第一章 湿空气的物理性质及其焓湿图

第四节 焓湿图的应用
一、湿空气的变化过程 1、（等湿）加热过程 实现途径：利用热水、蒸汽及电 能等热源通过热表面加热湿空气 处理设备：空气加热器、电加热器
h-d图上的表示：A→B
t>0，h>，0 ,d=0
B D
Ⅱ
ⅢA
Ⅰ
F
t const
ⅣE
C G
h const
d const
第四节 焓湿图的应用
海平面的标准大气压力为101325Pa。海拔越 高，大气压力越低。
单位换算见表1-2。
第一节 湿空气的物理性质
2、湿空气的密度
g q
Pg Pq RgT RqT
B Pq Pq RgT RqT
0.003484 B 0.00134 Pq
T
T
第一节 湿空气的物理性质
B=101325Pa、t=20℃时，
0.622 0.9 2331 101325 0.9 2331
0.0132kg/kg干
h 1.01t+(2500+1.84t)d =1.01 20+(2500+1.84 20) 0.0132 =53.7kJ/kg干
第二节 湿空气的焓湿图
1、焓湿图（h-d图）的 组成：
在一定的大气压力 下，以焓为纵坐标，含 湿量为横坐标而形成， 两坐标之间的夹角等于 135°。
注意：当t=0℃时，h 2500d 0
第一节 湿空气的物理性质
Leabharlann Baidu
例1-1：已知大气压力为101325Pa，温度t=20℃，
（1）求干空气的密度；（2）求相对湿度为90%时的 湿
空解气 ：密（度1）。此时Pq ，0
g
B RgT
101325 287 293
1.205kg
/
m3
第一节 湿空气的物理性质
＊ 0的等热湿比线为等焓线， 的等热湿比
线为等含湿量线。 ＊等热湿比线在焓湿图的右下方。
湿 空 气 的 焓 湿 图
第二节 湿空气的焓湿图
8、湿空气状态的确定 在大气压力B一定的条件下，已知任意两个独立
参数，就可以在焓湿图上确定湿空气的状态，其余参 数可以在焓湿图上查出。 独立参数（4个）
的各种变化过程、表示空气的混合过程。 了解空气状态参数的计算方法。
第一节 湿空气的物理性质
➢ 湿空气的组成： ▲干空气
干空气=78％氮气+ 21％氧气+ 1％其他气体， 成分比较稳定。 ▲水蒸汽
含量很少，但对湿空气的物理性质影响很大。
第一节 湿空气的物理性质
干空气和水蒸汽满足理想气体的状态方程式。
第三节 湿球温度与露点温度
湿空气的能量守恒方程式：
h1
(d2 d1) 1000
hw
h2
绝热过程的热湿比：
=1000
h2 d2
h1 d1
hw
4.19tw =4.19ts
第三节 湿球温度与露点温度
等湿球温度线
过 的ts等温线与饱和线
=0
的交点（绝热过程的终点） = 4.19ts
100%
（湿空气的吸湿能力）。 越小，湿空气越不饱和，
吸湿能力越大。
＊ 0 1 。 时0 ，为干空气； 时，1 为饱和湿
空气。
第一节 湿空气的物理性质
➢ 含湿量与相对湿度的关系：
d 0.622 Pq 0.622 Pqgb
B Pq
B Pqgb
db
0.622
Pqgb B Pqgb
d (B Pq ) 100% d 100%
第一章 湿空气的物理性质 及其焓湿图
1 湿空气的物理性质
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 5 空气状态参数的计算法及另一种焓湿图
第一章 湿空气的物理性质 及其焓湿图
➢ 基本要求： 理解并掌握描述湿空气物理性质的参数。 掌握湿空气焓湿图的组成及其绘制方法。 掌握湿球温度和露点温度的概念和物理意义。 熟练掌握焓湿图的应用：确定空气状态、表示空气
Pq / Pqgb (t)
A (65 6.75) 105
r B0
＊干球温度和湿球温度的差值 (t 越ts小) ，相对湿
度越大，湿空气越接近于饱和（图示）。
第三节 湿球温度与露点温度
2、露点温度 tl 定义：在含湿量不变的条
件下，湿空气达到饱和状
态时的温度。
tA
过A点作等含湿量线
与饱和线交于B点，B点
db (B Pqgb )
db
第一节 湿空气的物理性质
５、湿空气的焓
干空气的焓（取0℃时的焓为0）：
hg cpggt=1.01t
kJ/kg干
水蒸汽的焓（取0℃时水的焓为0）：
hq r0 cpgqt=2500+1.84t
kJ/kg汽
湿空气的焓：
h hg hqd 1.01t+(2500+1.84t)d kJ/kg干
ts 0
100%
ts <0时oC， <，0 等湿球温
度线与等焓线不重合。
ts 0
= 4.19ts 0 h const
ts 0
4.19ts
第三节 湿球温度与露点温度
＊由于 4.1较9ts小，可以近似认为等湿球温度线就是 等焓线。（绝热过程近似为等焓过程。） ＊ h=f(，ts ) h 。2.86ts ＊湿球温度也是湿空气状态的独立参数，但一般不能 与焓组合来确定空气状态。 ＊对于饱和湿空气，干球温度等于湿球温度；对于未 饱和湿空气，干球温度大于湿球温度。（图示）
焓h、含湿量d（水蒸汽压力 ）Pq 、温度t、相对湿
度。
第二节 湿空气的焓湿图
例1-3：已知B=101325Pa，湿空气初始状态的参数 tA 为20o C A 60%
， 。当加入Q=10000kJ/h的热量和W=
2tkBg/2h8的o C湿量后，温度 。求湿空气 20o C
的解终：状（1态）。根据已知参 数在h-d图上确定初始
作 =4.1的9t等s 热湿比线，
ts 0
得到的就是等湿球温度线。
ts 0
= 4.19ts 0 h const
ts 0
4.1（9 ts）
第三节 湿球温度与露点温度
➢ 要点：
＊当 ts 0oC 时， =0，等
湿球温度线与等焓线重合。
＊当 ts >0时oC， ；>0当
=0
= 4.19ts
（2）由表1-3查得，t=20℃时，Pqgb 233，1Pa
0.003484 B 0.00134 Pq
T
T
0.003484 101325 0.00134 0.9 2331
293
293
1.195kg / m3
第一节 湿空气的物理性质
例1-2：试求例1-1（2）中空气的含湿量及焓值。
解： d 0.622 Pqgb B Pqgb
得到 的等相对湿度
线。
第二节 湿空气的焓湿图
7、等热湿比线
定义：湿空气的焓变化量与含湿量变化量之比。
1000 h
d
kJ/kg干 kg/kg干
kJ
/
kg
或热量变化Q与湿量变化W之比。
Q
W
kJ / h kJ / kg kg / h
第二节 湿空气的焓湿图
要点： ＊热湿比可正可负。 ＊连接湿空气的初态和终态，得到的就是等热湿比线 （热湿比即为斜率）。 ＊等热湿比线代表湿空气状态变化的方向。
tl
对
应的温度即为露点温度。
dA
A
100%
B
第三节 湿球温度与露点温度
➢ 要点： ＊ 露点温度也是湿空气状态的独立参数，但一般不 与含湿量（或水蒸汽压力）组合来确定空气状态。 ＊对于饱和湿空气，干球温度等于露点温度；对于未 饱和湿空气，干球温度大于露点温度。（图示） ＊露点温度可以用来判断湿空气是否结露：当表面温 度低于湿空气的露点温度时，会出现结露现象。
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
关：d f (。Pq )水蒸汽压力越大，则含湿量越大。
第一节 湿空气的物理性质
饱和含湿量：即饱和湿空气的含湿量。
db
0.622
Pq.b B Pq.b
kg/kg干
空气的温度越高，对应的饱和水蒸汽压力越高，
蒸发，在表面形成饱和空气层，
湿球温度计测得的是湿球温度。
第三节 湿球温度与露点温度
湿空气向水传递的热量：dq1 (t ts )df
水蒸发需要的热量：dq2
dWr
[Pqgb (ts ) Pq ]df
B0 B
r
当水和湿空气达到热湿平衡时：dq1 dq2
Pq Pqgb (ts ) A(t ts )B
过B点作等焓线， tA A
与等温线 t交A 于A点，
100%
A点即为所求的湿空气 t B
B
状态。（例1-4）
= 4.19ts
=0
第三节 湿球温度与露点温度
湿球温度计：
普通温度计的球部用湿纱布
t
包裹，然后浸在装水的容器中。
空气流过，普通温度计测得
ts
空气
的是干球温度（实际温度）。
水吸收周围湿空气的热量而
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
干空气
Pg V mg R gT
Pgg R gT
水蒸汽
Pq V mq R qT
Pqq R qT
Pg gR gT
Pq qR qT
干空气的气体常数: R g 287J /(kg K)
水蒸汽的气体常数: R q 461J /(kg K)
第一节 湿空气的物理性质
1、湿空气的压力（大气压力） 道尔顿分压定律：B Pg Pq
2、冷却过程 实现途径：利用冷水或制冷剂通过冷表面冷却湿空气 处理设备：表面式冷却器
状态A；
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。
当t=const时，h a+bd
即等温线为直线,斜率为 0.001(2500+1.84t),截距为 1.01t。
任意给定两点(h1,d1)、 (h2,d2)，就可以得到等温线。
第二节 湿空气的焓湿图
＊不同温度的等温线斜率 0.001(2500+1.84t)不同， 所以等温线并非平行线。 ＊但1.84t与2500相比很 小，可以忽略不计，因此 等温线可以近似看作是平 行线。
干空气的密度: g 1.205kg / m3
湿空气的密度: 1.2kg / m3 即大气压力B和温度t一定时，湿空气的密度比
干空气的密度小。
第一节 湿空气的物理性质
3、湿空气的含湿量
定义：对应于1kg干空气的湿空气所含有的水蒸汽
量，即水蒸汽与干空气的质量（密度）之比。
d q Rg Pq 0.622 Pq 0.622 Pq
第二节 湿空气的焓湿图
2、等焓线 与竖直线呈135°的
斜直线。 3、等含湿量线
竖直线。 单位为g/kg干。
第二节 湿空气的焓湿图
4、等水蒸汽压力线 由于 d f (，Pq因)
此等水蒸汽压力线也为 竖直线。
单位为 10。2Pa
第二节 湿空气的焓湿图
5、等温线 h 1.01t+0.001(2500+1.84t)d
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）qgb，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
饱和含湿量越大（表1-3）。
典型数据：t=20℃时，Pq.b 233，1Pa db 14.7g/kg干
第一节 湿空气的物理性质
4、湿空气的相对湿度 定义：湿空气的水蒸汽压力与同温度下的饱和水 蒸汽压力之比。
Pq 100%
Pqgb Pq Pqgb
第一节 湿空气的物理性质
➢ 要点： ＊相对湿度表征湿空气中水蒸汽接近饱和含量的程度
第三节 湿球温度与露点温度
（1）已知湿空气状态，求湿球温度
过A点作等焓线，
hA
与饱和线交于B点，B
A
点对应的温度即为湿 tA
球温度。
ttBB
100%
B B
= 4.19ts
=0
第三节 湿球温度与露点温度
（2）已知干球温度
t
和湿球温度
A
t，B 确定湿空气状态
等温线 与tB饱和
hA
线交于B点。
A