湿空气的性质和湿度图

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1、第二节湿空气的性质和湿度图湿空气是绝干空气和水气的混合物。对流干燥操作中，常采用一定温度的不饱和空气作为干燥介质，因此首先讨论湿空气的性质。由于在干燥过程中，湿空气中水气的含量不断增加，而绝干空气质量不变，因此湿空气的许多相关性质常以1kg绝干空气为基准。7-2-1湿空气的性质一、湿空气中水分含量的表示方法1．水气分压p干燥操作压力一定时，湿空气的总压pt与水气分压p和绝干空气分压pg关系如下：pt=p+pg当操作压力较低时，可将湿空气视为理想气体，根据道尔顿分压定律：（7-1）式中nV——湿空气中水气的摩尔数；ng——湿空气中绝干空气的摩尔数。2．湿度H又称湿含

2、量，其定义为单位质量绝干空气所带有的水气质量，即（7-2）式中H——湿空气的湿度，kg水气/kg绝干空气；Mv——水气的摩尔质量，kg/kmol；Mg——绝干空气的摩尔质量，kg/kmol。常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律：（7-3）可见湿度是总压pt和水气分压p的函数。当空气中的水气分压等于同温度下水的饱和蒸气压ps时，表明湿空气呈饱和状态，此时湿空气的湿度称为饱和湿度Hs，即（7-4）式中Hs——湿空气的饱和湿度，kg水气/kg绝干空气；ps——空气温度下水的饱和蒸气压，kPa或Pa。3．相对湿度在一定温度和总压下，湿空气中的水气分压p与同温度下

3、水的饱和蒸气压ps之比的百分数，称为相对湿度，以表示：（7-5）当p=0时，=0，此时湿空气中不含水分，为绝干空气；当p=ps时，=1，此时湿空气为饱和空气，水气分压达到最高值，这种湿空气不能用作干燥介质。相对湿度值愈小，表明湿空气吸收水分的能力愈强。可见，相对湿度可用来判断干燥过程能否进行，以及湿空气的吸湿能力，而湿度只表明湿空气中水气含量，不能表明湿空气吸湿能力的强弱。将式7-5代入7-3中，有（7-6）可见，当总压一定时，湿度是相对湿度和温度的函数。二、湿空气的比热容和焓1．湿空气的比热容cH又称湿热，以cH表示。在常压下，将1kg绝干空气及其所带有的Hkg

4、水气的温度升高（或降低）1℃时所需吸收（或放出）的热量，称为湿热。cH=cg+cvH（7-7）式中cH——湿空气的比热容，kJ/（kg绝干空气·℃）；cg——绝干空气的比热容，kJ/（kg绝干空气·℃）；cv——水气的比热容，kJ/（kg水气·℃）。在273K～393K的温度范围内，绝干空气和水气的平均定压比热容分别为cg=1.01kJ/(kg绝干空气·℃)和cv=1.88kJ/（kg水气·℃），则cH=1.01+1.88H（7-8）可见，湿空气的比热容只是湿度的函数。2．湿空气的焓I湿空气中1kg绝干空气及其所带有的Hkg水气的焓之和，称为湿空气的焓，以I表示。

5、I=Ig+IvH（7-9）式中I——湿空气的焓，kJ/kg绝干空气；Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干空气；Iv——水气的焓，kJ/kg水气。本章取0℃时绝干空气和液态水的焓为基准，0℃时水的气化潜热为r0=2490kJ/kg，则Ig=cgt=1.01tIv=r0H+cvtHI=cgt+r0H+cvtH=(cg+cvH)t+r0H（7-10）将cg、cv及r0=2490kJ/kg代入式7-10，有I=（1.01+1.88H）t+2490H（7-11）可见，湿空气的焓随空气的温度t、湿度H的增加而增大。三、湿空气的比容湿空气的比容又称湿体积，比体积，它表示1kg绝

6、干空气和其所带有的Hkg水气的体积之和，用vH表示。常压下，温度为t的湿空气比容计算如下：绝干空气的比容vg：（7-12）水气的比容vV：（7-13）湿空气的比容vH：（7-14）式中vH——湿空气比容，m3/kg绝干空气；vg——绝干空气比容，m3/kg绝干空气；vv——水气的比容，m3/kg水气。四、湿空气的温度1．干球温度t干球温度是湿空气的真实温度，可用普通温度计测得。2．露点td不饱和湿空气在总压pt和湿度H一定的情况下进行冷却、降温，直至水气达到饱和状态，即H=Hs，=1，此时的温度称为露点，用td表示。根据式7-4：可见，在一定总压下，只要测出露点温

7、度td，便可从手册中查得此温度下对应的饱和蒸气压ps，从而根据式（7-4）求得空气的湿度。反之若已知空气的湿度，可根据式（7-4）求得饱和蒸气压ps，再从水蒸气表中查出相应的温度，即为td。3．湿球温度普通温度计的感温球用湿纱布包裹，纱布下端浸在水中，使纱布一直处于湿润状态，这种温度计称为湿球温度计，见图7-3所示。湿球温度计在空气中达到的稳定或平衡的温度称为该空气的湿球温度，用tw表示。湿球温度计测温原理如下：图7-3湿球温度的测量将湿球温度计置于温度为t、湿度为H的不饱和空气流中（流速通常大于5m/s，以保证对流传热），假定开始时湿纱布上的水温与湿空气的温度t

8、相同，空气