、物料干燥過程,51,課堂優(yōu)質(zhì),例題,d,h,1,2,已知空氣的t1=20oC， p1=0.1MPa 將其加熱至t2=50oC，后送入干燥室，從干燥室排出時t3=30oC，求：1） 2）從干燥室每吸收1kg水分所需空氣量和加熱量,h2,h1,3,52,課堂優(yōu)質(zhì),