第2讲 湿空气的物理性质和i-d图
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湿空气的物理性质及其焓湿图 PPT
q
q
P
d 0.622 q.b
b
BP
q.b
所以 d (B Pq.b ) 100% d 100%
db (B Pq )
db
即湿空气的相对湿度可用空气的含湿量与同温度下
的饱和含湿量之比来计算。
2、湿空气的组成和状态参数
五、露点温度 Td
露点温度指在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温 度，用tl表示。 为空气是否结露的临界温度。 空气的露点温度只取决于空气的含湿量。 空气调节中常利用露点温度达到干燥空气的目的：冷却空气 到露点温度之下。 露点温度如何在焓湿图上表示？
2、湿空气的组成和状态参数
六、焓
空调中，空气的压力变化很小，近似于等压过程，因 此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。
已知干空气的定压比热 c 1.005kJ /(kg ℃）,近似取1 p.g
水蒸汽的定压比热
c 1.84kJ /(kg ℃） p.g
干空气的焓 水蒸汽的焓
i c t，kJ / kg 干
2500d
潜热，0℃时dkg水的汽化潜热，随d变，与t 无关。
2、湿空气的组成和状态参数
例1－1已知大气压力为101325Pa，温度t＝20℃，求：1
干空气的密度；2相对湿度为90％时的湿空气密度。
解：1、理想气体的状态方程式
PV m R T
g
gg
g
B 287 T
0.00348 B T
i G i Q
d G d W
热湿比也为总空气量G在处理过程中所得 到（失去）的热量Q和湿量W的比值。
3、 湿空气的焓湿图
湿空气的状态变化： A状态的湿空气，变化到B状态。
湿空气的物理性质与焓湿图
（1+d）kg 湿空气的焓，i=ig+iq*d kj/kg干 =2500d+(1.01+1.84d)t
6 、密度：ρ=ρg+ρq=0.00349B/T-0.00134ψPqb/T ！一般的，同温同压下：ρg>ρ湿
第二节 焓湿图及其应用
一 、焓湿图
1 作用： （1）反映湿空气状态参数间的关系； （2）湿空气状态变化过程的直观描述。
二 、焓湿图的应用
1 、 确定空气的状态参数：已知空气状态参数（t、ψ 、i、d)中
任意两参数可确定该状态点 如：
d=20 g/kg干
t、d组合
t=25℃
i=76 kj/kg干 φ =100%
t、i组合
t=55 ℃
d=9.8 g/kg干 φ =10%
i=81 kj/kg干
t=25℃
d=20 g/kg干
第六章 湿空气的物理性质与焓湿图 第一节 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
大气：将地球表面的空气称为大气
干空气：从大气中除去全部水蒸气和污染物质时，所剩即为干空气
湿空气：干空气和水蒸气的混合物
二、 湿空气的状态参数
！ 湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定于它所处 的状态。
湿空气的状态参数：湿空气的状态参数可用压力、湿度等参数 表示，这些参数我们称为湿空气的状态参数。
！在实际中，使表冷器的表面温度低于被处理的空 气的露点温度，以获得冷却减湿效果
3 、已知某点干球温度t、湿球温度tS 确定该点状态
（1）热力学湿球温度：定压绝热条件下，空气与水直接接触达到 热湿平衡时的绝热饱和温度。
！等湿球温度线近似为等焓线。
（2）用t、tS 确定状态点A （ a） 等温线t=ts与φ =100%交于一点，因等湿球温度线近似为
6 、密度：ρ=ρg+ρq=0.00349B/T-0.00134ψPqb/T ！一般的，同温同压下：ρg>ρ湿
第二节 焓湿图及其应用
一 、焓湿图
1 作用： （1）反映湿空气状态参数间的关系； （2）湿空气状态变化过程的直观描述。
二 、焓湿图的应用
1 、 确定空气的状态参数：已知空气状态参数（t、ψ 、i、d)中
任意两参数可确定该状态点 如：
d=20 g/kg干
t、d组合
t=25℃
i=76 kj/kg干 φ =100%
t、i组合
t=55 ℃
d=9.8 g/kg干 φ =10%
i=81 kj/kg干
t=25℃
d=20 g/kg干
第六章 湿空气的物理性质与焓湿图 第一节 湿空气的物理性质
一、湿空气的组成
大气：将地球表面的空气称为大气
干空气：从大气中除去全部水蒸气和污染物质时，所剩即为干空气
湿空气：干空气和水蒸气的混合物
二、 湿空气的状态参数
！ 湿空气的物理性质除和它的组成成分有关外，还决定于它所处 的状态。
湿空气的状态参数：湿空气的状态参数可用压力、湿度等参数 表示，这些参数我们称为湿空气的状态参数。
！在实际中，使表冷器的表面温度低于被处理的空 气的露点温度，以获得冷却减湿效果
3 、已知某点干球温度t、湿球温度tS 确定该点状态
（1）热力学湿球温度：定压绝热条件下，空气与水直接接触达到 热湿平衡时的绝热饱和温度。
！等湿球温度线近似为等焓线。
（2）用t、tS 确定状态点A （ a） 等温线t=ts与φ =100%交于一点，因等湿球温度线近似为
第二章湿空气的物理性质及其焓湿图
第⼆章湿空⽓的物理性质及其焓湿图第2章创造满⾜⼈类⽣产、空⽓环境的主体⼜是通风⼯程的处理对象，2.1 湿空⽓的物理性质 2.1.1 空⽓的组成通风⼯程的媒介是空⽓，（N 2）、氧（O 2）、氩（Ar ）、⼆氧化碳（CO 2体；多数成分如氮（N 2）、氧（O 2）、氩（Ar 定，少数成分如⼆氧化碳（CO 2）组成。
⽬前推荐的⼲空⽓标准成分见表2-1和图表2-1 注：该表中⽓体成分随时间和场所的不同，有较⼤变化；*氡有放射能，由Rn 220和Ｒn 222两种同位素构成，因为同位素混合物的原⼦量变化，所以不作规定。
（Rn 220半衰期54s ，Ｒn 222半衰期3.83⽇）2.1.2 湿空⽓的物理性质通风空调的空⽓成分与⼈们平时所说的“空⽓”实际是⼲空⽓加⽔蒸汽的混合物，即湿空⽓。
在湿空⽓中⽔蒸汽的含量虽少，但其变化却对空⽓环境的⼲燥和潮湿程度产⽣重要影响，且使湿空⽓的物理性质随之改变[4]。
因此研究湿空⽓中⽔蒸汽含量的调节在通风空调中占有重要地位。
地球表⾯的湿空⽓中，尚有悬浮尘埃、烟雾、微⽣物及化学排放物等，由于这些物质并不影响湿空⽓的热⼒学特性，因此本章不涉及这些内容。
1、压⼒空⽓分⼦永不停息、⽆规则的热运动对容器壁⾯产⽣的压强，习惯叫做空⽓的绝对静压，是⽓体状态的基本参量之⼀。
海平⾯的标准⼤⽓压为101325Pa 。
压⼒的单位有Pa 、mbar 等，⼤⽓压⼒各单位之间的换算见表2-2。
⼤⽓压⼒随海拔⾼度⽽变化，可由以下经验公式计算：2559.550)105577.21(H P P ??-=-，Pa （2-1）式中 P 0——海平⾯⼤⽓压⼒，Pa ；H ——海拔⾼度，m 。
当海平⾯P 0=101325Pa 时，可作出海拔⾼度和⼤⽓压⼒变化关系的曲线，⼤⽓压⼒随海拔⾼度的变化如图2-2所⽰。
⼤⽓压⼒值⼀般在⼠5%范围内波动。
-112345678405060708090100110⼤⽓压 P /k P a海拔⾼度 /km图2-2 ⼤⽓压与海拔⾼度的关系湿空⽓各组分⽓体的分压⼒遵循道尔顿定律。
第二讲湿空气的物理性质和id图的用法
– 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
3
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
4
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
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
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
3
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
4
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
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
空气调节 02 第二讲湿空气的物理性质与焓湿图
大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混 合而成，我们称其为湿空气。
注意
空气环境内的空气成分和人们平 时说的“空气”，实际是干空气加 水蒸气，即湿空气 。
4
2. 湿空气的基本状态参数
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)：
其中经验式 A=f (V)
绝热加湿小室
稳定流动能量方程式
i1 [(d2 d1 )]iw i2
t1, d1 i1
P
P
t2, d2 i2
tw
28
=0
ts 0
= 4.19ts
100%
ts 0
ts 0
= 4.19ts 0
i const
4.19 s） （t
29
等湿球温度线
dA iS iS A
dS
tS tB
B
S
= 4.19ts
=0
已知干湿球温度确定空气状态
30
5. 焓湿图的应用
湿空气的焓湿图不仅能表示其状态和各状态 参数，同时还能表示湿空气状态的变化过程， 并能方便地求得两种或多种湿空气的混合状 态。 湿空气的加热过程 湿空气的冷却过程 等焓加湿过程
36
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水蒸气 或与空气温度相同的水而实现 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环水对 空气进行加湿处理 6、等焓减湿过程 A-D ：用固体吸湿剂（硅胶或 氯化钙）处理空气
37
湿空气的物理性质及其焓湿图56636
dA 5、热湿比线
iB iA i i G Q
dB d A d d G W
A
dB B
iB
100%
iA
空气状态变化在i-d图上的表示
第三节 湿球温度与露点温度
一、湿球温度 湿球温度的概念在空气调节中 至关重要
1、热力学湿球温度
理论上，湿球温度是指在定压绝热条件下，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。
在稳定状态下，空气达到饱和状态时的温 度等于水温，即t2＝tw，所以，满足上述各式 的t2或tw即为进口空气状态的绝热饱和温度， 也称热力学湿球温度。
或 i (1.01+1.84d)t + 2500d
注意：湿空气的t、d、φ和i四个物理量都是独立的状态参数
第一节 湿空气的物理性质
6、湿空气的密度
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
g
+ q
Pg RgT
+
Pq RqT
0.00348 B T
0.00132 Pq T
设有一空气与水直接接触的小室，保证二者有充分的接触表面积和时间，空 气以P，t1，d1，i1状态流入，以饱和状态P， t2，d2，i2流出，由于小室为绝热的 ，所以对应于每公斤干空气的湿空气，其稳定流动能量方程式为：
i1＋（d2－d1）iw/1000＝i2 iw＝4.19tw ＝（i2－i1）/（d2－d1）×1000＝ 4.19tw
第一节 湿空气的物理性质
二、湿空气状态参数
理论基础：湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气环境 的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的物理性质。因此研究 湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节中的主要任务之一。
第2章 湿空气的物理性质及其焓湿图
4、等焓加湿过程 喷水室喷循环水处理空气，空气失掉显热，得到潜 热，焓值基本不变。 5、等温加湿过程 向空气中喷入饱和蒸汽，过程的热湿比线近似与等 温线平行，故可将喷蒸汽加湿看作等温加湿。 6、等焓减湿过程 用固体吸湿剂处理空气时，空气失掉潜热，得到显 热，焓基本不变，可近似看作等焓减湿升温过程。
A,B,C三点在同一条直线上，且参与混合 的两种空气的质量比与C点分割两状态连 线的长度成反比。据此，在焓湿图上求 混合状态时，只需将AB线段划分成满足 GA/GB比例的两段长度，并使C点接近质量 大的一端。
ρ = ρ g + ρq =
Pg Rg T
+
Pq RqT
Pq B = 0.003484 − 0.00134 T T
2、湿空气的含湿量d 含湿量—在湿空气中与1kg干空气同时并存 的水蒸汽量。
ρq Pq d= = 0.622 ρg Pg
3、相对湿度 相对湿度—湿空气中水蒸汽分压力与同温度下饱 和水蒸汽分压力之比。
湿空气的典型状态变化过程在焓湿图上可 以非常清楚的表示出来。
二、不同状态空气混合过程的计算
不同状态空气的混合，在空调中是经常用 到的。 根据质量和能量守恒原理，有：
G Ai A + GB iB = (G A + GB )iC G A d A + GB d B = (G A + GB )d C
G A iC − iB d C − d B = = GB i A − iC d A − d C iC − iB i A − iC = dC − d B d A − dC
3、等相对湿度线 4、水蒸汽分的应用
一、湿空气状态变化过程在图上的表示 1、湿空气的加热过程 特点：温度升高，含湿量不变。 2、湿空气的等湿（干式）冷却过程 特点：温度降低，含湿量不变。 3、湿空气减湿冷却（冷却干燥）过程 特点：温度降低，含湿量减少。
第1章_湿空气的物理性质及其焓湿图
15
湿空气的焓i 湿空气的焓i
干空气的焓
ig = Cp.g t
+
水蒸气的焓
iq = C p. q t = 2500 + C p. g t
（1+d）千克湿空气的焓为 ）
i = Cp.g t + (2500 + Cp.g t)d = 1.01t + d(2500 +1.84t)
或
i = (1.01+1.84d)t + 2500d
1、i-d图上面的等温线是平行线吗？ 图上面的等温线是平行线吗？ 等湿球温度线与等焓线的关系 的关系。 2、等湿球温度线与等焓线的关系。
42
d
i
20
等水蒸气分压力线
依据： 依据：Pq=B*d/(0.622+d)
Pq d
t i
21
等相对湿度线
依据： 依据： 饱和线ϕ=100%=f(t) =100%=f(t) 非饱和线 Pq d t1 i t2
ϕ =100%
22
ϕ =Pq/Pq.b ϕ =10% (Pq.b, Pq) (P
焓湿图组成
1.等焓线 2.等湿线 3.等温线(平行线?) 4.等相对湿度线 5.水蒸气分压力线 6.热湿比线
3
干空气
干空气由各种气体成分组成， 干空气由各种气体成分组成，在空调中 由各种气体成分组成 被视为稳定的混合物。 被视为稳定的混合物。 一般将海平面高度的清洁空气成分作为 标准组成。（ 表 。（P4 标准组成。（P4表1-1）
4
湿空气
大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气 大气由一定量的干空气和一定量的水蒸气混合而 干空气和一定量的水蒸气混合而 我们称其为湿空气 湿空气。 成，我们称其为湿空气。
第一章_湿空气的物理性质及其焓湿图
第一章湿空气的物理性质及其焓湿图§1.1湿空气的物理性质空气调节的任务：创造一个适合不同要求的空气环境，湿空气是空调的基本工质，也是构成环境的主体。
空气调节的结构就是讲空气前后的状态发生一定的改变，这必定首先要了解其物理性质。
一、基本概念（一）湿空气的组成湿空气＝干空气+水蒸气湿空气：平时人们常说的空气。
⑴干空气：N2、O2、CO2和其他惰性气体。
除了CO2外，其他气体的含量是非常稳定的，但CO2的含量非常小，他的含量变化对干空气的性质影响可以忽略。
所以允许将干空气作为一个整体考虑。
⑵水蒸气：来源于地球上的海洋、湖泊表面水分蒸发，随着气候地区条件而变化。
压力很低，一般只有几百Pa，水蒸气量很少，但他的变化却能引起干、湿度的变化，对人体的舒适感，产品质量，工艺过程、设备维护等有直接影响。
（二）理想气体状态方程它是用来描述理想气体状态（P、V、T）变化规律的方程。
干空气：常温常压下的气体一般均可看作理想气体；理想气体：假定该气体分子是不占有空间的质点，分子间没有相互作用力。
水蒸汽：分压力低，含量少，比容很大，且处于过热，亦可看作理想气体。
（水蒸气只有在特定条件下,如在压力很低、密度很小并远离饱和线的过热状态下,才接近于理想气体;而在其它大部分过热状态或饱和状态下,都不能应用理想气体的状态方程式。
）∴ 湿空气遵循理想气体状态方程mRT PV =或RT P =υ （1） 即：一定质量的理想气体的压强、体积的乘积与热力学温度的比值是常数。
MM R R 83140==0R :通用气体常数，M：气体分子量 （2）T R m V P g g g = 或 T R P g g =υ k kg J R g ⋅=/287（气体常数） （3） T R m V P q q q =或T R P q q =υ k kg J R q ⋅=/461 （4） （三）道尔顿分压定律混合气体的压力＝各组成成分的分压力之和湿空气压力B ＝干空气压力g P +水蒸气分压力q P （5）标压：B ＝101.325Pa 二、湿空气的状态参数（一）压力1、大气压力或湿空气的压力B大气压力不同，空气的物理性质也就不同，反映空气物理性质的状态参数也要发生变化，因此空调的设计与运行中，如果不考虑当地大气压的大小，就会造成一定的误差。
湿空气性质及焓湿图详解课件
31
1.2 湿空气的含湿图
(3) 湿空气的减湿冷却过程（空气冷却器） 使空气和低于其露点温度的表面接触时, 则部分水蒸气将
会在冷表面凝结, 达到冷却减湿的目的（即冷却干燥） 该过程 为在h-d图上可表示为A→G。
A
G
Φ=100%
32
1.2 湿空气的含湿图
(4) 湿空气的等焓加湿过程(绝热加湿) 利用循环水喷淋空气时, 空气与水长时间接触, 水及其表面
在给定大气压力B时，只要知道湿空气的任意两个独立状 态参数，就可在焓湿图上确定该空气的其余状态参数。
例：已知B=101325Pa，t=22℃，Φ=65%，试在h-d图上确
定该空气的其它状态参数。
PqA
dA
Φ=65%
1
t=22℃
Φ=100%
ts t1
h
28
1.2 湿空气的含湿图
2.表示湿空气状态的变化过程
代入含湿量定义式:
d Mq M g Pq 287 Pq 0.622 Pq
M g M q Pg 461 Pg
B Pq
可知: 在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。
9
1.1 湿空气的物理性质
5.相对湿度Φ 基本定义：指空气中的水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气
分压力之比。 即： Φ=Pq/Pqb 。
➢ 相对湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人
体的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。
11
1.1 湿空气的物理性质
6.比焓h 基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总
和，单位KJ/Kg干空气，取0℃时空气的焓值为零，则 ： h=1.005t+(2501+1.86t)d/1000
第二章 湿空气的物理性质及焓湿图
式中含义见教材。
2.1 湿空气的组成和状态参数
2.1.3 湿空气的状态参数 5、焓（含热量）i
在上式中，（1.01+1.84d/1000）t是随温度变化的 热量，即“显热”；而2500d/1000则是0℃时dkg水的 汽化潜热，它仅随含湿量而变化，与温度无关，即是 “潜热”。 由此可见，湿空气的含热量与温度和含湿量两个参 数有关。温度升高会造成空气含热量增加，而假如温 度升高同时含湿量降低，则空气的焓值不一定增加。 例（2）
纺织厂空调工程
第二章
湿空气的物理性质及焓湿图
西南大学纺织服装学院 2013.5.10
Contents
2.1
湿空气的组成和状态参数 湿空气的焓湿图（i-d图）
2.2
2.3 2.4 2.5 2.6
湿空气的基本热力过程
两种状态空气的混合
湿球温度与露点温度 空气的干燥作业过程
2.1 湿空气的组成和状态参数
2.1.1 空气的组成及性质 ★大气：地球表面的空气层，由多种气体组成。 ★空气的组成：（湿）空气=干空气+水蒸汽 干空气的组成（体积分数）：氮78.09%，氧 20.94%，氩0.93%，二氧化碳0.03 % ★空气的性质：干空气可近似为理想气体，湿空 气由于所含水蒸汽少，也可近似为理想气体。 通常假设空气的存在不影响水蒸汽的性质（冷 凝、蒸发、过热等）。
可以绘制各条等温线。若设t为一常数，该方程为一直线方 程，确定两点就可画出。 通常选空气绝对干燥 0 和饱和状态 100% 来绘制等温 线。 见教材说明 2500+1.84t为等温线斜率，但各条线并不平行，由于1.84t 远比2500小，常温下认为平行。
2.2 湿空气的焓湿图（i-d图）
湿空气的物理性质和焓湿图
露点温度要点： ◆ 湿空气的露点温度 tι是判断空气结露的判据。它只取决于 空气的含湿量d。
➢关于传热学的几个基本概念：
➢质交换
➢传质是在一个多组分的系统中进行的。物质的 分子总是处在不规则的热运动中，在有物质组 成的二元混合物中，如果存在浓度差，由于分 子的随机性，物质的分子会从浓度高处向浓度 低处迁移，这种迁移称为浓度扩散或简称扩散， 并通过扩散产生质交换。
◆ 当含湿量d一定时，水蒸汽分压力Pq随大气压 力B的增加而上升，反之亦然。
◆ 含湿量d能确切反映空气中含的水蒸汽量的多 少，但不能反映空气的吸湿能力，不能表示湿空
气接近饱和的程度。
◆ 相对湿度Φ能反映湿空气中水蒸汽含量接近 饱和的程度，但不能表示水蒸汽的含量。
◆ Φ值小，表示空气离饱和程度远，空气较为
◆ 饱和水蒸汽分压力 Pq,b是温度的单值函数， 也即Pq,b值仅取决于温度，温度越高，Pq,b 值越大。
密度
单位容积的空气所具有的质量，称为密度
湿空气的密度＝干空气密度 +水蒸气密度
g
q
Pg RgT
Pq RqT
0.00348 B 0.00132 Pq
T
T
要点： ◆ 湿空气的密度取决于Pq值的 大小，它随水蒸汽分压力Pq的升高而 降低。由于Pq值相对于Pg值而言数值 较小，湿空气比干空气轻；
行。
hC
hA
➢无论空气的初始状态在哪点上，只要空气变化
过程中的热湿比相等，即过程线的斜率相等，
则过程线相平行。
必要说明：
1.
h = Q
d W
2.
h d
Q W
1000 1000
1式的w、d单位是kg，
2式的w、d单位是g。
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来，分析空气的各种状态以及变化过程。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
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焓湿图（i-d）的组成：
等温线t，
i=1.01t+d(2500+1.84t)
等焓线i， 等含湿量线d，
等相对湿度线φ ，
水蒸气分压力线Pq，
d 0 . 622
Pqb
B Pqb
ε 角系数线。
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水 蒸气或与空气温度相同的水而实现， 即该过程近似于等温加湿过程。 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环 水对空气进行加湿处理
湿空气的等焓减湿过程
利用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）干燥空气时，湿空气的部
分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降 低，温度升高，其过程（AD）近似于等焓降湿过程。
状态为A（iA，dA）的湿空气，质量流量为GA（kg/s）；
状态为B（iB，dB）的湿空气，质量流量为GB（kg/s）；
混合状态为C（iC，dC） 混合后的空气质量流量为：GC=GA+GB 根据热平衡关系式： GA iA + GB iB=（GA+GB）iC 根据湿平衡关系式： GA dA + GB dB=（GA+GB）dC 混合后空气焓值：
iB i A dB d
A
i d
ε角系数线
iB i A dB d
A
i d
二、湿空气的焓湿图
沿横轴方向绘制干球温度线。干球温度线是直线，但线间不 是严格平行的，而是稍微向左偏斜。 图右边的纵轴为含湿量，轴上水平线的间距均匀，饱和状态 曲线从左到右向上倾斜。 干球温度、湿球温度和露点温度在饱和曲线上相重合，与饱 和曲线形状类似的相对湿度线每隔一定间隔出现。 等比焓线在图的左边倾斜地划出，平行的比焓线向右斜下。
的反比，且混合点靠近质量大的空气一端：
G A/ G B= （i C- i B）/ （i A- i C）
= （d C- d B）/ （d A- d C）
=CB/AC
进入结雾区如何变化？ 两种空气混合，若混合点处于“结雾区”， 则此种状态空气是饱和空气加水雾，是一种不 稳定状态。假定饱和空气状态为D，则混合点C 的焓值应为D的焓值与水雾的焓值之和，即：
一、湿空气的物理性质
4、湿空气的主要参数 湿空气的压力B
湿空气的压力即大气压力，B＝Pg＋Pq(Pa)
注意：海拔较高的城市不能使用海平面的i-d图！ 饱和水蒸气分压力：当空气中的水蒸气量值达到了饱和状态。 水蒸气的量非常多，达到饱和，再多就会出现析出的状态。 空气中不会再有气态的水蒸气，而会出现液态的水。这时 水蒸气分压力达到最大值，叫饱和水蒸气分压力。 湿空气温度越高，空气中饱和水蒸气分压力也就越大， 说明该空气能容纳的水气数量越多，反之亦然。水蒸气分 压力是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，后面再进一步 分析水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力的作用。
第二讲 湿空气的物理 性质和i－d图 ( Psychrometric chart )
主要内容
湿空气的物理参数 湿空气的焓湿图 焓湿图的应用与参数计算
一、湿空气的物理性质
1、什么是湿空气？
大气＝干空气＋水蒸气 湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气 环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的 物理性质。 在空调中，要使空气达到一定的温湿度，就 不能忽略空气中的水蒸气。 研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节 中的主要任务之一。
i C = （ G A i A + G B i B ） / （ G A + GB）
混合后空气含湿量： dC=（GAdA + GBdB）/（GA+GB）
结论：
（1）两种不同状态的空气相混合，混合状
态点必落在这两点的连线上；
（2）混合状态点C将线段AB分为两段，这
两段长度之比，等于参与混合的两种空气质量
一、湿空气的物理性质
露点温度 (dew point temperature)
湿空气的露点温度是在含湿量不变的条件下，湿空气
达到饱和时的温度。 沿等d线（含湿量不变）温度降低降低到饱和状态，下 一步再降温，水汽就要析出了，出现结露的现象。临 界温度叫露点温度。判断湿空气是否结露的标志。露 点温度之下，就会出现结露现象。 空调技术中利用露点温度：判断保温材料是否选择的 合适，如冬季围护结构内表面是否结露，夏季送风管 道和制冷设备保温材料外表面是否结露；利用低于空 气露点温度的水去喷淋热湿空气，或者让热湿空气流 过其表面温度低于露点温度的表面冷却器，从而使该 空气达到冷却减湿的处理。
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10 10
20 20
30 30
40 40
50 50
60 60
Pq(102 Pq(102× ×pa) pa)
2 65 60 55 50 45 40 35 30 25
4
6
8
10
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
D(g/Kg)
%RH 135 145
湿空气的含湿量d (humidity ratio/moisture)
湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。 （描述的湿量是一个绝对值，量值的多少） 水蒸气分压力和含湿量呈单值的函数的关系
d
q
g
R p Pg R
g
Pp
0 . 622
Pq P
g
0 . 622
三、 焓湿图的应用
1. 由两个已知状态参数，确定其它状态参数。
一般由t，ts（夏季）或t，φ （冬季）来确定
其它状态参数。
三、 焓湿图的应用
例：从焓湿图中读出湿空气在干球温度为 24℃，湿 球温度16 ℃，及标准海平面压力下的其他参数值。 解：24℃的干球温度线与16 ℃的湿球温度线的交点 决定了所给的状态。以图中的这一点为 参考 , 就可 确定所有的其他参数值。 含湿量W：水平地移动到右边 , 在垂直刻度上读出 相对湿度φ：在 40% 与 50% 相对湿度线间内插 , 读出φ=41%。 比焓i 露点温度 td ：从状态点水平地移动到左边 , 在饱和 曲线上读出 td=10 ℃
三、 焓湿图的应用
1. 由两个已知状态参数，确定其它状态参数。一般由t，
ts（夏季）或t，φ （冬季）来确定其它状态参数。
2. 湿空气状态变化过程在i-d 图上的表示 1）干加热过程：等d过程；
2）干冷却过程：等d过程；
3）喷水加湿过程：等i过程； 4）吸附减湿过程：等i过程； 5）喷蒸汽加湿过程：等t过程； 6）冷却干燥过程：降温减湿过程。
Pq B P
q
一、湿空气的物理性质
相对湿度 (relative humidity)
湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为
相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。相 对湿度反映空气干燥程度是更直观的。 ＝Pq/Pqb×100%d/db×100%(误差1～3％） 天气预报里的湿度就是相对湿度。南方阴雨天气，相对湿度 高。闷热，指相对湿度大接近饱和。 地下室空气潮湿的调节方法：1，用电炉。地下室空间封闭， 没湿量传出，含湿量不变。改变的只是相对湿度，可以使用 电炉取暖的办法改变人的舒适度，调节相对湿度使人感到舒 适，但没改变含湿量。电炉拿走，温度降，相对湿度恢复， 因为含湿量没变，温度恢复，没从根本改变这个问题。所以 地下室进行空气调节，单纯温升不行，尽量通过通风换气， 才能把含湿量降低，把空气中水蒸气带到室外。才能真正有 效的使相对湿度达到舒适的程度。
虽然湿球温度线与比焓线似乎重叠，但它们在图中逐渐发散，互相并 不平行。 湿球温度线的间距不均匀。比容线是上左下右地倾斜，互相不平行。
图的左上部，一个带有两个标尺的半圆形，一个标尺是显热 比，另一个是比焓差与含湿量差的比值。 注意：比焓、比容和含湿量的大小全是以单位质量的干空气 为基准，而不是单位质量的湿空气。
加热 绝热除湿
=0
等温加湿
=0
绝热加湿 降温除湿 冷却
减湿冷却过程 A-G ：用表面冷却器或蒸发器冷却空气 （表冷器表 面温度低于处理的空气露点温度）使湿空气与低于其露点温度的 冷表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥 过程。
3. 不同状态空气的混合过程在i-d图上的表示
一、湿空气的物理性质
湿空气的焓I (enthalpy) 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因 此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。 1kg干空气焓加含湿量为d的水蒸气焓，干空气是显热变化， 定压比热乘温度。水蒸气潜热（2500，0°C的汽化潜热） 和显热（定压比热乘温度）加起来乘以量的大小。 I＝CPt+(2500+Cpqt)d (KJ/Kg)， 其中，Cp=1.005KJ/Kg ℃ ，Cpq=1.84KJ/Kg ℃ ， 当t＝0℃时，i＝2500KJ/Kg 1.01t+1.84dt，是与温度有关的热量，称显热。 T=0°C，i＝2500d，不为0。2500d是0°C时dkg水的汽化 热，仅随湿量变化而变化，与温度无关，称潜热。当温度 和含湿量升高时，比焓值增加，反之降低。而温度升高， 含湿量减少时，由于2500比1.01和1.84大的多，焓值不一 定增加。
一、湿空气的物理性质
湿球温度 (web bulb temperature)
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。 特点：近似等焓 增焓部分是液体显热△d4.19t 湿球温度可以看成确定空气状态的又一独立参数。 空气调节中湿球温度的应用：由于这个参数比较容易 测量，所以是测定工作中必须使用的参数。除此之外， 可以利用湿球温度来衡量使用喷水室、蒸发冷却器、 冷却塔、蒸发式冷凝器等设备的冷却和散热效果，并 判断它们的使用范围。
焓湿图的作用？
简化计算； 直观描述湿空气状态变化过程。
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焓湿图（i-d）的组成：
等温线t，
i=1.01t+d(2500+1.84t)
等焓线i， 等含湿量线d，
等相对湿度线φ ，
水蒸气分压力线Pq，
d 0 . 622
Pqb
B Pqb
ε 角系数线。
4、等温加湿过程 A-F ：通过向空气中喷水 蒸气或与空气温度相同的水而实现， 即该过程近似于等温加湿过程。 5、等焓加湿过程 A-E ：采用喷水室喷循环 水对空气进行加湿处理
湿空气的等焓减湿过程
利用固体吸湿剂（硅胶或氯化钙）干燥空气时，湿空气的部
分水蒸气在吸湿剂的微孔表面上凝结，湿空气含湿量降 低，温度升高，其过程（AD）近似于等焓降湿过程。
状态为A（iA，dA）的湿空气，质量流量为GA（kg/s）；
状态为B（iB，dB）的湿空气，质量流量为GB（kg/s）；
混合状态为C（iC，dC） 混合后的空气质量流量为：GC=GA+GB 根据热平衡关系式： GA iA + GB iB=（GA+GB）iC 根据湿平衡关系式： GA dA + GB dB=（GA+GB）dC 混合后空气焓值：
iB i A dB d
A
i d
ε角系数线
iB i A dB d
A
i d
二、湿空气的焓湿图
沿横轴方向绘制干球温度线。干球温度线是直线，但线间不 是严格平行的，而是稍微向左偏斜。 图右边的纵轴为含湿量，轴上水平线的间距均匀，饱和状态 曲线从左到右向上倾斜。 干球温度、湿球温度和露点温度在饱和曲线上相重合，与饱 和曲线形状类似的相对湿度线每隔一定间隔出现。 等比焓线在图的左边倾斜地划出，平行的比焓线向右斜下。
的反比，且混合点靠近质量大的空气一端：
G A/ G B= （i C- i B）/ （i A- i C）
= （d C- d B）/ （d A- d C）
=CB/AC
进入结雾区如何变化？ 两种空气混合，若混合点处于“结雾区”， 则此种状态空气是饱和空气加水雾，是一种不 稳定状态。假定饱和空气状态为D，则混合点C 的焓值应为D的焓值与水雾的焓值之和，即：
一、湿空气的物理性质
4、湿空气的主要参数 湿空气的压力B
湿空气的压力即大气压力，B＝Pg＋Pq(Pa)
注意：海拔较高的城市不能使用海平面的i-d图！ 饱和水蒸气分压力：当空气中的水蒸气量值达到了饱和状态。 水蒸气的量非常多，达到饱和，再多就会出现析出的状态。 空气中不会再有气态的水蒸气，而会出现液态的水。这时 水蒸气分压力达到最大值，叫饱和水蒸气分压力。 湿空气温度越高，空气中饱和水蒸气分压力也就越大， 说明该空气能容纳的水气数量越多，反之亦然。水蒸气分 压力是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，后面再进一步 分析水蒸气分压力和饱和水蒸气分压力的作用。
第二讲 湿空气的物理 性质和i－d图 ( Psychrometric chart )
主要内容
湿空气的物理参数 湿空气的焓湿图 焓湿图的应用与参数计算
一、湿空气的物理性质
1、什么是湿空气？
大气＝干空气＋水蒸气 湿空气中水蒸气含量虽少，但它决定了空气 环境的干燥和潮湿程度，且影响着湿空气的 物理性质。 在空调中，要使空气达到一定的温湿度，就 不能忽略空气中的水蒸气。 研究湿空气中水蒸气含量的调节是空气调节 中的主要任务之一。
i C = （ G A i A + G B i B ） / （ G A + GB）
混合后空气含湿量： dC=（GAdA + GBdB）/（GA+GB）
结论：
（1）两种不同状态的空气相混合，混合状
态点必落在这两点的连线上；
（2）混合状态点C将线段AB分为两段，这
两段长度之比，等于参与混合的两种空气质量
一、湿空气的物理性质
露点温度 (dew point temperature)
湿空气的露点温度是在含湿量不变的条件下，湿空气
达到饱和时的温度。 沿等d线（含湿量不变）温度降低降低到饱和状态，下 一步再降温，水汽就要析出了，出现结露的现象。临 界温度叫露点温度。判断湿空气是否结露的标志。露 点温度之下，就会出现结露现象。 空调技术中利用露点温度：判断保温材料是否选择的 合适，如冬季围护结构内表面是否结露，夏季送风管 道和制冷设备保温材料外表面是否结露；利用低于空 气露点温度的水去喷淋热湿空气，或者让热湿空气流 过其表面温度低于露点温度的表面冷却器，从而使该 空气达到冷却减湿的处理。
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Pq(102 Pq(102× ×pa) pa)
2 65 60 55 50 45 40 35 30 25
4
6
8
10
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42
D(g/Kg)
%RH 135 145
湿空气的含湿量d (humidity ratio/moisture)
湿空气中的水蒸气密度与干空气密度之比称为湿空气的含湿量。 （描述的湿量是一个绝对值，量值的多少） 水蒸气分压力和含湿量呈单值的函数的关系
d
q
g
R p Pg R
g
Pp
0 . 622
Pq P
g
0 . 622
三、 焓湿图的应用
1. 由两个已知状态参数，确定其它状态参数。
一般由t，ts（夏季）或t，φ （冬季）来确定
其它状态参数。
三、 焓湿图的应用
例：从焓湿图中读出湿空气在干球温度为 24℃，湿 球温度16 ℃，及标准海平面压力下的其他参数值。 解：24℃的干球温度线与16 ℃的湿球温度线的交点 决定了所给的状态。以图中的这一点为 参考 , 就可 确定所有的其他参数值。 含湿量W：水平地移动到右边 , 在垂直刻度上读出 相对湿度φ：在 40% 与 50% 相对湿度线间内插 , 读出φ=41%。 比焓i 露点温度 td ：从状态点水平地移动到左边 , 在饱和 曲线上读出 td=10 ℃
三、 焓湿图的应用
1. 由两个已知状态参数，确定其它状态参数。一般由t，
ts（夏季）或t，φ （冬季）来确定其它状态参数。
2. 湿空气状态变化过程在i-d 图上的表示 1）干加热过程：等d过程；
2）干冷却过程：等d过程；
3）喷水加湿过程：等i过程； 4）吸附减湿过程：等i过程； 5）喷蒸汽加湿过程：等t过程； 6）冷却干燥过程：降温减湿过程。
Pq B P
q
一、湿空气的物理性质
相对湿度 (relative humidity)
湿空气的水蒸气压力与同温度下的饱和湿空气压力之比称为
相对湿度；它表征湿空气中水蒸气接近饱和含量的程度。相 对湿度反映空气干燥程度是更直观的。 ＝Pq/Pqb×100%d/db×100%(误差1～3％） 天气预报里的湿度就是相对湿度。南方阴雨天气，相对湿度 高。闷热，指相对湿度大接近饱和。 地下室空气潮湿的调节方法：1，用电炉。地下室空间封闭， 没湿量传出，含湿量不变。改变的只是相对湿度，可以使用 电炉取暖的办法改变人的舒适度，调节相对湿度使人感到舒 适，但没改变含湿量。电炉拿走，温度降，相对湿度恢复， 因为含湿量没变，温度恢复，没从根本改变这个问题。所以 地下室进行空气调节，单纯温升不行，尽量通过通风换气， 才能把含湿量降低，把空气中水蒸气带到室外。才能真正有 效的使相对湿度达到舒适的程度。
虽然湿球温度线与比焓线似乎重叠，但它们在图中逐渐发散，互相并 不平行。 湿球温度线的间距不均匀。比容线是上左下右地倾斜，互相不平行。
图的左上部，一个带有两个标尺的半圆形，一个标尺是显热 比，另一个是比焓差与含湿量差的比值。 注意：比焓、比容和含湿量的大小全是以单位质量的干空气 为基准，而不是单位质量的湿空气。
加热 绝热除湿
=0
等温加湿
=0
绝热加湿 降温除湿 冷却
减湿冷却过程 A-G ：用表面冷却器或蒸发器冷却空气 （表冷器表 面温度低于处理的空气露点温度）使湿空气与低于其露点温度的 冷表面接触，则湿空气不仅降温而且脱水，因此可实现冷却干燥 过程。
3. 不同状态空气的混合过程在i-d图上的表示
一、湿空气的物理性质
湿空气的焓I (enthalpy) 空调工程中，空气压力变化很小，可近似于定压过程，因 此可直接用空气的焓变化来度量空气的热量变化。 1kg干空气焓加含湿量为d的水蒸气焓，干空气是显热变化， 定压比热乘温度。水蒸气潜热（2500，0°C的汽化潜热） 和显热（定压比热乘温度）加起来乘以量的大小。 I＝CPt+(2500+Cpqt)d (KJ/Kg)， 其中，Cp=1.005KJ/Kg ℃ ，Cpq=1.84KJ/Kg ℃ ， 当t＝0℃时，i＝2500KJ/Kg 1.01t+1.84dt，是与温度有关的热量，称显热。 T=0°C，i＝2500d，不为0。2500d是0°C时dkg水的汽化 热，仅随湿量变化而变化，与温度无关，称潜热。当温度 和含湿量升高时，比焓值增加，反之降低。而温度升高， 含湿量减少时，由于2500比1.01和1.84大的多，焓值不一 定增加。
一、湿空气的物理性质
湿球温度 (web bulb temperature)
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。 特点：近似等焓 增焓部分是液体显热△d4.19t 湿球温度可以看成确定空气状态的又一独立参数。 空气调节中湿球温度的应用：由于这个参数比较容易 测量，所以是测定工作中必须使用的参数。除此之外， 可以利用湿球温度来衡量使用喷水室、蒸发冷却器、 冷却塔、蒸发式冷凝器等设备的冷却和散热效果，并 判断它们的使用范围。