6/12/20251模塊四干燥——濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖2學(xué)習(xí)目標(biāo)：6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖1、了解濕空氣的性質(zhì)參數(shù)；2、理解濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用；3、了解濕物料中水分的類(lèi)型和性質(zhì)；4、掌握干燥的物料衡算和能量衡算。3濕空氣：絕干空氣和水蒸氣的混合物。濕空氣中水氣分壓pW：pW=p-pg

對(duì)流干燥操作中，常用熱的不飽和濕空氣做干燥介質(zhì)。濕空氣的許多性質(zhì)常以單位質(zhì)量的絕干空氣為基準(zhǔn)。一、濕空氣的性質(zhì)6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖4定義：濕空氣中單位質(zhì)量絕干空氣所帶有的水蒸氣的質(zhì)量，或濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量與絕干空氣質(zhì)量之比值。即：6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖1.濕度（濕含量）H6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖理想氣體：摩爾數(shù)之比=壓力之比，則：P一定時(shí)，總壓一定時(shí)，濕度隨水蒸氣分壓的增加而增大。6

若濕空氣中的水蒸汽分壓等于該溫度下水的飽和蒸汽壓，即表示空氣呈飽和狀態(tài)，則濕空氣的相應(yīng)濕度稱為濕空氣的飽和濕度，即：P一定，ps——同溫度下水的飽和蒸汽壓，Pa。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖7在一定總壓下，濕空氣中的水氣分壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓ps之比的百分?jǐn)?shù)，稱為相對(duì)濕度百分?jǐn)?shù)，簡(jiǎn)稱相對(duì)濕度，符號(hào)為φ。相對(duì)濕度φ可以用來(lái)衡量濕空氣的不飽和程度。2.相對(duì)濕度6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖8φ＝100%時(shí)，濕空氣中水氣分壓等于同溫度下水的飽和蒸氣壓，濕空氣中水蒸氣已達(dá)到飽和，不能再吸收水分。

φ＜100%的濕空氣能作為干燥介質(zhì)。φ值愈小，表明濕空氣偏離飽和程度越遠(yuǎn)，吸收水氣的能力越強(qiáng)。

Φ=0，絕干空氣。

可見(jiàn)，空氣的濕度Ｈ僅表示空氣中水氣含量，而相對(duì)濕度Φ能反應(yīng)出濕空氣吸收水氣的能力。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖9H,的換算公式：由此可見(jiàn)，在一定總壓下，相對(duì)濕度φ與濕度H及飽和蒸汽壓ps有關(guān)，ps又與溫度有關(guān)。因此，只要知道濕空氣的溫度和濕度，就可以計(jì)算出相對(duì)濕度。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖103.濕空氣的比容（比體積）或濕容積定義：1kg絕干空氣及所帶Hkg水蒸氣所具有的總體積稱為濕空氣的比容，或濕容積。單位m3/kg(絕干空氣)。即

H↑，t↑，濕容積增大。

6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖11定義：將1kg絕干空氣和其所帶的水蒸氣的溫度升高1℃所需的總熱量，稱為濕熱，又稱濕空氣的比熱。即濕空氣的CH隨H的增加而增加6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖4.濕空氣的比熱容CH提問(wèn)：濕空氣的比體積和比熱容有什么工程意義？12定義：1kg絕干空氣和其所帶的水蒸氣所具有的焓，稱濕空氣的焓IH，即顯熱潛熱5.濕空氣的焓IH6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖136.干球溫度ｔ

用普通溫度計(jì)測(cè)得的濕空氣溫度為其真實(shí)溫度，稱為干球溫度，用符號(hào)ｔ表示，單位為℃或Ｋ。7.濕球溫度tW

濕球溫度計(jì)：用保持濕潤(rùn)的紗布將溫度計(jì)的感溫部分包起來(lái)，這種溫度計(jì)稱濕球溫度計(jì)。

濕球溫度tW：用濕球溫度計(jì)測(cè)得的溫度為濕空氣的濕球溫度tW。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖14濕球溫度的原理：

H<HS→傳質(zhì)→tW↓→tw<t→傳熱→達(dá)到平衡

濕球溫度tw實(shí)質(zhì)上是濕空氣與濕紗布之間傳質(zhì)和傳熱達(dá)到穩(wěn)定時(shí)濕紗布中水的溫度。因此，未飽和的空氣的濕球溫度tw總是低于t。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖tw與t差距愈小，表明空氣中的水分含量愈接近飽和。濕球溫度的工程意義在于：在干燥過(guò)程中恒速干燥階段時(shí)濕球溫度即是濕物料表面的溫度。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖8.露點(diǎn)td（等濕過(guò)程）定義：將不飽和的濕空氣在總壓和濕度不變的情況下冷卻至飽和狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度稱為該濕空氣的露點(diǎn)。16不飽和濕空氣：t>tW>td飽和濕空氣：t=tW=td濕空氣的濕度H主要通過(guò)測(cè)定干球溫度t，濕球溫度tw，露點(diǎn)溫度td得到，三個(gè)溫度之間的關(guān)系如下：6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖179.絕熱飽和溫度tas（等焓過(guò)程）絕熱飽和溫度是不飽和的濕空氣與大量水相接觸，在絕熱條件下空氣被水汽所飽和時(shí)空氣的溫度，稱為絕熱飽和溫度，以符號(hào)tas表示，單位為℃或Ｋ。在空氣絕熱增濕過(guò)程中，空氣的降溫增濕過(guò)程是等焓過(guò)程。

6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖

對(duì)空氣-水系統(tǒng)，可認(rèn)為絕熱飽和溫度與濕球溫度數(shù)值相等，而濕球溫度比較容易測(cè)定。18當(dāng)總壓一定時(shí)，表明濕空氣性質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)，只要規(guī)定其中任意兩個(gè)相互獨(dú)立的參數(shù)，濕空氣的狀態(tài)就被確定。

工程上，將各參數(shù)之間的關(guān)系制成濕度圖，常用的濕度圖有濕度-溫度圖(H-t)、焓-濕度圖(I-H)。

二、濕空氣的濕度圖及其應(yīng)用6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖19①等H線：一組與縱軸平行的直線，其值從橫軸上讀出。②等I線：一組與斜軸平行的直線，其值在輔助軸上讀出。1.焓-濕圖(I-H)的構(gòu)成在總壓一定的情況下，以濕空氣的焓為縱坐標(biāo)，濕度為橫坐標(biāo)構(gòu)成濕度圖，稱為濕空氣的I-H圖。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖

圖中共有五種關(guān)系曲線，任何一點(diǎn)都代表一定溫度t和濕度H的空氣狀態(tài)。③等t線：等溫線的斜率為(1.88t+2490)，是溫度的函數(shù)，直線斜率隨溫度升高而增大，故等溫線相互之間是不平行，其值在左側(cè)t軸上讀出。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖21④等φ線：從原點(diǎn)出發(fā)的一組曲線。φ=100%為飽和空氣線，空氣完全被水氣所飽和。飽和空氣線以上為不飽和空氣區(qū)域。φ＝0時(shí)的等φ線為縱坐標(biāo)軸。⑤水蒸氣分壓線：該線表示空氣的濕度H與空氣的水蒸氣分壓之間的關(guān)系，近似于一直線，其分壓在右端的縱軸上讀出。

注意：當(dāng)空氣的濕度H為一定值時(shí)，其溫度t越高，則相對(duì)濕度值就越低，其吸水能力就越強(qiáng)。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖2025/6/12模板六干燥222025/6/12模板六干燥23241）以提高其溫度t，從而提高濕空氣的焓值，使其作載熱體；2）降低其相對(duì)濕度而提高吸濕力。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖提問(wèn)：濕空氣進(jìn)入干燥器之前，要先經(jīng)預(yù)熱，為什么？①確定濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)并查取該點(diǎn)的其他性質(zhì)參數(shù)

利用I-H圖查取濕空氣的各項(xiàng)參數(shù)非常方便。只要已知表示濕空氣性質(zhì)的各項(xiàng)參數(shù)中任意兩個(gè)在圖上有交點(diǎn)的參數(shù)，即濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，由此點(diǎn)可查得其他各項(xiàng)參數(shù)。2.I-H圖的應(yīng)用6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖26例1已知濕空氣總壓為101.3kPa,溫度為40oС，濕度為0.02kg(水氣)/kg(干空氣)，試用濕度圖求取相對(duì)濕度φ、焓IH、濕球溫度tw和露點(diǎn)td。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖27解：溫度為40℃的等ｔ線與濕度為0.02kg(水氣)/kg(干空氣)的等H線，在I-H圖中的交點(diǎn)A，即為空氣的狀態(tài)點(diǎn)，見(jiàn)圖。由A點(diǎn)可讀得φ=43%，I?=92kJ/kg(干空氣)。

由A點(diǎn)沿等焓線與飽和空氣線交于B點(diǎn)，B點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即為濕球溫度，tw=28℃。

由A點(diǎn)引垂直線與飽和空氣線交于C點(diǎn)，C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度為露點(diǎn)，td=25℃。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖28課堂練習(xí)：已知濕空氣的總壓為101.325kPa，相對(duì)濕度為50%，干球溫度為20℃。試求：①濕度；②水蒸氣分壓pw；③露點(diǎn)td；④焓IH；②水蒸氣分壓ｐw①濕度H解：ｐ=101.325kPa，t=20℃，查圖得：H=0.0107kg水蒸氣/kg絕干空氣Ｐw=1.68kPa③露點(diǎn)=10℃dt④焓IHIH=40kJ/kg6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖29②干燥過(guò)程中濕空氣在I-H圖上的變化歷程

a.濕空氣的預(yù)熱過(guò)程濕空氣的濕度不變，t↑→I↑→φ↓b.濕空氣的干燥過(guò)程溫度降低,濕度增加6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖30干燥效果與濕空氣的性質(zhì)及濕物料中水分的性質(zhì)有關(guān)。根據(jù)物料中所含水分在一定的條件下能否用對(duì)流干燥的方法除去分平衡水分與自由水分。能用干燥方法除去的水分稱為自由水分，不能除去的水分稱為平衡水分。三、物料中所含水分的性質(zhì)1.平衡水分與自由水分6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖31空氣狀態(tài)一定，物料含水量不會(huì)發(fā)生變化，這種恒定的含水量稱為該物料在一定空氣狀態(tài)下的平衡水分，又稱平衡濕含量或平衡含水量，用Xe表示，單位為kg(水)/kg(絕干料)。濕物料所含的水分與平衡水分的差值稱為自由水分。實(shí)際生產(chǎn)中干燥不能達(dá)到平衡。平衡水分是一定干燥條件下物料可能被干燥的最大限度。因此，只有一部分自由水分被除去。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖2.結(jié)合水分和非結(jié)合水分結(jié)合水——指存在于物料細(xì)胞壁內(nèi)、小毛細(xì)管中以及膠體結(jié)構(gòu)物料中的水分等。非結(jié)合水——指存在于物料表面上的潤(rùn)濕水（吸附水）以及顆粒堆積層中的大空隙中的水分等。這些水分與物料結(jié)合力強(qiáng)，結(jié)合水是較難除去的水分。這些水分與物料結(jié)合力弱，在干燥過(guò)程中易被除去。336/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖34工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)于一定的干燥任務(wù)，通過(guò)物料衡算和熱量衡算，計(jì)算干燥過(guò)程所需蒸發(fā)的水分量、空氣消耗量等，并由此進(jìn)行風(fēng)機(jī)及換熱器尺寸的計(jì)算、選型和設(shè)計(jì)。1.濕物料中含水量的表示方法6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖（1）濕基含水量ω：濕物料中所含水分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。四、干燥過(guò)程中的物料橫算和能量衡算35（2）干基含水量X：濕物料中水分的質(zhì)量與絕對(duì)干料質(zhì)量之比。在工業(yè)生產(chǎn)中，物料含水量常以濕基含水量表示；在干燥計(jì)算過(guò)程中，常以干基含水量處理較方便。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖362.干燥過(guò)程的物料衡算GC：絕干物料量；L：絕干空氣的流量；X1，X2：干燥前后濕物料的干基含水量；H1，H2：干燥前后濕空氣的濕度。（1）水分蒸發(fā)量W6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖37對(duì)水進(jìn)行物料衡算：G1，G2為干燥前后總物料的量6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖38（2）單位時(shí)間消耗的絕干空氣量L單位空氣消耗量l：蒸發(fā)1kg水消耗的絕干空氣量，單位kg（絕干空氣）/kg（水分）。6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖39因?yàn)椋篐1=H0

（H0預(yù)熱前空氣的濕度）

夏季要比冬季空氣的消耗量大。H0與氣候條件有關(guān)，夏季濕度大，消耗空氣量最多。空氣的鼓風(fēng)機(jī)等裝置要以全年最熱月份的空氣消耗量來(lái)決定濕空氣的體積流量。通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)量V:6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖403.干燥產(chǎn)品量G2出干燥器的絕干物料=入干燥器的絕干物料6/12/2025濕空氣的性質(zhì)及焓濕圖2025/6/12模板六干燥413.干燥過(guò)程的熱量衡算

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