湿空气的状态参数与焓湿图的应用
(通风空调部分)第二章 湿空气的状态参数与处理
第二章湿空气的状态参数与焓湿图的应用在空调工程中，研究与改造的对象是空气环境，所使用的媒介物往往也是空气。
因而，首先需要对空气的物理性质有所了解。
在这一章里，讨论下述四个问题：（1）空气的组成和物理性质；（2）空气的状态参数；（3）焓湿图的绘制和应用；（4）几种典型的空气处理过程在焓湿图中的应用。
第一节湿空气的状态参数一、湿空气的组成在空调工程中，我们把空气看作是由干空气和水蒸气两部分所组成的混和物。
为什么要这样来划分呢？这是因为，在正常情况下，大气中干空气的组成比例基本上是不变的，如表2-1所示。
虽然在某些局部范围内，可能因为某些因素（如人的呼吸作用使氧气减少，二氧化碳的含量增加，或在生产过程中，产生了某些有害气体污染了空气），使空气的组成比例有所改变。
但这种改变可以认为对干空气的热工特性影响很小。
这样，在研究空气的物理性质时，可以把干空气作为一个整体来看待，以便分析讨论。
表2-1 空气的主要组成成分相对来说，湿空气中的水蒸气的数量很少，它来源于地球上的海洋、江河、湖泊表面水分的蒸发，各种生物的代谢过程，以及生产工艺过程。
在湿空气中，水蒸气所占的百分比是不固定的，常常随着海拔、地区、季节、气候、湿源等各种条件的变化而变化。
虽然湿空气中水蒸气的含量少，但它的变化对人们的影响却很大。
例如，在南方多雨地区，空气就比较潮湿，湿衣服就不容易干。
夏天，会感到身上的汗老不干，很不舒服。
而在北方的兰州，乌鲁木齐等地区，由于空气干燥，在同样的温度下，就要舒适的多。
空气中水蒸气的多少，除了对人们的日常生活有影响外，对工业生产也十分重要。
例如，在纺织车间，相对湿度小时，纱线变粗变脆，容易产生飞花和断头。
可是空气太潮湿也不行，纱线会粘结，不好加工。
因此，从空气调节的角度来说，空气的潮湿程度是我们十分关心的问题。
这也是把水蒸气专门划分出来的原因之一。
二、湿空气的状态参数湿空气的物理性质是由它的组成成分和所处的状态决定的。
空调理论介绍及焓湿图应用
N L
T=21.4℃
L1
焓湿图分析
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三、焓湿图结构
3、已知夏季工况条件求空气露点温度
夏季工况设定值：30 ℃ ，60%RH
对应的露点温度为：21.4 ℃
温度T 等温线 T=30℃ 含湿量d
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主要内容
空调基础知识 空气处理过程 焓湿图结构 焓湿图计算及应用
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一、空调基础知识
1、湿空气
大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的，一般称其为湿空气； 空气环境内的空气成分和人们平时所说的“空气”，实际是干空气加 水蒸汽，即湿空气；
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二、空气处理过程
3.1空气过滤器
中效过滤器：主要用于高效过
滤器的前级保护，少数用于清 洁度要求较高的空调系统；主 要用于过滤 1μm 及以上粒径 的尘埃粒子。 过滤材料：玻璃纤维、人造纤 维合成的无纺布及中细孔聚乙 烯泡沫塑料。
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一、空调基础知识
2、湿空气的状态参数
（5）焓h指物质所具有的能量（热量），单位为kJ/kg干空气。
在空气调节中，空气的压力变化一般很小，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。
湿空气焓h=干空气热量+水蒸汽热量
（6）干球温度、湿球温度、露点温度。
第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图
60%
A
6000
5000 3000
2000
1000 0
-2000
第二节 湿空气的焓湿图
（2）求热湿比： Q 10000 5000
W2
（3）过A点作 5000
的热湿比线，与 28o C
B
tB 28的o C等温
20o C 5000 60%
线的交点即为终
A
6000
状态B点。
第二节 湿空气的焓湿图
6、等相对湿度线 ＊首先求不同温度对应的 饱和水蒸汽压力，再连接 各等温线与其对应的饱和 水蒸汽压力线的交点 （t, P）q b，就可以得到
10的0%等相对湿度线
（饱和线）。
第二节 湿空气的焓湿图
＊当 co，ns求t 得不
同温度对应的水蒸汽压 力，连接各等温线与其 对应的水蒸汽压力线的 交点（t, P）q ，就可以
5000
3000
2000
1000 0
-2000
第三节 湿球温度与露点温度
1、湿球温度 ts 定义：在定压绝热条件下，空气与水直接接触， 达到热湿平衡时的饱和温度。
假设有一个空气和水直接接触的绝热加湿的空 间，空气和水有充分的接触面积和接触时间。
P、t1 d1、h1
tw
P、t2 d2、h2
水温为 ，t w湿空气的进口状态为： P、t1、。d1、h1 水不断汽化进入湿空气，所需的汽化潜热来自湿 空气，使湿空气的温度降低、含湿量增大。最终，湿 空气达到饱和，出口状态为：P、t2(tw ,ts )、。d2、h2
g Rq Pg
Pg
B Pq
kg/kg干
d 622 Pq
g/kg干
B Pq
当大气压力B一定时，含湿量只与水蒸汽压力有
湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用
二、湿空气的焓湿图（I-H图）及其应用1．I-H图的构成图10-3是在总压力p＝100kPa下，绘制的I-H图。
此图纵轴表示湿空气的焓值I，横轴表示湿空气的湿度H。
图中共有五种线，分述如下。
（1）等焓（I）线平衡于横轴（斜轴）的一系列线，每条直线上任何点都具有相同的焓值。
（2）等湿度（H）线为一系列平行于纵轴的垂直线，每条线上任何一点都具有相同的湿含量。
（3）等干球温度（t）线即等温线将式（10-12）写成H01.1+=.1(+ttI)249088当t为定值，I与H成直线关系。
任意规定t值，按此式计算I与H的对应关系，标绘在图上，即为一条等温线。
同一条直线上的每一点具有相同的温度数值。
因直线斜率（1.88t+2490）随温度t的升高而增大，所以等温线互不平行。
（4）等相对湿度（ϕ）线由式（10-4）、式（10-6）可得：饱饱p p p H ϕϕ-=622.0等相对湿度（ϕ）线就是用上式绘制的一组曲线。
ϕ=100%时称为饱和空气线，此时的空气被水汽所饱和。
（5）水蒸汽分压（水p ）线由式（10－4）可得 H pH p +=622.0水它是在总压p ＝101.325kPa 时，空气中水汽分压水p 与湿度H 之间的关系曲线。
2．I-H 图的应用利用I-H 图可方便的确定湿空气的性质。
首先，须确定湿空气的状态点，然后由I-H 图中读出各项参数。
假设已知湿空气的状态点A 的位置，如图10-4所示。
可直接读出通过A 点的四条参数线的数值。
可由H 值读出与其相关的参数水p 、露t 的数值，由I 值读出与其相关的参数湿t ≈绝t 的数值。
通常根据下述条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：（1）湿空气的温度t 和湿球温度湿t ，状态点的确定见图9-5（a ）。
（2）湿空气的温度t 和露点温度露t ，状态点的确定见图9-5（b ）。
（3）湿空气的温度t和相对湿度 ，状态点的确定见图9-5（c）。
【例题9－2】课堂练习：习题10-3小结：湿空气的性质及湿度图的应用。
湿空气性质及焓湿图详解-精品文档
13
1.2 湿空气的焓湿图
26.03.2021
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1、2 湿空气的含湿图
本节的主要内容 含湿图的组成
湿球温度与露点温度
含湿图的应用
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1、2 湿空气的含湿图
一、焓湿图的组成
以比焓h—纵坐标，以含湿量d—横坐标，表示大气压力B一定时 湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群：
➢等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135℃) ➢等温线(干球温度线) ➢等相对湿度线Φ ➢水蒸气分压力线Pq ➢热湿比线
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23
1、2 湿空气的含湿图
2、湿球温度ts
是湿空气的一个状态参数，通常 用干湿球温度计测量。
➢ 干湿球温度计
如图所示：由两支完全相同的水 银（或酒精）温度计组成。其中一 支温度计的温包上包有脱脂细纱布， 纱布的末端浸入盛水容器中。这支 温度计称为湿球温度计，它所测得 的饱和空气温度就是湿球温度。另 一支为干球温度计，所测得的温度 为干球温度（大气温度或空气温 度）。
2011
1、1 湿空气的物理性质
二、 湿空气的基本状态参数
湿空气的基本状态参数是表征湿空气性质的物理量，主要包括：
1、压力B
湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与水蒸气
的分压力之和，即：
B=Pg+Pq
PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT
式中
Pg、 Pq —分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，Pa ； Mg、Mq —分别为干空气及水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq —分别为干空气及水蒸气的气体常数，
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32
1、2 湿空气的含湿图
超详细的焓湿图的应用
第2章湿空气的状态与焓湿图的应用第一课：湿空气§2.1湿空气的组成和状态参数一、湿空气的组成湿空气=干空气+水蒸气+污染物1．干空气：N2—78.09%O2—20.95%C O2—0.03%看成理想气体N e—气体常数：R g=287J/k g.kH e—0.93%A r—2．水蒸气—看成理想气体，气体常数—461J/k g.k3．污染物从空气调节的角度：湿空气＝干空气＋水蒸气〔干空气成分根本不变，水蒸气变化大〕二、湿空气的状态参数1．压力P〔单位：帕，P a〕〔1〕大气压力：定义：地球外表的空气层在单位面积上所形成的压力称为大气压力；特点：不是一个定值，随海拔高度变化而变化，随季节天气变化而变化。
一个标准大气压为1a t m＝101325P a＝1.01325b a r当地大气压＝干空气分压力＋水蒸气分压力〔B＝P g+P q〕其中水蒸气分压力〔P q〕定义：湿空气中，水蒸汽单独占有湿空气的容积，并具有与湿空气一样的温度时，所产生的压力称为水蒸气分压力。
湿空气可看成理想的混合气体，湿空气的压力等于干空气的分压力与水蒸气的分压力之和：P〔B〕=P g+P q湿空气中水蒸气含量越多，那么水蒸气的分压力越大。
2．温度t〔单位：摄氏温标0C〕t〔℃〕以水的冰点温度为起点0℃，水的沸点100℃为定点。
3．湿空气的密度ρ定义：单位容积空气所具有的质量，即〔k g/m3)计算式：结论：①湿空气比干空气轻。
②阴凉天大气压力比晴天低。
③夏天比冬天大气压力低。
标准状态下，干空气密度ρ干=1.205k g/m3，湿空气密度略小于干空气密度。
工程上取ρ湿=1.2k g/m34．含湿量d〔单位：g/k g干空气〕：定义：对应于1千克干空气的湿空气所含有的水蒸气量。
d＝622g/k g干空气在一定围，空气中的含湿量随着水蒸气分压力的增加而增加，但是，在一定的温度下，湿空气所能够容纳的水蒸气量有一个限度，即空气所到达饱和状态，成为饱和空气。
第1章湿空气的物理性质及其焓湿图-空气调节 第四版(赵荣义)
焓：h
8
1、湿空气的压力B
由道尔顿定律分压定律
p pi
i 1
n
湿空气的总压力为B
B Pg Pq
(1-3)
从气体分子运动论的观点来看—— 水蒸气分压力大小直接反映了水蒸气含量的多少
9
2、湿空气的密度
单位容积的湿空气所具有的质量，称为密度。
第1章
湿空气的物理性质及其焓湿图
主要内容
1. 湿空气的物理参数
2. 湿空气的焓湿图 3. 湿球温度与露点温度 4. 焓湿图的应用与参数计算
2
第1.1节 湿空气的物理性质
一、基本概念
大气组成： N2、O2、CO2、 H2O、 Ar、其他微量气体
湿空气 ？
3
湿空气
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。
d
R g pq Rq p g
287 p q 461 p g
0.622
pq pg
12
当大气压力B一定时，水蒸气分压力Pq只取决于 含湿量d。
4、相对湿度
相对湿度：湿空气的水蒸气压力与同温度 下的饱和湿空气中的水蒸气压力之比。
= Pq/Pq.b×100%
(1-6)
含义：表征湿空气中水蒸气接近饱和含量 的程度。
18
焓湿图的构成
坐标轴：h 和 d
坐标轴夹角：大于或等于135°
d
h
19
等温线
依据：
h=1.01t+(2500+1.84t)d t = t0(h1 , d1) (h2 , d2)
t = t1(h1 , d1) (h2 , d2) t
第1章湿空气焓湿图
▪ 特点：含量比较稳定、在研究时允许看成一个整体
▪ 水蒸汽：江河湖海、生产、新陈代谢等 百分比不稳定、随海拔、地区、季节、气候 等因素影响 含量少（但对状态变化影响很大）
“干”--- “湿”
二、空气的状态参数
标准大气压：通常以纬度45o处的海平面上，全 年平均气压为1标准大气压。
绝对压力、工作压力（表压力）的区别与联系
2 水蒸汽分压力（Pq) Steam Partial e
由道尔顿定律分压定律
湿空气的总压力为p
✓空气中的水蒸汽占有与干空气相同的体积，它 的温度等于空气的温度。显然，空气中水蒸汽的 含量越高，它的分压力也越大。 ✓所以从气体分子运动论的观点来看，水蒸汽 分压力大小直接反映了水蒸汽含量的多少。
第一章 湿空气的物 理性质和焓湿图的应用
❖ 湿空气的组成和物理性质 ❖ 湿空气的焓湿图(Psychrometric
Chart) ❖ 干、湿球温度
(Dry-bulb,Wet-bulb Temperature) ❖ 焓湿图的应用
第一节 湿空气的状态参数
一、空气的组成 ▪ 自然界的空气是由干空气和水蒸汽组成的混合物，称为
✓ d仅随水蒸汽多少而改变，可以比较准确表达 湿空气中的水蒸汽量。
✓ 湿空气计算时，以含有1Kg干空气的湿空气作 为计算基础。1kg干空气带d Kg水蒸汽，这时 1kg干空气的湿空气重量是（1+d）kg。
3、相对湿度(Relative Humidity) 湿空气的水蒸汽压力与同温度下饱和湿空气的水蒸 气压力之比
✓ 一定温度下，水蒸汽越多，空气越潮湿，Pq越大；超过 某一限量时，多余的水蒸汽会从空气中析出，水蒸汽含 量达到最大极限，处于饱和状态，称饱和空气。（注意 饱和的含义）。
湿空气的焓湿图应用 (1)
湿空气的焓湿图应用关键词湿空气的焓湿图应用空气状态参数焓湿图在空气调节中应用很广，现简单归纳起来有下列五个方面。
只能以抛砖引玉之作用，望读者能在应用时却一反三。
（一）确定空气的状态参数若已知空气状态参数（t、φ、i、d）中任意两个独立参数，即可确定空气的状态点和其他参数。
例，已知t=20 ℃, φ=55%,可确定状态点A，同时过A点可知i=40.6kj/kg.干，d=8.0g/kg.干,Pg=1300.7Pa（二）确定空气的露点温度（机械露点温度）在焓湿图上，A状态湿空气的露点温度即由A沿等d线向下与φ=100%线交点的温度；在空调，机械露点温度由A沿等d线向下与φ=90%~95%线交点的温度；与显然当A状态湿空气被冷却时（或与某冷表面接触时）只要湿空气大于或等于其露点温度（机械露点温度），则不会出现结露现象。
因此湿空气的露点温度也是判断是否结露的判据。
例，已知t=20 ℃, φ=60%，确定状态点A及其露点温度，由图得tl=12.8 ℃。
（三）利用干湿球温度确定空气状态例，已知t=35℃, ts=24℃,确定空气状态点A的其他参数。
确定状态点A后，过A求得φ=41%, i=72kj/kg.干，d=14.2g/kg干,Pg=2281.88Pa。
（四）确定两种不同状态的混合参数（重点）空气调节中通常有回风和新风，混合后送入蒸发器或表冷器进行处理，因此应确定混合后的状态参数。
根据混合前后质量守恒和能量守恒的原理，可以证明，若有两种不同状态的空气A与B，其质量发别为GA与GB，则可写出：ic=GAiA+GBiB/(GA+GB)，dc=GAdA+GBdB/(GA+GB)混合的的状态C在混合前两个状态占A和B的连线上，且参与混合的两种空气的质量比GA/GB与C占分割两状态线线的线段长度AC和CB成反比，即GA/GB=CB/AC。
这表明混合后状态点Ｃ的位置位于按近空气质量较大的一端。
例；已知GA=2000kg/h，tA=20°c ，φA=60%,GB=500kg/h，tB=35°c ，φB=80%,求混合后空气状态（B=101325Pa）1、根据t、φ作出状态点A、B，并以直线相连，2、混合点C在直线上的位置符合：CB/AC=GA/GB=2000/500=4/13、将AB线段分成五等分，则C点应在接近接近A状态的一等分处。
湿空气的状态参数和焓湿图
20
5.大气压力变化对焓湿图的影响
根据公式
可知
当φ为常数,pa增大,d 则减少,反之d 则增大,因
此绘制出的等φ线也不同。
对于不同的大气压力应采用与之对应的h-d图,
否则所得到的参数会有误差。
一般大气压力变化不大时，所得结果误差不大,
因此在工程中允许采用同一张h-d图来确定参
湿、增焓、升温过程。
2. 干式冷却过程
用表面温度低于空气（干球）温度却又高于空气露点
温度的空气冷却器来处理空气。空气变化是等湿、减焓、
降温过程。
3. 冷却减湿过程
用表面温度低于空气露点温度的空气冷却器来处理空气所实
现的过程。空气变化是减湿、减焓、降温过程。
24
5.3.2 表示湿空气的状态变化过程
4. 等焓减湿过程
• 使服务空间内的空气温度、湿度、洁净度、气流速度和空气压力梯
度等参数达到给定要求的技术。
3
5.1 湿空气的组成和状态参数
• 5.1.1 湿空气的组成
空调工程中对所处理的空气和特定空间内部的空气都称为湿空气
由干空气和水蒸气所组成的混合物
由干空气和水蒸气所组成的混合物
干空气的主要成分是氮、氧和二氧化碳,,总体上可
计算公式为
式中 T——空气的热力学温度(K)。
7
4.湿量
(1)含湿量d
含湿量的定义为每千克干空气中所含有的水蒸气量,单位用kg/kg(干空气)或g/kg(干空气)表示,
即
可以整理为
含湿量d的单位用g/kg(干空气)表示时,公式可以写为
8
4.湿量
(2)相对湿度φ
湿空气中的水蒸气分压力和相同温度下湿空气的饱和水蒸气分压力之比称为
4第四章 湿空气的物理性质和焓湿图
100%
ts 0
ts 0 ts 0
= 4.19t s 0
h const
4.19 s） （t
§4.2 湿空气的焓湿图 dA′ dA
已知 干、 湿球 温度 确定 空气 状态
tA tS
A A′
hA S
100%
= 4.19t s
=0
§4.2 湿空气的焓湿图
h (1.01 1.84t ) 2500 d
kJ/kg干空气 kJ/kg干空气
§4.1 湿空气的物理性质
6、密度和比容
湿空气的密度＝干空气密度+水蒸气密度
Pq B g q 0.00348 0.00132 Rg T RqT T T Pg Pq
在实际计算中，可近似取 湿空气的密度＝1.2kg/m3
不同状态空气的混合态在i-d图上的确定
dA
不同状态 空气的混 合在h-d图 上的确定 hC
dC hB
dB
B C
hA
A
B
C
A
§4.3 焓湿图的应用
【例题】已知大气压力B=101325Pa,GA=1000Kg/h, tA=20℃, φ=60%, GB=250Kg/h,tB=35℃ φ=80%,求混合后的空气状态。 【作业】某空调系统采用两种状态空气混合。已知 GA=3000Kg/h,tA=20℃, φ=55%, GB=600Kg/h, tB=33℃ φ=80%,求混合后的空气状态。（当 地大气压力B=101325Pa）
§4.2 湿空气的焓湿图
一、焓湿图 湿空气的焓 湿图是在不同的 大气压力B下， 取焓值作为纵坐 标，含湿量值作 为横坐标，绘出 其他参数的关系 线构成的。
湿空气的物理性质及其焓湿图
（2）温度 T ） 绝对温标T （K） ） 摄氏温标t （℃） 华氏温标t （℉） （3）湿空气的密度 ρ ） 湿空气的密度等于干空气的密度与水蒸汽的密度之和，即 ρ=ρg+ρq = Pg/RgT + Pq/RqT = 0.003484 B/T - 0.00134Pq/T (kg/m3) 要点： 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；在实 际计算中湿空气的密度一般取ρ =1.2Kg/m3 • 空气越潮湿，水蒸汽含量越大，则空气密度越小，大气压力B也越低。 阴雨天气大气压力B比晴天低； • 温度t越高，则空气密度越小，大气压力B也越低。同一地区夏天比 冬天大气压力B低。
2、热湿比 热湿比ε 热湿比
焓湿图可以直观的描述湿空气状态的变化过程。我国现在采用的焓湿图以焓 焓湿图 为纵坐标，以含湿量为横坐标的i-d 斜角坐标图。 为了说明空气由一个状态变为另一个状态的热湿变化过程，在i-d图上还标有 热湿比ε线 热湿比 线。 热湿比ε——湿空气的焓变化与含湿量变化之比，即 热湿比 ε=⊿i/⊿d=（iB- iA）/（dB- dA）=±Q/±W ⊿ ⊿ （ ）（ ） ± ± ε=⊿i/⊿d/1000 =（iB- iA）/（dB- dA）/1000=±Q/±W/1000 ⊿ ⊿ （ ）（ ） ± ± 要点： 要点： 焓 i的单位为kJ/kg干，含湿量的单位为kg/（kg干）或g/（kg干）， 热量Q的单位为kJ/h，湿量W的单位为kg/h， 热湿比ε有正有负，并代表湿空气状态变化的方向。 i-d图可以表示的参数有 {B，t， d，Φ，i ， Pq，ts，tι， Pq,b，d b } ，， ， ， ， ， ， ，
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＝i2 因为 iw=4.19tw 所以 i2-i1= (d2-d1)iw=(d2-d1)4.19tw 虽然空气因提供水分蒸发所需要的热量而温度降低，但它的比焓值却因为 得到了水蒸气的汽化潜热和液体热而增加，比焓值的增量等于蒸发的水分 所具有的比焓。 ε＝(i2-i1)/(d2-d1) ＝4.19tw 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。
湿空气的物理性质及其焓湿图
图1－7 绝热加湿小室（绝热加湿器）
4、湿球温度
当装置在稳定的均匀流动状态下工作，在流量不变情
况下，能量平衡方程式为：
i c(d s d ) ts is
移项可得：
is i c(d s d )ts
即：空气焓的增量等于蒸发的水量所具有的焓。
热力学湿球温度等值线为一直线。
4、湿球温度
湿空气的组成和状态参数
湿空气的焓湿图（学会焓湿图上找点）
湿球温度（学会确定焓湿图上确定湿球温度）
焓湿图的应用（学会各种空气状态变化在焓
湿图上的表示）
4、湿球温度
热力学湿球温度
湿球温度在i－d上的表示
湿球温度（干湿球温度计）
4、湿球温度
一、热力学湿球温度
湿球温度：在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到热湿 平衡时的绝热饱和温度，也称热力学湿球温度，用ts表示。
空气：湿空气
2 湿空气的组成和状态参数
常温常压下干空气可认为是理想气体。
湿空气也可近似当作理想气体。 状态参数间的关系可用理想气体状态方程式表示。
PgV m g Rg T PqV mq RqT
或
Pg vg Rg T Pq vq RqT
下标g表示干空气 q表示水蒸汽
2 湿空气的组成和状态参数
二、湿球温度在i－d图上的表示 表示热力学湿球温度等值线状态变化的角系数为：
i is i c(d s d )ts cdts
i cdt s c t s 4.19t s d d
即 4.19ts线为空气的等湿球温度 线。
等湿球温度线在i－d图上的表示：
4
重庆干球、湿球日平均温度全年变化
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T
ps
pv
b c
a
d
e
s
ab ac ad
结露 Td 露点温度
9
露点：湿 td称空为气露中点的温水度蒸，气简分称压露力点pv。对应的饱和温度 结露： 定压降温到露点，湿空气中的水蒸气饱和，
凝结成水（过程1－2）。 结霜： td 0℃
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结露与露点
td = ts(pv)
湿润的夏天水管上常出现水珠? 干燥的冬天pv小， td<0oC 结霜
mad1 me mad2 me ma d2 d1
mah1 mehl mah2
mah1 ma d2 d1 hl mah2 h1 d2 d1 hl h2
=1 饱和湿空气
下降
注：当t > ts（p），如在1atm时，t > 100 ℃时，
由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）ps > p，故
pv,max p ps
pv pv
此时
pv,max
p
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五、含湿量（比湿度）
——1 kg干空气中所含水蒸气的质量
pvV
d mv ma
d vV aV
v a
湿空气中水蒸气的分压力很低，可视水蒸气为理 想气体。一般情况下，湿空气可以看作理想混合气 体。
4
物理模型：
干空气：理想气体 水蒸气：近视作为理想气体
PV m R T
a
aa
PvV
m v
RvT
干空气 水蒸气
5
成分
O2
N2
Ar CO2
干空气的组成表
分子量 32.000 28.016 39.944
44.01
容积成分 （摩尔成分）
0.2095 0.7809
0.0093
0.0003 1.000
组成气体的 部分分子量
6.704 21.878
0.371
0.013 28.966
6
大气压力 -------地球单位表面上所受的大气的压力。
大气压力与海拔高 度的关系。
标准大气压
--------1954年第十 届国际计量大会决议 声明，规定标准大气 压值101.325kPa 。
T , pv下水蒸气的密度
的绝对湿度 达到最大值
不常用
s
ps RvT
13
2、相对湿度
—湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量之比。
（1）
pv
ps
（2） 0 1
v s
pv ps
v
1 vv
pv RgvT
s
1 vs
ps RgsT
=0 干空气
吸湿
0 < < 1 未饱和湿空气 能力
R 8314
8314
287
M 28.97 10.95 pv 1 0.378 pv
B
B
12
四、绝对湿度与相对湿度
湿度：湿空气中水蒸气的含量。
1. 绝对湿度 1m3的湿空气中所含水蒸气的质量称为湿空 气的绝对湿度，即湿空气中水蒸气的密度：
mv
pvV RvT
绝对湿度
v
mv V
pv RvT
饱和湿空气
ds 622 ps
B pv
B ps
饱和度D略小于相对湿度 ，即D≤ ，如
p pv p ps ，则 D 。
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七、 湿空气比体积与密度
湿空气的比体积:1kg干空气和0.001dkg水蒸气所占据的体
积。
V
v ma va
paV ma RaT
pvV mv RvT
pV (ma Ra mv Rv )T
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九、绝热饱和温度与湿球温度
1、绝热饱和温度（热力学湿球温度）
理论上
绝热饱和温度是在定 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。
模型特点： 1 定压，绝热 2 接触时间无限长
20
P
t1, d1
h1,φ1 t2
P
t2, d2
h2，
φ2
质量平衡 能量平衡
T
pv=0.04bar 大气温度t=30oC
d td=28.98oC 冷水管t=20oC
s
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三、湿空气的分子量与气体常数
湿空气的平均分子量：
M raM a rvMv
pa B
Ma
pv B
Mv
B pv B
Ma
pv B
Mv
Ma
pv B
(Ma
Mv)
28.97 (28.97 18.02)
pv B
湿空气的气体常数：
Rg,vT paV Rg,aT
0.622 pv 0.622 pv
pa
p pv
0.622 ps p ps
0.622 pv p
kg水蒸气/kg干空气 kg/kgDA
讨论： a）当p一定时， d pv
b) p、 一定，t ps d 升温吸湿原理
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六、饱和度
622 pv
D d B pv B ps
V
ma Ra
mv
Rv
T p
v
V ma
Ra
0.001d
Rv Ra
T p
RaT p
1 0.001606d
1 0.001d
v
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八、湿空气的焓
湿空气的焓等于干空气的焓与水蒸气的焓之和。 湿空气的比焓是以1kg干空气为基准，也就是
（1+0.001d）kg湿空气的焓，用h表示。
h ha 0.001dhv kJ / kg(a)
p p p
a
v
B p p
a
v
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二、 未饱和湿空气与饱和湿空气
湿空气中的水蒸气未饱和，处于过 未饱和湿空气： 热状态，湿空气还能吸收水份。
pv ps (t)
饱和湿空气： 湿空气中的水蒸气已饱和，不能再
吸收水份。 pv ps (t)
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从未饱和到饱和的途径
1、 T 加水蒸气 pv
2、 pv ，T
3、 pv 不变，T
h —含有1kg干空气的空气的焓，单位为kJ / kg(a)
ha —1kg干空气的焓，单位为 kJ / kg(a)
d —含湿量，单位为 g / kg(a)
hv —1kg水蒸气的焓，单位为kJ / kg(v)
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பைடு நூலகம்
工程上取0℃的干空气和0℃的饱和水 的焓值为0，则空气的焓为：
ha cp,at 1.01t 式中cp,a 1.01kJ /(kg K ) — 干空气的比定压热容； t —空气的温度 hv r cp.vt 25011.84t r 2501kJ / kg水 — 0℃时水的汽化潜热 cp.q 1.85kJ /(kg K ) — 水蒸气的比定压热容 湿空气的焓值为h 1.01t 0.001d (25011.85t)
第八章 湿空气
1
本章内容
8.1 湿空气的性质 8.2 湿空气的焓湿图 8.3 湿空气的基本热力过程
2
8.1 湿空气的性质
组成：
湿空气 干空气 水蒸气
3
一、 湿空气的成分及压力
湿空气：含有水蒸气的空气。
干空气：完全不含水蒸气的空气。 在干燥、空气调节以及精密仪表和电绝缘的防潮 等对空气中的水蒸气特殊敏感的领域，则必须考虑 空气中水蒸气的影响。