湿空气的性质及湿度图
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湿空气的焓
0.6
C
100%
等焓线
H=0.016kg/kg干气
随堂练习
• • • • 1.在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越＿＿_. 2.恒速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 3.干燥这一单元操作，既属于传热过程，又属______________。 4.相对湿度φ值可以反映湿空气吸收水汽能力的大小，当φ值大时，表 示该湿空气的吸收水汽的能力_________。 5.湿空气通过预热器预热后，其湿度___________，热焓 ______________，相对湿度__________ 6. 某物料含水量为0.5 kg水.kg 绝干料，当与一定状态的空气接触时， 测出平衡水分为0.1kg水.kg 绝干料，则此物料的自由水分为 _____________。 7. 已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg，则 该空气的湿含量H＝＿＿＿＿＿＿＿＿；相对湿度φ＝＿＿＿＿＿＿＿ ；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg） 8．在一定的干燥条件下，湿物料中能被除去的水分称为 若要获得绝干物料，所采用干燥介质的相对湿度应为 。
1）干球温度
用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2）湿球温度 湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达 到平衡或稳定时所显示的温度。
t
tw
水
大量的 湿空气 t, H
tw
水
大量的 湿空气
t, H t Q, N,kH
表面水的 分压高
水向空气 主体传递
蒸发时 需要吸热
自身降温
N kH ( H s,t H )S
•
• • •
4、比热
cH
干燥课件第5章第1节湿空气性质及湿度图
（1）水汽分压pv
（2）湿度 又称湿含量或绝对湿度 k g 水 /k g 干 空 气 空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水蒸汽
绝 水 干 汽 空 的 气 摩 M M 的 g v 尔 n ng v摩 数 M M g v尔 P p 数 vpv1 2
8 9
H0.622 pv Ppv
H f P, pv
传质
H t
cH cgcvH 1.0 11.8H 8
饱 和H 湿 s 0.度 6 2P 2 psps
传热 湿 空 气 t ,H
t a s t tas
2024/6/28
绝热饱和塔示意图
对空气—水系统，空气速度为3.8~10m/s范围内,α≈u，kH≈u， 所以α/kH∝u0与流速无关而只与物性有关。
2024/6/28
④焓
I(1.0 1.9H 3 )t2 4 H9 0
( 1 .0 1 1 .9 0 3 .0 1) 2 4 2 0 65 7 0 .0 0 31 04 6
5
7.2
9k
J k
g绝
干
气
(2)50℃时：ps 12.34k0Pa
H
vH
cH
I
20℃
0.01467 不3变
1180.09%2%
2024/6/28
❖ c、介电加热干燥
❖
将需干燥的物料置于高频电场内，利用高频电场的交
变作用，材料中的水分的偶极子在微波能量的作用下发生高
速旋转与振动而产生热能，将湿物料加热，水分汽化，物料
被干燥。
❖ 高频干燥器：小于300MHz，微波干燥器：大于300MHz
❖ 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。
V T1.0 1313 50 n2.2 4 2 7 3 P
8.2湿空气的性质与湿度图.
8.2湿空气的性质与湿度图8.2.1湿空气的性质湿空气：含有湿分的空气。
基准：干燥过程中，绝干空气的质量不变，故干燥计算以单位质量绝干空气为基准。
如何表征空气中所含水分的大小？通常用两个参数：湿度、相对湿度。
1.湿度（湿含量）H湿度H是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
（1）定义式式中：M a——干空气的摩尔质量，kg/kmol；M v——水蒸汽的摩尔质量，kg/kmol；——湿空气中干空气的千摩数，kmol；——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
（2）以分压比表示式中：——水蒸汽分压，N/；P——湿空气总压，N/。
（3）饱和湿度Hs：若湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps，此时的湿度为在该温度下空气的最大湿度,称为饱和湿度，以Hs表示。
p——同温度下水的饱和蒸汽压，N/。
式中：s注：由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压和温度的函数。
2.相对湿度φ当总压一定时,湿空气中水蒸汽分压p v与一定总压下空气中水汽分压可能达到的最大值之比的百分数,称为相对湿度。
⑴定义式⑵意义：相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。
φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。
φ愈小，即Pv 与Ps 差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。
⑶H 、φ、t 之间的函数关系：可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps 值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。
以上介绍的是表示湿空气中水分含量的两个性质，下面来学习与热量衡算有关的性质。
3.湿比热c H ：定义：将1kg 干空气和其所带的Hkg 水蒸气的温度升高1℃所需的热量。
简称湿热。
kJ/kg 干空气·℃式中：Ca ——干空气比热，其值约为1.01 kJ/kg 干空气·℃Cv ——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg 干空气·℃4.焓I ：湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg 水蒸汽的焓之和。
湿空气性质及焓湿图详解
空气。
式中
即： d=mq/mg mq、mg — 分别为水蒸气和干空气的质量，Kg。
➢ 含湿量可以确切地表示空气中实际含有的水蒸气量的多少。 ➢ 空调中常用含湿量的变化来表示空气被加湿或减湿的程度。
2020/5/4
Your company slo8gan
1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系 将理想气状态方程：PgV=MgRgT ，
调节的对象。 2、湿空气的组成
干空气
N2 O2 其它微量气体
成分较为稳定，可近似看作理想 气体。
水蒸气
含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想
气体。
2020/5/4
Your company slo3gan
1、1 湿空气的物理性质
二、 湿空气的基本状态参数
含湿图的组成
本节的主要内容
湿球温度与露点温度
含湿图的应用 2020/5/4
ur company s1lo4gan
1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一定时 湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
湿空气的基本状态参数是表征湿空气性质的物理量，主要包括
： 1、压力B
湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与水蒸
气的分压力之和，即：
B=Pg+Pq
PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
式中
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，Pa ；
8.2 湿空气的性质与湿度图解读
（8-4）
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
pv H 0.622 P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I I g Iv H cg t (r0 cv t ) H r0 H (cg cv H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
（8-5）
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nv pv pv ng pg P pv
式中：
（8-5）
pv——空气中水蒸汽分压力；
pg——干空气分压力；
18.02nv pv H 0.622 28.95ng P pv
即：
（8-6）
H f ( P，pv )
H f ( pv )
3、H、φ、t 之间的函数关系：
ps H 0.622 p ps
H f (，t )
（8-12）
（8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ 值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
式中： Ma——干空气的摩尔质量，kg/kmol； Mv——水蒸气的摩尔质量，kg/kmol； na——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol； nv——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。
2、以分压比表示
pv H 0.622 P pv
式中： pv——水蒸汽分压，N/m2 P——湿空气总压，N/m2
Cv——水蒸汽比热, 其值约为1.88 kJ/kg干空气· ℃
四、焓I： 湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其 所带Hkg水蒸汽的焓之和。 计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零。
I I g Iv H cg t (r0 cv t ) H r0 H (cg cv H ) t 2492 H (1.01 1.88 H ) t 2492 H cH t
（8-5）
当湿空气可视为理想气体时，则有：
nv pv pv ng pg P pv
式中：
（8-5）
pv——空气中水蒸汽分压力；
pg——干空气分压力；
18.02nv pv H 0.622 28.95ng P pv
即：
（8-6）
H f ( P，pv )
H f ( pv )
3、H、φ、t 之间的函数关系：
ps H 0.622 p ps
H f (，t )
（8-12）
（8-13）
可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿 空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ 值愈小，干 燥能力愈大。
湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而 相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。
kg 湿气 1 H 3 m 湿气 VH
（8-21）
六、露点 td
第2讲 湿空气的物理性质和i-d图
来，分析空气的各种状态以及变化过程。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
上页 下页
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。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
上页 下页
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。
湿空气的性质及湿度图
直线的斜率为1.88 t +2490 ，各线不平行
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
最后求出tw=34.9 ℃ 14
1.2 湿空气的 H-I 图（Humidity Chart)
15
1.2 湿空气的 H-I 图
一、H-I图的绘制(Plotting of H-I Chart)
1.等湿(等H线)线群 (Lines of Constant Humidity)
平行于纵轴，H的读数范围： 0～0.2 kg/kg 绝干气 16
Q S(t tw)
N k H H s,tw H S
Q 传热速率
空气向水的对流传热系数，W （/ m2.o C）
其中
S 空气与湿纱布的接触面积，m2 N 水分向空气的扩散速率，kg / s
kH 以湿度差为推动力的传质系数，kg /(m2 s H ) H s,tw tw下湿空气的饱和湿度, kg / kg绝干气
干球温度t ：普通温度计所测之温度
湿球温度tw：实验装置见下页，假设： a 开始时湿纱布水温与空气温度 t 相同 b 空气不饱和
则：水分气化与扩散 (需要热量） 湿纱布水温
传热（由空气 湿纱布）
当传递的热量=气化所需潜热时，湿纱布中水温
维持恒定值tw。
7
1.1 湿空气的性质
8
1.1 湿空气的性质
H 0.622 pw P pw
饱和湿度(Saturation Humidity)
Hs
0.622 ps P ps
f (P,t)
3
1.1 湿空气的性质
2、相对湿度 (Relative Humidity)
pw 100 %
ps
H 0.622pS P pS
湿度是湿空气含水量的绝对值；相对湿度代表空气 的饱和程度，由其可判断湿空气能否作为干燥介质。
第1章湿空气焓湿图
湿空气。在自然界中绝对的干空气是不存在的，空调中 的空气指的是湿空气，简称为空气。 ▪ 干空气：
▪ 特点：含量比较稳定、在研究时允许看成一个整体
▪ 水蒸汽：江河湖海、生产、新陈代谢等 百分比不稳定、随海拔、地区、季节、气候 等因素影响 含量少（但对状态变化影响很大）
“干”--- “湿”
二、空气的状态参数
标准大气压：通常以纬度45o处的海平面上，全 年平均气压为1标准大气压。
绝对压力、工作压力（表压力）的区别与联系
2 水蒸汽分压力（Pq) Steam Partial e
由道尔顿定律分压定律
湿空气的总压力为p
✓空气中的水蒸汽占有与干空气相同的体积，它 的温度等于空气的温度。显然，空气中水蒸汽的 含量越高，它的分压力也越大。 ✓所以从气体分子运动论的观点来看，水蒸汽 分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少。
第一章 湿空气的物 理性质和焓湿图的应用
❖ 湿空气的组成和物理性质 ❖ 湿空气的焓湿图(Psychrometric
Chart) ❖ 干、湿球温度
(Dry-bulb,Wet-bulb Temperature) ❖ 焓湿图的应用
第一节 湿空气的状态参数
一、空气的组成 ▪ 自然界的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物，称为
✓ d仅随水蒸汽多少而改变，可以比较准确表达 湿空气中的水蒸汽量。
✓ 湿空气计算时，以含有1Kg干空气的湿空气作 为计算基础。1kg干空气带d Kg水蒸汽，这时 1kg干空气的湿空气重量是（1+d）kg。
3、相对湿度(Relative Humidity) 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比
✓ 一定温度下，水蒸汽越多，空气越潮湿，Pq越大；超过 某一限量时，多余的水蒸汽会从空气中析出，水蒸汽含 量达到最大极限，处于饱和状态，称饱和空气。（注意 饱和的含义）。
▪ 特点：含量比较稳定、在研究时允许看成一个整体
▪ 水蒸汽：江河湖海、生产、新陈代谢等 百分比不稳定、随海拔、地区、季节、气候 等因素影响 含量少（但对状态变化影响很大）
“干”--- “湿”
二、空气的状态参数
标准大气压：通常以纬度45o处的海平面上，全 年平均气压为1标准大气压。
绝对压力、工作压力（表压力）的区别与联系
2 水蒸汽分压力（Pq) Steam Partial e
由道尔顿定律分压定律
湿空气的总压力为p
✓空气中的水蒸汽占有与干空气相同的体积，它 的温度等于空气的温度。显然，空气中水蒸汽的 含量越高，它的分压力也越大。 ✓所以从气体分子运动论的观点来看，水蒸汽 分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少。
第一章 湿空气的物 理性质和焓湿图的应用
❖ 湿空气的组成和物理性质 ❖ 湿空气的焓湿图(Psychrometric
Chart) ❖ 干、湿球温度
(Dry-bulb,Wet-bulb Temperature) ❖ 焓湿图的应用
第一节 湿空气的状态参数
一、空气的组成 ▪ 自然界的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物，称为
✓ d仅随水蒸汽多少而改变，可以比较准确表达 湿空气中的水蒸汽量。
✓ 湿空气计算时，以含有1Kg干空气的湿空气作 为计算基础。1kg干空气带d Kg水蒸汽，这时 1kg干空气的湿空气重量是（1+d）kg。
3、相对湿度(Relative Humidity) 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比
✓ 一定温度下，水蒸汽越多，空气越潮湿，Pq越大；超过 某一限量时，多余的水蒸汽会从空气中析出，水蒸汽含 量达到最大极限，处于饱和状态，称饱和空气。（注意 饱和的含义）。
湿空气性质及湿度图
湿比热容/kJ.(kgH2O.℃)-1
1.35 1.25 1.00 2490 2460 1.35 2430 1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1. 35 0.16
H
0.14
1.15
0.12
汽化潜热/kJ /kJ.(kgH2O)-1
1.05
2400
0.10
0.95
2370
0.08
不同温度、湿度的气流的混合过程
kg水/kg干 空气
视为理想气体，则： H = 0.622
pV P − pV
饱和湿度H 饱和湿度 s: 湿空气中水蒸气分压等于该温度下水的饱和蒸汽压。
（2）相对湿度ϕ ）相对湿度ϕ
P H = 0.622 P−P
S S
S
pv ϕ= ×100% Ps
( Ps ≤ P)
pv ϕ= ×100% ( Ps > P) P 相对湿度表明湿空气的不饱和度，反映湿空气吸收水汽的能力。
cH υH cH
υH
D B C A H=0.016kg/kg干空气
td
t
t
② 湿空气状态变化过程的图示
H φ=1 φ=1
H
B A t t1 t2 加热
B t1 td t
A t2 冷却
H φ=1
S B B’’ B’
φ=1 B
H
H2 H3
Has A H A t t1 t3 t2 t
H1
t
tas
绝热饱和、非绝热增湿过程
干空气⋅° （ kJ/kg干空气⋅° ） 干空气⋅°C
（4） 湿比热容 cH ）
cH = ca + cV H = 1.01 + 1.88 H
7.2湿空气的性质及湿度图
B
t2 t1
H1
A
t1 =1 t2 td t3
A
B C
H2
=1
DH
1
17
（2）绝热饱和过程
I1
A
t1 t2
B
C
=1
tas
H1 H2
18
（3）非绝热增湿过程
I1
A
t1 t2
B
I
I C’
C C’’
=1
tas
H1 H2
19
N
A
k
H
A(H
w
H )
在tw下的饱和湿度
以H为推动力的传质系数，kg/(m2.s.H)
热平衡时： Q A ( t t w ) N
A rw
k
H
A rw ( H
w
H )
水在tw下的汽化潜热，J/kg水
10
k H rw 得 ： tw t (H w H ) 影响tw的因素：
2. 干球温度 t 用普通温度计测得的湿空气的真实温度。
8
3. 湿球温度 tw 湿球温度计在空气中所达到的平衡或稳定的温度。
u 5m/s
9
空气对湿纱布表面对流传热速率：
Q A (t tw )
对流传热系数，W/(m2 •℃) 空气与湿纱布的接触面积,m2
湿纱布中水分向空气的传质速率：
t a s f ( t， H )
13
7.2.2 空气的湿度图及其应用
一、湿度图 五条线：
1. 等 H 线
2. 等 I 线
3. 等 t 线
4. 等φ 线 5. 水蒸气分压线
14
二、湿度图的应用
第二节湿空气的性质和湿度图
第二节湿空气的性质和湿度图§8.2.1、湿空气的性质一、湿空气的性质基准：1㎏绝干空气。
湿空气的若干参数均以单位质量的绝干空气为基准。
这是因为在干燥过程中水分量是不断变化的，而绝干空气的质量是不变的，所以选取1㎏绝干气作基准对干燥计算而言是很方便的。
1．湿度（湿含量、绝对湿度）H定义：H=湿空气中水汽的质量/湿空气中绝干空气的质量=M v n v/M g n g=㎏水/㎏绝干气饱和湿度若(空气温度下水的饱和蒸汽压)，则湿空气呈饱和状态。
其中所以2．相对湿度φ定义衡量湿空气的不饱和程度若φ=100﹪湿空气达饱和状态，即，在此条件下无干燥能力；因此只有当φ<100﹪的不饱和空气才能作为干燥介质。
φ值越小，表示该空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。
H和φ的比较：区别：H表示水汽在湿空气中的绝对含量φ反映出湿空气吸收水分的能力联系：由P，t，H可求得φ3．比容（湿容积）定义：=湿空气的总容积/湿空气中绝干空气的质量4．比热（湿热）常压下将1㎏绝干气和其中的H㎏水蒸气的湿度升高或降低1℃所吸附或放出的热量，叫比热。
㎏/㎏绝干气℃5．焓定义：焓是一个相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温度，∴（r = 2500 kT/㎏） 见例1 6． 干球湿度t用普通湿度计测得的湿空气的温度叫干球湿度，记作t 。
7． 湿球温度用湿球温度计测的得湿空气的温度叫湿球温度，记作。
湿球温度计：在普通温度计的感湿泡外用湿纱布包裹，以保持表面始终被水所润湿。
所以该温度计所指示的实为薄水层的温度，与空气的t ，H 有关。
测温机理：设水槽中水温为θ，且起始时t=θ，（即空气与水之间不存在温差），但由于或则发生水分的传质过程，水分子自纱布表面汽化，而后迁移指空气中，被空气所带走。
水分汽化所需的热量只能取自于水本身温度的下降，θ<t ，(起始时，θ=t ，Δt=0，无显热传递)，一旦θ<t ，则Δt=t-θ〉0，即发生热量传递（显热）。
湿空气性质和湿度图湿气体=绝干气体+湿份蒸汽
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体) 1kg 绝干空气及所含水汽所具有焓的总和
IH I g HI w
由于焓是相对值，计算焓值时必须规定基准状态和基准温 度，若取0℃下的绝干空气和液态湿份的焓为零，则
IH (Cg HCw )t r0H CH t r0H
显热项
汽化潜热项
H nw Mw Mw p ng M g M g P p
kg湿份蒸汽/kg绝干气体
对于空气-水系统： Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol
H 0.622 pw P pw
总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
相对湿度
湿度只表示湿空气中所含湿份的绝对数，不能反映空气偏离 饱和状态的程度。 相对湿度：一定的系统总压和温度下，空气中湿份蒸汽的分
湿比热cH 或干基湿比热J/(kg绝干空气·℃) 1kg 绝干空气及所含水份蒸汽温度升高1℃所需要的热量
CH Cg 1 CW H
式中：Cg — 绝干空气的比热，J/(kg绝干空气·℃)； Cw — 水份蒸汽的比热，J/(kg水份蒸汽·℃) 。
Cg=1.005 kJ/(kg·℃)，Cw=1.884 kJ/(kg·℃) CH 1.01 1.88H
50℃的性质：
⑴相对湿度 从附录查出50℃时水蒸气的饱和蒸气压ps=12.340kPa。当空气从20℃加热到50℃
时，湿度没有变化，仍为0.0147 kg/kg绝干气，故
0.0147 0.62212.340 101.33 12.340
解得： φ=0.1892=18.92%
结果显示：湿空气被加热后湿度不变，相对湿度下降了。所以在干燥操作中， 先将空气加热再送入干燥器，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
化工原理11.1 湿空气的性质及湿度图
cH 1.01 1.88H
cH f H
6
4、湿空气的焓I
kJ/kg干气
湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应Hkg水汽的焓之和
I I g HI v cg Hcv t Hr0
1.01 1.88 H t 2490 H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
4
2、比体积（湿容积）vH
m3湿空气 ⁄ kg干空气
湿空气中，1kg绝干空气体积和相应Hkg水汽体积之和
H
1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.0133105
29 18
273
p总
0.772 1.244H 273 t 1.0133105
14
对水蒸气－空气系统，t，tw，tas，td 之间的关系为：
不饱和空气：t >tas (或tw)>td 饱和空气：t =tas (或tw)=td
15
11.1.2 湿空气的H-I 图
等I线群（0~680）
等t线群（0~250）
等φ线群 （5%~100%）
蒸 汽 分 压 线 群
等H线群（0~0.2）
17
A
t tw
A td
t td
18
A %
tφ
19
S(t tw ) kH S(Hs,tw H )rtw
10
tw
t
kH rtw
( H s,tw
H)
tw f t, H ，
而与水的初始状态无关
kH、主要与空气流速有关，但 k H 却几乎与流速 无关。
对空气水系统，当被测气体温度不太高、流速
cH f H
6
4、湿空气的焓I
kJ/kg干气
湿空气中1 kg绝干空气的焓与相应Hkg水汽的焓之和
I I g HI v cg Hcv t Hr0
1.01 1.88 H t 2490 H
通常规定，0℃时绝干空气及液态水的焓为零
4
2、比体积（湿容积）vH
m3湿空气 ⁄ kg干空气
湿空气中，1kg绝干空气体积和相应Hkg水汽体积之和
H
1kg干空气的体积 Hkg水气体积 1kg干空气
1 H 22.4 273 t 1.0133105
29 18
273
p总
0.772 1.244H 273 t 1.0133105
14
对水蒸气－空气系统，t，tw，tas，td 之间的关系为：
不饱和空气：t >tas (或tw)>td 饱和空气：t =tas (或tw)=td
15
11.1.2 湿空气的H-I 图
等I线群（0~680）
等t线群（0~250）
等φ线群 （5%~100%）
蒸 汽 分 压 线 群
等H线群（0~0.2）
17
A
t tw
A td
t td
18
A %
tφ
19
S(t tw ) kH S(Hs,tw H )rtw
10
tw
t
kH rtw
( H s,tw
H)
tw f t, H ，
而与水的初始状态无关
kH、主要与空气流速有关，但 k H 却几乎与流速 无关。
对空气水系统，当被测气体温度不太高、流速
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
返回
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
湿空气的物理性质及其焓湿图
（2）温度 T ） 绝对温标T （K） ） 摄氏温标t （℃） 华氏温标t （℉） （3）湿空气的密度 ρ ） 湿空气的密度等于干空气的密度与水蒸汽的密度之和，即 ρ=ρg+ρq = Pg/RgT + Pq/RqT = 0.003484 B/T - 0.00134Pq/T (kg/m3) 要点： 要点： • 湿空气的密度取决于Pq值的大小，它随水蒸汽分压力Pq的升高而降 低。由于Pq值相对于Pg值而言数值较小，湿空气比干空气轻；在实 际计算中湿空气的密度一般取ρ =1.2Kg/m3 • 空气越潮湿，水蒸汽含量越大，则空气密度越小，大气压力B也越低。 阴雨天气大气压力B比晴天低； • 温度t越高，则空气密度越小，大气压力B也越低。同一地区夏天比 冬天大气压力B低。
2、热湿比 热湿比ε 热湿比
焓湿图可以直观的描述湿空气状态的变化过程。我国现在采用的焓湿图以焓 焓湿图 为纵坐标，以含湿量为横坐标的i-d 斜角坐标图。 为了说明空气由一个状态变为另一个状态的热湿变化过程，在i-d图上还标有 热湿比ε线 热湿比 线。 热湿比ε——湿空气的焓变化与含湿量变化之比，即 热湿比 ε=⊿i/⊿d=（iB- iA）/（dB- dA）=±Q/±W ⊿ ⊿ （ ）（ ） ± ± ε=⊿i/⊿d/1000 =（iB- iA）/（dB- dA）/1000=±Q/±W/1000 ⊿ ⊿ （ ）（ ） ± ± 要点： 要点： 焓 i的单位为kJ/kg干，含湿量的单位为kg/（kg干）或g/（kg干）， 热量Q的单位为kJ/h，湿量W的单位为kg/h， 热湿比ε有正有负，并代表湿空气状态变化的方向。 i-d图可以表示的参数有 {B，t， d，Φ，i ， Pq，ts，tι， Pq,b，d b } ，， ， ， ， ， ， ，
设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间， 空气以p，t1，d1，i1状态流入，以饱和状态p，t2，d2，i2流出，由于小室 为绝热的，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为： i1＋(d2-d1)iw＝i2 因为 iw=4.19tw 所以 i2-i1= (d2-d1)iw=(d2-d1)4.19tw 虽然空气因提供水分蒸发所需要的热量而温度降低，但它的比焓值却因为 得到了水蒸气的汽化潜热和液体热而增加，比焓值的增量等于蒸发的水分 所具有的比焓。 ε＝(i2-i1)/(d2-d1) ＝4.19tw 在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温度等于水温，即 t2 = tw, 所以， 满足上述各式的t2或tw即为进口空气状态的绝热饱和温度，也称热力学湿 球温度。
湿空气性质及焓湿图详解课件
ε的大小及正负表示了湿空气状 态变化过程的方向和特征。
湿空气性质及焓湿图详解
19
1、2 湿空气的含湿图
➢ 热湿比线的应用
在h-d图的右下方有以任意点为中心画出的不同数值 的ε线。 实际应用时，利用推平行线的方法，通过已知初状态点，作一条平行于给 定ε值的线，就可画出该空气状态变化的过程线。
若已知终了状态的任一参数值，就可在h-d 图上确定其终了状态点。
B
A
Φ=100%
湿空气性质及焓湿图详解
30
1、2 湿空气的含湿图
(2) 湿空气的干式冷却过程（空气冷却器） 利用冷水或其他冷媒通过冷表面冷却湿空气，当冷表面温
度低于湿空气的干球温度而又高于其露点温度时，即发生这 一过程。 该过程中含湿量不变，温度降低，在h-d图上可表示 为A→C，其ε= -∞
A
C
湿空气性质及焓湿图详解
8
1、1 湿空气的物理性质
问题与讨论
含湿量与水蒸气分压的关系
将理想气状态方程：PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
代入含湿量定义式：
dM qM gP q28P q7 0.62P 2 q
M g M qP g 46 P g1
BP q
可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
实际计算中，在标况下，可近似取ρ=1.2Kg/m3
湿空气性质及焓湿图详解
7
1、1 湿空气的物理性质
4、含湿量d
基本定义：指1Kg干空气所含有的水蒸气质量，单位为 Kg/Kg·干空气或g/Kg·干空气。
即： d=mq/mg 式中 mq、mg — 分别为水蒸气和干空气的质量，Kg。
➢ 含湿量可以确切地表示空气中实际含有的水蒸气量的多少。 ➢ 空调中常用含湿量的变化来表示空气被加湿或减湿的程度。
湿空气性质及湿度图
22.4 273 t 18 273
H
H
(0.7731.244H ) 273 t 273
（4） 湿比热容 cH （ kJ/kg干空气C ）
c c c H 1.011.88H
H
a
V
ca： 干空气比热容，约1.01 kJ/kg干空气·C； cv： 水蒸汽比热容，约1.88kJ/kg干空气·C。
（3）绝热饱和过程中，气、液间的传递推动力由大变小，最终趋 于零；测量湿球温度时，稳定后的气、液间的传递推动力不变。
湿空气的四个温度t 、tw 、tas 、 td可用来确定空气状态。对于 一定状态的空气，它们之间的关系是：
不饱和空气： t > tas = tw > td 饱和空气： t = tas = tw =td
tt as
HH as
稳态下，以单位质量的干空气为基准， 对全塔作热量衡算得：
c ( t t ) ( H H )r
H
as
as
as
空气
tas、Has
r
t t as ( H H )
as
c
as
H
② 绝热饱和温度是状态函数
t、H
空气 补充水
tas f (t, H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
湿空气性质及湿度图中国空气湿度分布图空气湿度图全国空气湿度图空气湿度空气湿度多少合适空气相对湿度空气湿度查询上海空气湿度空气湿度计算
9.2 湿空气性质及湿度图
湿空气：含有湿分的空气，是常用的干燥介质， 且一般情况下可视为理想气体。
9.2.1 湿空气的状态参数
干燥过程中，干空气的质量不变，故干燥计算以单位质量干空 气为基准（干基）。 （1）湿度H（湿含量或绝对湿度 ）
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湿空气的性质及湿度图
一、 湿空气的性质
（一）湿度H 湿度又称湿含量，是湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量比。即
湿空气的性质及湿度图
湿度也可以理解成1kg的绝干空气对应的湿空气中水蒸气的质量。 常压下湿空气可视为理想气体，由道尔顿分压定律可知，混合气体 中各组分的摩尔比等于分压比，则式（9－1）可变为
显然，比热容仅是湿度的函数。
湿空气的性质及湿度图
（五）离心泵的工作原理
当湿空气的温度为t，湿度为H时，1kg绝干空气和Hkg水汽的焓 之和为湿空气的焓值，以IH表示，即
IH=Ig+HIw
（9－8）
式中IH——湿空气的焓，kJ/kg
Ig——绝干空气的焓，kJ/kg
Iw——水汽的焓，kJ/kg水汽。
湿空气的性质及湿度图
湿空气的性质及湿度图
（二）相对湿度
在一定总压下，湿空气中水汽分压pw与同温度水的饱和蒸气压ps 的百分比称为相对湿度百分数，简称为相对湿度，以φ表示，即
湿空气的性质及湿度图
湿度是湿空气含水量的绝对值，由湿度不能判别湿空气能否 作为干燥介质。相对湿度反映空气的不饱和程度，由其可判断湿 空气能否作为干燥介质。当pw=ps时，φ=1，表示湿空气被水汽 所饱和，称为饱和空气，饱和空气不能再吸收水分，因此不能作 为干燥介质；当pw=0时，φ=0，表示湿空气中不含水分，为绝干 空气，这时的空气具有最大的吸湿能力。所以相对湿度值越小， 表明该湿空气的不饱和程度越大，其干燥能力越强。
湿空气的性质及湿度图
（六）湿空气的温度
1. 干球温度
用普通温度计直接测得的湿空气的温度称 为湿空气的干球温度，简称温度，以t表示。它 是湿空气的真实温度。
湿空气的性质及湿度图
将式（9－4）代入式（9－2）可得H与φ的关系式为
由式（9－5）知，当压力一定时，湿空气的湿度是温度和 相对湿度的函数。
湿空气的性质及湿度图
思考题9-1
若已知空气的湿度H值，怎样计算1kg湿空气中绝干 空气的质量？
湿空气的性质及湿度图
（三）湿空气的比容
湿空气中，1 kg绝干空气与其所带的Hkg水汽的总体积称为湿空气 的
湿空气的性质及湿度图
解得φ=94.3% 水汽分压: pw=φps=0.943×4.2464=4.004kPa 比容:[HJ2.1mm] 由式（9-6）求比容，即
湿空气的性质及湿度图
比热容: 由式（9-7a）求比热容，即 cH=1.01+1.88H=1.01+1.88×0.0256=1.058kJ/(kg绝干气·℃) 焓: 用式（9-8a）求湿空气的焓，即 I=(1.01+1.88H)t+2490H =(1.01+1.88×0.0256)×30+2490×0.0256 =95.49 kJ/kg绝干气
湿空气的性质及湿度图
【例 9-1】
某常压空气的温度为30℃，湿度为0.0256kg/kg 绝干空 气，试求：
（1）湿空气的相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓； （2）湿空气的密度ρ； （3）若将上述空气在常压下加热到50℃，再求上述各性 质参数。
湿空气的性质及湿度图
解： （1）30 ℃时的性质 相对湿度: 由附录查得30℃时水的饱和蒸气压ps＝4.2464 kPa。用式（9-5） 求相对湿度，即
化工原理
湿空气的性质及湿度图
在对流干燥过程中，不饱和 湿空气既是载热体又是载湿体， 因而可通过空气的状态变化来理 解干燥过程的传热、传质特性， 为此，应先了解湿空气的性质。
湿空气是由绝干空气和水蒸气 组成的，干燥过程中湿空气中的水 分含量是不断变化的，但绝干空气 的量不变，故以1kg绝干空气作为 基准来研究湿空气的性质。
湿空气的性质及湿度图
（2）根据密度的定义得
相对湿度： 查出50 ℃时水蒸气的饱和蒸气压为12.340kPa。当空气被加热时， 湿度并没有变化，若总压恒定，则水汽的分压也将不变，故
湿空气的性质及湿度图
水汽分压： 因空气湿度没变，故水汽分压仍为4.004kPa 比容： 50 ℃时的比容为
湿空气的性质及湿度图
cg——绝干空气的比热容，kJ/（kg绝干空气·℃
cw——水汽的比热容，kJ/（kg水汽·℃）。
湿空气的性质及湿度图
在常用的温度范围内，cg、cw可按常数处理，cg=1.01kJ/（kg绝 干空气·℃），cw=1.88kJ/（kg水汽·℃）。将其代入式（9－7），得
cH=1.01+1.88H
(9－7a)
vH=1 kg绝干空气的体积+H kg 其中，1 kg绝干空气的体积为
湿空气的性质及湿度图
H kg水汽的体积为
湿空气的性质及湿度图
（四）湿空气的比热容
常压下，含1 kg绝干空气和含有H kg水汽的湿空气温度升高（或降 低）1 ℃
cH=cg+cwH
（9－7
式中cH——湿空气的比热容，kJ/（kg绝干空气·℃
比热容： 由式（9-7）知湿空气的比热容只是湿度的函数，因此，湿空气 被加热后，其比热容不变，为1.058kJ／(kg绝干空气·℃)。 焓： I=(1.01+1.88×0.0256)×50+2490×0.0256=116.7kJ/kg绝干 空气[HJ] 由上计算可看出，湿空气被加热后虽然湿度没有变化，但相对 湿度降低了，所以在干燥操作中，总是先将空气加热后再送入干燥 器内，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。
焓是相对值，计算时必须规定基准温度和基准状态，一般规定 0℃的绝干空气及0℃的液态水的焓值均为零，对于温度为t，湿度 为H的湿空气，其焓值包括由0℃的水变为0℃的水蒸气所需的热及 湿空气由升0℃温至t℃所需热量之和，即
IH=cHt+Hr0=(1.01+1.88H)t+2490H
（9－8a）
可以看出，湿空气的焓是温度和湿度的函数。
式中pw——水汽的分压，Pa或kPa； p——总压，Pa或kPa。
湿空气的性质及湿度图
由此看出，当总压一定时，湿空气的湿度是水汽分压的函数，当 湿空气中的水汽分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压时，空气达 到饱和，相应的湿度称为饱和湿度，以Hs表示，即
式中Hs——空气的饱和湿度，kg水汽/kg绝干空气； ps——空气温度下纯水的饱和蒸气压，Pa或kPa。