湿空气表
湿空气和焓湿图的介绍
湿空气和焓湿图湿空气概论：在空调系统设计中，无论是工业用的，如纺织车间，计算机房，还是民用的，如办公室，商场等，要处理的对象都是空气，因此，了解空气的性质和变化规律才能使空气的调节符合设计要求，为了方便设计计算，空调行业的前辈们绘制了焓湿图（Psychrometric Chart ），它是空调系统设计中一个重要的工具，为了更好地理解空气和焓湿图，先认识一下空气的特性。
在我们生活周围的空气在空调上的定义是：干空气和水蒸气的混合物，被称为湿空气：湿空气＝干空气(g)＋水蒸气(q)为了研究和计算的方便，假设我们周围的湿空气是理想气体：就是气体分子不占有空间的质点，分子间没有相互作用力。
而湿空气中的水蒸气是处于过热状态，而数量微少，分压力很低，比容很大。
因此理想气体状态方程式也适用于湿空气：而作为理想气体，有以下性质： p = pg + pq m=mg+mq ρ=ρg+ρq ‘i = ig + iqT = Tg = Tq, V = Vg = Vqp 、pg 、 pq —分别为湿空气,、干空气（g ）、水蒸汽(q)压力，Pa ； m 、mg 、mq —分别为湿空气、干空气、水蒸汽的质量，Kg ； Rg 、 Rq —分别为干空气及水蒸汽的气体常数， Rg=287J/Kg·K ； Rq=461J/Kg·K ρ、ρg 、ρq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的密度，Kg/m3 ‘h 、hg 、hq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的焓 T 、Tg 、Tq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的温度 V 、Vg 、Vq—分别为湿空气、干空气、水蒸汽的体积湿空气是由干空气和水蒸汽组成，而干空气的成分变化一般不大，而且没有相变，因此比较容易处理，而水蒸汽会随环境的变化而变化，而且达到饱和状态时还会凝结出水分，因此处理比较复杂，而为了理解水蒸气对湿空气的影响，先了解下面几个概念： 大气压力（p/B ）一般定义是：以北纬45度处海平面的全年平均气压为一个标准大气压力（或物理大气压），p/B=101325Pa ，要注意的是，随着海拔的升高，大气压力不断下降，这时用标准大气压力得出的相关参数就不能再使用了，因为随着压力的下降，湿空气的密度也随着下降，因此，相同容积的湿空气经过风机后全压也会下降，见下式，这时需换算出对应值：另外，大气压力是测试出来的，因此： 绝对压力=当地大气压力+工作压力（表压），这里如果不注明，都指的是绝对压力。
第2讲 湿空气的物理性质和i-d图
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
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焓湿图（i-d）的组成：
等温线t，
i=1.01t+d(2500+1.84t)
等焓线i， 等含湿量线d，
等相对湿度线φ ，
水蒸气分压力线Pq，
d 0 . 622
Pqb
B Pqb
ε 角系数线。
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水 蒸气或与空气温度相同的水而实现， 即该过程近似于等温加湿过程。 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环 水对空气进行加湿处理
湿空气的等焓减湿过程
利用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）干燥空气时，湿空气的部
分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降 低，温度升高，其过程（AD）近似于等焓降湿过程。
状态为A（iA，dA）的湿空气，质量流量为GA（kg/s）；
状态为B（iB，dB）的湿空气，质量流量为GB（kg/s）；
混合状态为C（iC，dC） 混合后的空气质量流量为：GC=GA+GB 根据热平衡关系式： GA iA + GB iB=（GA+GB）iC 根据湿平衡关系式： GA dA + GB dB=（GA+GB）dC 混合后空气焓值：
iB i A dB d
A
i d
ε角系数线
iB i A dB d
A
i d
二、湿空气的焓湿图
沿横轴方向绘制干球温度线。干球温度线是直线，但线间不 是严格平行的，而是稍微向左偏斜。 图右边的纵轴为含湿量，轴上水平线的间距均匀，饱和状态 曲线从左到右向上倾斜。 干球温度、湿球温度和露点温度在饱和曲线上相重合，与饱 和曲线形状类似的相对湿度线每隔一定间隔出现。 等比焓线在图的左边倾斜地划出，平行的比焓线向右斜下。
焓湿图详解.
请问：这张图能告诉我们哪些参数？等焓线等温线等相对湿度线等含湿量线热湿比线h =70Kj /K gt=10℃h =50K j /K gt=20℃t=30℃t=40℃h =90K j /K g100%0t=60℃0251520%40%102035d(g/kg)60%80%30Pq(100Pa)如何查询参数就是这一点含湿量13.6湿球温度21.2焓值61.9KJ/KGBAC露点温度18.6空气变化：温度上升、含湿量不变，相对湿度减小。
空气处理机组中各功能在焓湿图中的体现q2、加热主要应用功能段： 蒸汽热水电加热t100%1d2空气处理机组中各功能在焓湿图中的体现q工程实例(夏季工况）回风阀300*600负压门正压门负压门A D BC新风阀300*300混合初效段D wy e rMARK Ⅱ加湿段表冷段电加热段接线盒风机段中效段均流段Dwy e rMARK Ⅱ出风段送风口400*450Ld100%tW新风N(回风)空气处理机组中各功能在焓湿图中的体现混合点C加热后加湿表冷后送风点新风比=NC/WCoL I Ld 100%I Nξ=1260022℃t N(22℃,60%)14℃I O暖通设计中焓湿图运用q2、一次回风系统中应用设计（夏季工况）送风量G=Q/（I N - I 0 ）=3314/（46-36）=0.33kg/s=1426CMH 表冷器冷量：=G*（I N - I L ）加热量=G* （I O - I L ）回风热湿比线送风表冷加热14℃oLd100%ξ=1260022℃tN(22℃,55%)加湿。
空气湿度
空气温度与湿度湿空气中包含的水蒸气量和它所处的状态是许多工业过程和湿空气计算中通常关心的问题。
为此，除一般描述混合物的参数以外，还引入了一些新的描述湿空气的参数和概念。
在表示各种参数的符号中，脚标“v ”表示该参数属于水蒸气，“a”表示属于干空气，“s”表示是水蒸气的饱和参数，不加脚标的量表示属于整个湿空气。
绝对湿度ρv 及饱和空气：湿空气的绝对湿度是指单位体积的湿空气中包含的水蒸气质量，它也就是水蒸气的密度ρv 。
ρv 确定于湿空气温度T 及其中的水蒸气分压力p v 。
根据第一个假定，按照理想气体状态方程，有TR p v v g,v vv 1==ρ(7-21)式中R g,v 是水蒸气的气体常数。
从上式可见，在一定温度下，湿空气中水蒸气的分压力愈高，其绝对湿度愈大。
但是，在一定温度下水蒸气的分压力不可能超过其相应的饱和压力p s ，因达到饱和压力时，水蒸气开始凝结。
因此，水蒸气达到饱和时，湿空气具有该温度下最大的绝对湿度ρs 。
这时的湿空气称为饱和空气。
按式(7-21)有TR p v g,s s =ρ(7-22)湿空气在未达饱和时，其中水蒸气的分压力p v 总是小于饱和压力p s ，水蒸气处于过热状态。
相对湿度φ：空气的潮湿程度对人体感觉和健康的影响，对设备的影响，以及对工业过程的影响，主要取决于空气距离饱和的程度。
因此，常用湿空气的绝对湿度ρv 与同温度下饱和空气的绝对湿度ρs 的比值来衡量空气的潮湿程度。
这个比值称为相对湿度，用符号φ表示。
按照式(7-21)及(7-22)有sv sV p p ==ρρφ(7-23)相对湿度的数值在0～100%的范围内。
相对湿度愈小，表示空气中的水蒸气距离饱和状态愈远，空气吸收水分的能力愈大，即愈干燥；相对湿度愈大，表示空气中水蒸气距离饱和状态愈近，空气吸收水分的能力愈小，即空气愈潮湿。
饱和空气的相对湿度为100%，除非提高空气的温度，否则它不能再吸收水分。
第十三章 湿空气
第十章 湿空气第一节 概述湿空气是指含有水蒸气的空气,完全不含水蒸气的空气称为干空气。
干空气的组元和成分通常是一定的，可以当做一种“单一气体”。
自然界中江河湖海里的水要蒸发汽化，因此大气中总是含有一些水蒸气。
一般情况下，大气中水蒸气的含量及变化都较小，可近似作为干空气来计算。
但某些场合如烘干装置、采暖通风、室内调温调湿以及冷却塔等设备中用作工质的湿空气，其水蒸气含量的多少具有特殊作用，因此有必要对湿空气的热力性质、参数的确定、湿空气的工程应用计算等作专门研究。
湿空气是干空气和水蒸气的混合物。
烘干、采暖、空调、冷却塔等工程中通常都是采用环境大气，其水蒸气的分压力很低(0.003～0.004MPa)，一般处于过热状态，因此大气中的水蒸气可作为理想气体计算。
湿空气是理想气体混合物，本书第三章已介绍的理想气体遵循的规律及理想气体混合物的计算公式都可应用。
此外，在湿空气分析计算中做如下两点假设：(1)湿空气中水蒸气凝聚成的液相水或固相冰中,不含有空气；(2)空气的存在不影响水蒸气与凝聚相的相平衡，相平衡温度为水蒸气分压力所对应的饱和温度。
为了描述方便，分别以下标“a ”、“v ”、“s ”表示干空气、水蒸气和饱和水蒸气的参数，而无下标时则为湿空气参数。
一、未饱和空气和饱和空气根据理想气体的分压力定律，湿空气总压力等于干空气分压力p a 和水蒸气分压力p v 之和，即p=p a +p v 。
如果湿空气来自环境大气，其压力即为大气压力p b ，这时V a b p p p += (10-1)湿空气中的水蒸气，由于其含量不同(表现为分压力的高低)以及温度不同，或者处于过热状态，或者处于饱和状态，因而湿空气有未饱和与饱和之分。
干空气和过热水蒸气组成的是未饱和湿空气。
温度为t 的湿空气，当水蒸气的分压力p v 低于对应于t 的饱和压力p s 时，水蒸气处于过热状态，如图10-1中点A 所示。
这时，水蒸气的密度ρv 小于饱和蒸汽的密度()[]t f =′′ρ，即图10-1 湿空气中水蒸气状态的p-v 图和T-s 图如果湿空气保持温度不变，而水蒸气含量增加，则水蒸气的分压力增大，其状态点将沿着定温线向左上方(p-v 图上)，或水平向左(T-s 图上)变化。
超详细的焓湿图的应用
第2章湿空气的状态与焓湿图的应用第一课：湿空气§2.1湿空气的组成和状态参数一、湿空气的组成湿空气=干空气+水蒸气+污染物1．干空气：N2—78.09%O2—20.95%C O2—0.03%看成理想气体N e—气体常数：R g=287J/k g.kH e—0.93%A r—2．水蒸气—看成理想气体，气体常数—461J/k g.k3．污染物从空气调节的角度：湿空气＝干空气＋水蒸气〔干空气成分根本不变，水蒸气变化大〕二、湿空气的状态参数1．压力P〔单位：帕，P a〕〔1〕大气压力：定义：地球外表的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力；特点：不是一个定值，随海拔高度变化而变化，随季节天气变化而变化。
一个标准大气压为1a t m＝101325P a＝1.01325b a r当地大气压＝干空气分压力＋水蒸气分压力〔B＝P g+P q〕其中水蒸气分压力〔P q〕定义：湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并具有与湿空气一样的温度时，所产生的压力称为水蒸气分压力。
湿空气可看成理想的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和：P〔B〕=P g+P q湿空气中水蒸气含量越多，那么水蒸气的分压力越大。
2．温度t〔单位：摄氏温标0C〕t〔℃〕以水的冰点温度为起点0℃，水的沸点100℃为定点。
3．湿空气的密度ρ定义：单位容积空气所具有的质量，即〔k g/m3)计算式：结论：①湿空气比干空气轻。
②阴凉天大气压力比晴天低。
③夏天比冬天大气压力低。
标准状态下，干空气密度ρ干=1.205k g/m3，湿空气密度略小于干空气密度。
工程上取ρ湿=1.2k g/m34．含湿量d〔单位：g/k g干空气〕：定义：对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。
d＝622g/k g干空气在一定围，空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加，但是，在一定的温度下，湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度，即空气所到达饱和状态，成为饱和空气。
湿空气的焓湿学基础
第二章湿空气的焓湿学基础2.1 湿空气的组成和状态参数2.1.1湿空气的组成及物理性质湿空气＝干空气＋水蒸气水蒸气氮氧干空气二氧化碳稀有气体组成成分名称0.2—2％0.2—2％78.1320.900.030.9475.5523.100.051.30体积分数（％）质量分数（％）1、湿空气＝干空气＋水蒸气2、干空气由氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦和其他一些微量气体组成，多数成分比较稳定，只有少数成分有微小变化。
3、研究湿空气中水蒸气含量的变化问题在空气调节中是非常重要的，为什么？空气中水蒸气变化对空气的干燥和潮湿程度有重要的影响，且会使湿空气物理性质随之变化。
2.1.2 湿空气的状态参数１、湿空气是理想气体(热力学中,常温常压下的干空气视为理想气体。
水蒸气一般处于过热状态，水蒸气数量少，分压力低，比体积很大，也可近似作为理想气体。
）２、满足理想气体的状态方程与道尔顿分压定律能够描述湿空气状态特性的物理量g g g p V m R T =g g g p v R T=q q q p V m R T =q q q p v R T=或或0101325*22.41458314.66/()273.15R J kmol K ==⋅当p=101325Pa,T=273.15K 时，1kmol 气体分子的体积均为22.4145m 3/kmol,因此可得摩尔气体常数R0R R M =干空气的气体常数R g08314.66/()28287.7g R R J kg K M===⋅水蒸气的气体常数R q 08314.66/()18461.02q R R J kg K M===⋅2.1.2 湿空气的状态参数１、大气压力pa地球表面单位面积上所受的空气层的压力。
单位：帕(Pa)，千帕(kPa)影响因素：海拔、季节、气候等标准大气压：北纬45度、海平面的全年平均大气压，101325 Pa，760mmHg空调的设计和运行，要考虑当地气压的大小，因气压不同，空气的物理性质不同。
湿空气的状态参数和焓湿图
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5.大气压力变化对焓湿图的影响
根据公式
可知
当φ为常数,pa增大,d 则减少,反之d 则增大,因
此绘制出的等φ线也不同。
对于不同的大气压力应采用与之对应的h-d图,
否则所得到的参数会有误差。
一般大气压力变化不大时，所得结果误差不大,
因此在工程中允许采用同一张h-d图来确定参
湿、增焓、升温过程。
2. 干式冷却过程
用表面温度低于空气（干球）温度却又高于空气露点
温度的空气冷却器来处理空气。空气变化是等湿、减焓、
降温过程。
3. 冷却减湿过程
用表面温度低于空气露点温度的空气冷却器来处理空气所实
现的过程。空气变化是减湿、减焓、降温过程。
24
5.3.2 表示湿空气的状态变化过程
4. 等焓减湿过程
• 使服务空间内的空气温度、湿度、洁净度、气流速度和空气压力梯
度等参数达到给定要求的技术。
3
5.1 湿空气的组成和状态参数
• 5.1.1 湿空气的组成
空调工程中对所处理的空气和特定空间内部的空气都称为湿空气
由干空气和水蒸气所组成的混合物
由干空气和水蒸气所组成的混合物
干空气的主要成分是氮、氧和二氧化碳,,总体上可
计算公式为
式中 T——空气的热力学温度(K)。
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4.湿量
(1)含湿量d
含湿量的定义为每千克干空气中所含有的水蒸气量,单位用kg/kg(干空气)或g/kg(干空气)表示,
即
可以整理为
含湿量d的单位用g/kg(干空气)表示时,公式可以写为
8
4.湿量
(2)相对湿度φ
湿空气中的水蒸气分压力和相同温度下湿空气的饱和水蒸气分压力之比称为
《工程热力学》之复习思考
《工程热力学》之复习思考工程热力学复习思考题一：判断题1．没有容积变化的过程，就一定不能对外作功。
（）2．当压力超过临界压力，温度低于临界温度时，H2O处于液态。
（）3．容积比热就是容积保持不变时的比热。
（）4．公式p1v1/T1=p2v2/T2不适合于理想气体的不可逆过程。
（）5.提高蒸发温度，降低冷凝温度可提高制冷系数。
（）6.系统经历一可逆定温过程，由于温度没有变化，故不能与外界交换热量。
（7.采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。
（）8.提高初压和降低终压，均可提高郎肯循环热效率。
（）9.饱和空气的干球温度。
露点温度，湿球温度均相等。
（）10.准静态过程不一定是可逆过程。
（）11.不论过程可逆与否，传热量均可用∫Td表示。
（）12.使系统熵减小的过程可以实现。
（）13绝热节流过程即是等焓过程。
（）14．在冷却塔中，能够将水温降低到大气温度以下。
（）15．采用热电循环后，其循环热效率提高。
（）16．对于未饱和空气，干球温度≥湿球温度≥露点温度。
（）17．闭口系统水蒸汽的定温过程，水蒸汽的吸热量等于膨胀功。
（）18．系统吸热温度必然升高。
（）19．可逆过程一定是准静态过程。
（）20.气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值。
（）21流动功的大小仅于工质的状态有关，而于过程无关。
（）22．临界温度以上，工质始终处于气态。
（）23．工质经不可逆循环后∮d=0.()24．.系统内质量保持不变，则一定是闭口系统。
（）25．绝热前后的焓相等，因此温度一定相等。
（）26．由于绝热的原因，绝热压缩耗功较定温压缩少。
（）27．气体膨胀则压力一定降低，吸热则温度一定升高。
（）28．流动工质向绝热真空刚性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。
（）29．流动工质向绝热真空弹性容器充气，充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。
（）30．容积效率的大小仅与余隙容积有关。
（）31．渐缩喷管中，当背压小于临界压力时，气流不能在管内达到充分膨胀。
湿空气饱和温度
湿空气饱和温度是指在湿空气中插入少量水蒸气后，空气温度可以升高的温度大小。
饱和温度是湿空气中水蒸气的分压力对应的饱和温度，通常以华氏温度（°F）或摄氏温度（°C）表示。
湿空气饱和温度可以通过绝热饱和温度或湿球温度来表示。
绝热饱和温度是空气在绝热接触循环水时，只要空气的相对湿度小于100%，水就会不断汽化，同时空气与水之间在热量传递和质量传递两方面均达平衡时的温度。
湿球温度则是某一状态下的空气与湿球温度表的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。
在具体应用中，湿空气饱和温度可以通过查表或计算得出，需要输入的参数包括相对湿度和压力等。
湿空气的性质及状态参数
(a)湿空气的干球温度t (b)湿空气的干球温度t (c)湿空气的干球 和湿球温度tw 和露点td 温度t和相对湿度φ 动画
例如，图7-6中A代表一定状态的湿空气，则:
(1)湿度H，由A点沿等湿线向下与水平辅助轴的交点Ｈ，即可 读出Ａ点的湿度值。 (2)焓值I，通过A点作等焓线的平行线，与纵轴交于Ｉ点， 即可读得A点的焓值。 (3)水气分压P，由Ａ点沿等温度线向下交水蒸气分压线于Ｃ， 在图右端纵轴上读出水气分压值。 (4)露点td,由A点沿等湿度线向下与φ =100%饱和线相交于B点， 再由过B点的等温线读出露点td值。
热而达到干燥的目的。
2、对流干燥：工业上广泛应用；传热与传质相伴进行的过程； 干燥介质即是载热体又是载湿体； 典型的对流干燥工艺流程见图7-1
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二、干燥过程进行的条件
对流干燥过程中，物料表面温度 θ i 低于气相主体温度 t ， 因此热量以对流方式从气相传递到固体表面，再由表面向内部 传递，这是个传热过程；固体表面处水气压 Pi高于气相主体中 水气分压因此水气由固体表面向气相扩散，这是一个传质过程。 可见对流干燥过程是传质和传热同时进行的过程，见图7-2
单位:kg/kg(干空气)
2.饱和湿度Hs： (是总压和温度的函数)
3.相对湿度φ：
ps H s 0.622 P ps
pv 100%( ps p) ps pv 100%( ps p) p
4.湿空气比容ν h ： 单位:m3/kg干空气 h
273 t (0.773 1.244 H ) 273
2.吸附脱水法 即用固体吸附剂，如氯化钙、硅胶等吸去物料中 所含的水分。这种方法去除的水分量很少，且成本较高。 3.干燥法 即利用热能，使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。 干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来 除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然 后在利用干燥方法继续除湿。 返回