131暖通课件-焓湿图(下午1)磨石建筑暖通设计系列教程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,P,o,w,e,r,B,a,r,中国专业,PPT,设计交流论坛,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,暖通空调课程讲座,焓湿图,一、,空气的组成,干空气的成分,：主要成分是氮（,N,2,）和氧（,O,2,）。干空气中,N,2,的体积分数约为,78%,；,O,2,的体积分数约为,21%,；其余的,1%,左右时其他气体。,湿空气,：由干空气和一定量的水蒸气混合而成的大气。大气中的水蒸气含量是不多的，它与干空气的质量比在千分之几到千分之二十几的范围内。虽然湿空气中水蒸气的含量少，但其变化会引起湿空气干、湿度变化，进而对人体感觉、产品质量、工艺过程和设备维护等都有直接影响：同时，湿空气中水蒸气含量的变化又会使湿空气的物理性质随之变化。因此，从空气调节的角度来说，空气的潮湿程度是我们十分关心的问题。,二、,湿空气的物理性质,湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定于它所处的状态。湿空气的状态通常可以用压力,p,、温度,t,、相对湿度,、含湿量,d,及比焓,h,等参数来度量和描述。这些参数称为湿空气的状态参数。,一、空气的压力,根据,道尔顿分压力定律,：混合气体总压力等于各组成气体分压力之和。湿空气的总压力就等于干空气分压力和水蒸气分压力之和，,即,：,p=,p,g,+p,s,。,湿空气中含水蒸气的分压力大小，是衡量湿空气干燥与潮湿程度的基本指标。,标准大气压力是,p=101325Pa,。,道尔顿气体分压定律,在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占有整个容器时所产生的压强相同。也就是说，一定量的气体在一定容积的容器中的压强仅与温度有关。例如，零摄氏度时，,1mol,氧气在,22.4L,体积内的压强是,101.3kPa,。如果向容器内加入,1mol,氮气并保持容器体积不变，则氧气的压强还是,101.3kPa,，但容器内的总压强增大一倍。可见，,1mol,氮气在这种状态下产生的压强也是,101.3kPa,。,道尔顿（,Dalton,）总结了这些实验事实，得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于它单独占有整个容器时所产生的压力；而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和，这就是气体分压定律（,law of partial pressure,）。,二、空气的温度,干球温度,：是温度计在普通空气中所测出的温度，即我们一般天气预报里常说的气温。,湿球温度,：指同等焓值空气状态下，空气中水蒸汽达到饱和时的空气温度，在空气焓湿图上是由空气状态点沿等焓线下降至,100%相对湿度线上，对应点的干球温度。,露点温度,：在含湿量不变的条件下冷却空气，一直冷却到空气中的水蒸气开始凝结成水的那一时刻的温度。,在冬天的玻璃窗上或夏季的自来水管上常常可以看到有凝结水或露水存在。这一现象可以用露点温度形成来解释。,干湿球湿度计,：是测定气温、气湿的一种仪器。由两支规格完全相同的温度计组成，一支称为干球温度计，其温泡暴露在空气中，用以测量环境温度；另一支称为湿球温度计，其温泡用特制的纱布包裹起来，并设法使纱布保持湿润，纱布中的水分不断向周围空气中蒸发并带走热量，使湿球温度下降。水分蒸发速率与周围空气含水量有关，空气湿度越低，水分蒸发速率越快，导致湿球温度越低。可见，空气湿度与干湿球温差之间存在某种函数关系。干湿球湿度计就是利用这一现象，通过测量干球温度和湿球温度来确定空气湿度的。,三、含湿量,含湿量,d,是指单位质量干空气中含有的水蒸汽量。,单位是,kg/kg,（干空气）或,g/kg,（干空气）。,含湿量,d,的数值计算：,d=0.622p,s,/,（,p-p,s,）,四、相对湿度,相对湿度,是空气中水蒸气分压力和同温度下饱和水蒸气分压力之比，也称为饱和度。相对湿度反映了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。,空气的相对湿度,越大，也就是越潮湿。,的最大值是,1,（或,100%,），这相当于饱和空气。如果,=0,，这表明空气中不含水蒸气（干空气）。,五、比焓,在空气调节工程中，湿空气的状态经常发生变化，常需要确定状态变化过程内热量的交换量。,从热工基础可知，在压力不变化的情况下，焓差值等于热交换量。,而在空气调节过程里，湿空气的状态变化过程可以看成是在定压下进行的，所以能够用湿空气状态变化前后的焓差值来计算空气得到或失去的热量。,包含单位质量干空气的湿空气的比焓值,h,应是,h=,h,g,+dh,s,=1.01t+d,（,2500+1.84t,）或,h=,（,1.01+1.84d,）,t+2500d,湿空气焓湿图,理论上，对于一定的大气压，只要知道空气的任意两个参数，就能算出所有其他参数。在工程应用中，用公式计算和用查表方法来确定空气状态和参数，比较繁琐而且对空气的状态变化过程的分析也缺乏直观的感性认识。因此，为了便于工程实际应用，通常把一定大气压力下，各种参数之间的相互关系作成线算图来进行计算。根据所取坐标系的不同，线算图也有好几种，国内常用的是焓湿图，简称,h-d,图。,这里需要强调的是，每一张,h-d,图都是按规定的大气压绘制的，因此在计算工作中，应选用与要求大气压相符的（或接近的）焓湿图。,对于一定的大气压，只要知道空气的任意两个参数，就能算出所有其他参数。在工程应用中，用公式计算和用查表方法来确定空气状态和参数，比较繁琐，而且对空气的状态变化过程的分析也缺乏直观的感性认识。因此，为了便于工程实际应用，通常把一定大气压力下，各种参数之间的相互关系作成线算图来进行计算。根据所取坐标系的不同，线算图也有好几种，国内常用的是焓湿图，简称,h-d,图。,湿空气的湿度图,：,图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度,t,和湿度,的湿空气状态。,等湿度线,(,等,H,线,),：,等焓线,(,等,I,线,),：,等温线,(,等,t,线,),：,等相对温度线（等,线）,水蒸汽分压线：,这里需要强调的是，每一张,h-d,图都是按规定的大气压绘制的，因此在计算工作中，应选用与要求大气压相符的（或接近的）焓湿图。,湿空气焓湿图,等,线是曲线,等,h,线是倾斜直线,等,d,线是垂直线,等,t,线接近水平，看似平行，实际互不平行。,最低的一根等,线，其值为,=100%,。这条曲线称为饱和线。状态在这条线上的空气处于饱和状态。在其他,线上的空气都是非饱和的。空气状态不可能位于饱和线以下的区域中。,湿空气焓湿图,等,线是曲线,等,h,线是倾斜直线,等,d,线是垂直线,等,t,线接近水平，看似平行，实际互不平行。,最低的一根等,线，其值为,=100%,。这条曲线称为饱和线。状态在这条线上的空气处于饱和状态。在其他,线上的空气都是非饱和的。空气状态不可能位于饱和线以下的区域中。,1,等湿度线,(,等,H,线,),2,等焓线,(,等,I,线,),3,等温线,(,等,t,线,),I,=(1.88t+2490),H,+1.01,t,当空气的干球温度t,不变时，,I,与,H,成直线关系，故在,I-H,图中对应不同的,t,，可作出许多等,t,线。各种不同温度的等温线，其斜率为,(1.88,t,+2492),，故温度愈高，其斜率愈大。因此，这许多成直线的等,t,线并不是互相平行的。,一组与纵轴平行的直线。在同一条等,H,线上，湿空气的露点,t,d,不变。,一组与横轴平行的直线。在同一条等,I,线上，湿空气的温度,t,随湿度,H,的增大而下降，但其焓值不变。,4,等相对温度线（等,线）,当湿空气的湿度,为一定值时，温度愈高，其相对湿度,值愈低，即其作为干燥介质时，吸收水汽的能力愈强，故湿空气进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度，目的除了提高湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。,5,水蒸汽分压线,该线表示空气的湿度,与空气中的水蒸汽分压,p,v,之间关系曲线。当湿空气的总压,不变时，水蒸汽的分压,p,v,随湿度而变化。水蒸汽分压标于右端纵轴上，其单位为,kN,/m,2,。,A,E,D,F,B,C,t,w,t,d,=1,H,p,I,干球温度,t,、露点,t,d,、湿球温度,t,w,（或绝热饱和温度,t,as,）都是由等,t,线确定的。,根据湿空气任意两个独立的参数，就可以在,H-I,图上确定该空气的状态点，然后查出空气的其他性质。,非独立的参数如：,t,d,H,，,pH,，,t,d,p,，,t,w,It,as,I,等，它们均在同一等,H,线或等,I,线上。,湿焓图的说明与应用,通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：,0,H,A,=1,t,t,w,I,1,2,3,0,H,A,=1,t,t,d,I,1,2,3,0,H,A,=1,t,I,1,2,（）湿空气的干球温度,t,和湿球温度,t,w,；,（）湿空气的干球温度,t,和露点,t,d,；,（）湿空气的干球温度,t,和相对湿度,。,t,B,t,A,B,A,t,B,t,A,B,A,=1,H,I,1,加热和冷却,若空气的温度变化范围在露点以上，则空气中的含水量始终保持不变，且为不饱和状态，为等湿过程，过程线为垂直线。,三、湿空气的基本状态变化过程,2,冷却减湿,B,A,=1,H,I,H,A,H,B,利用上述方法，如果将凝结出来的水分设法除去，再将所得的饱和空气加热，则不会恢复原来的状态，而空气的湿度小于原空气的湿度，即达到减湿的目的。,上述间壁式冷却过程当进行至露点，空气即达到饱和状态，继续冷却时，水蒸气就在冷却壁面上凝结出来，而且温度不断降低，但空气始终在饱和状态。,3,不同状态空气的混合,若混合后的空气状态点落入超饱和区，例如图中,3-4,直线上的,d,点，则混合物将分成气态的饱和空气和液态的水两部分，前者的状态点为过,d,点的等温线与,=1,线的交点,e,。,=1,H,I,I,1,I,n,I,2,H,1,Hn,H,2,1,2,3,4,d,e,t,I,设有状态不同的空气,1,和,2,，对应的干空气的量为,G,1,和,G,2,，对应的状态为（,H,1,，,I,1,），（,H,2,，,I,2,）。两空气混合后，由物料衡算和热量衡算，可求得,4,绝热冷却增湿过程,B,A,=1,H,I,t,A,t,as,绝热饱和过程的进行，其结果一方面表现为空气的冷却，另一方面表现为空气的增湿，故称为绝热冷却增湿过程。,空气和水直接接触时，空气的状态变化可视为空气和液态水表面边界层内的饱和空气不断混合的过程。,若空气（以,A,点表示）与温度为,t,as,的冷却水（其表面的饱和空气以,B,点表示）相接触，由于水温保持,不变，,B,点的位置也固定不变，则空气的不断混合过程就表现为空气状态从,A,点不断向,B,点移动。,结 束,