培训空调授课1讲解

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1、空调与热泵,第1节 湿空气的状态参数,注重应用，简化理论,.湿空气干空气水蒸气 干空气： 湿空气中除去水蒸气剩下的混合气体。 通常认为其组成比例基本不变，因此将其视为一个整体。,一、湿空气的组成,.湿空气中水蒸气对其性质的影响 湿空气中水蒸气虽然很少，但它却随气象条件和水蒸气来源情况而改变，且对空气性质影响很大。 如：空气湿度很大，人会感觉不舒服（冬天阴冷，夏天闷热），在某些工艺场合（纺织厂、仪器仪表厂等）还会造成重大影响。 因此，从空气调节的角度而言，空气的潮湿程度是我们十分关心的问题。,二、湿空气的状态参数 .压力 （）大气压力 地球表面单位面积上所受到的大气压力。 1a1m 标准大气压：

2、通常把下，北纬45处海面上作用的大气压力作为一个标准大气压。 1atm=101325Pa=1.01325bar 表压力（工作压力）：仪表指示压力 即所测量的绝对压力与当地大气压力的差值。 绝对压力当地压力表压力,B随海拔增加有而减小,（）水蒸汽分压力q 湿空气中水蒸气单独占有湿空气的容积并且与湿空气相同温度时的产生的压力。 由道尔顿定律有： qg,二、湿空气的状态参数,要点： 水蒸汽分压力的大小直接反映了水蒸气的含量的多少； 在一定温度下，空气中的水蒸汽含量越多，空气就越潮湿，水蒸汽分压力也越大； 湿空气中的水蒸汽含量达到最大限度时，多余的水蒸汽就会凝结成水从空气中析出； 饱和水蒸汽分压力 P

3、q,b是温度的单值函数，也即Pq,b值仅取决于温度，温度越高，Pq,b值越大。,.温度 绝对温标T （K） 摄氏温标t （） 华氏温标t （） t+273.16 工程上：t+273,3.含湿量 d（Kg/Kg干） 定义:单位质量干空气中所含有的水蒸气量 即: d=mq/mg =0.622Pq/(B-Pq) kg/kg 干 =622Pq/(B-Pq) g/kg 干,为什么不以空气为基准定义含湿量？,注： 如含湿量为dkg的干空气1kg。则空气质量应为：(1+d)kg 但d一般很小，工程中常可忽略。 饱和含湿量db：空气中水蒸汽量已达到最大限度，不再有吸湿能力，即不能再接纳水汽。,4.相对湿度 定

4、义：=Pq/Pq,b =0时干空气 =100%时饱和空气,举例： 比较t=10时d=7.63 g/kg干和t=30，d=15 g/kg干两种空气哪种干燥些？ t=10， db=7.63 g/kg干，（表17-2） d=7.63 g/kg干时，=100% 饱和 t=30 ， db=27.20 g/kg干，当d=15 g/kg干时，=55% 左右 较干燥,表面看来7.6315 第二种空气湿度大,？,与d的区别和联系 区别： 表示空气接近饱和的程度，即空气在一定温度下吸收空气的能力，并不反映空气中水蒸气含量的多少。 d表示空气中水蒸气含量，却无法直观反映空气的潮湿程度和吸收水分的能力。 联系： d=

5、622(Pqb)/(B-Pqb) 则db=622 Pqb/( B - Pqb),比较 20，d=14 g/kg干与30，d=14 g/kg干的两种空气哪种吸湿性强？ 第一种：=95.2% 第二种：=51.5% 因此第二种的吸湿性强。,要点： 当大气压力B一定时，水蒸气分压力Pq只取决于含湿量d。含湿量d 随水蒸气分压力Pq的升高增大，反之亦然。 当含湿量d一定时，水蒸气分压力Pq随大气压力B的增加而上升，反之亦然。,含湿量d 能确切反映空气中含的水蒸气量的多少，但不能反映空气的吸湿能力，不能表示湿空气接近饱和的程度。 相对湿度能反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度，但不能表示水蒸气的含量。 值

6、小，表示空气离饱和程度远，空气较为干燥，吸收水蒸气能力强； 值大，表示空气更接近饱和程度，空气较为潮湿，吸收水蒸气能力弱。,5h （kJ/ kg干） 湿空气的焓是指每1kg干空气的焓hg和d kg水蒸气的焓两者的组合。 即： h=hg+ d hq kJ/kg干 式中： hg=Cpg t=1.01t hq=(2500+Cpq t)d =(2500+1.84t)d kJ/ kg干,以1kg干空气为计算基础,2500：0水的汽化潜热,则湿空气的焓可表示为： h=(1.01+1.84d)t+2500d (1.01+1.84d)t显热 2500d潜热,“h是非常重要的一个参数”定压下可用焓差表示热量（总

7、热）变化值,提问：t升高d降低h如何变化？,6和 ：单位容积的气体所具有的质量。 =m/V kg/m3 ：单位质量气体所具有的容积(比体积) =V/m=1/ m3/kg 由于湿空气由干空气和水蒸气组成，两者具有相同的温度，相同的体积。即： m=mg+mq =g+q=Pg/(RgT)+ Pq/(RqT) 又因为Pg=B-Pq=B-Pqb 所以：=0.00349B/T=0.00134Pqb/T,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； 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

8、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。,.计算方程 由于空气中水蒸气处于过热状态，压力小，比容大，可近似看作理想气体，因此可用理想气体方程来计算：即 PV=mRT R 气体常数 Rg 287J/(kg/k) Rq 461J/(kg/k),热力学中把常温常压下的干空气视为“理想气体”,二、露点温度,1定义： 某一状态的空气在含湿量不变的情况下冷却至饱和状态（=100%）时所具有的温度。,思考：冬季窗玻璃和夏季裸露的自来水 管子为什么常看到凝水现象？且达到 什么条件就会凝水？,一、湿球温度 1热力学湿球温度,绝热加湿小室,条件：保证空气与水有

9、充分的接触面积和时间。,最终:t2=tw,饱和,热力学 湿球温度,概念: 在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定的热湿平衡时的绝热饱和温度。,h2=h1(d2d1)hw =h/d=hw=4.19tw hw液态水的焓=4.19tw kJ/kg h1(d2d1)4.19tw/1000 =1.01t2(25001.84t2) d2t2/1000,水的比热,满足此式的t2称热力学湿球温度,ts,计算,2湿球温度计 因为绝热加湿装置并非实际装置，所以通常认为湿球温度计所显示的温度即为空气的湿球温度。,保证湿球表面空气不滞留，热湿交换充分,热湿交换平衡时Q1=Q2，此时水温即近似等于空气的湿球温度,通

10、风干湿球温度计,空调与热泵,第2节 湿空气的焓湿图,空调中常用的状态参数有： t ，d ，B ，h ， Pq ， 其中：t ，d ，B为独立参数，其余可由公式求出。 工程上：为便于应用，常把各参数之间的关系作成线算图，常用的是hd图。,hd图绘制依据： d=622 Pq /(BPq) Pq,b=f(t) = Pq / Pq,b h=1.01t(25001.84t)d 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h为纵坐标，以含湿量d为横坐标的h-d 斜角坐标图。,主要的公式，理解掌握,干空气区,饱和空气区,湿空气区,计算机计算工具,取h，d为坐标轴，B取定值，坐标轴夹角

11、通常取135,h-d图可以表示的参数有： B，t，d，h，Pq，ts，tl， Pq,b，db,夹角135的原因？,直角坐标,hd图 斜角坐标,直角坐标系与hd图的比较,1等t线,依据：h=1.01t(25001.84t)d,例： 绘制t0的等温线,绘制t10的等温线,t0,t10,h1.01t10+(2500+1.8410) 0.001,如此取t值为1，2，3即可得到所有的等温线,2等线,依据：d=622Pq,b/（B-Pq,b） d=f(B, , Pq,b) 其中：,（t1,d1）,（t2,d2）,（t3,d3）,如对于任一为定值,等线,Pq线,由d=622 Pq /（B- Pq） 当con

12、st时:Pq =f(d) 即：Pq与d为一一对应关系 在d轴上方设一水平线，标出Pq值即可,.(热湿比线、角系数、状态变化过程线),定义：用空气状态变化前后的焓差和含湿量差的比值表示空气状态变化的方向和特征，这个比值称热湿比。 即：,在焓湿图上的表示,实际上就是“斜率”,x,y,过A点做斜率为k的直线,过A点做斜率为的直线,d,h,如d1g/kg干,如h5kJ/kg干,则5000kJ/kg干,注：有正负，有单位（辅助点法）,d,h,如d1g/kg干,如h 5kJ/kg干,则 5000kJ/kg干,dA,dB,hB,hA,由此可查得C点的其他参数,B为辅助点，C为终状态点,平行线法,则5000k

13、J/kg干,则5000kJ/kg干,由此可查得B点的其他参数,B即为终状态点,注：B不同会引起参数变化,B1(100%),B2(100%),B3(100%),B1 B2 B3,d1 d2 d2,4.ts在焓湿图上的表示,0,空调工程中一般ts30， 4.19ts与 0的等焓线非常接近，因此工程上通常用等焓线代替等ts线。,4.19,hA,A,hA,t,A点ts、t的查取方法,hA,dA,注意区分 掌握查取方法,例：已知某一状态空气的温度是t=15,相对湿度=60%，当地大气压力B=101325Pa，试求该状态空气的密度、含湿量和露点温度。 解： （1）湿空气的密度 根据t=15,从附表1查得该

14、温度下的饱和水蒸气分压力Pq,b=1701Pa，代入公式（27）可得： = 0.00349B/T-0.00134Pq,b/T =0.00349101325/288-0.001340.61701/288 =1.223 kg/m3 (2)含湿量 由公式（2-4）可得含湿量为： d=622Pq,b/(BPq,b) 6220.61701/(101325-0.61701)6.33 g/kg干空气,得：tl7.27,此温度就是该状态空气的露点温度tl。此外，d和tl也可从h-d图上查取。,（3）露点温度 根据上面所求出的含湿量值，从附表1可知： 当温度t7时，所对应的饱和空气的含湿量db=6.21g/kg

15、干空气，温度t8时，所对应饱和空气的含湿量db=6.65g/kg干空气，用插值法可求出当饱和含湿量db6.33/kg干空气所对应的温度为：,一、根据两个独立参数确定空气状态及其他参数（确定状态点及其他参数）,除同时知d,Pq 外，在t,d,，h,Pq,ts中， 只要知道任两个参数，即可确定状态点。,大家一起查： 已知：tA=20 A=50% hA=37.5 kJ/kg干 dA=7.2 g/kg干 PqA=11.4102 Pa tlA =9.3 tsA=13.8 ,练习：已知t32，ts25利用焓湿图查得此种空气的其它各参数。,db=14.7 g/kg干， =70% tl =15 ， db=11 g/kg干,二、表示空气的状态变化过程,+,1等湿加热过程,=h/d =h/0 =+,t升高，d不变，h升高,2等湿冷却,=- d=Const , t减小 ,h减小,=-,可用表面式空气冷却器实现，其表面湿度低于 空气干球温度，但高于