《工程热力学》第十二章理想气体与湿空气-课件
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《工程热力学》第十二章理想气体与 湿空气
12-1 理想气体混合物
综述： 理想气体混合物压力、温度、比容遵循 理想气体状态方程式即： PV=nRmT 遵循质量守恒定律： m=m1+ m2 + m3 +…...+ mn 总摩尔数等于各组分气体分摩尔数之和 n=n1+ n2 + n3 +……+nn
9
12-2 理想气体混合物热力学能、焓、比热的计 算
(自学)
10
12-3 湿空气
11
概述
自然界江河湖海水的蒸发使得空气中总会有部分 水蒸气，一般不予注意
但空气中水蒸气含量的多少有特殊作用时，必须 考虑空气的水蒸气的量的大小，EG： 烘干装置 采暖通风装置 建筑物如车间、机舱环境的降温 室内的调温调湿
水蒸气分压力
13
未饱和湿空气：过热水蒸气与干空气组成的湿空气，A点 饱和湿空气：饱和水蒸气与干空气组成的湿空气，B、C点
P
T
Ps
Ps 0
B 吸湿达饱和
T
T
Pv
B
吸湿达饱和 A
Pw
C
A 降温结露
Td
降温结露 Cs
v
s’
s”
露点温度：湿空气水蒸气分压力Pv对应的饱和温度
Td，为湿空气的露点温度，对应C点
未饱和湿空气绝对湿 度与饱和湿空气绝 对湿度的比值；表 示了湿空气中水蒸 气含量的饱和程度， 以φ表示，%
2、确定方法
v "
由空气温度t，水 蒸气分压力Pv，得 ρv
公式12-27
由空气温度t，确定ts，Ps， 得ρ”，即为ρs
1）按定义
2）按理想气体方程式
3、测量
v Pv RvTPv
湿球温度计
" RgvT Ps Ps
（（kkgg/）kg，干称空含气湿）量d，d
0.622 pv pA
0.622 pv p pv
2、相关计算 以理想气体近似计算
d 0.622 ps
p ps
公式12-32
17
12-5 湿球温度与绝热饱和温度
18
湿空气焓
hhA0.00d1vh
h A C p 0 , A t 1 .004 ( kj / kg .k ) t hv L0 C C p 0,vt 2501 ( kj / kg ) 1 .859 ( kj / kg .k ) t h h A 0 .001 dh v 1 .004 ( kj / kg .k ) t 2501 ( kj / kg ) 1 .859 ( kj / kg .k ) t 2 .863 ( kj / kg .k ) t 2501 ( kj / kg )
干球温度计
公式12-29
16
三、含湿量
烘干过程中，空气作为工
287.1kj/kg.k
质吸收水分，其干空 气质量保持不变，水 蒸气量在变化，用含 湿量d计算更为方便
1、定义：每千克干空气
mv mA
PvV RvT PAV RAT
mv mA
Pv RA PA Rv
461.5kj/kg.k
中所含水蒸气质量
wi mi m
容积成分i ：
2、换算关系
Xi ni n
i Vi V
n
wi 1
i1
n
Xi 1
i1
n
i 1
i1
7
i Vi ni
Vn wi mi niMi
m nM
wi mi Vii m V
i Xi
2
wi Xi Mi M
、 换 算
关
系
wi i ii
8
三、理想气体混合物密度、千摩尔质量及 折合气体常数（自学)
19
12-6 湿空气焓-含湿量图
20
12-7 湿空气的热力过程
自学
21
THANKS
2
一、理想气体混合物遵循的规律
1、分压力及分压力定律 2、分容积及分容积定律
3
源自文库
分压力Pi定义：某种气体单独占有混合物的容积且与混合
物具有相同的温度，则它的压力称混合物中该组分气体的分压
力
。P。。。。。，。。。。。。。。V。。。。。，。。。。。。。T。。。。。
。 。 。。 。 。。
P。1，。V，。。T 。。
P，V1，T 。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 P，V2，T
n
V
V i RmT
n
ni nR mT
i1
P i1
P
Vi niRmT P
亚美格定律：理想气体混 合物的容积等于各组分气 体分容积的总和
6
二、理想气体混合物成分及换算关系
1、混合物各种成分
质量成分Wi： 摩尔成分Xi：
14
12-4 湿空气状态参数（绝对湿度、相对湿度、含湿量）
一、绝对湿度ρv
1、定义：每立方米湿空气含有的水蒸气质量
为绝对湿度，等于湿空气的温度与压力所 水蒸气分压力,Pa
确定状态下水蒸汽的密度ρv，单位kg/m3
m p 2、确定方法
v
v
A：由水与水蒸汽表、图确定：
v
V R T 1）未饱和湿空气：由空气温度t，湿空气水蒸
P。。2。。，。。。。。。V。。。。。，。。。。。T。。。。
n
P
P i RmT
n
ni nR mT
i1
V i1
V
Pi niRmT V
道尔顿定律： 理想气体混合物的压力等
于各组分气体分压力的总和
4
5
分容积Vi定义：某种气体单独占有相同温度、相同压 力下占有的容积称为混合物中该组分气体的分容积
P。。。。。。，。。。。。。。V。。。。。。，。。。。。。。T。。。。。
介绍书中表12-2
12
湿空气一般概念
1、湿空气：干空气与水蒸气的混合物， 可近似以理想气体处理，湿空气压 力组成：
2、干空气：完全不含水蒸气的空气
3、未饱和湿空气：过热水蒸气与干空 气组成的湿空气
干空气分压力
p p p 4、饱和湿空气：饱和水蒸气与干空气 组成的湿空气
b av
5、露点温度：湿空气水蒸气分压力Pw 对应的饱和温度Td，为湿空气的露 点温度
gv
汽分压力pv，查过热蒸汽表比体积v，得ρv 的值
2）饱和湿空气：由空气温度t=ts，查饱和水 与饱和水蒸汽表得ρ” ， ρv = ρ”
B：近似计算：根据理想气体状态方程式
Pv增加, ρ”增大;Pv=Ps,饱和湿空气具该温 度下最大绝对湿度
水蒸气气体常数 461.5j/kg.K
15
二、相对湿度
1、定义：
《工程热力学》第十二章理想气体与 湿空气
12-1 理想气体混合物
综述： 理想气体混合物压力、温度、比容遵循 理想气体状态方程式即： PV=nRmT 遵循质量守恒定律： m=m1+ m2 + m3 +…...+ mn 总摩尔数等于各组分气体分摩尔数之和 n=n1+ n2 + n3 +……+nn
9
12-2 理想气体混合物热力学能、焓、比热的计 算
(自学)
10
12-3 湿空气
11
概述
自然界江河湖海水的蒸发使得空气中总会有部分 水蒸气，一般不予注意
但空气中水蒸气含量的多少有特殊作用时，必须 考虑空气的水蒸气的量的大小，EG： 烘干装置 采暖通风装置 建筑物如车间、机舱环境的降温 室内的调温调湿
水蒸气分压力
13
未饱和湿空气：过热水蒸气与干空气组成的湿空气，A点 饱和湿空气：饱和水蒸气与干空气组成的湿空气，B、C点
P
T
Ps
Ps 0
B 吸湿达饱和
T
T
Pv
B
吸湿达饱和 A
Pw
C
A 降温结露
Td
降温结露 Cs
v
s’
s”
露点温度：湿空气水蒸气分压力Pv对应的饱和温度
Td，为湿空气的露点温度，对应C点
未饱和湿空气绝对湿 度与饱和湿空气绝 对湿度的比值；表 示了湿空气中水蒸 气含量的饱和程度， 以φ表示，%
2、确定方法
v "
由空气温度t，水 蒸气分压力Pv，得 ρv
公式12-27
由空气温度t，确定ts，Ps， 得ρ”，即为ρs
1）按定义
2）按理想气体方程式
3、测量
v Pv RvTPv
湿球温度计
" RgvT Ps Ps
（（kkgg/）kg，干称空含气湿）量d，d
0.622 pv pA
0.622 pv p pv
2、相关计算 以理想气体近似计算
d 0.622 ps
p ps
公式12-32
17
12-5 湿球温度与绝热饱和温度
18
湿空气焓
hhA0.00d1vh
h A C p 0 , A t 1 .004 ( kj / kg .k ) t hv L0 C C p 0,vt 2501 ( kj / kg ) 1 .859 ( kj / kg .k ) t h h A 0 .001 dh v 1 .004 ( kj / kg .k ) t 2501 ( kj / kg ) 1 .859 ( kj / kg .k ) t 2 .863 ( kj / kg .k ) t 2501 ( kj / kg )
干球温度计
公式12-29
16
三、含湿量
烘干过程中，空气作为工
287.1kj/kg.k
质吸收水分，其干空 气质量保持不变，水 蒸气量在变化，用含 湿量d计算更为方便
1、定义：每千克干空气
mv mA
PvV RvT PAV RAT
mv mA
Pv RA PA Rv
461.5kj/kg.k
中所含水蒸气质量
wi mi m
容积成分i ：
2、换算关系
Xi ni n
i Vi V
n
wi 1
i1
n
Xi 1
i1
n
i 1
i1
7
i Vi ni
Vn wi mi niMi
m nM
wi mi Vii m V
i Xi
2
wi Xi Mi M
、 换 算
关
系
wi i ii
8
三、理想气体混合物密度、千摩尔质量及 折合气体常数（自学)
19
12-6 湿空气焓-含湿量图
20
12-7 湿空气的热力过程
自学
21
THANKS
2
一、理想气体混合物遵循的规律
1、分压力及分压力定律 2、分容积及分容积定律
3
源自文库
分压力Pi定义：某种气体单独占有混合物的容积且与混合
物具有相同的温度，则它的压力称混合物中该组分气体的分压
力
。P。。。。。，。。。。。。。。V。。。。。，。。。。。。。T。。。。。
。 。 。。 。 。。
P。1，。V，。。T 。。
P，V1，T 。。。。。。。。。。。。。
。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 P，V2，T
n
V
V i RmT
n
ni nR mT
i1
P i1
P
Vi niRmT P
亚美格定律：理想气体混 合物的容积等于各组分气 体分容积的总和
6
二、理想气体混合物成分及换算关系
1、混合物各种成分
质量成分Wi： 摩尔成分Xi：
14
12-4 湿空气状态参数（绝对湿度、相对湿度、含湿量）
一、绝对湿度ρv
1、定义：每立方米湿空气含有的水蒸气质量
为绝对湿度，等于湿空气的温度与压力所 水蒸气分压力,Pa
确定状态下水蒸汽的密度ρv，单位kg/m3
m p 2、确定方法
v
v
A：由水与水蒸汽表、图确定：
v
V R T 1）未饱和湿空气：由空气温度t，湿空气水蒸
P。。2。。，。。。。。。V。。。。。，。。。。。T。。。。
n
P
P i RmT
n
ni nR mT
i1
V i1
V
Pi niRmT V
道尔顿定律： 理想气体混合物的压力等
于各组分气体分压力的总和
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分容积Vi定义：某种气体单独占有相同温度、相同压 力下占有的容积称为混合物中该组分气体的分容积
P。。。。。。，。。。。。。。V。。。。。。，。。。。。。。T。。。。。
介绍书中表12-2
12
湿空气一般概念
1、湿空气：干空气与水蒸气的混合物， 可近似以理想气体处理，湿空气压 力组成：
2、干空气：完全不含水蒸气的空气
3、未饱和湿空气：过热水蒸气与干空 气组成的湿空气
干空气分压力
p p p 4、饱和湿空气：饱和水蒸气与干空气 组成的湿空气
b av
5、露点温度：湿空气水蒸气分压力Pw 对应的饱和温度Td，为湿空气的露 点温度
gv
汽分压力pv，查过热蒸汽表比体积v，得ρv 的值
2）饱和湿空气：由空气温度t=ts，查饱和水 与饱和水蒸汽表得ρ” ， ρv = ρ”
B：近似计算：根据理想气体状态方程式
Pv增加, ρ”增大;Pv=Ps,饱和湿空气具该温 度下最大绝对湿度
水蒸气气体常数 461.5j/kg.K
15
二、相对湿度
1、定义：