理想气体混合物及湿空气.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,工程热力学,|Engineering Thermodynamics,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,工程热力学,|Engineering Thermodynamics,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版副标题样式,第十二章理想气体混合物及湿空气,教学目标：,使学生掌握理想气体混合物的计算；了解空调工程中，湿空气是如何进行调节的，并能进行湿空气各种过程的热力计算。了解冷却塔的原理。,知 识 点：,湿空气的性质；湿空气的焓湿图；湿空气的基本热力过程。,重 点：,湿空气的,h-d,图的使用，它是学习通风空调等课程不可缺少的理论基础。,难 点：,由于学生未接触专业课程，因此湿空气在工程上进行的各种热力过程及其计算是本章难点。,Basic principle of gas mixture(,考虑气体混合物的基本原则,),：,12-1,理想气体混合物,1.,混合气体内部无化学反应，成分不变；,2.,各组元气体都有理想气体的性质；,3.,混合后仍具有理想气体的性质；,4.,各组元气体彼此独立，互不影响。,即理想气体混合物可看作,R,g,混,和,M,混,的“某种”理想气体。,12-1,理想气体混合物,分压力定律,Dalton,分压力定律,混合气体的总压力等于各组成气体分压力之总和。,分容积定律,Amagat,分容积定律,:,理想气体的分体积之和等于混合气体的总体积,.,相对成分,=,分 量,总 量,相对成分,混 合 气 体,质量,kg,摩尔数,kmol,容积,m,3,项 目,第,i,种组成气体,绝对成分,混合气体的折合摩尔质量及折合气体常数,混合气体成分的几种表示方法：,体积分数：,V,i,为分体积,质量分数：,摩尔分数：,混合气体折合摩尔质量,混合气体的折合气体常数,w,i,、,x,i,、,i,的转算关系,1.,c,2.,u,3.,h,4.,s,12-2 c,u,h,s of mixed ideal gas,4.,Um,Hm,4.,s,122 c,u,h,s of mixed ideal gas,S,同理：,12-2 c,u,h,s of mixed ideal gas,12-3,湿空气,涉及湿空气的常见的工业过程,空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、冷却水塔中的水冷却过程等。,一、干空气与湿空气,干空气,不含水蒸气的空气称为干空气。,湿空气,含水蒸气的空气称为湿空气。,湿空气,=,干空气水蒸气,12-3,湿空气,分析湿空气时假定：,把气相混合物看作是理想气体混合物；,当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相中不包含溶解的空气；,空气的存在不影响蒸汽与其凝聚相之间的相平衡。,12-3,湿空气,下标约定：,a,干空气,v,水蒸气s,饱和水蒸气,无下标为湿空气参数,湿空气,=,干空气,(dry air)+,水蒸气,(water vapor),湿空气是理想气体混合物,一,.,未饱和湿空气,(unsaturated air),和饱和湿空气,(saturated air),所以空气饱和与否取决于,t,，,p,v,空气中的水蒸气,如,或：温度为,t,的湿空气，当,p,v,t,d,）,1,2,=100%,h,0,h,2,0,h,1,t,1,t,2,t,0,0,湿空气的加热和冷却过程在焓,湿图上的表示,1,热空气,2,冷空气,2,喷淋水,二、湿空气的绝热加湿过程,H,1,H,w,H,2,1.,喷水绝热加湿过程的热力学分析,能量平衡方程（,w,0,）,等式两边同除以,m,a,，（,Q,0,）,因,比起,h,1,和,h,来要小得多,所以在实际计算时,Q,0,加湿量,可近似取,2.,喷蒸汽绝热加湿过程的热力学分析,同理，由能量平衡方程得,H,1,H,s,H,2,含湿量增加、相对湿度增加、温度减小，焓不变或增大。,热空气,冷空气,2,冷流体,凝结水,三、湿空气的冷却去湿过程,1,2,H,1,H,w,H,2,1.,湿空气冷却去湿过程的热力学分析,能量平衡方程,等式两边同除以,m,a,，得冷却水带走的热量,Q,凝结水量,kJ/kg,（干空气,）,2,1,=100%,h,2,h,t,2,t,1,1,2.,湿空气的冷却去湿过程在焓,湿图上的表示,1,2,3,四、湿空气的绝热混合过程,H,3,H,1,H,2,混合过程的能量平衡方程为,干空气的质量平衡方程,水蒸气质量平衡方程,或写成,(1),(2),(3),由,(1),、,(2),、,(3),式可得,1.,湿空气混合过程的热力学分析,h,1,h,2,h,3,100%,1,2,3,m,a1,m,a2,2.,湿空气混合过程在焓,湿图上的表示,加热器,干物料出口,空气出口,干燥器,风机,湿物料入口,空气入口,1,2,3,热空气,五、干燥过程,=100%,加 热,干,燥,1,2,3,h,2,t,2,t,1,1,2,3,干燥过程在焓,湿图上的表示,h,1,12,加热过程，,23,绝热加湿过程,冷却水,汽轮机排汽,凝结水,凝汽器,湿空气出口,冷却水池,水泵,3,2,冷空气入口,1,4,补水,冷却水出口,六、冷却塔,H,w3,H,1,H,2,H,w4,能量方程平衡方程,质量平衡方程,或,(1),(2),即,冷却塔湿空气过程的热力学分析,或,(1),(2),将,(2),式代入（）式，整理得所需干空气的质量,Homework,12-11,12-18,