焓湿图详解.

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1、补充章节1湿空气的物理性质及焓湿图 建筑工程学院市政工程系 2019/11/141 主要讲述湿空气的物理性质、焓湿图及其应用 。 一、本章的主要内容 湿空气的物理性质及焓湿图 二、教学基本要求 了解湿空气的组成； 掌握湿空气的基本状态参数； 掌握湿空气的焓湿图及其应用； 湿球温度和露点温度在焓湿图上的表示。 Date2 1、1 湿空气的物理性质 Date3 本节的主要内容 1、1 湿空气的物理性质 湿空气的组成 湿空气的基本状态参数 压力 密度 相对湿度 含湿量 比焓 Date4 1、湿空气的定义 湿空气即为通常所说的“空气”或“大气”，是空气环境的主体及空气调节的 对象。 2、湿空气的组成

2、1、1 湿空气的物理性质 一、湿空气的组成 干空气 水蒸气 N2 O2 其它微量气体 成分较为稳定，可近似看作理想 气体。 含量较少，但其变化对湿空气的干燥及潮湿程度产生重 要影响，是空调中的重要调节对象，也可近似 看作理想 气体。 Date5 二、 湿空气的基本状态参数 湿空气的基本状态参数是表征湿空气性质的物理量，主要包括： 1、压力B 湿空气的压力即是所谓的大气压力，等于干空气的分压力与水蒸气 的分压力之和，即： B=Pg+Pq PgV=MgRgT ， PqV=MqRqT 1、1 湿空气的物理性质 式中 Pg、 Pq 分别为湿空气、干空气、水蒸气压力，Pa ； Mg、Mq 分别为干空气及

3、水蒸气的质量，Kg； Rg、 Rq 分别为干空气及水蒸气的气体常数， Rg=287J/KgK； Rq=461J/KgK Date6 注：大气压力随海拔高度的升高而降低，我国各主要城市冬、夏季的 大气压力值可从采暖通风与 空气调节设计规范中查得。 水蒸气分压力对空气性质的影响 水蒸气分压力的大小，反映了湿空气中水蒸气含量的多少。水蒸气含量越多， 其分压力也越大； 在一定温度条件下，一定量的空气中能够容纳水蒸气的数量是有限度的。湿空 气的温度越高，它允许的最大水蒸气含量也越大。当空气中水蒸气的含量超过最 大允许值时Pqb(t)，多余的水蒸气会以水珠形式析出，这就是结露现象，此时水蒸 气达到饱和状态

4、，所对应的湿空气称为饱和湿空气。 由此可知，未饱和空气中，水蒸气含量没有达到最大允许值，它还具有吸收水 蒸气的能力。我们周围的大气通常都是未饱和空气。 1、1 湿空气的物理性质 Date7 2、温度t 湿空气的温度是表示空气冷热程度的标尺。 湿空气中干空气的温度与水蒸气的温度相等； 湿空气温度的高低对人体的舒适感和某些生产过程的影响较大 ，因此温度是衡量空气环境对人和生产是否合适的一个非常重要 的参数。 在空调中，通常采用摄氏温度t，有时也用绝对温度T，两者的关 系是T=273.15+t273+t 1、1 湿空气的物理性质 Date8 1、1 湿空气的物理性质 3、密度s 湿空气的密度等于干空

5、气的密度与水蒸气的密度之和，即： s=g+q 根据理想气体状态方程，则有： s=0.00384B/T-0.00134Pq/T 实际计算中，在标况下，可近似取=1.2Kg/m3 Date9 1、1 湿空气的物理性质 4、含湿量d 基本定义：指1Kg干空气所含有的水蒸气质量，单位为Kg/Kg 干空气或g/Kg干空气。 即： d=mq/mg 式中 mq、mg 分别为水蒸气和干空气的质量，Kg。 含湿量可以确切地表示空气中实际含有的水蒸气量的多少。 空调中常用含湿量的变化来表示空气被加湿或减湿的程度。 Date10 1、1 湿空气的物理性质 含湿量与水蒸气分压的关系 将理想气状态方程：PgV=MgRg

6、T ， PqV=MqRqT 代入含湿量定义式： 可知：在一定的大气压力B下，d仅与Pq有关，Pq越大， d越大。 问题与讨论问题与讨论 Date11 1、1 湿空气的物理性质 5、相对湿度 基本定义：指空气中的水蒸气分压力与同温度下饱和水蒸气 分压力之比。 即： =Pq/Pqb 。 表示空气接近饱和的程度。值小，说明空气干燥，远 离饱和状态，吸收水蒸气的能力强；值大，则说明空气 潮湿，接近饱和状态，吸收水蒸气的能力弱。=100%为饱 和空气， =0则为干空气。 物理意义 Date12 1、1 湿空气的物理性质 相对湿度可近似用湿空气的含湿量与同温度下饱和含湿量之 比来表示，即： d/db 相对

7、湿度是空调中的一个重要参数，相对湿度的大小对人体 的舒适和健康、工业产品的质量都会产生较大的影响。 Date13 1、1 湿空气的物理性质 6、比焓h 基本定义：指1Kg干空气的比焓和d/1000Kg水蒸气的比焓的总 和，单位KJ/Kg干空气，取0时空气的焓值为零，则 ： h=1.005t+(2501+1.86t)d/1000 比焓是空调中的一个重要参数，用来计算在定压条件下对 湿空气加热或冷却时吸收或放出的热量。 意义 影响因数 湿空气的比焓不是温度 t 的单值函数，而取决于温度和含 湿量两个因素。温度升高，焓值可以增加，也可以减少，取决 于含湿量的变化情况。 Date14 1.2 湿空气的

8、焓湿图 Date15 1、2 湿空气的含湿图 本节的主要内容 含湿图的组成 湿球温度与露点温度 含湿图的应用 Date16 1、2 湿空气的含湿图 一、焓湿图的组成 以比焓h纵坐标，以含湿量d横坐标，表示大气压力B一定时 湿空气各个参数之间的关系。包含五种线群： 等焓线(为使图线不过密，两坐标轴间夹角为135) 等温线(干球温度线) 等相对湿度线 水蒸气分压力线Pq 热湿比线 作用： 1.确定湿空气的状态参数； 2.表示湿空气的状态变化过程。 Date17 湿空气焓湿图 等焓线 等相对湿度线 等干球温度线 等湿度线 (水蒸气分压力线) 热湿比 1、2 湿空气的含湿图 Date18 1、2 湿空

9、气的含湿图 电子含湿图 Date19 1、2 湿空气的含湿图 独立状态参数 能够在h-d图上确定湿空气状态的参数。 在B一定的条件下，在h , d , t , 中，已知任意两个参数，则 湿空气状态就确定了，亦即在h-d图上有一确定的点，其余参数均 可由此点查出，因此，将这些参数称为独立参数。 但d与Pq不能确定一个空气状态点，故d 与Pq只能有一 个作为独立参数。? 注意： 湿空气状态的参数也可由计算程序计算。 Date20 1、2 湿空气的含湿图 热湿比 又称为角系数，为湿空气的焓 变化与含湿量变化之比，即： =h/d=Q/W 若在h-d图上有1、2两状态点， 则由1至2的热湿比为 =（h2

10、-h1）/(d2-d1) 的大小及正负表示了湿空气状 态变化过程的方向和特征。 Date21 热湿比线的应用 1、2 湿空气的含湿图 在h-d图的右下方有以任意点为中心画出的不同数值 的线。 实际应用时，利用推平行线的方法，通过已知初状态点，作一条平行于给 定值的线，就可画出该空气状态变化的过程线。 若已知终了状态的任一参数值，就可在h-d 图上确定其终了状态点。 h1 1 d1 h2 d2 Date22 二、露点温度及湿球温度 1、2 湿空气的含湿图 1、露点温度tl 是湿空气的一个重要状态参数。 定义 某状态下的未饱和空气，在含湿量不变的情况下将其冷却到 饱和状态（ =100% ）时所对应

11、的温度，称为该状态空气的露 点温度。 在h-d图上的确定方法 tl =100% A Date23 1、2 湿空气的含湿图 结露现象 若将某表面温度降低到周围空气的露点温度以下，周围空 气与该表面接触时，就将从未饱和空气变为饱和空气，进而又 达到过饱和状态，于是空气中的一部分水蒸气将会在冷表面上 凝结成水珠，这就是所谓的结露现象。 结露在空调中的应用 在空调技术中，利用结露这一现象，使被处理的空气流 过低于其露点温度的表面冷却器，或用低于其露点温度的冷水 去喷淋被处理空气，从而可获得使被处理空气冷却减湿的处理 效果。 Date24 2、湿球温度ts 是湿空气的一个状态参数，通常 用干湿球温度计测

12、量。 干湿球温度计 如图所示：由两支完全相同的水 银（或酒精）温度计组成。其中一 支温度计的温包上包有脱脂细纱布 ，纱布的末端浸入盛水容器中。这 支温度计称为湿球温度计，它所测 得的饱和空气温度就是湿球温度。 另一支为干球温度计，所测得的温 度为干球温度（大气温度或空气温 度）。 1、2 湿空气的含湿图 Date25 湿球温度计的读数，既是湿纱布上水的读数，也是紧贴湿纱布的 饱和空气层的读数。 在一定的空气状态下，干湿球温度差值反映空气相对湿度大小。 当用干湿球温度计测量空气的温度时，由于湿球温包上水分蒸发 吸收热量的结果，使得湿球表面空气层的温度下降，因而湿球温度 计的读数一般总是低于干球温

13、度计的读数，这两者之差即为干湿球 温度差。 干湿球温度差它的大小与被测空气的相对湿度有关，空气越干燥 （值越小），纱布上的水分蒸发越快，需要吸收的热量越多，湿 球温度下降越多，干湿球温差越大；反之，干湿球温差越小。 1、2 湿空气的含湿图 Date26 干湿球温度在h-d图上的表示 当湿球纱布的水温达到空气的湿球温度时，湿球表面的饱和 空气层与周围空气之间的总换热量为零，因此可认为周围空气由 不饱和状态变为湿球表面的饱和空气状态这一变化过程，可近似 认为是等焓过程。 A h ts 湿球温度与露点温度谁高？ t1 1、2 湿空气的含湿图 Date27 1、2 湿空气的含湿图 例1：已知空气干球温

14、度t=25，湿球温度ts=17 ，大气压力 B=101325Pa，试在h-d图上确定该空气的状态点。 t25 ts17 h =100% A Date28 1、2 湿空气的含湿图 例2：已知空气干球温度t=25，相对湿度=50% ，大气压力 B=101325Pa，试在h-d图上确定该空气的湿球温度。 =100% =50% t=25 ts h Date29 1、2 湿空气的含湿图 三、含湿图的应用 1、确定湿空气的状态参数 在给定大气压力B时，只要知道湿空气的任意两个独立状态参数，就 可在焓湿图上确定该空气的其余状态参数。 例：已知B=101325Pa，t=22，=65%，试在h-d图上确定该空气

15、的其 它状态参数。 PqA dA =65% =100% t=22 1 h ts t1 Date30 1、2 湿空气的含湿图 2、表示湿空气状态的变化过程 空调系统典型湿空气处理过程 冷冻水回 冷冻水供 回风 Date31 1、2 湿空气的含湿图 空调系统典型湿空气状态的变化过程 (1) 湿空气的加热过程（空气加热器） 利用热水、蒸汽、燃气、电阻丝、电热管等热源，通过热表面加热湿空气 ，空气不与热媒直接接触，因此，处理过程中空气中的含湿量不变，而温度会升 高。 该过程AB, 其= + =100% A B Date32 1、2 湿空气的含湿图 利用冷水或其他冷媒通过冷表面冷却湿空气，当冷表面温 度低于湿空气的干球温度而又高于其露点温度时，即发生这 一过程。 该过程中含湿量不变，温度降低，在h-d图上可表示 为AC，其= - (2) 湿空气的干式冷却过程（空气冷却器） =100% C A Date33 使空气和低于其露点温度的表面接触时，则部分水蒸气将 会在冷表面凝结，达到冷却减湿的目的（即冷却干燥） 该过 程为在h-d图上可表示为AG。 (3) 湿空气的减湿冷却过程（空气冷却器） 1、2 湿空气的含湿图 =100% G A Date34 1、2 湿空气的含湿图 (4) 湿空气的等焓加湿过程(绝热加湿) 利用循环水喷淋空气时，空气与水长时间接触，水及其表 面的饱和空气层的温度