第二章湿空气与水蒸气
第2章 湿空气解读
绝热饱和器进口处的湿空气温度T1、水温Tw均可用温度 计测定；ha1、ha3、hv1可参照前节讨论的内容确定；饱 和水比焓h、水的汽化热r =(h“h )、d3都可据Tw确定 可确定进入绝热饱和器时的湿空气含湿量d1
2019/1/16 21
绝热饱和温度 Tw 是湿空气的一个状态参数。对于一 定的湿空气仅取决于湿空气的含湿量d 测定湿空气含湿量的简易方法是使用干 - 湿球温度计 测定其湿球温度Tw用以代替绝热饱和温度 Tw 干 干-湿球温度计由两支完全相同而又 湿 球 球 温 相互独立的普通温度计组成 温 度 度 计 计 干球温度计 —— 与普通温度计无异， 测得湿空气的真实温度温度t 湿球温度计 —— 感温球裹以纱布，纱 干-湿球温度计 布一端浸在水中，靠棉纱的毛细管吸 水作用使纱布保持着湿润状态
2019/1/16 11
⑵ 含湿量
含湿量(d)——湿空气中相应于1 kg 干空气所含有的水蒸气质量
mv d ma kg/kg（干空气） (a)
式中
mv ——m kg 湿空气中含有的水蒸气质量, kg； ma ——m kg湿空气中含有的干空气质量，kg m = mv + ma
mv v ； V v mv a ma
利用所获结果，绝热 饱和器的能量平衡式可 改写为
a (ha1 d1hv1 ) H1 m a (ha3 d 3 h" ) H3 m w m a ( d 3 d1 ) m w h' m a (d 3 d1 )h' H2 m
a (ha1 d1hv1 ) m a (d 3 d1 )h' m a (ha3 d 3 h") m ha1 d1hv1 d 3 h'd1h' ha3 d 3 h" (ha3 ha1 ) d 3 (h"h' ) d1 hv1 h'
(通风空调部分)第二章 湿空气的状态参数与处理
第二章湿空气的状态参数与焓湿图的应用在空调工程中，研究与改造的对象是空气环境，所使用的媒介物往往也是空气。
因而，首先需要对空气的物理性质有所了解。
在这一章里，讨论下述四个问题：（1）空气的组成和物理性质；（2）空气的状态参数；（3）焓湿图的绘制和应用；（4）几种典型的空气处理过程在焓湿图中的应用。
第一节湿空气的状态参数一、湿空气的组成在空调工程中，我们把空气看作是由干空气和水蒸气两部分所组成的混和物。
为什么要这样来划分呢？这是因为，在正常情况下，大气中干空气的组成比例基本上是不变的，如表2-1所示。
虽然在某些局部范围内，可能因为某些因素（如人的呼吸作用使氧气减少，二氧化碳的含量增加，或在生产过程中，产生了某些有害气体污染了空气），使空气的组成比例有所改变。
但这种改变可以认为对干空气的热工特性影响很小。
这样，在研究空气的物理性质时，可以把干空气作为一个整体来看待，以便分析讨论。
表2-1 空气的主要组成成分相对来说，湿空气中的水蒸气的数量很少，它来源于地球上的海洋、江河、湖泊表面水分的蒸发，各种生物的代谢过程，以及生产工艺过程。
在湿空气中，水蒸气所占的百分比是不固定的，常常随着海拔、地区、季节、气候、湿源等各种条件的变化而变化。
虽然湿空气中水蒸气的含量少，但它的变化对人们的影响却很大。
例如，在南方多雨地区，空气就比较潮湿，湿衣服就不容易干。
夏天，会感到身上的汗老不干，很不舒服。
而在北方的兰州，乌鲁木齐等地区，由于空气干燥，在同样的温度下，就要舒适的多。
空气中水蒸气的多少，除了对人们的日常生活有影响外，对工业生产也十分重要。
例如，在纺织车间，相对湿度小时，纱线变粗变脆，容易产生飞花和断头。
可是空气太潮湿也不行，纱线会粘结，不好加工。
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。
这也是把水蒸气专门划分出来的原因之一。
二、湿空气的状态参数湿空气的物理性质是由它的组成成分和所处的状态决定的。
第二章湿空气性质
湿空气的含湿量和相对湿度同为湿空气的 状态参数，但意义却不相同，相对湿度能够表 示空气的饱和程度，但不能表示水蒸气的含量； 相反，湿空气的含湿量它能表示水蒸气的含量，
却不能够表示空气饱和程度。
Pqb d 0.622 0.622 B Pq B Pqb
Pq
7.湿空气的露点温度 饱和空气的水蒸气分压力决定于空气 的温度。空气的温度愈高，相应的 Pqb 愈 大。因此，当空气的温度改变时，随着Pqb 值的变化，饱和空气和未饱和空气两种状态 是可以相互转化的。在不改变空气压力和含 湿量的前提下，若将水蒸气分压力为Pq的未 饱和空气进行冷却，使其温度由原来的t降 低到tl，若对应于tl的Pqb值恰与Pq值相等， 则φ＝100％，该未饱和空气就变成了饱和 空气。在含湿量不变的条件下，使未饱和空 气达到饱和状态的温度为露点温度
2.8 测得空调房间的干球温度、湿球温度和大气压力后， 应怎样计算该房间空气的含湿量、相对湿度和焓?
第二章 习
题
2.1 试 求 t=26℃ 时 干 空 气 的 密 度 。 当 地 大 气 压 力 B=101325Pa。 2.2 已知空气温度t=-10℃，大气压力B=101325Pa，相 对湿度φ=70%。试比较干空气和湿空气的密度。 2.3 已知房间内空气温度t=20℃，相对湿度φ=50%，所 在地区大气压力B=101325Pa，试计算空气的含湿量。 2.4 某地大气压力B=101325Pa。测得当时空气温度 t=30℃，相对湿度φ=80%。试计算该空气的含湿量。若 空气达到饱和状态（φ=100%），试计算该空气的饱和 含湿量、焓和密度。
§2.2 湿空气的焓湿图及其应用
2.2.1 湿空气的焓湿图（h-d）
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。
第二章(2)湿空气
⑤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； ⑥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）湿度——含湿量d ，在湿空气中与1kg干空气同时并 存的水蒸汽量。 相对湿度Φ，空气中水蒸汽分压力Pq和同温度下饱和水 蒸汽分压力Pq,b之比。
h 1
100%
取Δd＝5 g/kg(a)
4000
d
从未饱和到饱和的途径
1。等湿降温（干式冷却）： 1→ 2
2。等焓加湿（向空气喷水）： 1→3 3。等温加湿（向空气蒸汽）： 1→4
2
h
1
4 t 3
ts
tL
φ ﹤1, t>ts>tL
1
t = tS= tL
焓湿图的应用：
1。查已知空气的状态参数（在确定大气压的 情况下，已知两个参数） 已知：Φ=60﹪，h=70kj/kg,求该空气的温度，湿球温 度和露点温度。
四.湿空气的焓 以单位质量干空气为基准，含1kg干空气dkg水蒸气的湿空气 的焓为：
H ma ha mv hv h ha d hv ma ma
干空气的焓
工程上，取0oC时 饱和水的焓 干空气的焓 因此温度t下 水蒸气的焓
kJ/kg干空气
ha=0 hv=0
ha c pt 1.005t
§2-1
湿空气的性质
一。湿空气的组成 湿空气＝（干空气＋水蒸气） 分压低,但对生产、 舒适影响很大
温度， 体积相 同
理想混合气体
p pa pv
湿空气与一般理想混合气体的最大区别
水蒸气的含量是变量!!
ห้องสมุดไป่ตู้
湿空气
湿空气
含有水蒸气的空气称为湿空气。
大气中永远包含一定量的水蒸气，绝对干的空气在自然界中是不存在的，在空调系统中将干空气看作一个整体，湿空气=干空气+水蒸气。
湿空气是干空气和水蒸气组成的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力Pg与水蒸气的分压力Pzq之和。
（1）饱和空气。
湿空气中水蒸气分压力有一个最大值，这个最大值就称为该温度下的饱和水蒸气分压力Pbh在大气中，如从水蒸发为汽的数量与空气中水蒸气凝结为水的数量相等，此时大气中所含的水蒸气数量达到最大限度，即水蒸气处于饱和状态。
这种湿空气就是干空气和饱和水蒸气的混合物，称为饱和空气。
（2）未饱和空气。
湿空气中水蒸气的分压力低于其相同温度下的饱和空气水蒸气的分压力，这时的水蒸气处于过热状态，这种湿空气就是干空气和过热水蒸气的混合物，称为未饱和空气。
由此可见，在一定温度条件下，湿空气中水蒸气分压力的大小是衡量水蒸气含量即空气干燥或潮湿的指标。
温度越高，水蒸气的分压力就越大。
水蒸气与湿空气
气体：远离液态，一般可作为理想 气体处 理，如空气、燃气。
蒸气：靠近液态，一般不能作为理想气体处 理，如水蒸气、氨蒸气等 。
水蒸气来源丰富，耗资少，无毒无味，比热容大，传热好， 有良好的膨胀和载热性能，是热工技术上应用最广泛的工质。
1
5－1 水蒸气的产生过程
蒸气是由液体汽化而产生的。
液体汽化
8
水蒸气的焓熵图
C 临界点 CA下界线 CB上界线
定压线 定容线 定温线 定干度线 湿蒸汽区的定压 线就是定温线。
t tsБайду номын сангаас
湿饱和蒸气（湿蒸气）的干度x
x mv
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量
mw mv
mw-湿蒸气中饱和水的质量
3
水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示：
临界状态 水的临界状态 pcr 22.064 MPa
tcr 373.99C vcr 0.003106m3 / kg
湿蒸汽的状态参数
1kg 湿蒸汽是由x kg干蒸汽和（1－x）kg饱和水混合而成，
vx xv 1 xv v xv v
hx xh 1 xh h xh h 注意单位 sx xs 1 x s s xs s
临界点 饱和蒸汽线 饱和水线
1点
2线
3区 5态
273.16K
4
5-2 水蒸气的状态参数
一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差别很大 ,为了便于 工程计算，将不同温度和不压力下的未饱和水、饱和水、干 饱和蒸汽和过热蒸汽的状态参数列成表或绘成线算图。 饱和水与饱和蒸气表 分为以温度为序（附录表5）和以压力为序（表6）两种。
5
6
第二章：湿空气的焓湿学基础
B Pq,b
1 Pq,b / B
❖等温、等下：
B↑/↓→d↓/↑→
修改坐标分度值
§2.3 焓湿图的应用
❖混合状态的作图求解 方法
关键：相似三角形原理
混合点一定是在两点的连线上
A + B = 总量
IF: 新风：B 回风：A
新风比: m=GB/(GA+GB)=AC/AB
A
B 物质量
❖简便准确的ε线 制图方法
§2.1 湿空气的组成和状态参数
§2.1.2 湿空气的状态参数
5.相对湿度
指在某一温度下，空气的水蒸气分压力与同温度下饱和湿 空气的水蒸气分压力的比值
pq 100%
pq,b 相对湿度与含湿量两者意义有何不同？ 两者关系如下
d 0.622 pq,b pa pq,b
pq d ( pa pq ) 100% d 100%
§2.1.2 湿空气的状态参数
பைடு நூலகம்
3.密度
湿空气的密度等于干空气的密度和水蒸气的密度之和
g q
精确计算湿空气密度可用下式
s
pa (1 d ) 461(273 .15 t)(0.622
d)
工程上一般用干空气密度代替湿空气密度，公式为
o
0.003484pa 273.15 t
在标准大气压下，干空气密度为1.205kg/m3，干空气的密
c c 式中： p,g ---干空气的比定压热容，常温下 p,g=1.005KJ/(kg.K),近似
取 1或1.01；
c c p,q ---水蒸气的比定压热容，常温下 p,q =1.84KJ/(kg.K)；
2500 --- 0℃时的水的汽化潜热（KJ/Kg）。
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湿空气是绝干空气和水气的混合物。
对流干燥操作中，常采用一定温度的不饱和空气作为干燥介质，因此首先讨论湿空气的性质。
由于在干燥过程中，湿空气中水气的含量不断增加，而绝干空气质量不变，因此湿空气的许多相关性质常以1kg 绝干空气为基准。
7-2-1 湿空气的性质一、湿空气中水分含量的表示方法1．水气分压p 干燥操作压力一定时，湿空气的总压p t 与水气分压p 和绝干空气分压p g 关系如下：p t = p + p g当操作压力较低时，可将湿空气视为理想气体，根据道尔顿分压定律： gV g n n p p = （7-1） 式中 n V ——湿空气中水气的摩尔数；n g ——湿空气中绝干空气的摩尔数。
2．湿度H 又称湿含量，其定义为单位质量绝干空气所带有的水气质量，即 gV g g V V n n .M n M n H 6220===量湿空气中绝干空气的质湿空气中水气的质量 （7-2）式中 H ——湿空气的湿度，kg 水气/kg 绝干空气；M v ——水气的摩尔质量，kg/kmol ；M g ——绝干空气的摩尔质量，kg/kmol 。
常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律： pp p H t -=622.0 （7-3）可见湿度是总压p t 和水气分压p 的函数。
当空气中的水气分压等于同温度下水的饱和蒸气压p s 时，表明湿空气呈饱和状态，此时湿空气的湿度称为饱和湿度H s ，即 st s s p p p .H -=6220 （7-4） 式中 H s ——湿空气的饱和湿度，kg 水气/kg 绝干空气；p s ——空气温度下水的饱和蒸气压，kPa 或Pa 。
3．相对湿度ϕ 在一定温度和总压下，湿空气中的水气分压p 与同温度下水的饱和蒸气压p s 之比的百分数，称为相对湿度，以ϕ表示： %p p s100⨯=ϕ （7-5）当p =0时，ϕ=0，此时湿空气中不含水分，为绝干空气；当p =p s 时，ϕ=1，此时湿空气为饱和空气，水气分压达到最高值，这种湿空气不能用作干燥介质。
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。
化工单元操作：湿空气性质
式中：gc ——干空气的平均等压比热容，()K kg kJ ⋅干空气/；v c ——水汽的平均等压比热容，()K kg kJ ⋅水蒸汽/。
在工程计算中，常取gc 和v c 为常数，即g c ＝1.01()K kg kJ ⋅干空气/，v c ＝1.88()K kg kJ ⋅水蒸汽/，所以，湿空气的比热容为H c ＝1.01＋1.88H [()K kg kJ ⋅干空气/] （8a）即湿空气的比热容只随空气的湿度H 而变化。
6．湿空气的焓I指以1kg 干空气为计算基准的湿空气的焓，即为1kg 干空气的焓与其所带的 Hkg 水汽的焓之和，其单位为kJ／kg 干空气，即g v I I HI =+ （9） 式中：gI ——干空气的焓，()K kg kJ ⋅干空气/；v I ——水汽的焓，()K kg kJ ⋅水蒸汽/。
通常规定0℃时干空气及液态水的焓为零，于是 tc I g g =t c r I v v +=0式中：0r ——0℃时水的汽化潜热，0r =2492kJ／kg。
于是()Hr t H c c I v g 0++=()()干空气kg kJ H t H /249288.101.1++= （9a）由式（4－9a）可知，湿空气的焓值随空气的温度t、湿度H 而变化。
7．湿空气的温度（1）湿空气的干球温度t。
简称温度，是指湿空气的真实温度，可直接用普通温度计测量。
（2）湿空气的露点d t 。
不饱和湿空气在总压力和湿度H 不变的情况下进行冷却、降温，直到达到饱和状态时的温度称为该空气的露点d t 。
此时湿空气的湿度H 就是其露点d t 下的饱和湿度S H ，即H＝S H ，相对湿度ϕ＝100%。
可见，一定总压力下，空气的湿度H（或水蒸气分压w p ）越大，则露点d t 就越高。
只要测出露点温度d t ，便可查得此温度下对应的饱和蒸汽压s p ，从而根据式（4）求得空气的湿度H。
这是露点法测定空气湿度的依据。
湿空气基本知识2
小测验:利用焓-湿图填充下表的空格
干球 温度 60 40 20 湿球 相对湿 湿含量 温度 度 35 25 75 焓 水汽分 压 露点
0.04
30
188
4
8.2.3 湿空气的基本状态变化过程
（1） 间壁式加热和冷却
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。 I tB B A tA B
对空气－水蒸气系统 ，干球温度、绝热饱和温度（或湿 球温度）及露点之间的关系为：
对于不饱和湿空气： t>tas（或tw）>td
对于饱和的湿空气： t＝ tas（或tw）
＝td
8.2 湿空气的湿度图及使用方法
8.2 .1 湿空气的湿度图 在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值H为纵坐标，湿 度rm为横坐标的焓湿图，即I-H图。 图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和湿度Ｈ的 湿空气状态。
塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：
I1 (cg Hcv )t Hr0
0 0
I 2 (cg H as cv )t as H as r0
湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：I1=I2 由于Ｈ和Ｈas值与l相比皆为一很小的数值，故可视为CH 、 CHas不随湿度而变，即CH=CHas 。则有
当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。 当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。
相对湿度和绝对湿度的关系
相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用
于判定该湿空气能否作为干燥介质，φ值与越小，则吸湿
能力越大。
绝对湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿
空气的吸湿能力。 在一定总压和温度下，两者之间的关系为
第二章湿空气与水蒸气
空气中水蒸气含量越多，其分压力也越大。 因此，水蒸气分压力的大小直接反映空气中水 蒸气数量的多少，它是衡量空气湿度的一个指标。 对一定温度的空气，其水蒸气分压力有一个最 大限量，达到最大限量的空气称饱和空气，未达到 最大限量的空气称未饱和空气。 温度越高，饱和压力越大。Pq ,b 是t的单值函 数，即湿空气内饱和水蒸气压力与温度有一一 对应的关系。
2.1.4.3 空气的湿度类参数 1、绝对湿度 q
1 m 湿空气中含有的水蒸气的质量（以 克计）
3
q
mq Vq
1000 2.17
Pq T
q为绝对湿度，g / m3
mq为湿空气中含有的水蒸 气质量，kg Vq为水蒸气的体积 ，m
3
Pq为水蒸气的分压力 ，Pa ( N / m 2 ) T为气体的热力学温度 ，K
2 2 a
a
1.求空气的相对湿度
p ' q .b 0.00065(t t s ) B p q .b 63.35%
p ' q .b — 湿球温度t s 所对应的饱和水蒸气分 压力
可见：知三（独立参数，含大气压力），可 得全部
2.2
湿空气的焓湿图及其应用
为了简化计算，在工程技术上绘制了 在一定大气压力下，湿空气各种状态 参数相互关系的线算图——焓湿图
2.2.2 焓湿图的应用
2.2.2.1 确定空气的状态及查找参数
知三（含大气压力B在内的独立参数），可得全部。
2.2.2.2 表示空气状态变化过程
(1) 加热过程
A—B: △t>0, △i>0, △d=0 处理设备：(电)空气加热器
(2) 冷却过程
干冷A—C: △t<0, △i<0, △d=0
《空调工程(第3版)》第二章课后习题答案
第2章湿空气的焓湿学基础1. 夏季的大气压力一般比冬季的要低，为什么？答：根据空气密度计算方法，冬季环境温度降低，空气密度增大，单位面积上承受的空气柱重量增加，气压增大。
故夏季大气压力一般比冬季的低。
2. 湿空气的水蒸气分压力和水蒸气饱和分压力有什么区别？它们是否受大气压影响？答：湿空气中水蒸气分压力是指在某一温度下，水蒸气独占湿空气体积时所产生的压力。
水蒸气分压力的大小反映了空气中水蒸气含量的多少。
当空气中水蒸气的含量超过某一限量时，多余的水气会以水珠形式析出，此时水蒸气处于饱和状态。
我们将干空气和饱和水蒸气的混合物称为饱和湿空气，相应于饱和状态下的水蒸气分压力，称为该温度时的饱和分压力。
湿空气的水蒸气饱和分压力由湿空气的温度决定，与大气压无关；湿空气的水蒸气分压力与大气压力有关。
3. 绝对湿度、相对湿度和含湿量的物理意义有什么不同？为什么要用这三种不同的湿度来表示空气的含湿情况？它们之间有什么关系？答：湿空气的绝对湿度是指每立方米湿空气中所有水蒸气的质量。
相对湿度是在某一温度下，空气的水蒸气分压力和同温度下饱和湿空气的水蒸气分压力比值。
含湿量是指对应于1kg干空气的湿空气中所含有的水蒸气量。
绝对湿度即湿空气中水蒸气的密度。
考虑到在近似等压的条件下, 湿空气体积随温度变化而改变, 而空调过程经常涉及湿空气的温度变化, 因此采用绝对湿度作为衡量湿空气含有水蒸气量的参数会给实际计算带来诸多不便。
因此, 空调中常用含湿量代替绝对湿度来确切表示湿空气中水蒸气的绝对含量。
相对湿度和含湿量都是表示湿空气中所含水蒸气多少的参数，但两者意义不同；相对湿度表示湿空气接近饱和的程度，却不能表示水蒸气的具体含量；含湿量可以表示水蒸气的具体含量，但不能表示湿空气接近饱和的程度。
含湿量和相对湿度满足以下关系。
4. 试分析人在冬季的室外呼吸时，为什么看得见是白色的？冬季室内供暖时，为什么嫌空气干燥？答：人呼出的气体中含有水蒸气。
空气调节_02_第二讲湿空气的物理性质与焓湿图
40
ic
id tD
D C
100%
B
A
d
过饱和区空气状态变化过程图
41
5、焓湿图的应用：不同状态空气的混合
A
d
d 4.19 tc C'
减少焓
C B
进入结雾区 如何变化？
42
中、俄使用的i-d图
C
60 1000 2000 3000 4000 5000 6000
RH=20%
50 RH=40% 40 RH=60% 30 RH=80% RH=100%
27
其中经验式 A=f (V)
绝热加湿小室
稳定流动能量方程式
i1 [(d2 d1 )]iw i2
t1, d1 i1
P
P
t2, d2 i2
tw
28
=0
ts 0
= 4.19ts
100%
ts 0
ts 0
= 4.19ts 0
i const
4.19 （ts）
湿空气 状态变化 过程
等焓减湿过程
31
湿空气的加热过程 A B 湿空气的冷却过程 A C 等焓加湿过程 A E 等焓减湿过程 A D
多 变 过 程
等温加湿过程
D
B Ⅱ Ⅲ A Ⅳ C E Ⅰ F
G
A F
冷却干燥过程
32
A G
变化过程的特征表
i-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征
18
热湿比线（？）
2 65 60 55 50
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
湿空气的性质与湿度图湿气体=绝干气体湿份蒸汽
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。 ⑵比体积
H 0.772 1.244 0.0147
100% 88.8% 查得30℃时水的饱和蒸气压ps=4.242kPa，故 W 100% ps 4.242 露点td 因pW=pd=3.768kPa，查水的饱和蒸气压表，得饱和温度27.5℃，此温度即为露点
绝热饱和温度tas和湿球温度tW (对空气而言，两者近似相等)
因为Has与tas有关，故需试差。又td≤tas≤t，故设tas的初始值为
pw 100% ps
值越低，空气偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大； =100% 时，p=ps，空气被湿份蒸汽所饱和，不能再吸湿
对于空气-水系统：
H 0.622
ps P ps
湿份为水时，可按下式由系统温度 t 计算饱和蒸汽压
2 3991.11 ps exp 18.5916 15 t 233.84
⑷焓
I=(1.01+1.88×0.0147)×50+2490×0.0147=88.48 kJ/kg绝干气 湿空气被加热后湿度没变化，但温度增高，焓值加大。
空气的湿球温度
湿球温度的测定
当热、质传递达平衡时，空气对水的 供热速率恰等于水汽化的需热速率时
定义式 t tw
tw t
kH
rw ( H w H )
C H 1.01 1.88 H
湿焓iH 或干基湿焓 (kJ/kg绝干气体)
通风与空调第二章计算题详解
计算题详解：2-4 已知某一状态湿空气的温度为30℃，相对湿度为50％，当地大气压力为101325Pa ，试求该状态湿空气的密度、含湿量、水蒸气分压力和露点温度。
【解】 由t ＝30℃、ϕ＝50％在d h -图上确定出状态点A ，则：含湿量：d ＝13.3g/kg(a)；水蒸气分压力：v p ＝2135Pa ；露点温度：d t ＝18.6℃ 密度： Tp .T B.v 001340003490-=ρ =+⨯-+⨯=30273213500134030273101325003490.. 1.158 kg/m 32-5 已知某房间体积为100m 3，室内温度为20℃，压力为101325Pa ，现测得水蒸气分压力为1600Pa ，试求：（1）相对湿度和含湿量；（2）房间中湿空气、干空气和水蒸气的质量；（3）空气的露点温度。
【解】 （1）由t ＝20℃、v p ＝1600 Pa 在d h -图上确定出室内空气的状态点，查得：相对湿度：ϕ＝70％，含湿量：d ＝10.1g/kg(a)，空气的露点温度：d t ＝14.2℃。
（2）计算湿空气、干空气和水蒸气的质量 1）湿空气的密度为Tp .T B.v 001340003490-=ρ =+⨯-+⨯=20273160000134020273101325003490.. 1.20 kg/m 3湿空气的质量为： 120100201=⨯=ρ=.V m kg 2）干空气的质量： 811811010112010133dry ..d m m =⨯+=+=--kg3）水蒸气的质量： 218118120dry v ..m m m =-=-=kg2-6 100kg 温度为22℃、含湿量为5.5g/kg(a)的空气中加入1kg 的水蒸气，试求加湿后空气的含湿量、相对湿度和焓。
设当地大气压力为101325Pa 。
【解】 （1）加入1kg 水蒸气的过程为等温加湿过程，加湿前后空气中含湿量的变化为：010105510010010133..d =⨯⨯-⨯=∆- g/kg(a) （2）加湿后含湿量为： 515010552...d =+= g/kg(a)由2212==t t ℃和5152.d = g/kg(a)在d h -图上确定出状态点2，则： 加湿后相对湿度为：952=ϕ％；加湿后焓为：622=h kJ/kg(a)。
第二章 湿空气的物理性质及焓熵图
V m
1
m P V RT
• 在标准条件下（干空气的密度，压力为101325Pa，温度为20℃， 即293.15K时），湿空气的密度则取决于Pq值的大小。
2.1 湿空气的物理性质
湿空气的主要参数及其确定法 • 湿空气的密度等于干空气密度与水蒸汽密度之和。
g q
Pg RgT Pq RqT P Pq RgT Pq RqT 1 P 1 P 1 1 1 q P Rg Pq R R RgT T Rg Rq RgT q g 0.0034842 P 0.37814Pq , kg / m3 T
d 0.622
Pqb P Pqb
2.2 湿空气的焓湿图
水蒸汽分压力线
Pq Pd 0.622 d
• 当大气压力P一定时，水蒸汽分压力Pq 就是含湿量d的单值函数， 给定不同的d值，即可求得对应的Pq值。在i-d图上，取一横坐 标表示水蒸汽分压力值，则如图2-2所示。
2.2 湿空气的焓湿图
• 由于 值相对于 值而言数值较小，因此，湿空气的密度比干 空气密度小，在实际计算时可近似取 ＝1.2kｇ／m3。 • 湿空气密度是一个与温度和水蒸气分压力有关的物理量，当温 度、压力不变时，湿空气的密度小于干空气的密度，湿空气比 干空气轻，湿空气的密度随着水蒸气分压力的增大而减小。
q g
2.1 湿空气的物理性质
• 湿空气的含湿量d：拥有1kg干空气的湿空气中所拥有的
水蒸汽的质量。
d
mq mg
q g
Pq
Rg Pq Rq Pg
0.622
Pq Pg
d 0.622
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2.1.4.2 空气的温度类参数
1、干球温度 表示用t或tg ，单位为℃
2、湿球温度 湿球温度是空气的一个状态参数
表示用ts ，单位为℃,由湿球温度计测得
3、露点温度 露点温度的概念——当空气在含湿量不变的情 况下进行冷却达到饱和状态时，这一点的温度 就是空气的露点温度。
2.1.4.4 空气的能量参数
焓（含热量）：即比焓或质量焓，是物质本 身所包含的内部能量，用i表示，单位 kJ / kg干
内含1kg干空气为单位的湿空气所含的热量 称为湿空气的焓。
湿空气的含热量等于湿空气中干空气的含热
量i g
与水蒸气的含热量
i q
之和。
以0℃的干空气和0℃的水的焓值为0作为基 准，则空气的焓为：
当空气状态发生变化时，只要空气中水蒸气分 压力不变，空气的含湿量也是不变的，因此可 方便地度量空气中水蒸气的含量。
饱和含湿量：即饱和空气的含湿量，此量与温 度相关，空气的温度越高，空气达到饱和状态 时能容纳的水蒸气量越多，Biblioteka 饱和含湿量越大。3、相对湿度
定义：空气的绝对湿度与同温度饱和状态下的绝
对湿度之比
绝对压力＝当地大气压力＋工作压力 注意：绝对压力才是空气的状态参数
2、 水蒸气分压力
水蒸气分压力：空气中的水蒸气单独占有 空气的体积，并具有与空气相同的温度时 所具有的压力，通常用 pq 表示，单位为 Pa。
干空气分压力：空气中的干空气单独占有 空气的体积，并具有与空气相同的温度时 所具有的压力，通常用 pg 表示，单位为 Pa。
i
ig
d 1000
iq
i —含有1kg干空气的空气的焓，单位为 kJ / kg干 ig —1kg干空气的焓，单位为 kJ / kg干 d —含湿量，单位为 g / kg干 iq —1kg水蒸气的焓，单位为 kJ / kg干
i
ig
d 1000
iq
i c t 1.01t
g
p
式中c 1.01kJ / kg ℃— 干空气的定压比热； p
表示用t L ,单位为℃
2.1.4.3 空气的湿度类参数
1、绝对湿度 q
1 m3湿空气中含有的水蒸气的质量（以
克计）
q
mq Vq
1000
2.17
Pq T
为绝对湿度，g
q
/ m3
mq为湿空气中含有的水蒸气质量，kg
Vq为水蒸气的体积，m 3
Pq为水蒸气的分压力，Pa (N / m2 )
T为气体的热力学温度，K
2.1.4.1 空气的压力类参数
1、大气压力与空气的绝对压力
大气压力：地球表面单位面积上所受到大 气的压力称为大气压力或大气压，用 B 表 示,单位为帕斯卡（Pa） 工作压力：用弹簧压力表等仪表测得的空 气压力值。工作压力大于0，称为表 压力；若小于0，其绝对值称为真空度。
工作压力与绝对压力的关系：
第2章 湿空气与水蒸气
湿空气的组成和物理性质 水蒸气的性质 湿空气的焓湿图及其应用 温湿度及微风速的测量
2.1 湿空气的组成和物理性质
2.1.1 湿空气的组成
质量比：氮气占75.55％；氧气占23.10％； 体积比：氮气占78.13％；氧气约占20.90％；
其他（一氧化碳，二氧化碳及惰性气体）约 占1％
潮湿程度产生的重要影响
空气中水蒸气的来源： 水源（海洋、湖泊、江河……） 影响空气水蒸气量的因素： 自然环境、气象条件、湿源（如餐厅中的 西餐厅与火锅城……） 空气中水蒸气量的变化对空气的干燥和
潮湿程度产生的重要影响 人体舒适感、产品质量、生产工艺过程、 设备锈蚀、空调处理的能耗
2.1.4 湿空气的物理性质
q 100%
q.b
或：空气中的水蒸气分压力与相同温度下的饱和
空气的水蒸气分压力之比，即
Pq 100%
Pq.b
还可近似地认为：
dq 100%
d q.b
相对湿度可以直观的反映空气中水蒸气接近饱和 的程度。此值为0，则为干空气；此值为100％， 则是饱和空气。
在含湿量一定的情况下，相对湿度小，说明空气 饱和程度小，吸收水蒸气的能力强；相对湿度为 100%时，指的是饱和空气，完全没有吸湿能力。
基本特征：
①在常温常压下不发生相变
②组成成分及比例不变
③不可压缩
在空气处理过程中，水蒸气含量变化较 大，而干空气的成分和数量却保持相对稳 定，可以作为一个整体来对待。
2.1.3 空气中的水蒸气及其影响
水蒸气按质量比约占0.01%~0.4%
空气中水蒸气的来源 影响空气水蒸气量的因素 空气中水蒸气量的变化对空气的干燥和
空气的物理性质参数包括： 压力类 温度类 湿度类 能量类
2.1.4.1 空气的压力类参数
空调压力概念在以下四个方面的应用： ✓ 某些空调房间空气压力必须比另一些房间（散 发污染源）的空气压力高 ✓ 空气潮湿状态程度可以用水蒸气分压力来定义 ✓ 不同的大气压力条件，空气的性质不一样，需 查阅不同的焓湿图 ✓ 在设计风管的过程中，要用到空气全压、静压、 动压的概念。所有风机盘管和风机都要用到出 口全压这个选型参数
2、含湿量
定义：内含1kg干空气的湿空气中含有 的水蒸气的质量（以克计），即
d mq 1000 mg
式中d ——含湿量，单位为g/kg干； mq ——空气中所含水蒸气的质量，
单位为kg； mg ——空气中所含干空气的质量，
单位为kg干。
d 622 Pq B Pq
当大气压力一定时，含湿量仅与水蒸气分压力 有关，水蒸气分压力大，含湿量也越大。
这种具有一定比例，不含水蒸气的空气称为 干空气。 水蒸气按质量比约占0.01%~0.4%
空调技术中： 湿空气＝干空气＋水蒸气
即将水蒸气作为一独立的成分进行研 究，这一点非常重要。 在空气调节工程中常需要人为地改变空气 中水蒸气的含量，对空气进行加湿或去湿 处理。
2.1.2 干空气
干空气指除水蒸气以外的那部分空气。
根据道尔顿分压力定律： B pg pq
空气中水蒸气含量越多，其分压力也越大。 因此，水蒸气分压力的大小直接反映空气中水 蒸气数量的多少，它是衡量空气湿度的一个指标。 对一定温度的空气，其水蒸气分压力有一个最 大限量，达到最大限量的空气称饱和空气，未达到 最大限量的空气称未饱和空气。
温度越高，饱和压力越大。P 是t的单值函 q ,b