工程热力学第八章湿空气作业
工程热力学习题解答-9
第九章 湿空气性质和湿空气过程思 考 题1. 湿空气和湿蒸汽、饱和空气和饱和蒸汽，它们有什么区别？[答]：湿空气与湿蒸汽的区别：湿空气指的是含有水蒸汽的空气，它是干空气（完全不含水蒸汽）与水蒸汽的混合物，湿空气中的水蒸汽通常处于过热状态。
湿蒸汽是潮湿蒸汽的简称，它是饱和液体和饱和蒸汽的混合物，两相处于平衡状态，湿蒸汽处于饱和状态。
饱和空气和饱和水蒸汽的区别：饱和空气是指湿空气中所含水蒸汽的分压力达到了当时温度所对应的饱和压力，不再具有吸湿能力，如果再加入水蒸汽，就会凝结出水珠来。
饱和蒸汽则是指可以与同温同压的(饱和)液体平衡共存的蒸汽。
2. 当湿空气的温度低于和超过其压力所对应的饱和温度时，相对湿度的定义式有何相同和不同之处？[答]：不适用，这时应改为v P Bϕ= 3. 为什么浴室在夏天不像冬天那样雾气腾腾？[答] ：所谓雾气就是漂浮在空气中的小水珠。
由于温度较高和通风情况较好，夏天浴室里的相对湿度比冬天的低，因而吸湿能力比冬天的强，不易形成雾状小水珠，所以不像冬天那样雾气腾腾。
4. 使湿空气冷却到露点温度以下可以达到去湿目的（见例9-4）。
将湿空气压缩（温度不变）能否达到去湿目的？[答]：从焓湿图可见，湿空气定温压缩过程指向图的左下方，此时湿空气的含湿量、相对湿度和水蒸气的分压力都降低，故而可以达到去湿目的。
习 题9-1 已测得湿空气的压力为 0.1 MPa ，温度为 30 ℃，露点温度为 20 ℃。
求相对湿度、水蒸气分压力、含湿量和焓。
（1）按公式计算；（2）查焓湿图。
[解] （1）按公式计算由 30o t C =，20o d t C =查附表6得：()0.042417sv P t bar = ()0.0233686sv P t bar =代入(9-8)式可得：()()d sv sv 0.0233680.550955.09%0.042417t t p p ϕ==== 由(9-7)式可得水蒸汽的分压力为：()0.023368d v sv t p p bar ==含湿量可由（9-14）式求得：()0.55090.04241762262214.88/(?)-()1-0.55090.042417sr sr P t d g kg DA B P t ϕϕ⨯==⨯=⨯ 水蒸汽的焓可由(9-16)式求得：1.0050.001(2501 1.859)1.005300.00114.88(2501 1.85930)68.19/()H t d t kJ kg DA =++=⨯+⨯⨯+⨯=•(2)查 H-d 图（附录图Ⅲ）可得：55%ϕ=，()0.0233dv sv t p p bar ==，15/()d g kg DA =•，68/()H kJ kg DA =• 可见(1)、(2)两种方法求得参数是很吻合的。
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
工程热力学-第八章湿空气之湿空气的焓湿图
h-d图应用 03
干球温度、露点温度、绝热饱和温度和湿球温度在h-d图上的表示
对未饱和空气： 对饱和空气：
t>tw>td t=tw=td
03
已知湿空气参数
p1 0.1MPa, t1 20 C,1 65%
求其他参数 解：由温度及相对湿度在h-d 图 上确定点1的位置，由此读出
h1 44.0 kJ/kg(a)
1 10
20 30
ps / kPa 0.6556 1.2279 2.3385 4.2451
当
20 C pv ps 空气未饱和
pv 1.227 9 kPa 10 C pv ps 空气饱和
1C
空气饱和
h-d 图制图依据 01
01
d 0.622 ps
h 1.01t d 25011.85t
第八章 湿空气 之
湿空气的焓湿图
CONTENTS
01. 制图依据 02. 线群介绍 03. 基本应用
01. 制图依据
01
未饱和湿空气和饱和湿空气
空气中的水蒸气
过热 t ts pv 空气未饱和 饱和 t ts pv 空气饱和
空气饱和与否取决于t，pv
如
t/ C
02
4）定 tw 线
绝热增湿过程近似为等 h 过程，湿空气的湿球温 tw (近似等 于绝热饱和温度tw')是沿等h 线冷却到φ=100% 时的温度。因 此，焓值相同状态不同的湿空气具有相同的湿球温度。
5）定φ线
▲等φ线是一组上凸形的曲线。
d 0.622 ps p ps
所以总压力p 一定时，φ = f (d, t ) 。
p ps
注意：h-d 图随 pb 改变而改变
工程热力学第八章 湿蒸气
h与d坐标轴之间成135的夹角
d＝0为等含湿线
二、定温（干球温度）线
h 1 .0 1 t 0 .0 0 1 d ( 2 5 0 1 1 .8 5 t)
三、定相对湿度线 d 622 ps Bps
B=105Pa时，t=99.63C
622 pv
D d B pv B ps
ds 622 ps
B pv
B ps
七、湿空气的容积
定义：一定温度T和总压力p下，1kg干空气 和0.001dkg水蒸气所占有的容积——1kg干空 气的湿空气容积
v
V ma
va
(m 3 / kg (a ))
p aV m a R aT ; p vV m v R vT
湿球温度在h-d图上的表示
h2h1cptwd2103
第三节 湿空气的基本热力过程
一、加热过程：
t2t1, h0, d0, .
qh2h1 (kJ/kg(a))
二、冷却过程
t2 t1, h0, d0, qh2h1 (kJ/kg(a))
or d0, 0.
.
三、绝热加湿过程
h0, dd2d10,
d mv 1000 v 1000
ma
a
1 0 0 0 p vV R vT 1 0 0 0 R a p v
p aV R aT
Rv pa
622 pv 622 pv
pa
B pv
622 ps B ps
(g / kg (a ))
六、饱和度
定义：湿空气的含湿量与同温下饱和空气的 含湿量的比值，用符号D表示
(kg/m3)
绝对湿度只能说明湿空气中实际所含的水蒸 气质量的多少，而不能说明湿空气干燥或潮 湿的程度及吸湿能力的大小
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
哈工大工程热力学教案-第8章湿空气
哈⼯⼤⼯程热⼒学教案-第8章湿空⽓第8章湿空⽓本章基本要求理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空⽓密度、⼲球温度、湿球温度、露点温度和⾓系数等概念的定义式及物理意义。
熟练使⽤湿空⽓的焓湿图。
掌握湿空⽓的基本热⼒过程的计算和分析。
8.1 湿空⽓性质⼀、湿空⽓成分及压⼒湿空⽓=⼲空⽓+⽔蒸汽v a p p p B +==⼆、饱和空⽓与未饱和空⽓未饱和空⽓=⼲空⽓+过热⽔蒸汽饱和空⽓=⼲空⽓+饱和⽔蒸汽注意：由未饱和空⽓到饱和空⽓的途径：1．等压降温2．等温加压露点温度：维持⽔蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空⽓的温度降⾄⽔蒸汽的饱和状态，所对应的温度。
三、湿空⽓的分⼦量及⽓体常数Bp M r M r M v v v a a 95.1097.28-=+= B p R v 378.01287-=结论：湿空⽓的⽓体常数随⽔蒸汽分压⼒的提⾼⽽增⼤四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每⽴⽅⽶湿空⽓终所含⽔蒸汽的质量。
相对湿度：湿空⽓的绝对湿度与同温度下饱和空⽓的饱和绝对湿度的⽐值，sv ρρφ= 相对湿度反映湿空⽓中⽔蒸⽓含量接近饱和的程度。
思考：在某温度t 下，φ值⼩，表⽰空⽓如何，吸湿能⼒如何；φ值⼤，⽰空⽓如何，吸湿能⼒如何。
相对湿度的范围：0<φ<1。
应⽤理想⽓体状态⽅程，相对湿度⼜可表⽰为sv p p =φ五、含温量(⽐湿度) 由于湿空⽓中只有⼲空⽓的质量，不会随湿空⽓的温度和湿度⽽改变。
定义：含湿量(或称⽐湿度)：在含有1kg ⼲空⽓的湿空⽓中，所混有的⽔蒸⽓质量称为湿空⽓的)。
Vv P B p d -=622g/kg(a) 六、焓定义：1kg ⼲空⽓的焓和0.001dkg ⽔蒸汽的焓的总和v a dh h h 001.0+= 代⼊：)85.12501(001.001.1t d t h ++= g/kg(a)七、湿球温度⽤湿纱布包裹温度计的⽔银头部，由于空⽓是未饱和空⽓，湿球纱布上的⽔分将蒸发，⽔分蒸发所需的热量来⾃两部分：1．降低湿布上⽔分本⾝的温度⽽放出热量。
湿空气—湿空气的状态参数(热工课件)
工程上，对干空气，取0℃的干空气的焓为零，对水蒸气，取0℃
的水的焓为零。则：
h=1.01t+10-3d（2501+1.85t）
湿空气的状态参数
6. 湿空气的密度
湿空气的密度：1m3湿空气所具有的质量称为湿空气的密度，它应
为干空气和水蒸气的密度之和。
含量的参数。
湿空气的状态参数
4. 湿空气的含湿量
含湿量：在含有1kg干空气的湿空气中，所含的水蒸气的质量（通常
以g计）称为含湿量，用符号d表示，单位为：g/kg（d，a），即：
=
×
含湿量在过程中的变化Δd，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，也是湿空气在过程中吸收或析出的水分。
干球温度计，右侧温度计的水银球
浸在水中的湿纱布包起来，称为湿
求温度计，湿球温度计的温度称为
湿球温度，用twet表示。
湿空气的状态参数
7. 露点温度和湿球温度
若湿球温度计周围为未饱和湿空气，
湿纱布的水将向空气中蒸发，使水
温下降，导致周围空气向水传热，
当水蒸气所需热量正好等于从周围
空气中所获取的热量时，温度计读
湿空气的状态参数
湿空气的状态参数
1. 湿空气的压力
湿空气的总压力p等于干空气的分压力pdry与水蒸气的分压力pvap之
和。
p
当湿空气中的水蒸气状态处于：
a状态
b、d状态
未饱和湿空气；
ps
pvap
饱和湿空气。
o
e
•
b
•
•
a
工程热力学 8 湿空气的性质
湿空气的性质
1.理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、
2. 干球温度、湿球温度、露点温度 和角系数等概念的定义式及物理意义。 3.熟练使用湿空气的焓湿图。 4.掌握湿空气的基本热力过程的计算 和分析。
相对湿度
在相同的温度下： 0 pv ps (T ) 相对湿度
pv ps
＝ 1 饱和湿空气 0 < < 1 未饱和湿空气 ＝ 0 干空气
4
2’ 1 3 d
第 八 章 湿空气小结 1．湿空气性质 B=P=Pa+Pv R.M与Pv的关系。 2.相关概念： 绝对湿度 Pv 相对湿度 φ φ=0，φ=1的含义。 含湿量 d。△d的含义 湿气密度 ρ= 1+0.001d ρ•v≠1 3.h的计算 h=0.001t+0.001d(2501+1.85t) 湿球湿度：t w 露点： t d 4.h-d图。 图中有几条线，各参数的查法（t w，t d的查法） 5．热力过程 掌握：1加热 2冷却。
d
h1 h4 d1 d4 h水 q
二、冷却去湿过程
d1 h1 d4 h4 q d1-d4 h水
q h1 h4 d1 d 4 h水
2
h 1
2 1 2 '
t↘，h↘。d先不变后减少↘。 φ先↗后不变。φ=1最大。 1－4 过程中放出q，q＝⊿h 析出水分：⊿d＝d4－d3 ＝d4－d1 该过程就是空调中常用的冷却 干燥过程 （空调凝结水）
不同的pb 不同的h-d图 h h t
100%
pv
d
§8-5 湿空气的基本热力过程（熟悉） 一、单纯加热或冷却过程 d不变
2 1 2 '
工程热力学(第五版)-第八章2011
过热蒸汽
饱和蒸汽 干空气 ＋ 过热水蒸气 pv < ps(T)
（1）未饱和湿空气
T
ps pv
加入水蒸气，pv
s
（2）饱和湿空气
干空气 ＋ 饱和水蒸气 pv ＝ ps(T) 温度一定，不能再加 入水蒸气
T
ps
s
3、从未饱和到饱和的途径
1、
T
加水蒸气
pv
2、 pv
T
，T
3、 pv 不变，T b
T
t tw td
s
由于湿空气中吸收了水 蒸气的分压力升高。
模型分析： 质量守恒
入口
v1 m e m v2 m
水池 出口
e m a d2 d1 m
a d1 m e m a d2 m
能量守恒：
a h1 m e hl 2 m a h2 m
a a a
b c d
结露
ps
pv
a 4、 v
s
Td 露点温度
c d
e
a
e
若温度不变，向湿空气加入水蒸气，过程线为 a-b，b点达到饱和状态。此时为定温下，水蒸 气达到最大的分压力，即饱和分压力，水蒸气 为干饱和水蒸气。此时，湿空气所处状态为饱 和空气。继续加入水蒸气将有水滴析出。
对于未饱和湿空气在pv不变条件下冷却，为饱 和空气的温度将降低，这时湿空气的含量不会 发生变化，过程线为a-d，d点达到饱和状态，c 点温度称为露点温度。用td表示。
二、饱和空气与未饱和空气
1、定义
由干空气和过热水蒸气所组成的湿空气称为未 饱和空气。 由干空气和饱和水蒸气所组成的湿空气称为饱 和空气。 或如果湿空气中水蒸气的分压力 pv达到了湿空 气温度T所对应的饱和压力ps，则称为饱和湿空 气，否则称为未饱和湿空气。
工程热力学第章湿空气
工程热力学第章湿空气湿空气的基本概念湿空气是指空气中同时存在水蒸气和干空气的混合物。
通常，湿空气的含湿量可以用绝对湿度、相对湿度和露点温度来描述。
绝对湿度是指单位体积内所含水蒸气的质量，通常以克/立方米为单位。
相对湿度是指空气中水蒸气含量与该空气在相同温度下饱和时所含的最大水蒸气量之间的比值，通常以百分比表示。
露点温度是指空气在降温过程中，达到饱和点所需降至的温度。
湿空气的热力学性质湿空气的热力学性质受温度、压力和相对湿度的影响。
在恒压下，随着温度的升高，绝对湿度也会增加。
在恒温下，增大空气的绝对湿度会使得其比热容增加，导致比热容的变化大小与相对湿度有关。
相对湿度对湿空气的热力学性质也有较大影响。
在一定压力下，相对湿度越高，湿空气的比焓增加也越大。
这是因为相对湿度越高，水蒸气与空气的接触面积增加，导致液态水蒸气成为水蒸气的难度增加，能放出的潜热也随之增加。
湿空气的计算方法在工程实际应用中，常需要对湿空气的热力学性质进行计算，以便进行恰当的设计和运行。
常见的湿空气计算方法包括理想气体混合法、质量混合法和体积混合法。
其中，理想气体混合法是使用理想气体状态方程计算混合气体的密度和压强，进而计算混合气体的比焓等热力学性质。
质量混合法则是基于质量平衡和互为饱和的空气和水蒸气间的平衡点来计算混合气体的湿含量等参数。
而体积混合法则是通过混合空气和水蒸气的具体密度和分压力，计算混合气体的各种参数。
湿空气的应用湿空气在工业、民用和航空领域都有广泛应用。
例如，在工业领域中，湿空气被广泛用于制造、冷却和烘干等方面。
在民用领域中，则主要用于室内空气处理和控制，以确保住宅和办公室等空间中的空气质量和舒适度。
在航空领域中，湿空气则被用于飞机的供氧和空气循环系统中，以保证机舱内空气的质量和压力水平。
湿空气作为空气和水蒸气混合产物，其热力学性质和应用领域较为广泛。
了解湿空气的基本概念、热力学性质和计算方法等，对于理解其在工程实际应用中的作用和价值具有重要意义。
工程热力学第8章答案
第8章 湿空气和空气调节8-1 今测得湿空气的干球温度t =30℃，湿球温度t s =20℃，当地大气压力p b =0.1MPa 。
求：湿空气的相对湿度ϕ、含湿量d 、焓h 。
解：查h-d 图得：相对湿度 ϕ=40%；含湿量d =10.7g/kg(DA)；比焓h=57.5kJ/kg(DA)8-2 已知湿空气开始时的状态是p b =0.1MPa ，温度t =35℃，相对湿度ϕ=70%，求水蒸气的分压力和湿空气的露点温度；如果保持该湿空气的温度不变，而将压力提高到(40)0.00738C Mpa °= 110.77.380.6221000.7s s p p p ϕϕ××=×−−× MPa C p s 000873.0)5(2=° %1002=ϕ)(/48.51000873.0100873.01622.0622.02222DA kg g p p p d s s =×−××=−=ϕϕ )(/4.2848.588.332DA kg g d d d =−=−=∆8-4 一功率为800W 的电吹风机，吸入的空气为0.1MPa 、15℃、ϕ=70%，经过电吹风机后，压力基本不变，温度变为50℃，相对湿度变为20%，不考虑空气动能的变化。
求电吹风机入口的体积流量（m 3/s ）。
解：1）0(15)0.00171s p C MPa =)(/82.1071.1100100071.1622.0DA kg g d =−×=1(30)0.00424s p C MPa = 010(15) 1.7140%(30) 4.24s s p C p C ϕ=== 2）02(50)0.01235s p C MPa = 020(15) 1.7113.8%(50)12.35s s p C p C ϕ===)86.12501(005.111111t d t h h h v a ++=+=222用图解法及计算法求混合后湿空气的焓、含湿量、温度，相对湿度。
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 第八章 湿空气
九.湿球温度p143
下图8-2是一个使未饱和空在绝热情况下稳定流 动而达到饱和的物理模型。 这是一个决绝热加湿 过程，空气流经过水面，当空气与水经过.充分的 热质交换后，达热温平衡状态 ，水温达到一稳定 值，出口湿空气达到饱和温度 ，把这一稳定的温 度叫绝热饱和温度，也叫热力湿球温度。Tw*
20
18
1.湿空气作为干气+水气=混合气.必须有三个 独立的参数.才能确立其状态. 2.若湿气就是大气.且B一定. 那么还需要两个 独立的参数。对于总压力B一定的湿空气， 在常 用的t.相对湿度φ.含湿量d.及焓中只有两个是相 对独立的参数.即只要知其两个,就可确定状态,而 求出其余参数. 例;若已知t和 φ(相对)当B一定时. 则由t—查图表→Ps 由t . φ .Ps→d=622φPs/B-φPs (含湿量) 所以t.d→h=1.01t+d(2501+1.85t)/1000 (焓) 所以φ.Ps→Pv=φPs
v ma v a ( m / kg ( a ))
v
V ma
R a T p
(1
Rv Ra
0 .0 0 1 d )
v
R a T p
(1 0 .0 0 1 6 0 6 d )
17
八.焓 湿空气也是以1kg干空气为基准. 它是1kg干空气 ha和0.001dkg水气的hv之和.
21
下图是干湿球温度计的示意图. 有2只相同的水银温度计组成 一支直接与空气接触-----干球温度计 另一支温度计的温饱(水银球)用浸在 水中的湿布包起来.----湿计.
干球温度计的读数称干球温度t 。 湿热平衡时湿球温度计的读数称湿球
温度tw
22
在干球温度计中周围为未饱和湿空气。湿球纱布 上的水将向空气中蒸发，使湿纱布上的水温下降。 （吸热 夏天头顶是毛巾）及湿球温度计上的读数 将下降，这样水域周围的空气产生温度差导致周 围空气像水传热阻止水温下降。但两者达到平衡 时。给水蒸发需Q =空气传来Q,（等焓）湿球温度 计上的读数不再下降。保持一定值，即 tw一定。 由上述分析可看出， tw 与水分的蒸发能力有关。 蒸发能力又与 风速有关，若周围空气为饱和湿空 气。宏观上水不蒸发， 干球温度t =湿球温度tw 。 相对湿度越小，两者温度相差越大。 tw还与空气 流速有关，并不完全取决于是空气的状态，一般 大于4米每秒，测的tw 与 tw* 比较接近。
工程热力学-第8章例题
h1
1.01
kJ/kg(a )
t1
C
d1
(2501 1.85
kg/kg(a )
t1
) C
h1 1.01 kJ/(kg K) 30 C
0.016 0 kg/kg(a) 2 501 kJ/kg 1.85 kJ/(kg K) 30 C
g/kg(a)
讨论：
1）
d1
0.622
1 ps1 p1 1 ps1
0.622
0.6 4 241 Pa 0.2 106 Pa 0.6 4 241
Pa
0.008 048 kg/kg(a)
d1
d2 d1
0.4%
16
2）2 1 因为取节流温度不变，所以ps2= ps1。同时，因为 水蒸气摩尔分数不变，所以 pv=xv2p2，成比例下降，但ps不
h2 1.01 kJ/(kg K) 10 C 0.007 63 kg/kg(a) 2 501 kJ/kg 1.85 kJ/(kg K) 10 C
29.27 kJ/kg(a)
3）
Q ma h2 h1 56.78 kg 29.27 71.06 kJ/kg(a) 2 372.58 kJ
d d3 d2
(0.013 73 0.008 845) kg/kg(a) 0.004 885 kg/kg(a)
使物料蒸发1kg需：
ma
1 d
204.71
kg(a)
加热器加入空气的热量
qQ qma h2 h1
5 000 kg/h (73.19 42.55) kJ/kg
工程热力学-第八章湿空气之湿空气的性质
01
——湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。
1. pv
ps
2. 0 1
v s
pv ps
v
1 vv
pv RvT
s
1 vs
ps RsT
=0 干空气
吸湿
0 < < 1 未饱和空气
能力
=1
饱和空气
下降
注：当t > ts（p），如在1atm时，t > 100 ℃时，
ρ
m
ma
mv
ma (1
mv ma
) 1 0.001d
1 0.001d
V
V
V
V/ma
v
02. 几个温度
02
2.1 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
1.6 湿空气其他状态参数 01
按1 kg干空气加0.001d kg水蒸气的理想气体混合物计算
注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气 的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。
1. 湿空气的容积v
V ν ma va
m3/Kg(a)
2. 密度ρ
ρ m ma mv VV
ρ与v的关系：
pa
p pv
p
d汽膜 d主流
02
02 2. 2 绝热饱和温度(adiabatic-saturation temperature)
02
2.3 露点温度
湿空气中水蒸气压力pv所对应 的饱和温度，td=ts(pv) 。
工程热力学课后作业答案（第八章）第五版
8-1 温度=t 20℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=j 70％的湿空气2.5m 3。
求该湿空气的含湿量、水蒸气分压力、露点、水蒸气密度、干空气质量、湿空气气体常数。
如该湿空气在压力不变的情况下，被冷却为10℃的饱和空气，求析出的水量。
解：（1）水蒸气分压力：根据=t 20℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为0023368.0=s p MPa =´==0023368.07.0s v p p j 0.00163576 MPa 含湿量：s s v vp B p p B p d j j -=-=622622＝10.34)(/a kg g 露点：查水蒸气表，当=vp 0.00163576 MPa 时，饱和温度即露点=t 14.35℃0381=v kg m /3水蒸气密度：01234.01==vr 3/m kg 干空气质量：=´´-==2932875.2)76.163510(5TR V p m a a a 2.92㎏求湿空气质量=+=)001.01(d m m a 2.95㎏湿空气气体常数：=-=510378.01287vp R 288.8)/(K kg J ·查在=t 10℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=s p 1.228 kPa sv p p =含湿量：vv p B p d -=6222＝7.73)(/a kg g 析出水量：)2(d d m m aw -=＝7.62g 8-2 温度=t 25℃，压力=p 0.1MPa ，相对湿度=j 50％的湿空气10000kg 。
求该湿空气的露点、绝对湿度、含湿量、湿空气密度、干空气密度、湿空气容积。
解：水蒸气分压力：根据=t 25℃，查水蒸气表得对应的饱和压力为=sp 3.169kPa ==svp p j 0.5×3.169=1.58kPa 露点：查水蒸气表，当=v p 1.58kPa 时，饱和温度即露点时，饱和温度即露点=t13.8℃ =t 25℃,''s v ＝43.36kg m /3绝对湿度：''/s s v v j jr r ==＝0.01153/m kg 含湿量：ss v v p B p p B p d j j -=-=622622＝9.985)(/a kg g 湿空气密度：)985.9001606.01(10298287)001606.01(5´+´=+=d p T R v a ＝0.867kg m /3=+=v d001.01r 1.163/m kg 干空气密度：===v v a a 11r 1.153/m kg 湿空气容积：=+==v dm v m V a 001.018600 m 38-3查表题查表题 8－4 压力B 为101325Pa 的湿空气，在温度t 1＝5℃，相对湿度j 1＝60％的状态下进入加热器，在t 2＝20℃离开加热器。
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第8章 湿 空 气例1：如果室外空气的参数为p=1.0133bar ，t=30℃,φ=0.90，现欲经空气调节设备供给2t =20℃，2φ=0.60的湿空气，试用h-d 图分析该空气调节过程，并计算析出的水分及各过程中的热量。
解：利用h-d 图分析计算该题所给条件下的空调过程，如图8.1，根据所给条件t=30℃,φ=0.90，在h-d 图上确定初态1,并查得1h =62.2kJ/k(a)，1d =15.7g/kg(a)同样,由2t =20℃，2φ=0.60在图上确定终态2,并查得2h =34.1kJ/k(a)，2d =15.7g/kg(a)，由定2d 线与φ=1线的交点4, 查得4h =26.4kJ/kg(a), 2d =4d空调过程的分析：定湿冷却过程：湿空气的冷却过程，因其组成成分不变，即含湿量不变,但相对湿度增加,温度下降,直降到露点。
所以,是定湿降温过程。
例如,在h-d 图上自初态1沿1d =15.7g/kg(a)的定湿线进行到与φ=1线的交点3。
此时已成饱和空气,再继续冷却，过程自状态3沿饱和线(临界线)进行,直至与终态含湿量相等的状态4,在这个冷却去湿阶段中,将有水蒸气凝结成水析出,并放出热量。
1-4过程的放热量，可用焓差表示,即q=14h h -=26.4-62.2=-35.8kJ/kg(a)式中负号表示冷却时湿空气放出热量。
冷却去湿过程：每公斤干空气所析出的水分等于湿空气含湿量的减少量,即14d d d -=∆=7.1-15.7=-8.6g/kg(a)式中负号表示湿空气析出水分。
加热过程：为了达到工程所要求的湿度，常采用降温去湿,但往往使温度过低(如4点C t 08.8=，为了保证空调后的气体温度(本题要求20℃)，去湿后，常常需要加热升温。
如在图8.1中就是自状态4沿定4d 线进行到终点2,温度升高，含湿量不变，相对湿度下降，这是定湿加热过程。
加热过程的吸热量也可以用焓差表示,即42h h q -==34.1-26.4=7.7kJ/kg(a)图8.1例2：已知干湿球湿度计的读数为：干球温度t 1=28℃，湿球温度t 2=19解ϕ=44%例3空气t 1=34t 3=20℃，ϕ3m A =50kg/min 试计算：（1（2（3解：按给定参数和过程在h —d 图上查出状态点1、2、3的有关参数，根据t 1、ϕ1查得d 1=0.0274kg/(kg 干空气)h 1=105kJ/(kg 干空气)根据t 3、ϕ3查得d 3=0.0073kg/(kg 干空气)h 3=38kJ/(kg 干空气)冷却去湿过程达到的状态为d 2=d 3=0.0073kg/(kg 干空气)的饱和空气状态，照此查得h 2=105kg/(kg 干空气)t 2=9℃（1）空气中需要除去的水分为min kg/005.1)0073.00274.0(50)(21=-⨯=-=d d mm a w（2）冷却介质带走的热量为w w a h m h h mQ --=)(2112 其中凝结水的焓为kJ/kg 64.379186.42=⨯==t C h pw w故有 min /kJ 2.38667.37005.1)27105(5012=⨯--⨯=Q（3）加热器加入的热量为假定空气处理室所用的喷雾水的水温为t w =12℃。
若是分别按下列三种过程进行（图8.3）：（1）等干球温度处理；（2）等相对湿度处理；（3）绝热加湿处理。
求进入房间的空气相对湿度、温度、处理每公斤干空气由加热器传热的热量。
解：（1）等干球温度处理过程向空气中喷入水，使湿空气的含湿量增加，但由于水在蒸发时要吸热，所以空气的干球温度必然要下降（因为将空气的显热变成了汽化潜热）。
因此要维持空气干球温度不变，在喷雾和加湿的同时，还必须用加热盘管向空气供给足够的热量，以维持处理前后空气的干球温度不变。
若喷入空气中的水全部被空气吸收，则根据稳定流动能量方程，由盘管供给空气的热量应为：w w a h m h h m Q --=)(12由质量平衡)(12d d m m a w -=根据t 1=12℃，ϕ1=25%，从h －d 图上查得空气的初参数分别为：d 1=2.1g/kg 干空气，h 1=18.5kJ/kg 干空气，v 1=0.82m 3/kg空气处理室出口的参数为：d 2=5g/kg 干空气，t drv 2=12℃，ϕ2=57%，h 2=18.5kJ/kg 干空气流入的空气流量为120m 3/min ，比容v 1=0.82m 3/kg 。
∴)0021.01(82.01201+=+=a a a m d m m min /kg 03.1460021.134.146==a m 从质量平衡的关系式求得：图8.3 空气的处理过程min /kg 423.010001.2503.146=⎪⎭⎫ ⎝⎛-=w m ∴加热盘管的供热量为：min /kJ 876.9274.50423.0)5.1825(03.146=⨯--=Q（2）等相对湿度处理过程由于要求出口含湿量d 2=5g/kg 干空气，所以根据ϕ1=ϕ2=25%及d 2=5g/kg 干空气，由h -d 图上查得其它各参数分别为：2drv t =25.5℃，h2=38.1kJ/kg 干空气2．湿空气的露点能否等于湿球温度？能否大于湿球温度？3．湿空气和湿蒸气有什么不同？饱和湿空气和饱和蒸气有什么不同？4．为什么说未饱和空气中的水蒸气处于过热状态？5．在高温下湿空气中水蒸气分压力p w 大于大气压力时，相对湿度计算公式ϕ=p w /p s 是否还适用？6．用什么方法可使未饱和空气变为饱和空气？如果把20℃时的饱和空气在定压下加热到30℃，它是否还是饱和空气？7．为什么说热力学湿球温度是湿空气的状态参数，而湿球温度计测得的温度值不是湿空气的状态参数？8．冬天刮风阴天，气温为零上2℃，相对湿度为50%，在室外晾晒的湿衣服会出现什么现象？为什么？9．在冷水塔中能把热水冷却到比大气温度还低，是否违反热力学第二定律？10．有一冷却水塔，冷却水量为w =227t/h ，进口水温为t 1=38℃，被冷却至t 2=21℃。
进入冷却塔的空气温度为t a 1=21℃，相对湿度ϕ1=50%；排出的空气t a 2=32℃，相对湿度ϕ2=100%（图8.4）。
求：（1）空气的小时流量；（2）水的小时蒸发量。
11．下列说法对吗？为什么？（1）ϕ=0时，空气中完全没有水蒸气，由此类比，ϕ=100%时，湿空气中完全都是水蒸气。
（2）空气的相对湿度愈大，含湿量愈高。
（3）空气的相对湿度不变，温度愈高，则空气愈干燥；反之，则愈潮湿。
12．如果等量的干空气和湿空气，降低的温度相同，二者放出的热量相等吗？为什么？13．将温度为1t =38℃，相对温度1ϕ=40%的湿空气进行冷却成2t =10℃的饱和空气，若进入减湿器的湿空气流量为45.4kg/h, 求：(a)析出的凝结水。
(b)传热量。
大气压力B=1bar,可应用h-d 图14．如果相对湿度ϕ=0.30、温度t=8℃的空气，在空调设备中加热至30℃；然后喷雾蒸发，冷却至26℃。
试求：（1）加热量[kJ/kg(a)]；（2）最后的相对湿度。
大气压力为1.0133bar。
15．为了保证室内温度为20℃、相对湿度为0.70，需要通过空调设备，使室内外终年交换气体。
若夏季室外气温为28℃、ϕ为0.85；冬季气温为0℃、ϕ为0.55。
试分析计算冬夏两季空调过程中，（1）放热量和加热量；（2）析出或加入的水分。
16．有一空调房间，工艺要求的空气状态参数：t=20℃，ϕ=60%，房间每小时产生的余热Q=18840kJ/h，产生的余湿为D=1.5kg/h，允许的送风温差为Δt=5℃。
试在H-d图上确定送风的状态参数（t、ϕ、d、h）。
17．欲使一股温度t1=38℃，相对湿度ϕ=80%。
流量为28.3m3/min的气流与另一股温度t2=13℃的冷气流相混合而获得相对湿度ϕ=100%、t=20℃的混合气流，求冷气流的相对湿度ϕ2和流量。
18．有一房间地板面积为325m2，地板到天花板的高度为 2.4m，房间空气温度t=24℃，相对度ϕ=50%。
如空气压力为1bar，问房间内有多少公斤的水蒸汽？19．欲将干球温度t=36℃，相对湿度ϕ1=60%的室外空气处理到dry1t=21℃和相对湿度ϕ2=50%的状态。
如空气的压力为1bar，其处理过程是2d r y将室外空气先在喷雾室内冷却干燥到所要求的露点状态，然后再进行加热。
若喷雾水由t w1=3℃升高至t w2=9℃；处理的空气量为17m3/min。
试求：（1）喷雾室出口的空气温度；（2）从空气中析出的水量；（3）喷水量。
20．在冬季为了增加送入房间空气的相对湿度，往往采用对空气喷饱和蒸汽的办法。
现有一流量为1018.8m3/h的气流，在大气压为1bar下，t=27℃，相对湿度ϕ1=40%。
若向气流中每小时喷入t1=100℃其干球湿度1dry的饱和蒸汽27kg ，试求：喷入蒸汽后，混合气流的含湿量d 2和它的干球温度2dry t 。
21．将压力p 1=1bar ，干球温度1dry t =36℃，湿球温度1w t =36℃的湿空气1700m 3，经压缩和冷却至t 2=36℃，p 2=6.3bar 。
问：（1）此时有多少凝结水产生？（2）若先将所产生的凝结水从缸中排出，然后再让压缩空气膨胀至大气压力（1bar ）和大气温度（36℃），膨胀后空气的相对湿度是多少？22．将dry t =36℃、ϕ=70%的湿空气，与干球温度dry t =28℃，湿球温度wet t =26℃的湿空气以1:2的质量比例相混合，若当地大气压B =1bar 。
（1）求混合气体的温度和含湿量；（2）若将此混合气体再经盘管加热至dry t =25℃，求对每公斤干空气所加入的热量。
23．dry t =20℃，相对湿度ϕ=45%的再循环湿空气与干球温度dry t =35℃和湿球温度wet t =28℃的室外新鲜空气相混合。
如果循环空气和新鲜空气的容积比为3:1，大气压力B =1bar ，求混合湿空气的干球湿度和湿球温度。
24．一个房间墙的内表面温度为t =16℃，室内空气的干球温度dry t =21℃，为了避免墙内表面结露，室内允许的空气最大相对湿度应该是多少？25．进入干燥器的空气压力p =1.013bar ，温度t 1=49℃，相对湿度ϕ1=10%；离开干燥器时相对湿度ϕ2=90%；空气的流量为2270kg/h 。
求：（1）空气所带走的水分；（2）出干燥器时空气的温度。
（空气与干燥器为一系统，与外界绝热）。
26．空气的干球温度1dry t =55℃，露点温度dow t =27℃，压力p =2bar ，在稳定流动条件下进入干燥器，其流量为5000kg/h 。