6湿空气-热工基础西南交大
《热力学湿空气》课件
焓
表示湿空气热力学能的参数， 是湿空气热力学的状态参数之
一。
湿空气的热力过程
等温过程
湿空气在温度保持不变 的情况下进行的热力过
程。
绝热过程
湿空气在绝热条件下进 行的热力过程，即没有 热量交换的热力过程。
等压过程
湿空气在压力保持不变 的情况下进行的热力过
程。
等焓过程
湿空气在焓值保持不变 的情况下进行的热力过
确定湿空气的状态变化
通过观察等焓线和等湿线的变化，可以确定湿空气的状态变化。
计算湿空气的参数
可以通过查表或插值方法在焓湿图中找到所需的参数值。
焓湿图与热湿比
热湿比的定义
热湿比是指湿空气在状态变化过程中 ，其含湿量与焓的变化值之比。
焓湿图与热湿比的关系
通过观察等焓线和等湿线的斜率，可 以分析热湿比的大小和方向，从而了 解湿空气的状态变化特性。
02
未来将进一步发展新型实验技术和设备，提高测量精度和实验
效率，为湿空气热力学研究提供更好的支持。
数值模拟和计算机模拟的应用
03
数值模拟和计算机模拟技术将更加广泛应用于湿空气热力学研
究中，以模拟复杂系统和过程。
THANKS
感谢观看
其他气体
包括二氧化碳、甲烷等， 但含量较少。
湿空气的状态参数
01
02
03
04
温度
湿空气的温度是湿空气分子热 运动的宏观表现，是湿空气热
力学的状态参数之一。
压力
湿空气的压力是指湿空气分子 对容器壁面的作用力，也是湿 空气热力学的状态参数之一。
湿度
表示湿空气中水蒸气含量的参 数，常用的湿度参数有相对湿
湿空气的热力计算实例
第2学期西南交大《热工基础》主观题
答：过程中气体对外作功量为2.27 kJ58.水在绝热混合器中与水蒸汽混合而被加热，水流入的压力为200kPa，温度为20℃，比焓为84kJ/kg，质量流量为100kg/min；水蒸汽流入的压力为200kPa，温度为300℃，比焓为3072kJ/kg，混合物流出的压力为200kPa，温度为100℃，比焓为419kJ/kg。
问每分钟需要多少水蒸汽。
答：此绝热混合器所围空间为一稳流系，根据能量方程：59.有5g氩气，经历一热力学能不变的状态变化过程，初始状态p1=6.0?05 Pa，T1=600K，膨胀终了的容积V2=3V1，氩气可作为理想气体。
已知氩气的Rg=0.208 kJ/(kg·K)，c p=0.523 kJ/(kg稫)，求：（1）终了状态的温度T2、压力p2；（2）过程中系统热力学能、焓和熵的变化量。
答：由题意：△U = 0 →T2 = T1 = 600 K由理想气体气体状态方程，有：60.试求在定压过程中加给理想气体的热量中有多少用来作功？有多少用来改变工质的热力学能（比热容取定值）？答：∵定压过程总加热量为：q =c p△T其中用来改变热力学能的部分为：△u= c V△T而c p = c V+R g∴定压过程用来作功的部分为：w =R g△T61. 2kg某种理想气体按n=1.2可逆多变过程膨胀到原有体积的3倍，稳定地从300℃降低到60℃，膨胀过程中作功418.68kJ，吸热83.736kJ，求：气体的c p和c V。
答：由闭口系能量方程：62. 3 kg温度为80℃的热水在绝热容器中与5 kg温度为20℃的冷水等压混合，水的比热为4.187kJ/(kg·K)，求此混合过程的熵变，并根据熵变的计算结果说明为什么混合过程是不可逆过程？（提示：先由热力学第一定律求混合后水的状态）答：思路：利用孤立（绝热）系熵增原理进行判断。
取该绝热容器为闭口系，设热水用角标H表示，冷水用角标C表示，并注意液体c p = c V = c由闭口系能量方程：第二次作业三、主观题(共6道小题)33.压力p1=0.3MPa、温度t1=24℃的空气，经喷管射入压力为0.1 MPa的大气中，问应采用何种喷管？34.在lg p—h图上画出蒸气压缩制冷的理论循环图，并用线段分别标出单位质量制冷剂的制冷量q2和压缩机的耗功量w0。
西南科技大学《热工基础及流体力学》期末考试复习
热工基础及流体力学第一章 气体的热力性质（名词解释）1.工质：实现能量传递与转换的媒介物质 。
2.热力学系统：热力学研究时，根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象，称为热力系统，简称热力系或系统。
3. 热力系分类：①封闭热力系（与外界有能量传递,无物质交换的系统。
系统的质量恒定不变）②开口热力系：（与外界有能量、物质交换的系统，系统的质量可变）③绝热热力系（与外界没有热量交换的系统）④孤立热力系：（与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换的系统）4.热力状态：工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性，称为热力学状态，简称状态。
5. 状态参数：描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数，简称状态参数。
基本状态参数：温度（T ）、压力（p ）、比体积（v ）导出状态参数：热力学能（U ）、焓（H ）、熵（S ）6. 理想气体：是指状态变化完全遵循波义耳-不占体积的质点，分子之间没有相互作用力。
7. 热力学能：指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。
包括了：①内动能:分子热运动的动能。
②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。
第二章 热力学基本定律（填空+计算（卡洛循环）+名词解释） 1.准平衡过程：过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为 准平衡过程，或准静态过程 。
2. 可逆过程：如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为 可逆过程。
反之,则称为不可逆过程 。
(可逆过程是一个理想过程，可逆过程的条件：可逆过程= 准平衡过程 ＋ 无耗散效应）。
3.关系：准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化，而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。
可逆过程必然是准平衡过程，而准平衡过程只是可逆过程的条件之一。
4.热力学第一定律：实质就是热力过程中的能量守恒定律。
热工基础(3.4.5)--湿空气(第3版
两边同除以干空气的质量 ma
h=
H ma
=
ha+源自mv mahv= ha + dhv
干空气的比焓 ha = 1.005t 水蒸气的比焓 hv = 2501+1.86t
h = 1.005t + d (2501+1.86t) (kJ/kg干空气)
第二节 相对湿度的测量
湿空气的状态参数有
p,t, pv ,td ,j, d, h
d
=
mv ma
kg(水蒸气) / kg(干空气)
d
=
mv ma
=
pvV paV
(Rg,vT ) (Rg,aT )
=
0.622
pv pa
d
= 0.622
pv p - pv
= 0.622
j ps p -j ps
6 、湿空气的焓
湿空气的总焓为 H ，干空气的焓为 Ｈ a ，水蒸气的焓为 Hv, H = Ha + H v = maha + mvhv
在 p 、 t 确定之后，后五个参数只有一个独立变 量，也就是五个中只要知道一个参数，状态就确定了。
用干湿球温度计可以测量相对湿度 φ
干湿球温度计测量相对湿度的原理
干湿球温度计测量相对湿度的原理
湿球温度 tw 也是状态参数
相对湿度越下，湿球温度越低。
j = f (t,tw ) = f (t, Dt)
未饱和湿空p =气pa:+ p湿v 空气中的水蒸气处于过热状
态 .ρv 饱和湿空气 :
湿空气中的水蒸气处于饱和状态 . ρs
ρv < ρs=ρ"
vv > vs = v "
西南交大远程与教育学院-热工基础第5次作业主观题
一、单项选择题(只有一个选项正确，共7道小题)1. 渐缩喷管在设计工况下工作，如果喷管进口截面参数及背压保持不变，那么将此喷管截掉一段，其出口流速和流量将按＿＿变化。
(A) 流速减小，流量增加(B) 流速、流量都减小(C) 流速不变，流量增加(D) 流速减小，流量不变你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：2. 空气流在定熵滞止后＿＿。
(A) 温度升高、压力降低(B) 温度降低、压力升高(C) 温度、压力均升高(D) 温度、压力均降低你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：3. 理想气体经过绝热节流后, 其温度＿＿。
(A) 升高(B) 降低(C) 不变(D) 可能升高、降低或不变你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：4. 活塞式压气机压缩比较高时，采用多级压缩级间冷却的好处是＿＿。
(A) 减少耗功量，降低出口温度，降低容积效率(B) 增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率(C) 减少耗功量，降低出口温度，增大容积效率(D) 增加耗功量，提高出口温度，增大容积效率你选择的答案：[前面作业中已经做正确] [正确]正确答案：C解答参考：5. 响为＿＿。
(A) 理论耗功量增加，产气量减小(B) 理论耗功量减小，产气量减小(C) 理论耗功量减小，产气量不变(D) 理论耗功量不变，产气量减小正确答案：D解答参考：6. 柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施＿＿。
(A) 增加压缩比，减小升压比和预胀比(B) 增加压缩比和升压比，减小预胀比(C) 增加升压比，减小压缩比和预胀比(D) 增加压缩比和预胀比，减小升压比正确答案：B解答参考：7. 对压缩蒸气制冷循环，如果提高蒸发温度、降低冷凝温度，其＿＿。
(A) 耗功量增加、制冷系数降低(B) 耗功量减小、制冷系数增大(C) 耗功量和制冷系数均降低(D) 耗功量和制冷系数均增大正确答案：B解答参考：二、判断题(判断正误，共14道小题)8.气体流经渐缩喷管，其出口截面的压力一定等于背压。
西安交通大学 “热工基础”课程教学大纲
西安交通大学“热工基础”课程教学大纲英文名称：FUNDAMENTS OF THERMODYNAMICS AND HEAT TRANSFER课程编码：ENPO2103学时： 48 学分：2.5适用对象：机械工程与自动化、材料科学与工程、飞行器设计与工程、飞行器制造工程和工程力学等本科生 先修课程：高等数学，大学物理使用教材及参考书：教材《热工基础与应用》(第二版) 傅秦生 赵小明 唐桂华. 北京：机械工业出版社，2007参考书《热工基础》 张学学，李桂馥. 北京：高等教育出版社 2000《传热学》（第四版） 杨世铭 陶文铨. 北京：高等教育出版社 2006《工程热力学》 刘桂玉 刘志刚 阴建民 何雅玲. 北京：高等教育出版社 1998一、课程性质、目的及任务热工基础是讲授热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律，以提高热能利用完善程度的一门技术基础课，是机械学院机械工程与自动化专业、材料学院材料科学与工程专业、航空航天学院飞行器设计与工程专业、飞行器制造工程专业和建力学院工程力学等专业的一门必修课程。
本课程为学生学习有关专业课程和将来解决热工领域的工程技术问题奠定坚实的基础,如：热能和机械能的相互转换，热量传递，温度场和材料热应力分析，耗散结构和有关本构结构、热力耦合问题的解决等。
通过本课程学习，应该使学生掌握包括热力学和传热学两方面的热工理论知识，获得有关热科学的基本计算训练和解决有关热工工程问题的基本能力。
同时还应为学生对热学科的建模和问题的处理奠定基础。
二、教学基本要求1．掌握热能和机械能相互转换的基本规律，以解决工程实际中有关热能和机械能相互转换的能量分析计算和不可逆分析计算；2．掌握包括理想气体、蒸气和湿空气在内的常用工质的物性特点，能熟练应用常用工质的物性公式和图表进行物性计算；3．掌握不同工质热力过程的基本分析方法，能对工程热力过程进行计算，具有解决实际工程中有关热能转换的能量分析和计算能力；4．掌握包括导热、对流换热、辐射换热三种热量传递方式的机理，进而掌握热量传递的基本规律和基本理论；5．能对较简单的工程传热问题进行分析和计算，具有解决较简单的传热问题，尤其解决是与力学分析有关的传热问题的能力；三、教学内容及要求第一章能源概论1.内容: 能源和热能利用的基本知识：本学科研究对象，主要内容和方法。
热工期末试卷 (6)
西南交通大学热工基础期末试卷3参考答案课程代码 2030600 课程名称 热工基础 考试时间 120分钟阅卷教师签字： 一、 判断下列说法是否正确（每题1分，共10分）：1、气体流经渐缩喷管，其出口截面的流速不可能超过当地音速。
（ √）2、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。
（ ×）3、理想气体的热力学能、焓和熵都是温度的单值函数。
（ ×）4、无耗散效应的准静态过程为可逆过程。
（ √）5、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。
（ ×）6、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。
（ ×）7、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。
（ ×）8、热力学中作为状态参数的压力是绝对压力。
（ √）9、若湿空气的含湿量不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。
（ √） 10、气体经绝热节流后，焓不变，因此绝热节流的整个过程是等焓过程。
（ ×）二、 填空（每题3分，共15分）：1、某理想气体经历一不可逆吸热过程后，其熵流ΔS f ＞0 ，熵产ΔS g ＞0 ，总熵ΔS ＞ 0 。
2、柴油机混合加热理想循环的压缩比ε ↑ 、升压比λ ↑ 、预胀比 ρ↓ 、热效率ηt 增加。
3、气体经历一可逆定容过程，w = 0 ；经历一可逆定压过程，w t = 0 。
4、气体流经一喷管后，压力 ↓ 、流速 ↑ 、流量 不变 。
5、紊流受迫对流换热的机理是：在壁面及层流边界层区域为 热导热 ，而在其它区域主要为 热对流 。
班 级 学 号 姓 名密封装订线 密封装订线 密封装订线三、简答题（每题5分，共20分）：1、说明非稳态导热计算中什么条件下可以采用集总参数法？答：当物体表面的对流换热热阻远大于内部导热热阻时，可将物体看作一个质点，即近似认为物体内部温度处处相等。
用毕渥准则判断，即当Bi≤0.1或Bi V≤0.1M 时可以采用集总参数法。
2、某理想气体经历可逆等温吸热过程1-2，可逆多变膨胀过程2-3（1＜n＜κ），可逆等温放热过程3-4，等熵压缩过程4-1。
西南交大《热工基础》作业
西南交《热工基础》在线作业一一、单选题（共 10 道试题，共 40 分。
）V1. 为强化传热采用的错误措施是___D__。
A. 提高流体的流速B. 在对流换热系数较小的一侧壁面加肋C. 改良流体的物性D. 在对流换热系数较大的一侧壁面加肋满分：4 分2. 理想气体的___B__是两个相互独立的状态参数。
A. 温度与热力学能B. 温度与焓C. 温度与熵D. 热力学能与焓满分：4 分3. 下列说法中正确的是__A___。
A. 平衡状态一定是稳定状态B. 稳定状态一定是平衡状态C. 平衡状态一定是均匀状态D. 平衡状态是不存在内部势差的状态满分：4 分4. 关于对流换热系数,以下说法错误的是___D__。
A. 液体的对流换热系数大于气体的对流换热系数B. 有相变的对流换热系数大于无相变的对流换热系数C. 紊流的对流换热系数大于层流的对流换热系数D. 光滑表面的对流换热系数大于粗糙表面的对流换热系数满分：4 分5. 开口系统是指（D）的热力系统。
A. 具有活动边界B. 与外界有功量交换C. 与外界有热量交换D. 与外界有物质交换满分：4 分6. 绝热系统是指（C）的热力系统。
A. 状态参数不变B. 热力学能不变C. 与外界没有热量交换D. 与外界没有功量和热量交换满分：4 分7. 将热电偶置于烟道中测烟气温度(烟气温度高于环境温度),在有、无遮热套筒条件下测得的温度分别为T1和T2,判断下列四种情况中正确的是__D___。
A. T1=T2<烟气真实温度B. T1 =T2>烟气真实温度C. T1>T2>烟气真实温度D. T2<T1<烟气真实温度满分：4 分8. 系统经历一个不可逆绝热过程后，其熵变化 __A___。
A. 必定增加B. 必定减少C. 必定减少D. 可能增加、减少或不变满分：4 分9. 在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比___B__。
热工基础期末真题
西南交通大学2007－2008学年第(2)学期考试试卷 课程代码 2030600 课程名称 热工基础 考试时间 120 分钟阅卷教师签字： 一、 判断下列说法是否正确（每题1分，共10分）： 1、气体膨胀时一定对外作功；气体压缩时一定消耗外功。
（ ） 2、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。
（ ） 3、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。
（ ） 4、无耗散效应的准静态过程为可逆过程。
（ ） 5、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。
（ ） 6、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。
（ ） 7、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。
（ ） 8、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。
（ ） 9、若湿空气的含湿量不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。
（ ） 10、气体经绝热节流后，焓不变，因此绝热节流的整个过程是等焓过程。
（ ） 二、 填空（每题2分，共20分）： 1、某理想气体经历一不可逆吸热过程后，其熵流ΔS f ，熵产ΔSg ，总熵ΔS 。
2、压气机在不同的工作条件下，可能出现三种压缩过程，其中 过程耗功最小， 过程耗功最大。
3、柴油机混合加热理想循环的压缩比ε 、升压比λ 、预胀比 ρ 、热效率ηt 增加。
4、气体经历一可逆定容过程，w ；经历一可逆定压过程，w t 。
5、卡诺循环热效率的计算公式为： ，相同热源间所有可逆循环的热效率 卡诺循环的热效率。
6、气体流经一喷管后，压力 、流速 、流量 。
班 级 学 号 姓 名 密封装订线 密封装订线 密封装订线7、温度梯度矢量 等温面，并指向温度 的方向。
8、对流换热的机理是：在壁面及层流边界层区域为 ，而在其它区域主要为 。
9、由基尔霍夫定律，大多数工程材料（看作漫灰表面）的吸收比 同温度下的发射率。
10、 的换热过程称为复合换热。
三、简答题（每题5分，共25分）：1、若工质吸热，其热力学能U 是否一定增加？为什么？2、理想气体经历了一个吸热、升温、降压的多变过程，将其过程线表示在p —v 图和T —s图上，并判断n 值的范围： ＜ n ＜3、已知金属壁的导热系数)(45C m W ⋅＝λ，壁厚mm 5.4=δ ，两侧对流换热系数分别为)(10021C m W h ⋅＝，)(580022C m W h ⋅＝，试计算传热系数，并指出若要提高传热系数，应在哪一侧加肋片。
西南交大机械类热工基础答案
1.3 题略解： m 2.127481.92.110)7893(3=⨯⨯-=⋅∆=⋅⋅=∆g p h h g p ρρ1.5 题略m 1.05.02.030sin m2.0200kg/m 800/8.033=⨯======l h mm l cm g ρ已知：烟气的真空度为：Pa 8.78430sin 2.081.9800=⨯⨯=⋅⋅=h g p v ρ∵ 1 mmH 2O = 9.80665 Pa ∴ 1 Pa = 0.10197 mmH 2OO m m H 027.808.7842==Pa p v烟气的绝对压力为：kPa 540.98Pa 388.985408.7843224.133745==-⨯=-= v b p p p1.10 题略解：锅内表压力g 40.77kg 04077.081.91041010063==⨯⨯⨯=⋅=⋅=-gA p m Ag m p g g2.2填空缺数据（蓝色）：2.9 题略已知：D 1 = 0.4 m ，p 1 =150 kPa ，且气球内压力正比于气球直径，即p = kD ，太阳辐射加热后D 2 = 0.45 m 求：过程中气体对外做功量解：由D 1=0.4 m ，p 1=150 kPa ，可求得：k =375 kPa/mkJ27.2)(822)6(414233321=-===⋅==⎰D D k dD kD W dDkD D d kD pdV dW D D ππππ答：过程中气体对外做功量为2.27 kJ 2.12 题略解：（1）确定空气的初始状态参数K300)27273(m 10101010100kPa1.29310100108.919510213324143111=+==⨯⨯⨯===⨯⨯⨯+=+=+=-----T AH V A g m p p p p b g b （2）确定拿去重物后，空气的终了状态参数由于活塞无摩擦，又能与外界充分换热，因此终了平衡状态时缸内空气的压力和温度与外界的压力和温度相等。
教学大纲-西南交通大学课程与资源中心
《热工基础》课程教学大纲一、课程简介1.课程名称：工程热力学及传热学2.英文名称：FUNDAMENTS OF THERMODYNAMICS AND HEAT TRANSFER3.开课院系：机械工程学院4.课程代码： 20306005.学分：36.先修课程：高等数学、大学物理、流体力学7.课程性质：专业基础课8.考核形式：期末考试+平时成绩（含平时作业、出勤率、期中考试等）+实验9.适用范围：机械设计及其自动化、车辆工程10.撰写人：秦萍二、教学目的和任务本课程包含工程热力学和传热学两门课程的基础知识，工程热力学主要从热能有效利用的角度出发，介绍热功转换与能量的有效利用；传热学主要研究热量传递过程及其规律。
通过本课程的学习，应该使学生掌握包括热力学和传热学两方面的热工理论知识，获得有关热科学的基本计算训练和解决有关热工工程问题的基本能力。
不仅有利于学生更好地学习后续有关专业课程，而且对将来解决热工领域的工程技术问题也奠定了坚实的基础,如：热能和机械能的相互转换，热量传递，温度场和材料热应力分析等，是非常必要的。
此外，对许多从事其他领域工作的工程技术人员和有关的领导干部，学习一些工程热力学和传热学的基本知识，以便了解热物理现象的一些基本规律，有助于他们在将来的工作中面对与能源、特别是热能有关的问题时能采取技术上先进、经济上合理的措施，为我国的节能环保事业作出贡献。
三、教学内容的结构课程主要内容分为工程热力学和传热学两部分：工程热力学部分：系统介绍热能和机械能相互转换的基本理论和规律，在此基础上，结合一些典型热工设备，对其工作原理、结构特点、模型简化方法、热力过程（循环）计算分析及提高设备热能利用率等方面进行系统的热科学的基本计算和分析训练；传热学部分：系统介绍热量传递的基本理论和规律，以及工程常见热量传递过程的规律及其计算方法。
四、模块或单元教学目标与任务第一章基本概念和定义1.学习内容热力系统、工质的热力状态及其基本状态参数、平衡状态、状态公理及状态方程、准平衡过程和可逆过程。
《热工基础(张学学 高教》课后答案 第五章-第七章
0.0013605 1333.4
0.017 2491.5
0.07163 3323.8
0.17498 2575.6
s(KJ / kg K ) 3.2072
5.2430
6.8792
6.1400
状态
未饱和水
湿饱和汽
过热蒸汽
未饱和水
5-2 已知水蒸气的压力 p 0.5 MPa、比体积 v 0.35 m3/kg，分别用水蒸气表及 h s 图确
解：查表得到：
t 3500 C 时
1 MPa
2 Mpa
1.3 MPa
h1 (kJ/kg) s1 (kJ/kg.K)
3157.7 7.3018
3137.2 6.9574
3151.55 7.1985
理想的绝热过程，熵不变，所以有：
P2 0.005MPa , s2 s1 7.1985kJ / kg K 查表得到 P2 时的参数：
加热过程比湿度不变，沿定 d 线到 t2 50 C ， h2 56kJ / kg干空气，d2＝2g / kg干空气
在干燥器中经历的是绝热加湿过程，其焓值近似不变，沿定 h 线到 t3 30 C ， h3 56kJ / kg干空气， d3＝10 g / kg干空气
所以干空气的流量为
ma
1000 10 2
2
k 1
2
1.31
0.546
P1 k 1 1.3 1
所以
Pcr 0.546 3.5 1.911MPa P2
查图表并插值得到：
h1 3291.73kJ / kg s1 6.94566kJ / kg.K
理想绝热过程熵不变，所以有：
查表可得：
s2 s1 6.94566 kJ / kg.K
西南交大热工湿空气的性质
湿空气的性质自然界的水通常都会汽化，空气中就总含有一定的水蒸气，这种由干空气和水蒸气组成的混合气体称为湿空气。
由于湿空气中水蒸气含量很少，其分压力很低，可视为理想气体，所以湿空气是一种理想混合气体，遵循理想混合气体的性质，例如遵循道尔顿分压定律，即v a p p p +=式中，下标“a ”代表干空气，“v ”代表水蒸气。
但是湿空气与一般理想混合气体又有所不同。
由于湿空气中的水蒸气可能部分冷凝，其含量或成分将随之改变，因此湿空气有一些特殊的处理方法。
饱和与未饱和根据湿空气中水蒸气是否为饱和状态而有所谓的饱和湿空气与未饱和湿空气两大类。
湿空气中水蒸气的状态由其分压力p v 和湿空气温度T 确定。
若其分压力低于温度T 所对应的水蒸气饱和压力p s (T)，则水蒸气处于过热状态。
由干空气和过热水蒸气组成的湿空气，称为未饱和湿空气。
这时湿空气中所含水蒸气的量尚未达到饱和，还有可能增加。
如果维持未饱和湿空气的温度不变，使其水蒸气含量增加时，其分压力p v 也随之不断增大。
但是p v 的增大有一个极限值，也就是说，最大限度只能等于而不能大于此温度T 所对应的饱和压力p s (T)，所以湿空气中水蒸气的含量有一个极限值。
达到此极限时，水蒸气处于饱和状态。
凡是由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气，称为饱和湿空气。
这时，湿空气中水蒸气含量已达极限值。
当超过此极限，处于饱和湿空气状态的空气中就有可能析出水滴悬浮在空气中形成雾。
结露和露点未饱和湿空气在定压下通过冷却也可使其中的水蒸气达到饱和状态。
温度为T 1的未饱和湿空气，在总压不变条件下开始冷却，由于成分未变，分压力也就固定不变，水蒸气沿着分压力p v 不变的过程变化。
在此过程中，湿空气温度逐渐降低，一直降到与水蒸气分压相对应的饱和温度为止，这时湿空气也就变成了饱和湿空气。
如进一步冷却，将使部分水蒸气冷凝，这种现象称为结露，而开始结露时的温度，以Td 表示。
换言之，与水蒸气分压力相对应的饱和温度就是露点温度。
热工基础 考试前辅导资料 题库及答案 西南交通大学
孤立系统是（）的热力系统A.与外界无热量交换B.与外界无功量交换C.与外界无质量交换D.与外界无任何相互作用正确答案：D开口系统是指（）的热力系统A.具有活动边界B.与外界有功量交换C.与外界有热量交换D.与外界有物质交换正确答案：D气体吸热后热力学能（）A.一定增加B.一定减少C.不变D.可能增加、减少或不变正确答案：D绝热系统是指（）的热力系统A.状态参数不变B.热力学能不变C.与外界没有热量交换D.与外界没有功量和热量交换正确答案：C在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（）A.较大 B.大小相等 C.较小 D.大或小不确定正确答案：B系统中工质的真实压力是指（）A.pgB.pbC.pvD.pb+pg或pb-pv正确答案：D理想气体的（）是两个相互独立的状态参数A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵D.热力学能与焓正确答案：C气体吸热后热力学能（）A.一定增加B.一定减少C.不变D.可能增加、减少或不变正确答案：D在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（）卡诺循环的热效率A.大于B.小于C.等于D.小于或等于正确答案：C热熵流的计算式dS f =δQ／T适用于（）A.理想气体任意过程B.理想气体可逆过程C.任何工质任意过程D.任何工质可正确答案：C理想气体经过绝热节流后, 其温度（）A.升高B.降低C.不变D.可能升高、降低或不变柴油机混合加热循环，若要提高其热效率，应在一定范围内适当采用措施（）A.增加压缩比，减小升压比和预胀比 B.增加压缩比和升压比，减小预胀比C.增加升压比，减小压缩比和预胀比 D.增加压缩比和预胀比，减小升压比正确答案：B为强化传热采用的错误措施是（）A.提高流体的流速B.在对流换热系数较小的一侧壁面加肋C.改良流体的物性D.在对流换热系数较大的一侧壁面加肋正确答案：D削弱辐射换热的有效方法是加遮热板，遮热板的表面发射率（黑度）越大，削弱辐射换热的效果（）A.越好B.越差C.没有影响D.视遮热板的表面温度而定正确答案：B容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变正确答案：错误可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程正确答案：正确只有可逆过程 p-v图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功正确答案：正确系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换正确答案：错误对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u和wt =－△h，说明可逆和不可逆绝热。
热工基础(6)第五章
w q u T ( s2 s1 ) (h2 h1 ) ( p2v 2 p1v1 )
wt q h T ( s2 s1 ) (h2 h1 )
q Tds T ( s2 s1 )
1
12
2
定压过程：
w p(v2 v1 )
wt 0
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 （附录表6）两种。
5
6
未饱和水与过热水蒸气表（附录表7）
23
5. 湿空气的焓
湿空气的焓： H
ma ha mv hv
H ha dhv kJ/kg（干空气） 湿空气的比焓：h ma
工程上，取0 C时干空气、饱和水的焓为零，即
ha= 0 、 hv= 0
温度t下干空气和水蒸气的焓分别为
ha c pt 1.005t
温度t下干湿空气的焓为
31
(2) 根据初态和过程特点以及终态的一个参数值， 确定终态的其它参数值; (3) 根据热力学基本定律，结合过程的特点，计 算过程中工质与外界交换的功量与热量。
10
定容过程：
w0
wt v( p1 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱp2 )
q u2 u1 (h2 h1 ) ( p2 p1 )v
11
定温过程：
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 x v v x v v 注意 hx xh 1 x h h x h h 单位
热工基础
二、传热学：也主要采用宏观方法 传热学： 同样是归纳无数经验事实，得到热传导、 同样是归纳无数经验事实，得到热传导、热对流和 热辐射的基本定律。具体可利用解析法、 热辐射的基本定律。具体可利用解析法、实验法和 数值法进行分析计算，各种方法相辅相成， 数值法进行分析计算，各种方法相辅相成，互为补 充。
0－3 课程特点与学习方法 －
一、课程特点 热工基础课包含工程热力学和传热学两部分内 容。课程的特点是概念多、公式多、内容抽象、逻 课程的特点是概念多、公式多、内容抽象、 辑严密，各部分内容相互渗透交叉。热力学第一定 辑严密，各部分内容相互渗透交叉。 律 、热力学第二定律、工质热力性质和热力过程是 热力学第二定律、 贯穿工程热力学整个内容的主线。而热平衡方法的 贯穿工程热力学整个内容的主线。 工程热力学整个内容的主线 应用（能量守恒）是贯穿传热学内容的主线。 应用（能量守恒）是贯穿传热学内容的主线。 传热学内容的主线
二、主要内容 工程热力学： 工程热力学：
基本概念 工质的热力性质 1. 基础理论 基本定律 数学模型及求解方法 2. 各种热力过程的分析、计算 各种热力过程的分析、
3. 部分典型热工设备的工作原理、热力过程 部分典型热工设备的工作原理、 分析及计算。 分析及计算。
传热学：热传导、对流换热、辐射换热和传热过程。 传热学：热传导、对流换热、辐射换热和传热过程。
0－1 热工基础的研究对象及主要内容 －
一、研究对象 工程热力学——热能与机械能的相互转换规律 热能与机械能的相互转换规律 工程热力学 及其工程应用。 及其工程应用。 • 热能 机械能: 动力装置 蒸汽轮机、燃气轮机、 热能→机械能 动力装置(蒸汽轮机 燃气轮机、 蒸汽轮机、 机械能 内燃机、原子能动力装置等 内燃机、原子能动力装置等) • 机械能→热能 制冷、热泵、空气分离装置等 热能: 械能 热能 制冷、热泵、 传热学——热量传递过程规律及工程应用。 热量传递过程规律及工程应用。 传热学 热量传递过程规律及工程应用
热工基础(3.4.1)--湿空气(第2版)
热工基础
三、湿空气的含湿量
若湿空气中的干空气质量为 ma ，水蒸气的质量为 mv ，则含 湿量的定义为：
d
=
mv ma
kg(水蒸气) / kg(干空气)
d
=
mv ma
=
pvV paV
(Rg,vT ) (Rg,aT )
=
0.622
pv pa
ri = pi / Rg,iT
d
= 0.622
pv p - pv
9/41
热工基础
例 1 氢气和水蒸气混合物中容积成分如下： jH2 = 0.965 ： jH2O = 0.035 ，混合物的总压力 p= 0.15 MPa ，求露点温度。
解： 根据理想气体混合物性质：
xi
=
pi p
xi = ji
pv = xv p = 0.035ﾴ0.15MPa = 0.00525MPa = 5.25kPa
空气及水蒸气量均不变，故进而有 d2=d1 。 查表： t =30℃ ， psv= 4 241 Pa pv1= psv1 = 0.64 241 Pa =
2 、相对湿度（饱和度）（ relative humidityj）
— 湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。
1.
j
=
pv ps
j = rv rs
pv = j ps
rv
=
1 vv
=
pv RgvT
rs
=
1 vs
=
ps RgsT
2. 0 ﾴ j ﾴ1
j =0
干空气
吸湿
0 < j < 1 未饱和空气
=
pv RgvT
2 ） pv ﾴ = pv,max ps rv ﾴ rs = rv,max = r ''
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第六章湿空气
6-1 湿空气概述
6-2 湿空气的状态参数
6-3 湿空气的湿度图
6-4 湿空气的热力过程实例分析
6-1湿空气概述
1. 湿空气：含有水蒸气的空气。
2. 干空气：完全不含有水蒸气的空气。
3. 大气环境中的空气总含有水蒸气，因此大气中的空气是湿空气。
4. 一般情况下，所采用的湿空气工质都处于常压，其中所含水蒸气的分压力很低（0.003~0.006MPa），处于过热状态，因此可以看作理想气体。
1. 温度和压力（温度t 和压力p ）
湿空气压力: P a ——干空气分压力
P ——水蒸气分压力（通常很低）
2. 未饱和湿空气：湿空气中水蒸气的分压力低于湿空气温度t 所对应的饱和压力 。
未饱和湿空气=干空气 ＋ 过热水蒸气
6-2 湿空气的状态参数
饱和湿空气=干空气 ＋ 饱和水蒸气
（道尔顿定律）
3. 饱和湿空气：湿空气中水蒸气的分压力达到湿空气温度t 所对应的饱和压力 。
6-2 湿空气的状态参数
4. 绝对湿度和相对湿度
1）绝对湿度ρυ : 1m 3湿空气中含水蒸汽的质量
式中 R g,υ＝461.5 J/（kg·K ）
T
R P
v V m v g v
v v v ,
1===ρs
v v ,ρρ=2）相对湿度ϕ : 湿空气偏离饱和状态的程度
对饱和湿空气： 即水蒸气的密度
P v .s ——与湿空气温度对应的饱和压力。
ϕ小，吸湿能力强。
ϕ 大，吸湿能力差，ϕ＝100% 时，吸湿能力为零。
5. 露点温度和湿球温度
1)露点温度 t d：
未饱和湿空气中的水蒸气为过热状态,当空气温度下降
至蒸汽分压力所对应的饱和温度时,湿空气便达到饱和状态。
此温度即称露点温度t d , 因为温度再下降就要析出“露水”了.
达到露点途径有:
1) p v 不变，t 降低至t s； 2) t 不变加湿，p v 升至p s.
2)湿球温度 t w:
两相同的温度计,其一温泡包上湿纱布(此温泡即称湿球,另一称干球) . 当气的ϕ﹤100% 时，水蒸发, t w下降，ϕ升高,当周围空气ϕ＝100% 时，则t w不再变化, 此是的温度即称湿球.（显然，t w与风速有关，当风速≥4m/s后不再变化）温度t
w
干、湿球温泡温差越大,空气湿度就越小,反之亦然.
最大含湿量(饱和含湿量)
T ↑→P υ·s ↑→d max ↑
注意：相对于1 kg 干空气，湿空气的总量为（1＋d ）kg 。
由理想气体状态方程式:
3) t d 与t w 的关系: 当ϕ ﹤1 时 t d ﹤ t w ﹤ t (t －干球温度) 当ϕ ＝ 1时 t d ＝ t w ＝ t
6. 含湿量（比湿度）
相对于1 kg 干空气(不变)所含有的水蒸汽的质量。
符号：d 或ω
7. 湿空气的焓:
设：0︒C 时干空气的焓值为0，则 h a ＝1.005 t
又
（经验公式） ∴
上式是含有1 kg 干空气的湿空气的焓计算式。
t -----干球温度， 注意：ｄ的单位应代入kg 干空气比热 蒸汽的汽化潜热 蒸汽的比热
式中:8. 湿空气的焓湿图（h －d 图）
以含1 kg 干空气的湿空气为基准。
湿空气有3个独立状态参数,如果P b 是常量,则可用h －d 图表示湿空气的这及其变化. 为了使图线放大, h 、 d ( ω ) 轴交角为135度.
1 、画 h 、 d 坐标
2 、画 等 t 线 ( t=常数 )
dh /dd =2.501+0.00186t
≒2.501
故为直线,且近似平行
3 、画等 ϕ 线
d = f (ϕ, t)
ϕ＝100% 的线为饱和空
气线，也是露点线
4 、画 p v = f (d)线 :
p v 与d 不是独立参数,
二者是线性关系
焓湿图（h －d 图）的绘制: 常用条件： P b ＝0.1 Mpa
6-3 湿空气的温度图（ω－t 图）
说明:
1 . 坐标: 纵 -- ω ; 横 – t
2 . 等h 线为 近似155o 线
3 . 多了一条 t w 线, ∵等t w 线近似等h, 所以平行于等h 线1006020
254510ω kg/kg(Da)t o C
h kJ/kg(Da)0.260.140.06湿球温度
P v Pa ≌1550290.20.11 点的湿球温度注:有的图上还
有p v 坐标和
热湿比线.
即 △H /△d
表示过程走
向和特征.
6-4 湿空气的热力过程实力分析
1. 物料烘干过程：利用未饱和空气吹过被烘干物料时吸收物料中的水分（定压加热和绝热加湿）。
2. 空气调节过程：为了使特定的小环境保持与环境空气不同的空气状态，就需要将环境空气调节到所要求的的状态，然后定量定质的输送到小环境中（冷却去湿和定压加热）。
3. 空气调节过程：来自冷凝器的热水从冷却塔顶部向下喷淋，未饱和空气在通风机的作用下从底部逆流而上。
湿空气在冷却塔中是升温，增焓和增湿过程。
6-4 湿空气的热力过程实力分析
4. 绝热混合过程
干空气质量守恒：水蒸气质量守恒：湿空气能量守恒：321a a a m m m =+332211ωωωa a a m m m =+3
32211h m h m h m a a a =+133
2133221h h h
h m m a a --=--=ωωωω。