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第八章第八章 湿空气湿空气 Ideal-Gas Mixtures and Wet Air湿空气湿空气＝（＝（干空气干空气＋＋水蒸气水蒸气）） 空调、通风、烘干、空调、通风、烘干、冷却塔冷却塔、储存、储存§§8-1 8-1 湿空气湿空气的性质的性质 湿空气与一般理想混合气体的湿空气与一般理想混合气体的最大最大区别区别是水蒸气的成分可能变化是水蒸气的成分可能变化分压低分压低理想混合气体理想混合气体Dry airAtmospheric air饱和蒸汽饱和蒸汽 1、、未饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气过热蒸汽过热蒸汽水蒸气水蒸气干空气干空气＋＋过热过热水蒸气水蒸气pv < ps(T) Tspvps加入水蒸气加入水蒸气，，pvInsaturated air2、、饱和湿空气饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气干空气干空气＋＋饱和饱和水蒸气水蒸气pv ＝＝ ps(T) Tsps温度一定，不能温度一定，不能再加入水蒸气再加入水蒸气Saturated air从未饱和到饱和的途径从未饱和到饱和的途径Tspvps1、、 T 加水蒸气加水蒸气pvab3、、 pv 不变，不变，Ta ba ddc2、、 pv ，，Ta c4、、 va ee结露结露Td 露点温度露点温度 Td = Ts(pv)结露与露点结露与露点Dew-point湿润的夏天水管上常出现水珠湿润的夏天水管上常出现水珠? 冷水管冷水管t=20oCTsdpv=0.04bar大气温度大气温度t=30oCtd=28.98oC干燥的冬天干燥的冬天pv小，小， td< 0.0 oC结霜结霜 frost 结雾？结雾？fog §湿空气的分子量及气体常数§绝对湿度与相对湿度§绝对湿度 : 湿空气中水蒸气的密度. 湿空气中所含水蒸气的量湿空气中所含水蒸气的量湿空气的湿度湿空气的湿度1、、相对相对湿度湿度 relative humidity2、、比湿度比湿度 Specific humidity 含湿含湿量量 Humidity ratiod1、相对湿度、相对湿度relative humidity＝＝ 1 饱和湿空气饱和湿空气 在相同的温度下：在相同的温度下：相对湿度相对湿度＝＝ 0 干空气干空气 0 < < 1 未饱和湿空气未饱和湿空气 表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度 反映所含水蒸气的饱和程度反映所含水蒸气的饱和程度 越越干干燥燥，，吸吸水水能能力力强强 越湿润，吸水能力低越湿润，吸水能力低 2、比湿度、比湿度(含湿量含湿量) Specific humidity 湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准 比湿度比湿度kg水蒸气水蒸气/kg干空气干空气？？以单位质量干空气为基准，以单位质量干空气为基准，理想混合气体理想混合气体kJ/kg干空气干空气工程上，取工程上，取0oC时时 湿空气的焓、熵和容积湿空气的焓、熵和容积干空气的焓干空气的焓水蒸气的焓水蒸气的焓温度温度t下下饱和水的焓饱和水的焓hv=0ha=0干空气的焓干空气的焓湿空气的熵湿空气的熵kJ/kg干空气干空气.K湿空气的容积湿空气的容积m3/kg干空气干空气, 1kg干干分压定律分压定律 比湿度的确定和湿球温度比湿度的确定和湿球温度无法直接测量无法直接测量,间接方法间接方法1. 绝热饱和温度法绝热饱和温度法d112mfTs12T2Adiabatic saturation temperature比湿度的确定比湿度的确定空气空气d112mfTs12热力学第一定律热力学第一定律水蒸气水蒸气比湿度的确定比湿度的确定d112mfTs12测得测得T1, T2, p湿球温度湿球温度Wet-bulb Temp.2. 干湿球干湿球温度法温度法图5-9 干湿球温度计t-twt-twt = tw= ts(pv)球面上球面上蒸发热蒸发热=对流热对流热tw 绝热饱和温度绝热饱和温度T2干球温度干球温度,湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度图5-9 干湿球温度计t = tw= tdTstwtdtt > tw> tdDry-bulb temperature§8-28-2 湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图湿空气的参数很多，有多少独立的变量湿空气的参数很多，有多少独立的变量pb, h , d焓湿图焓湿图固定固定Psychrometric charts焓湿图焓湿图的的结构结构d=0 干空气干空气dh2、、 h 线线1、、d 线线 h 与与 t 很接近很接近 人为将人为将 h 旋转旋转135度度 h135度度焓湿图焓湿图的的结构结构dh3、、t 线线 正斜率的直线正斜率的直线 h等干球温度线等干球温度线t焓湿图焓湿图的的结构结构dh是一组向上凸是一组向上凸的线的线 h等相对湿度线等相对湿度线t4、、 线线饱和线饱和线 上部未饱和线上部未饱和线 下部无意义下部无意义 干空气干空气d=0 焓湿图焓湿图的的结构结构dhht4、、 线线ts=99.63oCd焓湿图焓湿图的的结构结构dhht5、、 线线d焓湿图焓湿图的的结构结构dhht6、、露点露点tdpv下饱和下饱和湿空气湿空气td焓湿图焓湿图的的结构结构dhht7、湿球温度、湿球温度tw绝热饱和温度绝热饱和温度tdtwt焓湿图焓湿图的的结构结构dhht8、、热湿比热湿比h-d图上为直线图上为直线ⅣⅠⅡⅢⅠ:Ⅱ :Ⅲ :Ⅳ :角系数：过程方向角系数：过程方向 与特与特征征焓湿图焓湿图的的结构结构dhht8、、热湿比热湿比12已知初态已知初态1过程斜率已知过程斜率已知可确定终态可确定终态焓湿图焓湿图的的结构结构dhht不同的不同的pb不同的不同的h-d图图§§8-3 8-3 湿空气湿空气的基本热力过程的基本热力过程 一、单纯加热或冷却过程一、单纯加热或冷却过程d不变不变12qdh122’加热加热1 2放热放热1 2’hh Simple Heating and Cooling二、冷却去湿二、冷却去湿过程过程qdh122’34d1h1d4h4d1-d4h水水Cooling with Dehumidification三、绝热加湿三、绝热加湿过程过程dh12d1h1d2h2d2-d1h水水t1t2向空气中喷水，汽化潜热向空气中喷水，汽化潜热来自空气本身，来自空气本身，t蒸发冷却过程蒸发冷却过程dtAdiabatic Humidification四、定温加湿四、定温加湿过程过程Heating with Humidificationdh12d1h1d2h2d2-d1h水水t1t2qh2h1设设t不变不变 12设设 不变不变 133h3五、湿空气的混合五、湿空气的混合过程过程空调工程常用方法空调工程常用方法d1d2ma2ma1ma3d3Adiabatic Mixing of Airstreams五、湿空气的混合五、湿空气的混合过程过程dh12h3h23h1d1d2ma2ma1ma3d3ma1ma2例题例题dh12已知空气的已知空气的t1=20oC，， p1=0.1MPa将其加热至将其加热至t2=50oC，，后送入干燥室，从干燥后送入干燥室，从干燥室排出时室排出时t3=30oC，，求：求：1）） 2）从干燥室每吸）从干燥室每吸收收1kg水分所需空气量水分所需空气量和加热量和加热量h2h13例题例题dh12h2h13根据根据t1=20oC，，p1=0.1MPa，，查图查图d1=8.9g水蒸气水蒸气/kg干空气干空气h1=42.8kJ/kg干空气干空气根据根据d2=d1, t2=50oC查图查图 h2=73.5kJ/kg干空气干空气根据根据h3=h2, t3=30oC查图查图d3=17.0g水蒸气水蒸气/kg干空气干空气例题例题dh12已知空气的已知空气的t1=20oC，， p1=0.1MPa将其加热至将其加热至t2=50oC，，后送入干燥室，从干燥后送入干燥室，从干燥室排出时室排出时t3=30oC，，求：求：1）） 2）从干燥室每吸）从干燥室每吸收收1kg水分所需空气量水分所需空气量和加热量和加热量h2h13dh12h2h13含含1kg干空气的湿空气所吸收水分干空气的湿空气所吸收水分每吸收每吸收1kg水分所需干空气水分所需干空气每吸收每吸收1kg水分所需湿空气水分所需湿空气每吸收每吸收1kg水分所需加热量水分所需加热量第九章第九章 小结小结 Summary 1、成分描写成分描写2、、分压定律和分容积定律分压定律和分容积定律3、、混合物参数计算（混合物参数计算（混合熵增混合熵增））4、、湿空气概念与计算湿空气概念与计算。