工程热力学 第十二章 湿空气
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十二章 湿空气
§13-1 概 述
湿空气 湿空气是干空气与水蒸气的混合物。
涉及湿空气的常见的工业过程 空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、 冷却水塔中的水冷却过程等。
冷却塔
§13-1 概 述
分析湿空气时假定： 把气相混合物看作是理想气体混合物； 当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相中
s ps
= 0~100%，饱和空气的相对湿度为100%；
相对湿度愈小，表示空气中水蒸气距离饱和 状态愈远，空气吸收水分的能力愈大，即愈干 燥；反之空气愈潮湿。
§13-2 湿空气及其状态参数 三、湿空气的含湿量d
一定容积的湿空气中水蒸气的质量mv kg与干空气的质量 ma kg 之间之比，称为含湿量。
1 1 d
Rg ,a
d 1 d
Rg ,i
287 461d 1 d
§13-2 湿空气及其状态参数
六、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度 未饱和空气达到饱和有三种途径：
饱和与未饱和湿空气
12.. 温蒸汽度分不压变，力水不分变向，空降气低中湿蒸空发气，温蒸度汽，的也分可压以力达
到增饱加和，（可1以－达2）到。饱2和点空的气温状度态为（对1应－于3）pv。的达饱到 和饱和温蒸和度汽时压，，力称蒸p为汽s 露分点压，力用就t是d表对示应。于空气温度的饱
量也愈高。
§13-2 湿空气及其状态参数 四、湿空气的焓
H maha mvhv
考虑到湿空气中水蒸气的质量经常变化，而干空气的 质量是稳定的，所以湿空气的比焓是相对于单位质量的干 空气而言：
h
maha mvhv ma
ha
dhv
§13-2 湿空气及其状态参数
h
maha mvhv ma
ha
p
T
3
T
pv
1
2
v
3
1
pv 2
s
§13-2 湿空气及其状态参数
3. 在绝热条件下向湿空气加入水分，并尽其蒸 发，也可使空气达到饱和，相应的温度为绝热
饱和温度，用Tw´表示。
绝热饱和温度
H1
H2
Hw
H1 H w H2 或 mah1 mwycptw mah2
h1
mw2 mw1 ma
c pwtw
不包含溶解的空气； 空气的存在不影响蒸汽与其凝聚相之间的相
平衡。
以上假定在高压下可能导致较大的误差。
§13-1 概 述
下标约定： a－干空气 v－水蒸气 s－饱和水蒸气 －无下标为湿空气参数
p pa pv
§13-2 湿空气及其状态参数 一、绝对湿度和饱和空气
绝对湿度： 单位容积的湿空气中包含的水蒸气质量，
d mv Mvnv 18.016 pv 0.622 pv
ma Mana 28.97 pa
p pv
0.622 ps p ps
kg（水蒸气）/kg（干空气）
§13-2 湿空气及其状态参数
d 0.622 ps p ps
在总压力p不变的情况下，一定的蒸汽分压力对
应着一定的含湿量。
在总压力p不变Hale Waihona Puke Baidu情况下，相对湿度愈高，含湿
根据湿空气的两个独立参数，可在图上 确定湿空气其它参数：
t tw pv d h td
§13-5 湿空气过程及其应用
1、 加热（或冷却）过程
d 0
加热：1－2 t h , 吸湿能力增大 冷却：1－2`（t>td） t h , 吸湿能力减弱
§13-5 湿空气过程及其应用
2、绝热加湿过程
§13-4 湿空气的焓湿图
4、等相对湿度线（等 ）
定 线是一组向上凸的曲线群。
＝100%饱和空气曲线把h-d 图分成
两部分，曲线以上为未饱和湿空气，曲线 以下无实际意义。
5、水蒸气分压力线
pv
pd 0.622
d
pv f (d )
1 2 3 4 5
§13-4 湿空气的焓湿图
二、 h-d 图的应用
pv ps
v
s
ps Rg ,vT
§13-2 湿空气及其状态参数
湿空气未达到饱和时，其中水蒸气的分压 力总小于饱和压力，水蒸气处于过热状态，这 时湿空气为未饱和空气。
pv ps
v s
§13-2 湿空气及其状态参数
二、相对湿度
湿空气的绝对湿度与同温度下饱 v pv
和空气的绝对湿度的比值为相对湿度。
dhv
经验公式：
{h}kJ / kg (干空气） 1.005{t}C {d}kg/kg(干空气）(25011.86{t}C)
§13-2 湿空气及其状态参数
五、湿空气的比体积
1 kg干空气与d kg的水蒸气组成的湿空气，
其比体积：
v (1 d ) RgT m3 / kg(干空气) P
Rg
wi Rgi
也就是水蒸气的密度
v
1 vv
pv Rg ,vT
§13-2 湿空气及其状态参数
在一定温度下：
v
1 vv
pv Rg ,vT
湿空气中水蒸气的分压力愈大，其绝对 湿度愈大； 水蒸气的分压力不可能超过该温度下水 蒸气的饱和压力
pv ps
§13-2
湿空气及其状态参数
v
1 vv
pv Rg ,vT
水蒸气达到饱和时，湿空气具有该温度下最 大绝对湿度，这时的空气称为饱和空气。
§13-3 相对湿度测定
d 1.005(tw t) ds tw 1.86(t tw ) tw
其中： tw 湿球温度 ds 湿球温度下的饱和湿度
tw 湿球温度下的汽化潜热
§13-4 湿空气的焓湿图
一、湿空气的 h-d 图
h-d 图由下列五种线群组成：
1、等湿线（等 d 线） 等d线是一组平行于纵坐标的直线群。 露点td是湿空气冷却到＝100%时的温度。因 此含湿量 d 相同，状态不同的湿空气具有相同的
喷水加湿1－2
h1 (d2 d1)hl h2 h 0
露点。
§13-4 湿空气的焓湿图
2、等焓线（等 h 线）
等 h 线是一组与横坐标轴成135°的直线群。 等 h 线亦可近似看成定湿球温度线（tw）
3、等温线（等 t 线）
h cp,at d (25011.86t)
h 25011.86t d t
可见在 h-d 图上，定t线的斜率为正，且 随t增大斜率增大。
h2
h1 103 (d2 d1)cpwtw h2
因每kg干空气所吸收的水蒸气只有几克，再乘上10-3后,左侧第二项 的值很小，通常可以忽略不计。上式可简化为
h1 h2
工程应用中不可能测量出绝热饱和温度, 常用干湿球温度计上的湿球温度计的读数来替代。
§13-3 相对湿度测定
tw tw
t tw td
§13-1 概 述
湿空气 湿空气是干空气与水蒸气的混合物。
涉及湿空气的常见的工业过程 空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、 冷却水塔中的水冷却过程等。
冷却塔
§13-1 概 述
分析湿空气时假定： 把气相混合物看作是理想气体混合物； 当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相中
s ps
= 0~100%，饱和空气的相对湿度为100%；
相对湿度愈小，表示空气中水蒸气距离饱和 状态愈远，空气吸收水分的能力愈大，即愈干 燥；反之空气愈潮湿。
§13-2 湿空气及其状态参数 三、湿空气的含湿量d
一定容积的湿空气中水蒸气的质量mv kg与干空气的质量 ma kg 之间之比，称为含湿量。
1 1 d
Rg ,a
d 1 d
Rg ,i
287 461d 1 d
§13-2 湿空气及其状态参数
六、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度 未饱和空气达到饱和有三种途径：
饱和与未饱和湿空气
12.. 温蒸汽度分不压变，力水不分变向，空降气低中湿蒸空发气，温蒸度汽，的也分可压以力达
到增饱加和，（可1以－达2）到。饱2和点空的气温状度态为（对1应－于3）pv。的达饱到 和饱和温蒸和度汽时压，，力称蒸p为汽s 露分点压，力用就t是d表对示应。于空气温度的饱
量也愈高。
§13-2 湿空气及其状态参数 四、湿空气的焓
H maha mvhv
考虑到湿空气中水蒸气的质量经常变化，而干空气的 质量是稳定的，所以湿空气的比焓是相对于单位质量的干 空气而言：
h
maha mvhv ma
ha
dhv
§13-2 湿空气及其状态参数
h
maha mvhv ma
ha
p
T
3
T
pv
1
2
v
3
1
pv 2
s
§13-2 湿空气及其状态参数
3. 在绝热条件下向湿空气加入水分，并尽其蒸 发，也可使空气达到饱和，相应的温度为绝热
饱和温度，用Tw´表示。
绝热饱和温度
H1
H2
Hw
H1 H w H2 或 mah1 mwycptw mah2
h1
mw2 mw1 ma
c pwtw
不包含溶解的空气； 空气的存在不影响蒸汽与其凝聚相之间的相
平衡。
以上假定在高压下可能导致较大的误差。
§13-1 概 述
下标约定： a－干空气 v－水蒸气 s－饱和水蒸气 －无下标为湿空气参数
p pa pv
§13-2 湿空气及其状态参数 一、绝对湿度和饱和空气
绝对湿度： 单位容积的湿空气中包含的水蒸气质量，
d mv Mvnv 18.016 pv 0.622 pv
ma Mana 28.97 pa
p pv
0.622 ps p ps
kg（水蒸气）/kg（干空气）
§13-2 湿空气及其状态参数
d 0.622 ps p ps
在总压力p不变的情况下，一定的蒸汽分压力对
应着一定的含湿量。
在总压力p不变Hale Waihona Puke Baidu情况下，相对湿度愈高，含湿
根据湿空气的两个独立参数，可在图上 确定湿空气其它参数：
t tw pv d h td
§13-5 湿空气过程及其应用
1、 加热（或冷却）过程
d 0
加热：1－2 t h , 吸湿能力增大 冷却：1－2`（t>td） t h , 吸湿能力减弱
§13-5 湿空气过程及其应用
2、绝热加湿过程
§13-4 湿空气的焓湿图
4、等相对湿度线（等 ）
定 线是一组向上凸的曲线群。
＝100%饱和空气曲线把h-d 图分成
两部分，曲线以上为未饱和湿空气，曲线 以下无实际意义。
5、水蒸气分压力线
pv
pd 0.622
d
pv f (d )
1 2 3 4 5
§13-4 湿空气的焓湿图
二、 h-d 图的应用
pv ps
v
s
ps Rg ,vT
§13-2 湿空气及其状态参数
湿空气未达到饱和时，其中水蒸气的分压 力总小于饱和压力，水蒸气处于过热状态，这 时湿空气为未饱和空气。
pv ps
v s
§13-2 湿空气及其状态参数
二、相对湿度
湿空气的绝对湿度与同温度下饱 v pv
和空气的绝对湿度的比值为相对湿度。
dhv
经验公式：
{h}kJ / kg (干空气） 1.005{t}C {d}kg/kg(干空气）(25011.86{t}C)
§13-2 湿空气及其状态参数
五、湿空气的比体积
1 kg干空气与d kg的水蒸气组成的湿空气，
其比体积：
v (1 d ) RgT m3 / kg(干空气) P
Rg
wi Rgi
也就是水蒸气的密度
v
1 vv
pv Rg ,vT
§13-2 湿空气及其状态参数
在一定温度下：
v
1 vv
pv Rg ,vT
湿空气中水蒸气的分压力愈大，其绝对 湿度愈大； 水蒸气的分压力不可能超过该温度下水 蒸气的饱和压力
pv ps
§13-2
湿空气及其状态参数
v
1 vv
pv Rg ,vT
水蒸气达到饱和时，湿空气具有该温度下最 大绝对湿度，这时的空气称为饱和空气。
§13-3 相对湿度测定
d 1.005(tw t) ds tw 1.86(t tw ) tw
其中： tw 湿球温度 ds 湿球温度下的饱和湿度
tw 湿球温度下的汽化潜热
§13-4 湿空气的焓湿图
一、湿空气的 h-d 图
h-d 图由下列五种线群组成：
1、等湿线（等 d 线） 等d线是一组平行于纵坐标的直线群。 露点td是湿空气冷却到＝100%时的温度。因 此含湿量 d 相同，状态不同的湿空气具有相同的
喷水加湿1－2
h1 (d2 d1)hl h2 h 0
露点。
§13-4 湿空气的焓湿图
2、等焓线（等 h 线）
等 h 线是一组与横坐标轴成135°的直线群。 等 h 线亦可近似看成定湿球温度线（tw）
3、等温线（等 t 线）
h cp,at d (25011.86t)
h 25011.86t d t
可见在 h-d 图上，定t线的斜率为正，且 随t增大斜率增大。
h2
h1 103 (d2 d1)cpwtw h2
因每kg干空气所吸收的水蒸气只有几克，再乘上10-3后,左侧第二项 的值很小，通常可以忽略不计。上式可简化为
h1 h2
工程应用中不可能测量出绝热饱和温度, 常用干湿球温度计上的湿球温度计的读数来替代。
§13-3 相对湿度测定
tw tw
t tw td