第二讲湿空气的物理性质和id图的用法

T
西欧、美、日等国使用的焓湿图
10
Enthalpy (kJ/kg dry air)
Wet bulb temperature℃
Relative Humidity(%) Temperature ℃
Humidity ratio (g/kg dry air)
露点温度(dew point temperature)
(5)
18
tw< tb< ta (6) tb< ts (7) tb> ta
3
思考题
z 有什么办法把房间里的产热、产湿排出去？ z 一个房间内，有一个1kW的热源。要维持室内
温度为25℃，如何确定送风量和送风温度？ z 一个房间内，有一个1kW的热源，还有一个散
湿速率为0.2g/s的湿源。如果要维持室内温度为 25℃，相对湿度为60％，如何确定送风量和送 19 风参数？
20 15
45 35
z i-d 图是如何画出来的？
25 10
15
5 5
0
-10
-5
– i = Cpt + (2500+Cpqt ) d – ϕ =Pq / Pqb z 饱和线随B的不同而不同。
-15 -20 -25
-15
db
=
0 .622
(B
Pqb − Pqb )
9
-30
-25
B下降，饱和线右移(Pqb是温 度的单值函数)
z 昆明夏季大气压力是 80.8 kPa，请求出25℃、60％时
其它的空气参数（ts、d、tl、i）？
z 一室内游泳池，室内空气干球温度为ta，湿球温度为
ts，池底有加热器控制水温为tw, ts< tw< ta。问池水表 面温度tb为多少？请在下面答案中选择，并说明理由。
(1) ta
(2) ts (3) tw (4) ts< tb< tw
– 湿球温度
5
– 露点温度
湿球温度(Wet bulb temperature)
热湿比为 ε = Δi / Δ d= 4.19 ts
Q=α F(t-ts)
Q+Δ d4.19ts
干球温度t
湿球温度 ts 水蒸气分压力 Pqb(ts)
6
1
湿球温度(Wet bulb temperature)
z 定义：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空气绝热饱 和温度
– 海平面： B = 101325 Pa = 1.01325 Bar， – 饱和水蒸气分压力一般为1000‾2000 Pa
2
注意：海拔较高的城市不能使用海 平面的i-d图！
z 大气压力随海拔高 度而变
z 在同一位置，冬季 大气压力比夏季大 气压力高，变化范 围5％以内
z 海平面大气压力称 作标准大气压，为 101325 Pa 或 760 mmHg
z 特点：近似等焓
– 增焓部分是液体显热：Δd 4.19ts – 由湿球温度ts可得
Pq=Pqb( ts) - A( t - ts ) B 其中经验式 A=f (V) 7
湿空气焓湿图(i-d图, Psychrometric Chart)
ε＝10000 kJ/kg
Δi
ε＝0 kJ/kg
Δd
ε＝∞
ε＝-10000 kJ/kg
4
z 与Pq相关或在一定大气压下与d相关的温度
露点温度与干
A
球温度有关吗?
干球温度、湿
ts
球温度和露点 温度在大小上
tl
有什么区别?
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四、焓湿图的应用：空气处理过程
向室内混 合过程 ε
D A
C
B
空气处理过程
12
2
四、焓湿图的应用：室内混合过程
向室内混 合过程 ε
D A
C
B
空气处理过程
13
C ε
D
四、焓湿图的应用
z热湿比 ε = Δi / Δ d (kJ/kg) 8
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 d (g/Kg)
65 60
55
50
45
%RH
40 145
35
105
115
125 135
30
95
85
25
75 65
55
i (kJ/kg)
第二讲 湿空气的物理性质和 i-d图的用法
清华大学建筑学院 建筑技术科学系
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空调与制冷技术
一．基础课知识复习
z 什么是湿空气?
– 大气＝干空气＋水蒸气
z 常温常压下湿空气可看作是理想气体:
– 水蒸气是过热状态，分子无体积，分子间无内聚 力: (P ≤ 10 MPa) PV=RT 各组分同
z 大气压随海拔高度变化
水温高，对不对？试分析。 z 一室内置二水槽，一密封，一敞口，平衡水温相同吗？ z 30℃、60％与25℃、60％两个环境中晾衣服，在没有阳
光辐射作用条件下，在哪个环境中干得快？为什么？ 17
习题
z 输送10℃的水的薄壁管在21℃空气中，为防止凝水，室 内最大相对湿度应是多少？
z 适合昆明用的i-dቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，饱和线上的20℃点要比北京用的id图向右平移多少（用d值衡量）？
各种湿空气状态变化过程在焓湿图上的表示
加热
绝热除湿－
ε=?
ε =-∞ ε =+∞
ε =0
+
等温加湿
+
－ ε =0
绝热加湿
降温除湿 冷却
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四、焓湿图的应用：不同状态空气的混合
A
B
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GA = 2 kg/s
C
GB = 1 kg/s
A
C
B
四、焓湿图的应用：不同状态空气的混合
A
Δd
减少焓
Δd 4.19 tc C'
C
B
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进入结雾区 如何变化？
思考题
z i-d图有横坐标和纵坐标吗？ z 等温线相互平行吗？ε＝0？为什么？ z “空气温度低于露点温度就会结露”，这个说法对不对？ z 某热湿地区的房间，清晨启动空调送冷风时会在风口附
近出现水雾，试说明是什么原因？ z 二房间室温不同，各置一相同水槽，高温房间的水槽内
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一．基础课知识复习
z 湿空气的主要参数(1)
– 干球温度(dry bulb temperature)
– 水蒸气分压力Pq – 饱和水蒸气分压力Pqb=f (t) – 密度和比容
– 含湿量(humidity ratio/moisture content)：
d = ρ q = R g Pq = 0.622 Pq = 0.622 Pq
ρ g Rq Pg
Pg
( B − Pq )
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一、基础课知识复习
z 湿空气的主要参数(2)
– 相对湿度(relative humidity)：
z ϕ =Pq / Pqb 用ϕ = d /db 误差＝1‾3%
– 焓 (enthalpy)：
z 近似定压过程，故可度量空气的热量变化:
i = Cpt + (2500+Cpqt ) d z 其中 Cp=1.005 kJ/kg℃，Cpq=1.84 kJ/kg℃ z 当 t =0℃ 时 r = 2500 kJ/kg水