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1、设施农业设计基础 河南农业大学园艺学院 主要内容 一、流体 二、传热 三、电 四、计算机制图Autocad 农业设施种类繁多，但他们有两点是共通的，即每种设 施都由某种建筑及其附属设备构成，建筑物内的环境都 要实施调控。本课程的主要内容是围绕这个核心设置 的。 第一节 湿空气的性质 一、湿空气的物理性质基本定律 二、湿空气的性质与状态参数 三、焓湿图 四、湿空气的性质计算实例 液体 气体 流体 流体是农业设施环境的重 要组成方面 设施环境的调节都是以流 体作为工作介质。需要对 流体的有效流动进行组织 而实现。 作用 一 湿空气的物理性质基本规律 湿空气：即干空气和水蒸气的混合物。 干空气：是指
2、完全不含水蒸气的空气。 湿空气 干空气 水蒸气 基本稳 定不变 变化 不定 一 湿空气的物理性质基本规律 在设施农业的空气环境调控中，研究热湿方面性质时，两者均可 看做理想气体。其物理性质遵循理想气体的规律。 1.道尔顿分压定律 2.理想气体状态方程 一 湿空气的物理性质基本规律 在设施农业的空气环境调控中，研究热湿方面性质时，两者均可 看做理想气体。 1.道尔顿分压定律 干空气的分压力 水蒸气的分压力 大气（空气）压力 一 湿空气的物理性质基本规律 2.理想气体状态方程理想气体定律 干空气 水蒸气 它建立在玻义耳- 马略特定律、查理 定律、盖-吕萨克 定律等经验定律 上。 二 湿空气的性质与
3、状态参数 1.湿空气的总压力p 2.水蒸气的压力pw 为水蒸气单独占有湿空气的容积，并与湿空气温度相同时所具有的 压力。反映使空气中水蒸气量的多少。 3.饱和水蒸气的分压力ps 指湿空气中水蒸气数量达到饱和状态时的水蒸气分压力。取决于气 温的高低。 二 湿空气的性质与状态参数 4.空气的干球温度 湿空气的真实温度。常用的有热力学温标和摄氏温度。 二个关系为： 二 湿空气的性质与状态参数 5.相对湿度 相对湿度反映湿空气中水蒸气分压力接近饱和水蒸汽压力的程度， 是衡量空气干燥或潮湿程度的一个参数。 的最大值为1，空气达到饱和状态。 二 湿空气的性质与状态参数 6.含湿量d指湿空气中水蒸气数量。
4、单位质量干空气的湿空气中所含有的水蒸气质量。 空气中水蒸气的变化量W ： 二 湿空气的性质与状态参数 7.露点温度 当空气温度降低到其饱和含湿量与实际含湿量相等时，湿空气将成 为饱和状态，若温度继续降低，水蒸气将凝结出来，形成液态。这 个使空气成为饱和的温度，称为露点温度。 露点温度是至未饱和湿空气在含湿量不变的情况下，冷却至饱和状 态时温度。是否有冷凝结露发生的判断条件。 二 湿空气的性质与状态参数 8.比容 指单位质量干空气的湿空气的容积。 9.密度 单位容积湿空气的质量。 若已知干球温度可近似计算： 二 湿空气的性质与状态参数 10.焓 湿空气中含有的总热量。 干空气的定压质量比热容，分
5、别为1.01和1.85 r 水在0时的气化潜热。 二 湿空气的性质与状态参数 10.焓 为与温度变化有关的热量，是随着温度变化而产生的热量变化，称为显 热。 与温度变化无关，仅与含湿量变化有关的热量，称为潜热。 二 湿空气的性质与状态参数 10.焓 湿空气中含有的总热量 空气因状态变化而发生的热量变化=焓的变化量 若空气状态发生了变化，但含湿量为变化，直接算显热，以湿空气 为计算基准，则可做如下近似计算： 二 湿空气的性质与状态参数 11.空气的湿球温度 干球温度计(即普通温度计)测 出的是湿空气的真实温度t。 另一支温度计的感温球上包裹 有浸在水中的湿纱布，称为湿 球温度计。 干湿球温差反映
6、了空气湿度的 高低，干湿球温差越大，空气 的相对湿度越低。 干、湿球温度计 二 湿空气的性质与状态参数 11.空气的湿球温度 当大量的未饱和空气流吹过暴露在空气中的湿纱布表面时，开始 时湿纱布中水分温度与主体湿空气温度相同。由于湿空气未饱和 ，湿纱布中水分汽化，通过汽膜向空气流扩散。汽化需要的热量 来自于水分本身，使水分温度下降。但水分温度低于湿空气流温 度时，热量将由空气传给湿纱布中的水分，传热速率随着两者温 差增大而提高，直到空气向湿纱布单位时间传递的热量等于单位 时间内湿纱布表面水分汽化所需热量时，湿纱布中的水温保持恒 定不变，达到平衡，湿球温度计指示的正是平衡时湿纱布中水分 的温度。由
7、于这一温度取决于周围湿空气的温度t和含湿量d，故 称为湿空气的湿球温度，以tw表示。 二 湿空气的性质与状态参数 11.空气的湿球温度 可认为空气在此过程中的总热 量几乎没有变化，这样的变化 过程为等焓过程。 干、湿球温度计 这是湿球温度和其他状态 参数间相互转换推算的理论依 据。 为了获得准确的数据，测量时 ，风速不应小于4m/s，干、湿 球温度计均应有防止热辐射的 防护构造。 三 焓湿图 运用焓湿图可查取湿空气的 各种状态参数 焓湿图 干球温度等值线 含湿量等值线 相对湿度等值线 焓等值线 三 焓湿图 例：已知干球温度为30，相对湿度为60%。 沿横向的30等温干球温度线，找到与60%等相对湿度线的交点， 该交点即为已知空气的状态点。从该点与其他等值线的相对关系 ，可以读出： 露点温度约为21.5。湿球温度约为23.8。 四 湿空气性质计算实例 例1-1：在某温室通风系统进风口测得通风量为20000m3/h，空气干 球温度为24相对湿度50%；在排风口测得空气的温度为30，相 对湿度为85%。 试计算单位时间内通风从温室内排除的热量与水汽 量，其中显热量与潜热量各为多少？（大气压取101325Pa。） 四 湿空气性质计算实例
