第7章湿空气.pdf

2014/6/91第第7章 湿空气章 湿空气7.1 湿空气的性质7 2 湿空气的状态参数7.2 湿空气的状态参数7.3 湿空气的焓湿图7.4 湿空气的基本热力过程和应用本章要求本章要求?掌握湿空气的相对湿度、绝对湿度、含湿量和露点等概念；会使用湿空气的h d图?会使用湿空气的h-d图；?掌握湿空气的有关计算。7.1 湿空气的性质湿空气的性质一、概念一、概念湿空气含有“水蒸气”的空气，是干空气和水蒸汽的混合气体。干空气完全不含水蒸气的空气。与湿空气有关的常见工业过程：与湿空气有关的常见工业过程：空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、采暖通风、冷却水塔中的水冷却过程等。空气环境内的空气成分和人们平时说的“空气”，实际是干空气和水蒸气，即湿空气。下标约定：下标约定：a干空气的参数v水蒸气的参数s饱和水蒸气参数无下标湿空气参数湿空气（干空气水蒸气）分压低理想混合气体vappp=+apvpggpvR TpVmR T=湿空气湿空气与一般理想混合气体一般理想混合气体的最大区别是：水蒸气的成分可能变化！水蒸气的成分可能变化！gp2014/6/92二、未饱和湿空气和饱和湿空气二、未饱和湿空气和饱和湿空气饱和蒸汽过热蒸汽水蒸气1、饱和湿空气、饱和湿空气干空气饱和水蒸气饱和水蒸气pv ps(T)Tpss?如湿空气温度为30时，水蒸汽的分压为0.0042451MPa。?温度一定时，不能再加入水蒸气。饱和湿空气中的水蒸气含量已达到极限，超过这个极限，就会有水滴水滴析出。如：夏天气温低时自来水管上出现水珠、清晨草叶上的露珠。2、未饱和湿空气、未饱和湿空气干空气过热水蒸气过热水蒸气pv ps(T)Tpvpsspv加入水蒸气，pv降低温度，ps(T)饱和饱和从未饱和湿空气饱和湿空气的途径如图：1）湿空气的温度不变，增加水蒸汽含量，使水蒸汽分压增大，直到pv=ps，如图中BA过程。2）湿空气中的水蒸汽含量不变，水蒸汽分压不 变，降低湿空气温度，直到T=Ts，如图中BC 过程。水蒸汽在C点开始凝结，生成水滴或结露，此温度称为露点露点。pTpsCBApvoABsopv三、湿空气的露点三、湿空气的露点?露点温度：湿空气中水蒸汽分压力pv所对应的饱和温度饱和温度，用td表示。即在一定的pv下未饱和湿空气冷却到饱和湿空气时（将结出露珠）的温度。td=ts（pv）tdpv水蒸汽含量?确定方法：可由露点仪测得。或在饱和水蒸汽表或湿空气表中根据pv查得。露点温度对锅炉的设计及运行有很大的实际意义。露点温度对锅炉的设计及运行有很大的实际意义。?冬季室内玻璃窗内侧为什么会结霜？7.2 湿空气的状态参数湿空气的状态参数一、绝对湿度一、绝对湿度单位容积(1m3)湿空气中包含的水蒸气质量(kg)，亦即水蒸气的密度v(kg/m3)。3,mkgvgvvvTRpVm=不能说明湿空气在该状态下的干湿程度干湿程度。式中：Rv为水蒸汽的气体常数，一般取461.9J/(kg.K)。,g?在一定温度下：在一定温度下：湿空气中水蒸气的分压力pv愈大，其绝对湿度v愈大；湿空气中水蒸气的分压力不可能超过该温度下水蒸气的饱和压力 当pv=ps时，湿空气具有该温度下的最大绝对湿度：svpp ,max=TRpvgsv饱和湿空气饱和湿空气二、相对湿度二、相对湿度表明湿空气中水蒸汽含量与其最大可能含量的比值，即湿空气的绝对湿度v与同温度下饱和湿空气的绝对湿度 之比。maxvvvspp=的变化范围为 01，反映了湿空气中水蒸气的含量接近饱和的程度，也称为饱和度饱和度。=0，干空气=1，饱和湿空气01，未饱和湿空气2014/6/93 相对湿度愈小，表示空气中水蒸气离饱和状态越远，思考思考思考思考相对湿度愈小，表明什么？即越干燥，此时空气吸收水分的能力越强；反之，空气愈潮湿，吸湿能力越弱。相对湿度测定相对湿度测定干湿球温度计干湿球温度计1.干球温度t2.湿球温度tw1=t=tw=td=ts(pv)1 tw tdt-twt-tw三、含湿量三、含湿量工程上的干燥、吸湿等过程，利用空气吸收水分，过程中干空气质量保持不变干空气质量保持不变，水蒸汽质量发生变化。为方便计算，湿空气的状态参数（如含湿量、焓、气体常数、比体积、比热容等），都以单位质量（单位质量（1kg）干空气）干空气为基准。定义定义空气携带的水蒸气质称“含湿”定义定义：1kg干空气所携带的水蒸气质量，称“含湿量d”。()(kgvvkgaamdm=水蒸气干空气）()(10001000gvvkgaamdm=水蒸气干空气）水蒸气、干空气均作为理想气体处理：其中，Rg,v=461.9J/(kg.K)，Rg,a=287J/(kg.K)，且pb=pv+pa。,=vvg vp VmR T,=aag ap VmRT,0 6220 622vg vg avvvsp VR TRmpppd,0.6220.622g vg avvvsaag vabvbsg apppdp VmRpppppRT=()(kgkg水蒸气干空气）总压力总压力pb不变时：不变时：一定的蒸汽分压力pv对应一定的含湿量d；pv越大，相对湿度愈大，含湿量d也愈高；总压力总压力pb不变时：不变时：一定的蒸汽分压力pv对应一定的含湿量d；pv越大，相对湿度愈大，含湿量d也愈高；四、湿空气的焓四、湿空气的焓考虑到湿空气中水蒸气的质量常变，而干空气质量相对稳定，所以湿空气的比焓是也相对于单位质量干空气而言的。vvaahmhmH+=kJ(aavvkgavam hm hhhdhm+=+干空气）干空气的焓 h=0工程上，取0时饱和水的焓 hv=0干空气的焓 ha0干空气的焓kJ(1.005=干空气）kgaphc tt温度t下水蒸气的焓kJ(2501 1.86=+干空气）kgvht湿空气的焓湿空气的焓()1.0052501 1.86=+htdt比焓是空调中的一个重要参数，用来计算在定压条件下定压条件下对湿空气加热或冷却时吸收或放出的热量加热或冷却时吸收或放出的热量。q=h意义：意义：()1.0052501 1.86=+htdt影响因数：影响因数：湿空气的比焓不是温度温度 t 的单值函数的单值函数，而取决于温度温度和含湿量含湿量两个因素。2014/6/94五、湿空气的熵五、湿空气的熵以1kg干空气为基准：kJ(=+i干空气）K)kgavssd s六、湿空气的比体积六、湿空气的比体积=gamR Tm paVvm=m3/kg(干空气)()()1+=+avggamm R TR Tdm ppddRwRwRvgvagag+=+=19.461287,其中：