第1章湿空气的物理性质及其焓湿图

•
1)ｔｓ＝ 30℃等温线与φ=100％饱和线相交得B点
•
2)由B点沿等焓线与ｔ＝45℃等温线相交得A点
•
3)其参数为：h＝100KJ/Kg.干；d＝0.0211Kg /Kg.干；
φ＝34.8﹪。
•
方法二 准确作图求法
•
1)同前得到B点
•
2)过B点作ε＝4.19×30＝125.7的热湿比线，该线与
ｔ＝45℃等温线相交于Ａ′点
变化过程线。
• 1－4在某一空气环境中，让1Kg温度为t℃的水吸收空 气的热全部蒸发，试问这时空气状态如何变化，在i－ d图上如何表示？若喷1Kg t℃的蒸汽，结果又如何?
• 1-5 冬季在某一房间，设备产生的显热为11630W，通过 围护结构的热耗为2326W，室内一蒸发设备散出4 Kg/h的 水蒸气（温度为100℃）。如果室内空气状态为t=22℃, ＝60%，房间体积为5000 m3 （1 m3 空气在t=22℃时质量 约为1.2Kg ）试问两小时后的空气状态？
• 5.《高层民用建筑空调设计》潘云钢编著 中国建 筑工业出版社 2000版
• 6.《高层建筑空调与节能》钱以明编著 同济大学 出版社 1990版
空气调节
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湿空气的物理性质及其焓湿图 空调负荷计算与送风量 空气的热湿处理 空气调节系统 空调房间的空气分布 空调系统运行调节
第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 • 第五节
图
湿空气的物理性质 湿空气的焓湿图 湿球温度与露点温度 焓湿图的应用 空气状态参数的计算法及另一种焓湿
本章重点： 1、湿空气物理性质的基本概念 2、湿空气物理参数的计算 3、焓湿图的应用计算
第一节 湿空气的物理性质
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g ＝ B/287·T＝0.00348B/T
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＝0.00348×101325/293＝1.205Kg/m3
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② 查得，20℃时的水蒸气饱和压力为Pq.b＝ 2331Pa
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＝0.003484B/T－0.00134φ Pq.b/T
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＝0.003484×101325/293
•
－ 0.00134×0.9×2331/293
GA GB

hC hA
hB hC

dC dA
dB dC
与线段的比Байду номын сангаас关系：
GAhA GBhB (GA GB )hC
GAd A GBdB (GA GB )dC
CB hC hB dC dB GA AC hA hC dA dC GB
混合状态点为什么在A、B 两
• • dC=
GAdA GBdB 2000 8.8 500 29 12.8g / Kg
GA GB
2000 500
• 可见作图求得的混合状态点是正确的。
第五节 空气状态参数的计算法
习题：
• 1－1 试说明大气压力大于101325Pa时， ＝100%的
相对湿度线向何方向移（ pqb 值可按附录1－1查得）
• 方法二 计算法
• 1.查出hA ＝42.5KJ/Kg ，dA ＝8.8g /Kg， hB＝ 109.44KJ/Kg ，dB ＝29.0g /Kg，
• • hC＝
GAhA GBhB 2000 42.54 500109.44 56KJ / Kg
GA GB
2000 500
• 1－6 已知空调系统新风量 Gw ＝200Kg/h， tw ＝31℃， ＝ 80%，回风量 GN =1400Kg/h, tN ＝22℃，N ＝ 60%，
求新风，回风混合后的空气状态参数 tc , ic 和 d c 。 （分别用解析法和作图法）
• 1－7 欲求t1=24℃, = 55% ,与 t2=14℃, = 95% 的两 种空气状态混合至状态3， t3=20℃,总风量为11000Kg/h， 求两种空气各为多少？
3、焓湿图的修正
前面的焓湿图是以标准大气压 101.325kPa作出的，当某地区的海拔 高度与海平面有较大差别时，应该如 何修正焓湿图呢？
?
第三节 湿球温度与露点温度
1、湿球温度： 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。
t1 d1
t2d2
t1 d1
参考书：
• 1.《 空 气 调 节 》 薛 殿 华 主 编 清 华 大 学 出 版 社 1995版
• 2《暖通与空调常用数据手册》 艾学良 中国建筑 工业出版社 1994年 第1版
• 3.《制冷原理及设备》吴业正等编 西安交通大学 出版社 1997版
• 4.《实用供热空调设计手册》陆耀庆主编 中国建 筑工业出版社 1997版
湿空气各参数，即焓 h（KJ/㎏干空气）、含湿量 d （g/kg干空
气）、温度 t （℃）、相对湿度 （％）、水蒸汽分压 和其饱和水蒸汽分压Pq.b (Pa)的值及其相互关系的图。
Pq (Pa)
• 等温线
h 1.01t (2500 1.84t) d
• 等相对湿度线
d 0.622 Pq B Pq
•
＝1.195Kg/m3
• 可见湿空气的密度比干空气的密度要小一些。
• 例1－2 试求例1－1 ② 中空气的含湿量及焓值。
•
• 解：
•
按式（1－5）计算含湿量:
•
d ＝ 0.622 φ Pq.b/(B- φ Pq.b)
•
＝ 0.622×0.9×2331 /(101325－0.9×2331)
•
＝ 0.0132 Kg/Kg.干
t2d2
h1

d2 d1
1000
hw

h2


h2 d2
h1 d1
hw
4.19tw
1000
h1

d2 d1
1000
4.19t2
1.01t2

(2500

1.84t2
)
d2 1000


h2 d2
h1 d1
hw
4.19tw
1000
ts＞0
4.19ts
Pq 100%
Pq.b
•
• 热湿比线 是湿空气的焓变化与含湿量变化之比
h d
例1－3 已知 B ＝ 101325 Pa，湿空气初参数为 tA ＝ 20 ℃， φA ＝ 60 %，当加入 10000 KJ/h 的热量和 2 Kg/h 湿量后，温 度 tB ＝ 28 ℃，求湿空气的终状态。 解 :方法一 1)据tA＝20℃ ，φA＝60% 在h-d图上确定状态 A 点。 2)求热湿比： ε＝＋Ｑ／＋Ｗ＝10000／2＝5000 3)过A点作与等值线ε＝5000的平行线 4)此线与tB＝ 28℃等温线的交点即为终状态点B 5)可查出φB＝60%，dB＝12g/Kg.干。hB= 59 KJ/Kg.干。 方法二 1)过A点作热湿比线 Δh／Δd＝10000／2000＝5 即 Δh：Δd＝5：1
式中： c p.g 1.005kJ /(kg•C)
c p.q 1.84kJ /(kg•C)
－－干空气的定压比热 －－水蒸气的定压比热
• 例1－1 已知大气压为101325Pa，温度t=20℃，①求干空气的密 度；②求相对湿度为90%时的湿空气密度。
• 解 ① 已知干空气的气体常数Rg=287J/(Kg·K)
定义：由干空气和一定量的水蒸气组成的混合气体称为湿 空气。 干空气？ 湿空气？ 饱和空气？
湿空气的主要参数：
1、湿空气的密度 湿空气的密度 = 干空气密度+水蒸气密度（具备2个条件）


g
q

Pg RgT

Pq RqT
0.003484 B T
0.00134 Pq T
式中， Pg，Pq －干空气及水蒸气的压力
• 1－2 对起始状态为t=16℃,d=9
g Kg干空气
的空气
加入总热量Q＝5815W，湿量W＝25Kg/h，试画出空气变
化过程线，如果空气中减去5815W的热量和2.5 Kg/h，
这时变化过程线如何？
• 1－3 不用事先画好的ε线，直接做出起始状态为 t=18℃, ＝45%，热湿比ε＝5000和－2200KJ/Kg的
1－8已知一体积为100m3的房间内，空气的温度是20℃，压力 为101325Pa，通过测量获得水汽压力为1600Pa，试用公式 计算：
（1）空气的绝对湿度及含湿量。
（2）空气的相对湿度两种算法误差有多少？
（3）湿空气、干空气及水汽的质量。
压力之比。
Pq 100%
Pq.b
注意： 1.以质量比表述的相对湿度； 2.以相对湿度表述的湿空气密度； 3.t干、t湿 之间关系。
手摇式温湿度计
干湿球湿度计
阿斯曼干湿球温度计
４、湿空气的焓 等于一公斤干空气的焓加上与其同时存 在的d公斤水蒸气的焓，即
h cp.g • t (2500 cp.g • t)d
坐标，且两坐标之间夹角等于135°， 来绘制焓湿图。
h =1.01t+(2.5+0.00184t)d Pq=φPq·b
等d 线、等Pq 线、等tl 线 等 h 线、等 ts 线 等 t 线、等 Pq·b 线、等 db 线 等φ线
Pq=B·d/(622+d)
2、焓湿图的绘制
• 湿空气的 h d 图（焓湿图），是表示在一定的大气压 B(Pa) 下，
•
3)其参数为h＝98.6KJ/Kg.干； d＝0.0206Kg /Kg.干；
φ＝34﹪。
湿空气的露点温度：定义为在含湿量不变的条件下， 湿空气达到饱和时的温度。
如何在焓湿图上查找湿球温度和露点温度？
t ≥ ts ≥ tl
干球温度t
A
t = ts = tl ? 湿球温度ts
露点温度tl
第四节 焓湿图的应用
象 限
热湿 比
hd t
过程特征
Ⅰ 0 + + 增焓增湿
Ⅱ 0 + − + 增焓,减湿,升温
Ⅲ 0 − − 减焓,减湿
Ⅳ 0 − + − 减焓,增湿,降温
一、湿空气状态变化过程在焓 湿图上的表示 1、湿空气的加热过程
如:A →B的变化过程。 2、湿空气的冷却过程
•
按式（1－9）计算焓值:
•
h ＝ 1.01t＋（2500＋1.84t）d
•
＝ 1.01×20＋（2500＋1.84×20）×0.0132
•
＝ 53.7 KJ/ Kg.干
第二节 湿空气的焓湿图
1、焓湿图的构成
在 大 气 压 力 B 为 101.325kPa 条 件
h 下，取焓h为纵坐标，含湿量d为横
100％
0
ts=0
4.19ts 0 h const
ts＜0
4.19ts
湿球温度原理的应用：
手摇式温湿度计
干湿球湿度计
阿斯曼干湿球温度计
• 例1－4 已知Ｂ＝101325Ｐａ，ｔ＝45℃，ｔｓ＝ 30℃， 试在h-d图上确定该湿空气状态（状态参数h,d,φ）
• 解 ：方法一 近似作图求法
• 解 方法一
• ⒈在h-d图上确定状态点A和B，并以直线相连
• ⒉混合点C在AB连线上的位置应符合：
CB GA 2000 4 AC GB 500 1
• ⒊将AB线段分为五等分，则C点应在接近Ａ状态的一等 分处。
• 4.查得ｔC＝23.1℃，φC＝73﹪，hC＝56KJ/Kg ，
•
dC＝12.8g /Kg
个状态点的连线上 ？


hB dB
hC dC

hC dC
hA dA
A→C与C→B的热湿比相同， 说明混合态C点就在A、B 两 个状态点的连线上。
• 例1－5 已知 GA ＝2000Kg/h，ｔA＝20℃， φA＝ 60﹪； GB＝ 500Kg/h，ｔB＝35℃， φB＝80﹪，求混 合后的空气状态（Ｂ＝101325Ｐａ）。
如:A → C的变化过程。 3、等焓加湿过程
如:A → E的变化过程。 4、等焓减湿过程
如:A → D的变化过程。
不同象限内湿空气状态 变化过程的特征如表所示
二、不同状态空气的混合态在焓湿图上的确定
假设将A、B两种状态的空气进行混合，混合后的状态为C， 根据热湿平衡可得：
GAhA GB hB (GA GB )hC GAd A GBd B (GA GB )dC
g , q －干空气及水蒸气的密度
空盒气压计
水银气压计
2、含湿量 是湿空气中的水蒸气密度与干空 气密度之比
d q Rg • Pq 0.622 Pq
g Rq Pg
Pg
或
d 0.622 Pq B Pq
kg/kg·干
即：一公斤干空气含有水蒸气的质量（kg、g）
３、相对湿度 为湿空气的水蒸气压力与同温度下饱和湿空气的水蒸气