第八章 湿空气的状态参数与焓湿图的应用

（2）
0 1
=0 干空气 0 < < 1 未饱和湿空气 =1 饱和湿空气
注：当t > ts（p），如在1atm时，t > 100 ℃时， 由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）ps > p，故
pv,max p ps
此时

pv pv,max
pv p
14
五、含湿量（比湿度）
求:其他.
解：利用h-d上等湿球温度线与 等焓线平行及 100% 时干球 温度等于湿球温度确定点1。
h 76.0kJ/kg干空气 67% d 18.2g/kg干空气 td 23 C
3、t 线 等干球温度线 h h t
h 1.01t 0.001 (2501 1.85t )d
h 0.001 (2501 1.85t ) d t const 0
d
28
正斜率的直线
d
焓湿图的结构
4.等φ线
ps d 0.622 B ps
h h t
B pa pv
7
二、 未饱和湿空气与饱和湿空气
湿空气中的水蒸气未饱和，处于过 未饱和湿空气： 热状态，湿空气还能吸收水份。
pv ps (t )
饱和湿空气： 湿空气中的水蒸气已饱和，不能再 吸收水份。 p p (t )
v s
8
从未饱和到饱和的途径 p v 1、 T 加水蒸气
2、 pv
第八章 湿空气
1
本章内容
8.1 湿空气的性质
8.2 湿空气的焓湿图
8.3 湿空气的基本热力过程
2
8.1 湿空气的性质
组成：
湿空气
干空气
水蒸气
3
一、 湿空气的成分及压力
湿空气：含有水蒸气的空气。
干空气：完全不含水蒸气的空气。 在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防 潮等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考 虑空气中水蒸气的影响。 湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为 理想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合 气体。
4
干空气：理想气体 物理模型： 水蒸气：近视作为理想气体
PaV ma RaT P vV mv RvT
干空气 水蒸气
5
干空气的组成表
成分 容积成分 （摩尔成分） 0.2095 组成气体的 部分分子量 6.704
分子量 32.000
O2
N2
28.016
39.944
0.7809
0.0093
21.878
mv ——1 kg干空气中所含水蒸气的质量 d ma pvV Rg,vT v pv pv vV 0.622 0.622 d paV a pa aV p pv
Rg,aT
pv p s 0.622 0.622 kg水蒸气/kg干空气 kg/kgDA p p p s
16
七、 湿空气比体积与密度
湿空气的比体积:1kg干空气和0.001dkg水蒸气所占据的体 积。 V
v
paV ma RaT
pvV mv RvT
ma
va
pV (ma Ra mv Rv )T T V ma Ra mv Rv p Rv T RaT V 1 0.001606 v Ra 0.001 d d ma Ra p p
＋ ＋ ＋ － － － － ＋
增焓、增湿
增焓，减湿，升温 减焓，减湿 减焓，增湿，降温
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注意：
不同的B有不同的h-d图
38
h-d图应用: 根据两个独立参数在焓湿图确定空气的状态点，并查出其 例1 已知湿空气参数 它参数。
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
等湿线
0
10
20
2 30 pv (10 Pa)
d
2.
等温线
3. 等相对湿度线 4. 水蒸汽分压力线 5. 热湿比线

6000 5000 3000 2000 1000 0 -2000
26
焓湿图的结构
1、d 线 d=0 干空气 2、 h 线 h
135度 h
d
人为将
h 旋转135度
27
d
焓湿图的结构
焓湿图的结构
8、热湿比 已知初态1 ε=4000 过程斜率已知 可确定终态 ε
35
h h

2
1 t
100%
4000
pv
d
h-d图四个区域的特征
36
h-d图中不同象限内湿空气状态变化过程的特征
状态参数变化趋势
象 限
热湿比
ε>0 ε<0 ε>0 ε<0
i
d
t ± ＋ ± －
过程特征
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
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九、绝热饱和温度与湿球温度
1、绝热饱和温度（热力学湿球温度）
理论上 绝热饱和温度是在定 压绝热条件下，空气与水 直接接触达到稳定热湿平 衡时的绝热饱和温度，也 称热力学湿球温度。
模型特点： 1 定压，绝热
2 接触时间无限长
20
t1, d1
P
1
P
t2, d2
h1,φ
t2

h2，
φ2
质量平衡 ma d1 me ma d2 me ma d2 d1
m h m h m h a 1 e l a 2 能量平衡 ma h1 ma d 2 d1 hl ma h2 h1 d 2 d1 hl h2
21
c p t1 d1hv1 d 2 d1 hl c p t 2 d 2 hv 2 d1 c p t 2 t1 d 2 hv 2 hl hv1 hl
ha —1kg干空气的焓，单位为 kJ / kg ( a ) d —含湿量，单位为 g / kg( a)
hv —1kg水蒸气的焓，单位为 kJ / kg (v )
18
工程上取0℃的干空气和0℃的饱和水 的焓值为0，则空气的焓为：
ha c p ,a t 1.01t 式中c p ,a 1.01kJ /(kg K ) — 干空气的比定压热容； t — 空气的温度 hv r c p.v t 2501 1.84t r 2501 kJ / kg水 — 0℃时水的汽化潜热 c p.q 1.85kJ /(kg K ) — 水蒸气的比定压热容 湿空气的焓值为 h 1.01t 0.001d (2501 1.85t )
23
当湿空气未饱和时，其相对湿度愈小，湿球 温度计上纱布中水分蒸发愈快，需要的汽化潜热 愈多，湿球温度愈低，干、湿球温度差就愈大； 反之，湿空气的相对湿度越大，干、湿球温度之 差就愈小；当湿空气的相对湿度等于1时，湿空 气为饱和湿空气，干球温度与湿球温度相等。
干、湿球温度之差可以表征空气相对湿度的 大小，它们之间的关系可以表达为
1 0.001d v
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八、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。 湿空气的比焓是以1kg干空气为基准，也就是 （1+0.001d）kg湿空气的焓，用h表示。
h ha 0.001 dhv
kJ / kg ( a )
h —含有1kg干空气的空气的焓，单位为 kJ / kg ( a )

B 一定时，φ = f (d, t ) 。 等相对湿度线是一组 向上凸的线。 φ=0，干空气线。 φ=100%，饱和湿 空气线，其左上部未 饱和，右下部，过饱 和，不稳定。
100%
d
29
d
▲h-d 图都是在一定的大 气压力B 下绘制的，水蒸气 的分压力最大也不可能超过 B。如果B=1bar，此压力下 水蒸气对应的饱和温度为 99.63℃，因此当湿空气温 度 等于或高于99.63℃时，φ定 义为 φ = pv/B。 此时等φ线就是等d 线，所以各等φ线与t = 99.63℃的等温线 相交后，向上折与等d 线重合。
h1 44.0 kJ/kg干空气
d1 9.3g/kg干空气
由h1与 100% 交点读出 tw 16.8 C
由点1作垂线，与交 100% 点读出 td 13.5 C
与 pv 线交点读出 pv 1.3kPa
39
例2 已知湿空气参数
p1 0.1MPa, t1 30 C, tw1 25 C
T
，T
3、 pv 不变，T b
a a a
b c d
ps
pv
a
c d
结露 Td 露点温度
e
s
9
湿空气中的水蒸气分压力pv对应的饱和温度 露点： td称为露点温度，简称露点。 结露： 定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和， 凝结成水（过程1－2）。
结霜：
t d 0℃
10
结露与露点
td = ts(pv)

h1 hw
100%
pv
d
33
d
焓湿图的结构
8、热湿比
h2 h1 d 2 d1 1000 h2 h1 1000 d 2 d1 h 1000 d
h h

Ⅱ Ⅲ Ⅰ 100%
t
Ⅳ
pv
d
34
h-d图上为直线的斜率 又称角系数：表示了湿空气变化过程方向与特征
0.371
Ar
CO2
44.01
0.0003 1.000
0.013 28.966
6
大气压力 -------地球单位表面上所受的大气的压力。 大气压力与海拔高 度的关系。 标准大气压 --------1954年第十 届国际计量大会决议 声明，规定标准大气 压值101.325kPa 。