04- 湿空气热力学
工程热力学课件第十三章湿空气
湿空气的定义
湿空气是指在常温常压下，空气中同时存在有水蒸气和其他气体组分的混合 物。
湿空气中的气体成分
湿空气除了包含水蒸气外，还含有氮、氧、和其他微量气体，其中氮和氧源自主要成分。湿空气的状态参数
湿空气的状态可以通过温度、压力、相对湿度、绝对湿度和混合比等参数来描述。
相对湿度的概念及计算公式
相对湿度是指单位体积内的水蒸气含量与该温度下饱和水蒸气含量之比。
绝对湿度的概念及计算公式
绝对湿度是指单位体积内包含的水蒸气的质量。
混合比的概念及计算公式
混合比是指单位质量空气中所含有的水蒸气的质量。
湿空气的三种状态
湿空气可以处于干燥状态、湿度适中的状态或是饱和状态，这取决于相对湿度的不同。
饱和状态下的湿空气
饱和状态下的湿空气中，空气中的水分已经达到最大溶解量。
工程热力学与传热学湿空气
水蒸气的扩散
水蒸气在湿空气中的扩散系数较小， 扩散速度较慢，但水蒸气分子间的相 互作用较强。
湿空气的化学反应传质
化学反应传质
01
当湿空气中的物质与其他物质发生化学反应时，物质会发生转
移和变化。
化学反应速率
02
化学反应速率取决于反应物质的浓度、温度和催化剂等因素。
化学反应传质的控制因素
03
化学反应传质通常受到反应动力学和传递过程的控制，需要综
04
湿空气的传热过程
传热的基本概念
热传导
通过物体内部微观粒子的相互作用，将热量从高温区 域传递到低温区域的过程。
对流传热
由于流体运动产生的热量传递现象，包括自然对流和 强制对流。
辐射传热
通过电磁波传递能量的过程，不受物体间相对位置的 影响。
湿空气的传导传热
湿空气的导热系数
湿空气的导热系数随温度 和湿度的变化而变化，是 影响湿空气传导传热的重
目的
热力学的目的是为了揭示热现象的本 质和规律，为能源利用、工程设计和 环境保护等领域提供理论基础和应用 指导。
热力学第一定律
定义
热力学第一定律即能量守恒定律，它 指出能量不能凭空产生也不能凭空消 失，只能从一种形式转化为另一种形 式。
应用
在工程领域中，热力学第一定律用于 分析能量转换和传递过程，如燃烧、 热传导、对流和辐射等，以及评估设 备的效率。
合考虑化学反应和物质传递两个方面的因素。
06
湿空气在工程中的应用
空调系统中的湿空气处理
湿空气调节
在空调系统中，湿空气的处理是至关重要的，需要控制湿度以提 供舒适的室内环境。
除湿和加湿
空调系统中的湿空气处理还包括除湿和加湿，以适应不同的湿度 需求。
工程热力学与传热学_湿空气
二、饱和湿空气、未饱和湿空气和 露点
湿空气的分类：按照湿空气中的水蒸汽所处状态不同可 分为： 饱和湿空气：由干空气和饱和水蒸汽组成的湿空气 。此时Pw=Ps（湿空气温度所对应的饱和压力）。 未饱和湿空气：由干空气和过热水蒸汽组成的湿空 气。此时Pw<Ps ，湿空气中的水蒸汽处于过热状态，湿 空气的温度不变，水蒸汽含量可增加，湿空气具有吸湿 能力，故称为未饱和湿空气。
mw mw d kg / kg 1000 g / kg mA mA
含湿量不是以1kg湿空气为计算的基准,而是 以1kg干空气作为计算的基准的。 含湿量ｄ理解为与1kg干空气相混合的水蒸汽 质量。
由于湿空气可视为理想气体,对水蒸汽和干空气分别有
mw R w pw d 1000 1000 mA R A pA
例8-3
课后作业
• 思考题7 • 练习题1
湿空气的比焓：含有1kg干空气的湿空气的焓， 它等于1kg干空气的焓和0.001d kg水蒸汽的焓 之和。单位： kJ/kg
h hA 0.001 dhw
工程上，取0oC时
干空气的焓 hA=0
饱和水的焓 hw=0
c p 1.005kJ/(kg K )
干空气的焓 hA c p t 1.005t 温度t下
干空气平均比定压热容
水蒸气的焓
hw 2501 1.85t 2501 kJ / kg 0℃水蒸气汽化潜热
水蒸气平均比定压热容 c p 1.85kJ/(kg K )
以1kg干空气为基准的湿空气的比焓为
h 1.005t 0.001 d (2501 1.85t ) kJ / kg
pw 622 pA pw 622 pb pw
ps 622 pb ps
湿空气热力学参数：比焓值、空气密度
将湿空气近似地看作理想气体，则可用理想气体的状态方程式来表示干空气和水蒸气的主要状态参数，即PV=mRT 。
[1]在进行空气处理过程分析时，常用的湿空气参数有四个：温度（t ）、比焓（h）、含湿量（d ）和相对湿度（φ）。
湿空气还具有一定的压力p （大气压）。
正如湿空气由干空气和水蒸气两部分组成一样，压力p 也由两部分组成：干空气的分压力p 和水蒸气p 的分压力，即p=p +p 。
（1）含湿量d含湿量是指每千克干空气中所含的水蒸气量，单位为kg/kg （a ），含湿量d 的计算式如下：（2）比焓h比焓是用来表示物质系统能量状态的一个参数，热力过程比焓的变化△h 等于定压比热Cp 乘以温度差△t ，即△h=Cp·△t 。
干空气的定压比热Cp·a=1.006 kJ/(kg·℃)，水蒸气的定压比热Cp·v=1.86 kJ/(kg·℃)。
湿空气的比焓一般是以1kg 干空气作为基数进行计算的，伴随着1kg 干空气的还有d kg 水蒸气，如果取0℃的干空气和0℃水的比焓为零，则包含1kg 干空气的湿空气的焓应是：式中，2501kJ/kg 是每千克0℃的水变成0℃的水蒸气所需要的汽化潜热。
（3）相对湿度φ水蒸气分压力p 有一个最大值，称为水蒸气饱和分压力，p 表示。
它是一个与温度有关的数值，随温度的升高而增加。
P 与p 之间的关系反映了湿空气的饱和程度，二者之间的比值称为相对湿度φ。
（4）湿空气的密度ρ湿空气的密度等于干空气的密度ρ与水蒸气的密度ρ之和，即：由于水蒸气的密度较小，所以，在标准条件下(p= 101.325 kPa, T= 293K) ，干空气与湿空气的密度相差较小，在工程上，取p= 1.2kg/m 已足够精确。
应该指出，在湿空气的含湿量和焓的计算中，均以1kg 干空气为基准，原因是干空气在热、湿处理过程中，其质量不变，而水蒸气量则可能有变化。
a v a v v s v s a v 3。
工程热力学湿空气
pTV
pV nRMT
pTV
pTV 分压力pi
pTV
piV ni RMT
分压定律旳物理意义
pi xi p p
压力是分子对管壁旳作用力 理想气体模型 1. 分子之间没有作用力
2. 分子本身不占容积
混合气体对管壁旳作用力是组元气体 单独存在时旳作用力之和
分压力状态是第i 种组元气体 旳实际存在状态
混合物比参数旳计算
焓 h ihi (T ) Hm xi Hmi (T )
[kJ/kg] [kJ/kmol]
注意： 各构成气体 hi f (T ) 混合气体 h f (T ,i )
混合物比参数旳计算
定压比热容
cp icp,i (T )
[kJ/kg.K]
Cp,m xiCp,mi (T )
pv=0.04bar
大气温度t=30oC
d td=28.98oC 冷水管t=20oC
s
湿空气旳湿度
湿空气中所含水蒸气旳量
1、相对湿度 relative humidity
2、比湿度 Specific humidity 含湿量 Humidity ratio
d
1、相对湿度relative humidity
[kJ/kg.K]
ex
Exm xiExmi (T , pi ) [kJ/kmol.K]
混合物容积旳计算
总容积 V Vi (T , p) 分容积定律
比容
v ivi (T , p) Vm xiVm,i (T , p)
[m3/kg] [m3/kmol]
§13-4 同T同p下理想气体绝热混合熵增
pTV
pTV
分容积Vi pVi ni RMT
为何引入分容积定律
湿空气及其焓湿图 ppt课件
《空气调节》
2020年3月16日10时56分
第1章
湿空气的物理性质及其焓湿图
ppt课件
2
主要内容
1.1 空气的组成与状态
1.2 空气的状态参数
1.2.1 空气的压力类参数
1.2.2 空气的温度类参数
1.2.3 空气的湿度类参数
1.2.4 空气的能量参数
1.2.5 空气状态参数之间的关系
1.3 空气的焓湿图及其应用
3)不可压缩。因为通常的空气处理过程中，空气
的压力变化范围不大，在这个范围内，干空气
可近似看作不可压缩p。pt课件
15
空气 = 干空气 + 水蒸气
自然界的空气都是“湿空气”，
干空气实际上是一个抽象概念，在自
然界中并不存在。但是，因为在空气
处理的过程中，空气中的水蒸气含量
变化较大，而干空气的成分和数量却
绝对力压”力。=当地大气压力＋工作压力
工作压力不是空气的绝对 压力。
只有绝对压力才是空气的 状态参数。
ppt课件
绝对压力 表压力（工作压力）
当地大气压 真空度（工作压力）
绝对压力
绝对真空
26
1.2.1 空气的压力类参数
2.水蒸气分压力
是指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
干湿球温度差的大小可 感温饱 以反映空气的潮湿程度。
ppt课件
图1－1 干湿球温度计
32
由于湿球温度实际上是湿球感温包纱布上水与空 气之间，蒸发散热与温差得热这两个相反的传热 过程达到动态平衡时的温度，而空气的流动速度 对上述两个热交换过程有极大的影响。
实验证明，当流经湿球温度计感温包纱布的空气 流速较小时，由于热湿交换不够充分，测得的湿 球温度误差较大；而在空气流速≥2.5m/s时，流 速对湿球温度的读数影响较小。因此使用湿球温 度计测量湿球温度时，要注意
《热力学湿空气》课件
介绍湿空气的绝热湿绝流过程，以及它 在湿空气处理和工业加热中的应用。
热力学湿空气的应用
蒸发冷却器
解释蒸发冷却器的原理和工 作过程，以及在空调和工业 冷却中的应用。
湿度控制
暖通空调系统
讨论湿度控制技术的重要性， 以及在仓储、生产和实验室 等领域的应用。
介绍湿空气在暖通空调系统 中的应用，包括供暖、送风 和空气质量控制。
比湿度计
讲解比湿度计的使用方法以及如何 根据空气比湿度来计算暖通空调的 需求。
热力学过程
1 绝热过程
2 等压过程
解释湿空气的绝热扩张和压缩过程，以 及如何计算过程中的温度和压力变化。
介绍湿空气的等压过程，讨论它在实际 工程中的应用和意义。
3 等温过程
4 绝热湿绝流过程
解释湿空气的等温过程，讨论湿空气在 恒温条件下的特性和行为。
热力学湿空气与人体健康
湿度健康影响
讲解湿度对人体健康的影响，包括对呼吸系统、皮肤和舒适度的影响。
空气质量
讨论湿空气与室内空气质量之间的关系，以及湿度对室内环境的重要影响。
疾病防控
介绍湿空气在疾病防控中的作Βιβλιοθήκη ，以及如何利用湿度控制来预防病菌传播。
热力学湿空气的未来研究方向
1 环境影响
讨论湿空气在环境科学中的研究方向，如气候变化和大气污染。
热力学湿空气 PPT课件
本课程将介绍热力学湿空气的基础知识，包括大气中水分的定义、热力学基 础、湿空气的性质、湿球温度以及具体容积的概念。
大气湿度测量
1
露点测量
2
通过露点测量法来确定空气中的水 蒸汽含量，以及对人体健康的影响。
3
相对湿度计
介绍相对湿度计的原理和使用方法， 以及测量大气湿度的重要性。
工程热力学湿空气
pv ps
＝ 1 饱和湿空气 0 < < 1 未饱和湿空气 ＝ 0 干空气
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度 反映所含水蒸气的饱和程度 越干燥，吸水能力强
越湿润，吸水能力低
2、含湿量 Specific humidity
a dry,a 1
3
1
每吸收1kg水分所需加热量
Q mdry ,a (h2 h1 ) 3776kJ
d
§3-10
湿空气
湿空气是指含有水蒸气的空气；
干空气是指不含水蒸气的空气。 大气中的空气或多或少都含有水蒸气， 只是由于其中水蒸气的含量低，有时就按 干空气处理。
空调、通风、烘干、冷却塔、储存 Atmospheric air 分压低 湿空气＝（干空气＋水蒸气） air steam 理想混合气体（道尔顿分压定律）
焓湿图的结构
8、热湿比 已知初态1 h h 1
2
t
4000
过程斜率已知 可确定终态
100%
pv 4000
d
焓湿图的结构
不同的pb 不同的h-d图 h h t
100%
pv
d
§9-9 湿空气的基本热力过程
一、单纯加热或冷却过程 Simple Heating and Cooling 2 2 1 d不变 h 2' 1 1 2 2’ 1 q 加热 h 放热 h 1 1 2 q h2 h1
湿空气的焓、熵和容积
以单位质量干空气为基准，理想混合气体
H ma ha mv hv h ha d hv kJ/kg干空气 ma ma
工程热力学(湿空气)
三、湿空气的基本热力过程
1、加热（冷却）过程 2、冷却去湿过程 3、绝热加湿过程
Q q ma h2 h1
q (h2 h1 ) (d2 d1 )hw
h2 h1
湿空气 t1
t2
1 2 tw
1
2
100%
q0
mv2 mv1 mw ma (d2 d1 ) mw o
H 0 H2 (Hw H1 ) 0
h1 h2
td
d1 d2
d
ma (h2 h1 ) ma (d2 d1 ) hw
h2 h1
工程热力学 Thermodynamics
二、工程应用举例
工程热力学 Thermodynamics
第八章 湿空气
概述 湿空气＝干空气＋水蒸气
一、研究前提
1、气相混合物作为理想气体混合物； pb pa pv
2、干空气不影响水蒸气与其凝聚相的平衡；
3、当水蒸气凝结成液相或固相时，液相或固相中 不含有溶解的空气。
工程热力学 Thermodynamics 二、饱和湿空气和未饱和湿空气
1、烘干过程
湿湿空空气气出出口 3 烘 箱 湿物体入口
湿物体出口 2 加加热热器器
1 湿湿空空气气入入口
2、冷却塔
工程热力学 Thermodynamics
0.1MPa 32o C
100%
空气
1100 m3 min 0.1MPa 15 oC
65%
热水 38 oC
填料 冷水 17o C
工程热力学 Thermodynamics
2、相对湿度
v v pv pv max pv,max ps
3、含湿量（比湿度）
d mv ma
工程热力学与传热学12)_湿空气
以及理想气体摩尔成分xv与分压力pv的 关系，相对湿度可以表示为：
pv vs v mv xv ps vv s ms xs
三、饱和蒸汽压、露点、绝热饱和温度
未饱和湿空气达到饱和有三种典型的途径：
1、温度不变的情况下，水 分向空气中蒸发，蒸汽 的分压力增加，可以达 到饱和空气状态，如图 中定温过程A－C。达到 饱和时，蒸汽分压力就 是对应此空气温度的饱 和蒸汽压力ps。
水蒸气饱和压力
• 的变化范围为 0～1（0%～100%，对
于饱和空气，其相对湿度为1或100%）
• 相对湿度 愈小，表明什么？ • 相对湿度 愈小，表示空气中水蒸气离 饱和状态越远，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。★
根据水蒸气的理想气体状态方程： RvT RvT pv ps vv vs 和湿空气中水蒸气组元的状态方程： mv pv V RvT
绝热
四、湿空气的含湿量d
定义：1kg干空气所携带的水蒸气质量，称 “含湿量”
水蒸气的摩尔质量 =18.016×103kg/mol
由分压力定律可知：理想 气体混合物中各组元的摩 尔数之比，等于其分压力 之比
kg kg ( 干空气）
mv M v nv d ma M a na
干空气的摩尔质量 =28.97×103kg/mol
当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候，则其压强当然也会 增大．而对大气来说情况就不同了．当某一区域的大气温度因某种 因素而升高时，必将引起空气体积的膨胀，空气分子势必要向周围 地区扩散．温度高，气体分子固然会运动得快些，这将成为促进压 强增大的因素．但另一方面，随着温度的升高，气体分子便向周围 扩散，则该区域内的气体分子数就要减少，从而形成一个促使压强 减小的因素．而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结 果．至于这两种因素中哪个起主要作用，我们不妨来看一看大陆及 海洋上气压随气温变化的实际情况．我们说，夏季大陆上气温比海 洋上高，由于大陆上的空气向海洋上扩散，而使大陆上的气压比海 洋上低；冬季大陆气温比海洋上低，由于海洋上空气要向大陆上扩 散，又使大陆上气压比海洋上高．而由此可见，在温度变化和分子 扩散两个因素中，扩散起着主要的、决定性的作用．应当指出，这 里所说的扩散，是指空气的横向流动．因为由空气的纵向流动并不 能改变竖直气柱的重量（有的文献②把因温度而产生的气压变化说 成是空气沉浮的结果，这是不妥的），因而也就不能改变大气的压 强（对重力加速度g因高度变化而产生的影响完全可以忽略）．
工程热力学-湿空气
Const 0
h h
t d
定相对湿度线
h
4、定相对湿度线
h h 1.005t d(25011.863t)
d 622 ps (t) pb ps (t)
是一组向上凸的线
饱和线上部是未饱和 线下部无意义
t 100%
d
水蒸气分压力线
5、水蒸气分压力线
d 0.622 pv pb pv
h1 d2 d1 h水 h2
h1 h2
t φ h d 0
h 1 2 1
d
定温加湿过程
实例：干蒸汽加湿器
对湿空气喷入少量水蒸气，温度虽略有升高，但 可近似认为不变，因此称为定温加湿过程。
q h1 d2 d1 h水 h2
q h2 h1 d2 d1 h水 h2 h1
h2
越干燥，吸水能力强
越湿润，吸水能力低
含湿量（比湿度）
湿空气的热力过程存在相变时，体积和质量等参数均随温度 和湿度的变化而变化，不方便计算 。
但湿空气中干空气的量不变，以此为计算基准较为方便
含湿量 比湿度
d mv ma
g水蒸气/kg干空气
pvV
d 1000 mv 1000 RvT 1000 pv 287 622 pv
ma p
Ra
p
湿空气的密度
1 0.001d
v
v 1 0.001d 1
湿度测量与湿球温度
1.绝热饱和温度法
T
1
1
2
d1
mf
s
2.干湿球温度法
球面上 蒸发热=对流热
tw绝热饱和温度
干球温度、湿球温度、露点温度
T
t
tw td
s
1
工程热力学 第八章 湿空气
d 622
v a
pv
B PV
( g / kg ( a )
14
d 622
ps
B ps
d 622
ps
B ps
( g / kg ( a )
当大气总压力B和空气温度一定时，水蒸气饱和 分压力PS也一定。含湿量d随相对湿度φ的增加 而增加。反之，φ↗，d↗，φ，d变化一至。 湿空气的质量成分： 在已知湿空气的含湿量d的情况下，其质量成 分如下： ga=1/(1+10-3d) = 干/（干+水） d的单位 g 或 gv = 10-3d/(1+10‐³ d) 含湿量在过程中的变化△d，表示1kg干空气组 成的湿空气在过程中所含水蒸气质量的改变。即 湿空气在过程中吸收或析出的水分。这对于空气 15 的加湿或去湿处理是很重要的参数。
2
干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染 等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空 气标准化（不考虑微量的其它气体）
成分 O2 相对分子质量 32.000 摩尔成分 0.2095
N2
Ar CO2
28.016
39.944 44.01
0.7809
0.0093 0.0003
空气平均分子质量 28.966 P湿空气=P干空气+P水蒸汽
例题\第十三章\A922133.ppt
28
四、干球温度 t —dry-bulb temperature， 湿球温度 tw—wet-bulb temperature和 绝热饱和温度t ad — adiabatic-saturation temperature
1.干、湿球温度计(wet-and-dry-bulb thermometer; psychrometer)原理
工程热力学第十章_湿空气
一 概述
2 饱和湿空气和未饱和湿空气
p T
3
t
pv
1
2
3
1
pv
2
v
s
状态1为未饱和湿空气
状态2、3为饱和湿空气
二 湿空气的湿度
1 绝对湿度
1m3湿空气中所含水蒸气的质量。
在数值上绝对湿度等于水蒸气的密度，所以绝对
1 湿空气的焓
湿空气的焓等于干空气的焓与水蒸气的焓之和
H=Ha+Hv=maha+mvh
湿空气的比焓是指含有1kg干空气的湿空气的焓
值，
h
H ma
maha mvhv ma
ha
0.001dhv
基准是单位质量干空气，即等于1kg干空 气的焓和0.001dkg水蒸气的焓之总和
1 湿空气的焓
取0℃时干空气的焓值为零，则干空气的焓可按下 式计算：
ha＝cpt=1.004t kJ/kg（干空气）
由于压力不太高的情况下湿空气中的水蒸汽可看 作理想气体，故其焓值的近似计算式为：
hv＝2501＋1.86t kJ/kg （干空气）
因此
h=1.004t+0.001d(2501+1.86t) kJ/kg （干空气）
三 湿空气的焓、露点温度与湿球温度
2 露点温度
湿度也用符号v表示。
v
1 vv
pv RvT
注意
T一定条件下，绝对湿度仅取决于水蒸气的分压力pv。它反 映了湿空气中水蒸气的疏密程度，并不直接表示湿空气的吸
湿能力和干燥潮湿程度。
工程热力学第13章湿空气
湿空气的流动规律可以通过实 验测定，也可以通过理论模型 进行预测。
湿空气的流动规律对于理解湿 空气的性质和行为非常重要， 对于工程应用中涉及湿空气流 动的设备和系统的设计和优化 也具有重要意义。
湿空气的流动阻力
01
湿空气的流动阻力主要包括摩擦阻力和局部阻力。
02
摩擦阻力是由于湿空气在管道或设备内流动时，与壁面摩擦产生的阻 力。
比焓的计算
比焓可以通过湿空气的压力、温度和相对湿度等状态参数计 算得出。在工程应用中，比焓是一个非常重要的参数，用于 计算湿空气的热能转换和传输过程中的热量交换量。
02
湿空气的焓湿图
焓湿图的绘制
确定湿空气的成分
包括水蒸气、干空气和可 能的其它气体。
计算各成分的焓
根据各成分的温度和压力， 计算其焓值。
绘制焓湿图
将各成分的焓值标在图上， 并连接各点形成等焓线。
焓湿图的应用
分析湿空气的热力过程
通过焓湿图可以分析湿空气在不同温度和压力 下的热力状态变化。
计算湿空气的参数
利用焓湿图可以方便地计算湿空气的参数，如 湿度、焓等。
确定湿空气的热力过程
通过焓湿图可以确定湿空气的热力过程，如加热、冷却、加湿、减湿等。
湿空气在空调系统中起着至关重 要的作用，它能够调节室内湿度
和温度，提供舒适的环境。
空调系统中的湿空气处理通常包 括除湿、加湿和通风等过程，以 满足室内湿度和空气质量的要求。
湿空气处理技术在节能和环保方 面也具有重要意义，例如采用热
回收技术、利用自然能源等。
工业过程的湿空气处理
在许多工业过程中，湿空气的处理是必不可少 的，如纺织、造纸、化工等。
湿空气的传热系数是指单位时间内、单位面积上传递的热量，与传热介质、 温度差、换热方式等因素有关。
工程热力学与传热学12)_湿空气解读
示。
绝热
四、湿空气的含湿量d
定义：1kg干空气所携带的水蒸气质量，称
“含湿量”
由分压力定律可知：理想
水蒸气的摩尔质量 =18.016×103kg/mol
气体混合物中各组元的摩 尔数之比，等于其分压力
之比
d
mv ma
M vnv M ana
kg kg (干空气）
干空气的摩尔质量 =28.97×103kg/mol
六、 冷却塔
利用蒸发冷却， 将热水降温，获 得工业用循环水。
图书例
温度、湿度与大气压强
物理学告诉我们：“大气压的变化跟天气有密切的关 系．一般地说，晴天的大气压比阴天高，冬天的大气压比夏 天高．”对这段叙述可归结为温度、湿度与大气压强的关系 问题．
我们通常所称的大气，就是包围在地球周围的整个空气 层．它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外，还含 有水汽和尘埃．我们把含水汽很少（即湿度小）的空气称 “干空气”，而把含水汽较多（即湿度大）的空气称“湿空 气”．不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻．其实， 干空气的分子量是28.966，而水汽的分子量是18.016，故干 空气分子要比水汽分子重．在相同状况下，干空气的密度也 比水汽的密度大．水汽的密度仅为干空气密度的62％左右．
随t 增大斜率增大。
h cp,at d (hc cp,vt ) h d t hc cp,vt
湿空气
4、等相对湿度线（等 ）
• 定 线是一组向上凸的曲线群。
• 露点td 是湿空气冷却到＝100%时的温
度。因此含湿量 d 相同，状态不同的湿 空气具有相同的露点。
湿空气
5、水蒸气分压力线
由于地球上的大气总量是基本上恒定的．当一个地区 的气温增加时，往往伴随着另一个地区温度的降低，这 就为高温处的空气向低温处扩散带来了可能．而扩散的 结果常常是高温处的气压比低温处低．当我们生活的北 半球是接受太阳热量最多的盛夏时，南半球却是接受太 阳热量最少的严冬．这时，由于北半球的空气要向南半 球扩散而使北半球的气压较南半球要低．而由于大气总 量基本不变，则此时北半球的气压就低于标准大气压， 南半球的气压当然也就会高于标准大气压．同样，空气 的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气 压．因而，在北半球，冬季的大气压就会比夏季要 高．当然，大气压的变化是很复杂的，但对科普的说法 作上述解释还是可以的
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冷冻水系统培训——湿空气热力学－焓湿图Johnson Controls学习和发展部2007年11月26－30日，Shanghai湿空气热力学湿空气热力学是一门研究湿空气热力学参数以及如何利用这些参数分析湿空气状态及相关空气处理过程的学科。
湿空气热力学是热力学中的一门专业学科。
在HVAC 行业中，湿空气热力学主要关注空气热力学参数及在焓湿图上的应用。
理解各种湿空气热力学参数的物理意义。
能够在焓湿图上确定各项空气参数。
能够在焓湿图上表达常用的空气处理过程。
能够结合焓湿图，理解HVAC系统的设计步骤。
掌握空气处理过程计算常用公式，根据在焓湿图上确定的空气参数，对空气处理过程进行定量计算。
湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法。
焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管设计冷量的确定方法。
湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法。
焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管冷量的确定方法。
空气的物理组成：大气环境中，空气的成分主要是氮气（78％）、氧气（21％）及其它微量气体如：水蒸气、二氧化碳、氩气等。
HVAC 空气热湿处理过程中，空气的组成：干空气—氮气、氧气、二氧化碳等（在HVAC温度范围内始终维持气态）。
水蒸气－在HVAC 温度范围内，可能发生蒸发或者冷凝过程，从而“进入”或“离开”空气。
✓HVAC 空气热湿处理过程中，“空气”是“湿空气”的简称，是干空气和水蒸气的混合物。
空气（湿空气）＝干空气＋水蒸气✓在湿空气中，水蒸汽的含量虽少，但其却对室内空气环境控制（人员舒适性及工艺生产要求）产生重要的影响，并且对空气热湿处理能耗产生重要影响（潜热换热量）。
空气的热力学状态参数◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度空气的速度、洁净度等参数不属于该范畴。
空气的状态参数－干球温度干球温度(DB)——普通温度计在空气中所测出的温度，即我们一般常说的气温。
单位为℃。
◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度℃＝(F-32)/ 1.8△℃＝△F/1.8空气的状态参数－含湿量含湿量(W) ——空气中，单位质量干空气实际所含的水蒸气质量。
该值通常用“g/Kg 干”表示。
干空气中“包含”水蒸气的能力和空气的温度有关：温度越高，“包含”水蒸气的能力越强。
10℃时，1kg 的干空气中最多能含水蒸气7.6g 。
30℃时，1kg 的干空气中最多能含水蒸气27.3g 。
◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度空气的状态参数－饱和空气饱和空气——空气中的水蒸气含量达到相同温度下空气所能包含的水蒸气最大含量。
在自然界中，当空气不能包含更多的水蒸气时，就会结露/雾。
◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度相对湿度（RH ）——一定量空气中的实际水蒸气含量和相同温度下空气所能包含最大水蒸气含量的比值。
相对湿度通常用％表示。
例如：30℃时，1kg 的干空气中最多能含水蒸气27.3g ，若空气中实际含湿量为16.4g/kg 干，则此时空气的相对湿度为：16.4/27.3＝60％◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度露点温度（DP ）——表示在对空气进行冷却的过程中，空气中的水蒸气开始冷凝成为液态，并在物体表面上结露时的温度。
露点温度和空气中的含湿量有关，含湿量越高，空气的露点温度越高。
举例：冷冻水管和蒸发器为什么要保温？DB ＝25℃，RH ＝50％的空气的露点温度为14℃。
冷冻水管中的水温为7－12℃，管壁温度低于空气的露点温度，管壁表面结露。
◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度湿球温度(WB)——指空气按等焓过程达到饱和状态时的温度。
◆干球温度◆含湿量◆饱和空气◆相对湿度◆露点温度◆湿球温度手摇式干湿球温度计每秒旋转该装置四转，可以在两个温度计上得到稳定的读数。
所需时间为一至两分钟。
比焓：空气的焓值是指单位质量的干空气及其所包含的水蒸气所含有的总热量，也称为“比焓”。
单位为：kJ/kg干。
培训内容湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法。
焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管冷量的确定方法。
露点温度水蒸气分压－mm 汞柱显热比含湿量g/kg 干所有的湿空气热力学参数都与当地大气压有关。
标准焓湿图以海平面标准大气压为依据制作。
如在美国丹佛、法国加穆尼克斯谷等海拔较高的地方工作，则需要使用专为该海拔制作的焓湿图。
空气参数在焓湿图上的表示——干球温度等温线干球温度坐标空气参数在焓湿图上的表示——含湿量等含湿量线含湿量坐标含湿量g/kg干空气参数在焓湿图上的表示——相对湿度等相对湿度线相对湿度增加方向1009080706050空气的焓值是指空气所含有的总热量，通常以单位质量的干空气为基准。
焓的单位是Kj/Kg干空气。
湿空气焓值等于1kg干空气的焓值与其所包含水蒸气的焓值之和.空气焓值计算公式为：h= 1.01t+ (2500+1.84t)d= (1.01+1.84d)t+ 2500d全热＝干空气＋湿空气＝显热潜热h ——空气的焓值kj/kg干空气t ——空气干球温度℃d ——空气的含湿量kg/kg干空气1.01 ——干空气的定压比热kj/(kg.℃)1.84 ——水蒸气的平均定压比热kj/(kg.℃)比焓：空气的焓值是指单位质量的干空气及其所包含的水蒸气所含有的总热量，也称为“比焓”。
单位为：KJ/Kg干。
等焓线焓坐标等湿球温度线湿球温度坐标湿球温度(WB)——指空气按等焓过程达到饱和状态时的温度。
510152025等露点温度线露点温度坐标露点温度(DP)——空气进行冷却的过程中，空气中的水蒸气开始冷凝成为液态，并在物体表面上结露时的温度。
510152025露点温度℃252015焓湿图上的每个点都对应空气的某种状态。
如果能根据测量参数确定出空气的两个状态参数，就能在焓湿图上确定出空气的状态点，从而查出相应的其它参数。
练习：已知：空气的干球温度为34℃，湿球温度为28℃。
问：空气相对湿度？空气的焓值？空气的露点温度？DB34℃WB 28℃DP 26℃DB 28℃培训内容湿空气的组成及空气的状态参数。
焓湿图及空气热力学参数在焓湿图上的表示方法。
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HVAC 空气处理过程在焓湿图上的表示方法8种空气处理过程C：仅显热加热G：仅显热冷却F：冷却和除湿A：等温加湿E：等温除湿D：化学除湿B：加热和加湿H：蒸发冷却培训内容湿空气的组成及空气的状态参数。
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焓湿图的应用举例——舒适性全空气HVAC系统设计参数及空调箱盘管冷量的确定方法。
舒适性空调系统的基本原理送入室内的空气在吸收了室内的得热、得湿量后，使室内空气状态达到设计规定值。
以一次回风，全空气HVAC系统设计为例：送风（SA）回风（RA）新风（OA）SA RAOA步骤1：根据热舒适标准及所在地区确定室内外设计参数。
步骤2：根据健康标准，确定新风量。
步骤3：根据室内热、湿负荷，确定显热比（或热湿比）。
步骤4：根据控制精度要求，在显热比线上确定送风状态点。
步骤5：根据室内显热得热量或全热得热量确定送风量。
步骤6：根据混风和送风参数，确定盘管设计冷量。
步骤1：根据热舒适标准及所在地区确定室内外设计参数。
热舒适与室内人员的冷热感觉有关。
当室内环境保持在一定的条件下大多数人都能接受时，则认为这时是“舒适的”。
该舒适的环境条件则称为“热舒适区”。
空调系统正是用来将室内环境冷凉暖热维持在该区的范围内。
舒适步骤1：根据热舒适标准及所在地区确定室内外设计参数。
●ASHRAE 标准55-2004 (室内人员的热舒适标准)。
●我国《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）。
舒适性空调夏季室内计算参数：温度：24～28℃ ；相对湿度：40%～65%；风速：≤0.3 m/s。
人体的活动程度衣着情况平均辐射温度ASHRAE 人体热舒适区步骤1：根据热舒适标准及所在地区确定室内外设计参数。
室外设计参数与地域有关，根据我国《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）中规定，舒适性空调夏季室外计算参数如下：干球温度：应采用历年平均不保证50小时的干球温度；湿球温度：应采用历年平均不保证50小时的湿球温度；以上海为例，夏季室外设计参数为：室外干球温度：34.0℃ ；室外湿球温度：28.2℃ ；由上述两个数据可查得相对湿度为65%。
步骤1：根据热舒适标准及所在地区确定室内外设计参数。
34℃@65%24℃@50%步骤2：根据健康标准，确定新风量，进而确定混风点。
民用舒适性空调中的新风量主要是为了满足室内卫生/健康要求。
相关标准：●ASHRAE Standard 62-2004：Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality.●《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）。
通常按“*M3/人.小时”计算，如20 M3/人.小时；或采用某一新风比（新风量占总风量的比例）如：20％步骤2：根据健康标准，确定新风量，进而确定混风点。
如果空调系统需要20%的新风比（新风占总送风量的比例）以保证良好的通风，则混合状态参数可用如下公式确定：MAT= RAT×(1-% RA) + OAT ×%RAMAT：混风温度；RAT：室内温度（回风温度）；OAT：新风温度；%RA：新风比，20%。
步骤2：根据健康标准，确定新风量，进而确定混风点。
假设新风为34 ℃，回风温度为24 ℃，新风比为20％，则混风温度由下式计算得：MAT= RAT ×(1-% RA) + OAT ×%RA= 24×0.8 + 34×0.2 = 26 ℃回风（80％）24℃新风（20％）34℃混风26℃步骤2：根据健康标准，确定新风量，进而确定混风点。
RA 24℃OA 34℃MA 26℃RA OAMA步骤3：根据室内热、湿负荷，确定显热比（或热湿比）。
屋顶灯光设备外墙窗户日照人员内墙室内主要显热源：通过建筑围护结构（围墙，窗户，屋顶，地板……）的得热； 建筑内设备的散热: 如灯光，计算机等；人员的散热。