焓湿图知识简介

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焓湿图 知識簡介
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湿空气
• 湿空气是指含有水蒸气的空气，是干空 气和水蒸气的混合物。湿空气中的水蒸 气在一定条件下会发生集态变化：湿空 气中的蒸汽可以凝聚成液态或固态；环 境中的水可以蒸发到空气中去。工业中 的许多过程，如空气的温度湿度调节， 木材、纺织品等的干燥，冷却塔中水的 冷却过程，都涉及到湿空气的计算。
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设 不变
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d
湿空气过程及其应用
d1 ma1
绝热混合过程
空调工程常用方法
d3 ma3
ma1 ma 2 ma3 ma1d1 ma 2d2 ma3d3
ma1 d3 d 2 ma 2 d1 d3
d2 ma2
ma1h1 ma 2 h2 ma3h3 ma1 h3 h2 d3 d 2 ma 2 h1 h3 d1 d3
mv d kg / kg 干空气 ms
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湿空气的状态参数
相对湿度 定义：湿空气中水蒸气分压力与同温 度下水蒸气饱和压力之比，即： pv ps
且当 ＝0时，为干空气；当 ＝1时，为饱和湿 空气。 注意：有相对湿度的大小可以看出湿空气的干湿程 度，但不能独立表示湿空气中水蒸气含量的多少。
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h3 h2 h1 h3 d3 d 2 d1 d3
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绝热混合过程
d1 ma1 d2 ma2 h1 d3 ma3 h h3 h2 ma1 2 ma2 1
3
1
h3 h2 h1 h3 ma1 d3 d 2 d1 d3 ma 2
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湿空气过程及其应用
冷却去湿过程中，从每单位质量干空气 中析出的水分为湿空气的含湿量的减小 量 d 1 d 2 ，冷却剂带走的热量q为：
q h1 h2 (d 1 d 2)hw
式中，1和2分别代表初状态和终状态hw 为凝结水的焓， （d 1 d 2）hw 为凝结水带 走的能量。
湿空气过程及其应用
忽略了宏观动、位能的变化，单位质量的湿空 气的能量方程为：
h2 h1 (d 2 d 1)hw
（d 2 d 1）hw h （或 1 h 2）在工程上常 由于 可忽略不计，故有： 2 1
h h
故绝热加湿过程又是近似等焓过程，这就是我 们常说的等焓加湿。过程沿h向d增大、φ增大、 t减少的方向进行。
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焓湿图的结构
8、热湿比 已知初态1 h h

2
1 t
4000
过程斜率已知 可确定终态
100%

pv 4000
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焓湿图的结构
不同的pb 不同的h-d图 h h t

100%
pv

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d
湿空气过程及其应用
加热过程或冷却过程
100%
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d
焓湿图的结构
5、 pv 线 d
pv d 0.622 pb pv pv 0.622 pb
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h h t

100%
pv
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焓湿图的结构
6、露点td pv下饱和 湿空气 ຫໍສະໝຸດ Baidu 1 td h h t

100%
pv
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旋转135度
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焓湿图的结构
3、t 线 h 等干球温度线
h d t 2501 1.863t Const 0
h
t
正斜率的直线
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焓湿图的结构
h d 0.622 ps (t ) 等相对湿度线 pb ps (t ) h t 是一组向上凸 的线 100% 100% 饱和线
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湿空气过程及其应用
加热加湿过程 d2 d1 h2 h1 t1 t2 d2-d1 h水 q h3 h2 h h1 1 3 2
q h1 d2 d1 h水 h2
q h2 h1 d 2 d1 h水 h2 h1
设t不变 2018/7/19 12
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湿空气的状态参数
露点温度Td 定义：保持湿空气的分压力不变，降低 湿空气的温度使其达到饱和，此时的温 度称为露点温度。 注：工程上常说的露点为机器露点，此 时相对湿度为85%~95%。
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湿空气的状态参数
热湿比ε 定义：焓变化量与含湿量变化量的比值 称为热湿变化比，简称热湿比，用ε 表 示，即： h
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湿空气的状态参数
干-湿球温度 定义：干球温度计是一 支普通的温度计，而湿 球温度计头部被尾端浸 入水中的吸液芯包裹。 当空气流过时，干球温 度计指示出空气温度T， 或称干球温 度，
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湿空气的状态参数
如果空气是未饱和的，吸液芯中的水将向空气蒸发 而使水温降低。空气与水之间的温差导致空气向吸液芯 中的水传热，从而阻止水温的不断下降。这样，在达到 平衡时，湿球温度tw总是低于干球温度，但比空气的露 点温度td高。湿球温度tw的值取决于上述蒸发和传热过 程的速率，并主要受空气的相对湿度的影响。如果空气 是饱和的，那末蒸发过程不会发生，从而传热过程也不 会发生，这时湿球温度和干球温度是相同的。空气的相 对湿度愈小，湿球温度降低愈甚。气流的速度对上述蒸 发和传热过程都有影响，因而对湿球温度值也有一定的 影响，但实验表明，当气流速度在2～10m/s范围内时， 流速对湿球温度值影响很小。
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湿空气过程及其应用
绝热加湿过程（等焓加湿） 在绝热的条件下向空气喷水 或水蒸发而向空气中加入水 蒸气的过程称为绝热加湿过 程。因为是绝热的，水蒸发 吸收的潜热完全来自空气自 身，加湿后湿空气的温度将 降低，故又称为蒸发冷却过 程。如右图0-3过程。
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d
其中ε 的单位为kJ/kg。在h-d 图 上ε为常数的湿空气过程的过程线是直 线， ε就是该直线的斜率。
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焓湿图的结构
1、d 线
d=0 干空气
2、 h 线
h 1.005t d (2501 1.863t )
135度 h
h
与 t 很接近
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人为将
h
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工程中的湿空气多处于大气压力P、 略高于或低于P的较低压力下，故研究 时可作如下假设：
（1）气相混合物作为理想气体混合物； （2）干空气不影响水蒸气与其凝聚相的 相平衡； （3）当水蒸气凝结成液相或固相时，液 相或固相中不含有溶解的空气。
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湿空气的状态参数
比焓h 定义：1kg干空气的焓和dkg水蒸汽的焓 的总和，即：h=hs+dhv 含湿量 定义：湿空气中水蒸气的质量 与干空 气的质量 之比，即：
对湿空气单纯地加热或冷 却的过程，其特征是过程中 含湿量保持不变， 过程沿 定d 线进行。 加热时朝焓增加方向变化， 如图中0-1所示。随着热量 的加入，湿空气温度升高， 相对湿度降低；冷却过程 0-2与加热过程正好相反
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湿空气过程及其应用
对于单位质量的干空气而言，过程中加 入或放出的热量为:
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焓湿图的结构
7、湿球温度tw h 绝热饱和温度 t h1 hw tw td

h t
100%
pv
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焓湿图的结构
8、热湿比
h2 h1 h d 2 d1 d Const
h
h
0
Ⅲ

Ⅱ
t

Ⅰ 100%
h-d图上为直线 p 角系数：过程方向 v Ⅳ Ⅰ: h 0, d 0 与特征 Ⅱ : h 0, d 0 h 0, d 0 Ⅳ : h 0, d 0 Ⅲ: d
上部未饱和线 下部无意义
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4、 线
h 1.005t d (2501 1.863t )
d
焓湿图的结构
4、 线 d h ts=99.63oC

h t
ps (99.63) pb
ps (t ) d 0.622 pb ps (t ) pb 0.622 pb pb 0.6222018/7/19 1
q h2 h1
式中，h1 和 h 2 分别为过程初、终状 态湿空气的焓。 注：式中忽略了湿空气宏观动能和重力 位能的变化
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湿空气过程及其应用
冷却除湿过程
如果空气被冷却到饱和状 态以后仍然继续受冷，则 将有蒸汽不断凝结析出。 此时，空气总是处于饱和 状态，沿饱和空气线向含 湿量减小，温度降低的方 向变化，如右图0-4-5所示。 特点：可简单认为是先定d, 而后定 的两个过程的叠 加。