12第四版工程热力学总结第12章精品文档18页
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4
第12章 内容回顾
四、湿空气的状态参数
1. 绝对湿度：每1m3湿空气中所含的 水蒸气的质量。
v
mv V
Pv RgvT
2. 相对湿度：即为湿空气中水蒸汽的分 压力与相同温度的饱和湿空气中水蒸汽分 压力之比。
pv ps
pv ps
＝ 1 饱和湿空气
0 < < 1 未饱和湿空气
＝ 0 干空气
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度，反映所含水蒸
mco2 Mco2 n 0.144 44 6.336kg mo2 Mo2 n 0.07232 2.304kg mH2o MH2o n 0.13718 2.468kg mN2 M N2 n 1.031 28 28.892kg m mco2 mo2 mH2o mN2 40kg
nN2 xN2 n0.7451.38541.03k1mol
12
例 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300℃的烟 气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每 秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。
xco2 0.104 xO2 0.052 xH2O 0.099 xN2 0.745
可求得烟气的折合千摩尔质量为：
14
可求得烟气的折合千摩尔质量为：
n
M eq iM iC2O M C2O N2MN2H2OMH2O i1
0.1 24 40.82 80.0 81 82.1 9k2g /kmol
折合气体常数为：
Rg,e q8 M e3q 12 84 .1 9 32 1248 J/6k ( g K)
气的饱和程度。
5
第12章 内容回顾
四、湿空气的状态参数
3.含湿量:单位质量干空气中含有水蒸汽的质量。用ｄ表示, 其单位为：g水蒸汽／kg干空气。
4.湿空气的比焓：
hha0.00d1vh
6
12-7 湿空气过程及其应用
一、混合过程
d1 qma1
质量守恒原理
干空气质量：qm1aqm2aqm3a
d3 混合后湿空气所含水蒸气质量：
四、加湿过程
1 喷水加湿过程
工程上可近似地把喷水加湿过 程按定焓过程处理。
d
t
2 喷蒸汽加湿过程
按定温过程处理。
d h
9
选择最合适的一个答案：
1. 秋天白天秋高气爽气温较高，此时的空气
为C 。
A.干空气 B.饱和空气 D.过热空气
C.未饱和空气
2. 能够直接确定湿空气是否饱和的物理量
是C 。
A.绝对湿度 B.含湿量 C.相对湿度 D. 空气温度
13
【例题】
• 锅炉燃烧产生的烟气中，按容积分数二氧化碳占12%，氮气 占80%，其余为水蒸气。假定烟气中水蒸气可视为理想气体， 试求：
（1）烟气的折合千摩尔质量和折合气体常数； （2）各组元的质量分数； （3）若已知烟气的压力为0.1MPa，试求烟气中水蒸气的分压
力。
解：（1）按题意：
H 2 O 1 C 2 O N 2 1 1 % 2 8 % 0 8 %
10
选择最合适的一个答案：
3. 湿空气的相对湿度增大，则 D 。
A.含湿量增大 B.含湿量减小 变 D.不一定
C.含湿量不
11
例 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300℃的烟 气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每 秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。
xco2 0.104 xO2 0.052 xH2O 0.099 xN2 0.745
n
cm xicm,i i1
n
n
U Ui miui
i1
i1
u
U m
n
iui
i 1
n
n
H Hi mihi
i1
i1
h
H m
n
ihi
i1
n
n
S Si misi
i1
i1
s
S m
n
isi
i1
2
第12章 内容回顾
三、湿空气
湿空气＝（干空气＋水蒸气）
分压低(0.003 ~0.004MPa)
d2 qma2
qma3
q m1 d a 1q m2d a2q m3d a3
qm2a h3h1 d3d1 qm1a h2h3 d2d3
只需将混合的状态点连成直线，根据与质量流量
成反比关系得到混合后状态点。
7
12-7 湿空气过程及其应用
二、加热过程
湿空气经过加热器被定压加热时,由于其中的水蒸汽 质量未变, 为定含湿量过程。由于吸收热量温度升高， 焓值上升，相对湿度减小，吸湿能力增大。
解： 根据理想气体状态方程，先求出烟气的总摩尔数
PVnRMT
PV 0.1 116060
n
1.38k5m 4ol
RM T 83 1 (3402 07 ) 3
nco2 xco2 n0.1041.38540.144kmol
no2 xo2 n0.0521.38540.072kmol
nH来自百度文库o xH2o n0.0991.38540.137kmol
未饱和湿空气：由干空气和过热水蒸汽组成的湿空气。此
时Pv<Ps ，湿空气中的水蒸汽处于过热状态，湿空气的温度
不变，水蒸汽含量可增加，湿空气具有吸湿能力，故称为未 饱和湿空气。
露点温度：湿空气中水蒸汽分压力所对应的饱和温度，用
Td表示。即在一定的Pv下未饱和湿空气冷却到饱和湿空气时
（将结出露珠）的温度。
理想混合气体 p pa pv
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
湿空气与一般理想混合气体的最大区别是水蒸气的含量会由于 蒸发和凝结而有可能变化。
3
第12章 内容回顾
三、湿空气
2.湿空气的分类：
饱和湿空气：由干空气和饱和水蒸汽组成的湿空气。此时
Pv=Ps（湿空气温度所对应的饱和压力）。
第12章 内容回顾
一、理想气体混合物
1.混合气体成分：
i
mi m
xi
ni n
2. 分压力定律：
p x p pi
p
ni n
xi
i
i
3. 分体积定律：
V x V i
Vi V
ni n
xi
i
i
1
第12章 内容回顾
二、理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵
n
c ici i 1
n
c' ici' i 1
三、冷却过程—单纯冷却过程
在冷却器内若冷却器壁面温度高于该湿空气的露点温度， 湿空气经过时定压放出热量, 其中的水蒸汽质量未变，含 湿量保持不变。由于放出热量温度降低，焓值降低，相对 湿度增大，吸湿能力减弱。
8
12-7 湿空气过程及其应用
三、冷却过程—冷却去湿过程
当湿空气被冷却到露点温度时达到饱和状态，若继续冷 却，则将有水蒸气凝结析出，实现去湿的目的。
第12章 内容回顾
四、湿空气的状态参数
1. 绝对湿度：每1m3湿空气中所含的 水蒸气的质量。
v
mv V
Pv RgvT
2. 相对湿度：即为湿空气中水蒸汽的分 压力与相同温度的饱和湿空气中水蒸汽分 压力之比。
pv ps
pv ps
＝ 1 饱和湿空气
0 < < 1 未饱和湿空气
＝ 0 干空气
表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度，反映所含水蒸
mco2 Mco2 n 0.144 44 6.336kg mo2 Mo2 n 0.07232 2.304kg mH2o MH2o n 0.13718 2.468kg mN2 M N2 n 1.031 28 28.892kg m mco2 mo2 mH2o mN2 40kg
nN2 xN2 n0.7451.38541.03k1mol
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例 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300℃的烟 气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每 秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。
xco2 0.104 xO2 0.052 xH2O 0.099 xN2 0.745
可求得烟气的折合千摩尔质量为：
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可求得烟气的折合千摩尔质量为：
n
M eq iM iC2O M C2O N2MN2H2OMH2O i1
0.1 24 40.82 80.0 81 82.1 9k2g /kmol
折合气体常数为：
Rg,e q8 M e3q 12 84 .1 9 32 1248 J/6k ( g K)
气的饱和程度。
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第12章 内容回顾
四、湿空气的状态参数
3.含湿量:单位质量干空气中含有水蒸汽的质量。用ｄ表示, 其单位为：g水蒸汽／kg干空气。
4.湿空气的比焓：
hha0.00d1vh
6
12-7 湿空气过程及其应用
一、混合过程
d1 qma1
质量守恒原理
干空气质量：qm1aqm2aqm3a
d3 混合后湿空气所含水蒸气质量：
四、加湿过程
1 喷水加湿过程
工程上可近似地把喷水加湿过 程按定焓过程处理。
d
t
2 喷蒸汽加湿过程
按定温过程处理。
d h
9
选择最合适的一个答案：
1. 秋天白天秋高气爽气温较高，此时的空气
为C 。
A.干空气 B.饱和空气 D.过热空气
C.未饱和空气
2. 能够直接确定湿空气是否饱和的物理量
是C 。
A.绝对湿度 B.含湿量 C.相对湿度 D. 空气温度
13
【例题】
• 锅炉燃烧产生的烟气中，按容积分数二氧化碳占12%，氮气 占80%，其余为水蒸气。假定烟气中水蒸气可视为理想气体， 试求：
（1）烟气的折合千摩尔质量和折合气体常数； （2）各组元的质量分数； （3）若已知烟气的压力为0.1MPa，试求烟气中水蒸气的分压
力。
解：（1）按题意：
H 2 O 1 C 2 O N 2 1 1 % 2 8 % 0 8 %
10
选择最合适的一个答案：
3. 湿空气的相对湿度增大，则 D 。
A.含湿量增大 B.含湿量减小 变 D.不一定
C.含湿量不
11
例 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300℃的烟 气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每 秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。
xco2 0.104 xO2 0.052 xH2O 0.099 xN2 0.745
n
cm xicm,i i1
n
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U Ui miui
i1
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H Hi mihi
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H m
n
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n
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S Si misi
i1
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S m
n
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i1
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第12章 内容回顾
三、湿空气
湿空气＝（干空气＋水蒸气）
分压低(0.003 ~0.004MPa)
d2 qma2
qma3
q m1 d a 1q m2d a2q m3d a3
qm2a h3h1 d3d1 qm1a h2h3 d2d3
只需将混合的状态点连成直线，根据与质量流量
成反比关系得到混合后状态点。
7
12-7 湿空气过程及其应用
二、加热过程
湿空气经过加热器被定压加热时,由于其中的水蒸汽 质量未变, 为定含湿量过程。由于吸收热量温度升高， 焓值上升，相对湿度减小，吸湿能力增大。
解： 根据理想气体状态方程，先求出烟气的总摩尔数
PVnRMT
PV 0.1 116060
n
1.38k5m 4ol
RM T 83 1 (3402 07 ) 3
nco2 xco2 n0.1041.38540.144kmol
no2 xo2 n0.0521.38540.072kmol
nH来自百度文库o xH2o n0.0991.38540.137kmol
未饱和湿空气：由干空气和过热水蒸汽组成的湿空气。此
时Pv<Ps ，湿空气中的水蒸汽处于过热状态，湿空气的温度
不变，水蒸汽含量可增加，湿空气具有吸湿能力，故称为未 饱和湿空气。
露点温度：湿空气中水蒸汽分压力所对应的饱和温度，用
Td表示。即在一定的Pv下未饱和湿空气冷却到饱和湿空气时
（将结出露珠）的温度。
理想混合气体 p pa pv
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
湿空气与一般理想混合气体的最大区别是水蒸气的含量会由于 蒸发和凝结而有可能变化。
3
第12章 内容回顾
三、湿空气
2.湿空气的分类：
饱和湿空气：由干空气和饱和水蒸汽组成的湿空气。此时
Pv=Ps（湿空气温度所对应的饱和压力）。
第12章 内容回顾
一、理想气体混合物
1.混合气体成分：
i
mi m
xi
ni n
2. 分压力定律：
p x p pi
p
ni n
xi
i
i
3. 分体积定律：
V x V i
Vi V
ni n
xi
i
i
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第12章 内容回顾
二、理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵
n
c ici i 1
n
c' ici' i 1
三、冷却过程—单纯冷却过程
在冷却器内若冷却器壁面温度高于该湿空气的露点温度， 湿空气经过时定压放出热量, 其中的水蒸汽质量未变，含 湿量保持不变。由于放出热量温度降低，焓值降低，相对 湿度增大，吸湿能力减弱。
8
12-7 湿空气过程及其应用
三、冷却过程—冷却去湿过程
当湿空气被冷却到露点温度时达到饱和状态，若继续冷 却，则将有水蒸气凝结析出，实现去湿的目的。