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1、第十三章 湿空气,13-1 概述 未饱和空气和饱和空气 湿空气是指含有水蒸气的空气，完全不含水蒸气的空气称为干空气 湿空气是干空气和水蒸气的混合物，大气中水蒸气的分压力很低，可作为理想气体计算 湿空气是理想气体混合物,湿空气中水蒸气凝聚成的液相水或固相冰中不含有空气 空气的存在不影响水蒸气与凝聚相的相平衡，相平衡温度为水蒸气分压力所对应的饱和温度 以下标“a”、“v”、“s”表示干空气、水蒸气和饱和水蒸气的参数，无下标时为湿空气参数 湿空气总压力等于干空气分压力pa和水蒸气分压力pv之和，若湿空气来自环境大气，则,未饱和湿空气：干空气和过热水蒸气组成的是未饱和湿空气 温度为t的湿空气，当水蒸气
2、的分压力pv低于对应于t的饱和压力ps时，水蒸气处于过热状态 或 饱和湿空气：干空气和饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和湿空气 ， 饱和湿空气吸收水蒸气的能力已经达到极限，若再加入水蒸气将凝结为水滴析出,露点 湿空气内水蒸气的含量保持一定，分压力pv不变而温度逐渐降低，状态点将沿定压冷却线与饱和蒸汽线相交，交点温度即为对应于pv的饱和温度，称为露点（td） 露点可在饱和水蒸气表或饱和湿空气表上由pv查得，也可用湿度计或露点仪测量 析湿过程：达到露点后继续冷却，部分水蒸气会凝结成水滴析出，湿空气中的水蒸气状态将沿饱和蒸汽线变化，这时温度降低，分压力也降低,13-2 相对湿度和含湿量 湿空气的相对湿度
3、 相对湿度：湿空气中水蒸气的分压力pv与同一温度、同样总压力的饱和湿空气中水蒸气分压力ps(t)的比值称为相对湿度 相对湿度的大小直接反映了湿空气的吸湿能力，也反映出湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度，又称饱和度 饱和蒸汽压ps可由水蒸气图表查出，也可由经验公式(13-3)计算,作为干燥介质的湿空气被加热到相当高的温度， ps(t)可能大于总压力p，此时定义为 湿空气的含湿量 含湿量（比湿度）d：1kg干空气所带有的水蒸气的质量为含湿量 由理想气体分压力定律可得,总压力一定时，湿空气的含湿量d只取决于水蒸气的分压力pv 由于pv= ps，则 ps = f ( t )，所以d = F ( , t
4、) 湿空气的焓 湿空气的比焓h：含有1kg干空气的湿空气的焓值，等于1kg干空气的焓和d kg水蒸气的焓之总和,湿空气的焓值以0时的干空气和0 时的饱和水 为基准点，单位是kJ/kg(干空气) 将ha和hv的计算公式代入可得 水蒸气比焓hv的精确值可由水蒸气图表查得，或 以温度为t的饱和水蒸气焓h“代替,湿空气的比体积 1kg干空气和d kg水蒸气组成的湿空气，其比体积为 其中Rg为湿空气的气体常数,13-4 湿空气的焓湿图 湿空气的h-d图 湿空气的h-d图是根据以下两式绘制而成的 h-d图以1kg干空气量的湿空气为基准，纵坐标是湿空气的焓，单位为kJ/kg(干空气)，横坐标是含湿量d，单位
5、为kg(水蒸气)/kg(干空气)，两坐标夹角为135,等湿线（等d线）：等d线是一组平行于纵坐标的直线群，露点td是湿空气冷却到=100%时的温度 等焓线（等h线）：等h线是一组与横坐标成135的平行直线，湿空气的湿球温度是沿等h线冷却到=100%时的温度 等温线（等t线）：等t线是一组互不平行的直线，t愈高，等t线斜率愈大 等相对湿度线（等线）：等线是一组上凸形曲线，总压p一定时， = f ( d , t ),p=0.101325MPa，湿空气温度等于或高于100时， = pv/p 此时等线就是等d线 =100%的等线称为临界线，将h-d图分成两部分，上部是未饱和湿空气，下部没有实际意义 水
6、蒸气分压力线：根据下式绘制pv-d关系曲线 当d远小于0.622时， pv与d近似成直线关系,h-d图都是在一定总压力下绘制的，不同的总压力线图不同 h-d图的应用 根据湿空气的两个独立状态参数可在h-d图上确定其它参数 可以确定状态的两个独立参数有：干球温度t和相对湿度，干球温度t和含湿量d，干球温度t和湿球温度tw，露点td和焓h等,13-5 湿空气过程及其应用 湿空气过程计算 主要研究过程中湿空气焓值及含湿量与温度、相对湿度之间的变化关系 一般方法为利用稳定流动能量方程（不计动能差和位能差）及质量守恒方程，并借助湿空气线图,加热（或冷却）过程 湿空气加热或冷却时，压力与含湿量均保持不变，
7、在h-d图上沿等d线方向，加热过程湿空气温度升高，焓增大，相对湿度减小，冷却过程反之 根据稳定流动能量方程，过程中吸热量（或放热量）等于焓差，即 h1、h2分别为初、终态湿空气的焓值,绝热加湿过程 喷水加湿：在绝热条件下向湿空气喷水，增加其湿含量，加湿后空气的温度降低 根据质量守恒，喷水量等于湿空气含湿量的增加 或 根据能量守恒，稳定流动且绝热不作功 由于 ，因此 绝热喷水过程沿等焓线向d、增大，t减小的方向进行,喷蒸汽加湿 根据质量守恒 根据能量守恒 喷入水蒸汽后，湿空气的焓、含湿量、相对湿度均增大,冷却去湿过程 冷却去湿：湿空气被冷却到露点温度后继续冷却，有水蒸气凝结析出，达到冷却去湿的目
8、的。湿空气沿等线向d、t减小的方向一直保持饱和状态 1kg干空气的凝水量为 冷却水带走的热量为 hl为凝结水的比焓，(d1-d2)hl为凝结水带走的能量,绝热混合过程 绝热混合：几股不同状态的湿空气流绝热混合，混合后的湿空气状态取决于混合前各股湿空气的状态及各流量比 两股湿空气1和2，绝热混合后状态为3 根据干空气质量守恒 湿空气中水蒸气质量守恒 或,根据能量守恒 联立求解并整理得 或 状态3在12连线上，点3将 分割时与干空气质 量流量成反比,工程应用举例 烘干过程：烘干是利用未饱和空气流经湿物体，吸收其中水分的设备。包括湿空气的加热过程和绝热吸湿过程,冷却塔：利用蒸发冷却原理，使热水降温以获得工业用循环冷却水的节水装置。湿空气在过程中进行的是升温 、增湿、焓值增大的过程，出口处可达饱和状态,
