《大学物理化学授课课件湿空气(本科专业)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理化学授课课件湿空气(本科专业)（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、*第十三章 湿空气113-1 湿空气的一般概念第十三章 湿空气13-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量13-3 湿空气的焓-含湿量图13-4 湿空气的热力过程*第十三章 湿空气2湿空气干空气和水蒸气的混合物。常温常压下，湿空气中水蒸气的分压力很低，可看做理想气体 ，因而湿空气可看做理想气体混合物。即有 未饱和湿空气过热水蒸气干空气，如点A所示。保持T=const，mvpv (pvps) 水蒸气达到饱和状态。 即水蒸气的含量达到对应温度下的最大值。饱和湿空气饱和水蒸气干空气，如点B所示。保持pv =const，T，当温度降至pv所对应的饱和温度时，水蒸 气达到饱和状态，如点C所示。如继续 冷却，有露
2、滴出现。露点温度（露点）pv对应的饱 和温度，记为ts或Ts 。露点的测量：露点计 13-1 湿空气的一般概念*第十三章 湿空气3均为描述湿空气中水蒸气含量的参数。绝对湿度每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。按理想气体状态方程式，有 相对湿度确定温度下，未饱和湿空气的绝对湿度和饱和湿空 气的绝对湿度的比值 说明吸收水蒸气的能力。 吸收水蒸气能力，当 100% ( 饱和湿空气)吸收水蒸气能力为零。由理想气体状态方程，相对湿度可表示为 相对湿度的测量：毛发湿度计、干湿球温度计13-2 绝对湿度、相对湿度和含湿量*第十三章 湿空气4单位质量干空气的湿空气所含有的水蒸气的质量， 单位g/kg(干空气)
3、。即和即将Rg,a=287.1J/(kgK)及Rg,v=461.5J/(kg K)代入上式，有因 ，所以由 ，可得含湿量d。*第十三章 湿空气5工程上常用焓-含湿量图（h-d图）分析湿空气状态变化及其水 蒸气含量的变化。 湿空气过程分析是按单位质量干空气所对应的湿空气进行计算。 因此，湿空气的焓值为1kg干空气的焓与dg水蒸气的焓之和，即 式中，h、ha、hv的单位为kJ/kg(干空气)；d的单位为g/kg(干空气) 。若规定0时干空气的焓及饱和水的焓为零，则有 将其代入焓的表达式可得kJ/kg(干空气)13-3 湿空气的焓-含湿量图*第十三章 湿空气6定含湿量线。一组垂直线。定焓线。一组与垂
4、直线成135角的直线。定温线。当温度为定值时，焓h和含湿量d之间保存线性关系 ，故定温线为一组直线，但不同温度的定温线其斜率不同。定相对湿度线。一组曲线。 100的曲线为饱和曲线； 100的区域为未饱和湿空气区。含湿量与水蒸气分压力换算关系线，即pvf(d)线。该线给出 了pv与d的对应数值。附录中的焓-含湿量图是在湿空气压力为 0.1MPa的条件下绘制的，用于压力范围为（ 0.10.025）MPa的湿空气分析时，所得结果 的误差小于2。焓-含湿量图的应用：确定湿空气的状 态；表示和分析湿空气的变化过程。 焓-含湿量图上的图线：*第十三章 湿空气7湿空气热力过程的分析，主要讨论湿空气的状态变化
5、及其与外 界的能量交换情况。一、加热过程加热过程一般在定压条件下完成。特征：湿空气T，d=const。过程沿定含湿量线向温度升高方向进行，过 程中，h， 。加热过程中，吸热量等于焓值的增加，即 13-4 湿空气的热力过程*第十三章 湿空气8未饱和湿空气和饱和湿空气的冷却过程具有不同的特点。未饱和湿空气的冷却过程：湿空气T，d=const。过程沿定含 湿量线向温度降低的方向进行，过程中，h， 。二、冷却及冷却去湿过程未饱和湿空气冷却过程中，冷却水带走的热 量等于湿空气的焓降，即 如将湿空气继续冷却至3点，温度降至其露点 温度，达到饱和状态。*第十三章 湿空气9当湿空气温度降至其露点温度，达到饱和
6、状态 后再进一步冷却，就有水蒸气不断凝结析出，湿空 气的含湿量随之降低，即饱和湿空气的冷却过程伴 随着去湿作用，故常被称为冷却去湿过程。在焓-含湿量图上，湿空气的冷却去湿过程沿 100的相对湿度线向含湿量减小的方向进行。 过程中，湿空气T，h，d。 如冷却去湿过程中，含单位质量干空气的湿空气析出的水分为 d3-d4。由第一定律知，过程中湿空气的焓降应等于冷却介质带走的 热量与凝结水带走的能量之和，即式中：q为冷却介质带走的热量；hv为凝结水的比焓。冷却去湿过程*第十三章 湿空气10三、绝热加湿过程湿空气绝热加湿过程绝热条件下，湿 空气吸收水分，其含湿量增加的过程。绝热加湿过程中，单位质量干空气
7、的湿 空气吸收的水分为d2d1，湿空气的焓增为 水分带入的能量，即式中：hv为水的焓。因为水分带入湿空气中的能量0.001(d2d1)hv与 湿空气的焓h1、h2相比很小，可忽略不计，即绝热加湿过程中，水分蒸发生成水蒸气需从空气中吸收汽化潜 热，使得湿空气的温度降低，所以该过程也称为蒸发冷却过程。*第十三章 湿空气11四、绝热混合过程将状态不同的湿空气气流混合，可得到满足温度及湿度要求的 湿空气。气流绝热混合所得到的湿空气的状态，取决于混合前湿空气各 气流的流量及状态。设混合前湿空气各气流的流量、含湿量及比焓分别为qm1，qm2 ，qmn、d1，d2，dn 和h1，h2，hn，混合后湿空气的流
8、 量、含湿量及比焓为qm、d及h，则根据质量守恒定律，有根据热力学第一定律，有根据混合前湿空气各气流的流量和状态，即可按以上三式确定绝热 混合后湿空气的流量和状态。*第十三章 湿空气12湿空气混合状态点的线图表示对常见的两股湿空气混合过程，由以上三式整理可得该式可用来在线段1-2上确定混合状态点的位置。及由式 可见，线段1-0与线段0-2的长度比和 干空气质量qm,a2与qm,a1之比相等，即*式中左边为点2至混合状态点0直线的斜率，右边为点1至混合状态 点0直线的斜率。二者相等，并有共同的混合状态点，说明混合状 态点0必定在连接状态点1与2的直线上。*第十三章 湿空气13五、冷却塔中的热湿交
9、换过程冷却塔中的热湿交换主要依赖蒸发冷却，而且无论水温高于还 是稍低于空气温度，热湿交换的最终结果总是热量由水传给空气， 使水温下降。极限情况下水温可降低到冷却塔空气进口初状态下的 湿球温度。 蒸发冷却过程未饱和湿空气与水接触时，水从湿空气中吸收 热量蒸发，使水和湿空气的温度降低的过程。湿空气的干、湿球温差越大，蒸发冷却的效果就越好。冷却塔中，热水由顶部向下淋洒，空气由底 部向上流动，二者相互接触并进行热湿交换。过 程中部分热水蒸发使自身温度降低，变为冷水后 流入底部的水池。热湿交换进行得越充分，离开 冷却塔的湿空气就越接近饱和状态。*第十三章 湿空气14冷却塔通风量和冷却水补充水量的计算忽略冷却塔散热与工质动能和位能变化，由 进出冷却塔湿空气的比焓和含湿量、湿空气中干 空气流量，以及进出冷却塔的水流量和比焓，可 写出冷却塔热湿交换过程的能量平衡方程：可见，如已知进入冷却塔的湿空气状态l，在湿空气出口状态、 进出冷却塔的水温确定的条件下，由式*和*可确定冷却塔所需通 风量及补充冷却水量。 质量平衡方程：结合上面二式可得
