沈维道-工程热力学配套多媒体课件-第12章混合气体和湿蒸汽

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1、第十二章混合气体和湿空气Gasmixturesandmoistair12-1理想气体混合物12-2湿空气12-3相对湿度和含湿量12-4湿空气的焓-湿图12-5湿空气的热力过程112–1理想气体混合物一、处理气体混合物的基本原则▲混合气体混合物的组分都处理想气体状态，则混合气体也处理想气体状态；▲混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同。理想气体混合物可作为Rg混和M混的“某种”理想气体。平均气体常数，折合气体常数平均摩尔质量，折合摩尔质量2二、混合气体的分压

2、力定律和分容积定律1.分压力定律(Daltonlawofpartialpressure)分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。分压力定律32.分容积定律(lawofpartialvolume)分容积——组分气体处在与混合气体同温同压单独占有的体积。分容积定律4三、混合气体成分2.体积分数(volumefractionofamixture)3.摩尔分数(molefractionofamixture)1.质量分数(massfractionofamixture)54.各

3、成分之间的关系66.利用混合物成分求M混和Rg混1)已知质量分数5.分压力和总压力72)已知摩尔分数例A711143例A4111438四、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵1.比热容2.热力学能3.焓4.熵1kg9如某种混合气体由A,B两种气体组成,混合气体压力p,分压力为pA、pB温度为T,则分压力101kg定比热容1mol定比热容五、混合气体(无化学反应)过程熵变11例A4412551例A4412552讨论混合熵变1212–2湿空气地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的

4、其他气体组成。水蒸气以外的所有组成气体称为干空气，看作是不变的整体。因此，大气是干空气与水蒸气组成的混合气体。干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化（不考虑微量的其它气体）。成分相对分子质量摩尔成分O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003一、干空气和湿空气13湿空气=干空气(dryair)+水蒸气(watervapor)湿空气是理想气体混合物一、未饱和湿空气(unsatur

5、atedair)和饱和湿空气(saturatedair)空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气过热空气未饱和饱和空气饱和14如当空气未饱和空气饱和空气达成饱和的途径t不变，pv上升，pv=ps(t)Pv不变，t下降，t=ts(pv)15二、露点（dewpoint）湿空气中水蒸气压力pv所对应的饱和温度，td=ts(pv)。例A42214421612-3相对湿度和含湿量一、绝对湿度(absolutehumidity)每立方米湿空气中水蒸气的质量kg/m33）ρv数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大

6、小，如pv=0.6566kPa，1℃时pv=ps，无吸湿能力10℃时pvts（p），如在1atm时，t>100℃时，由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）ps>p，故1.2.此时18三、含湿量d(humidity;humidityratio)——1kg干空气中所含水蒸气的质量a）当p一定时，kg水蒸气/kg干空气b

7、)一定，升温吸湿原理讨论：例A922133例A42224419四、干球温度t(dry-bulbtemperature)，湿球温度tw(wet-bulbtemperature)和绝热饱和温度tad(adiabatic-saturationtemperature)1.干、湿球温度计(wet-and-dry-bulbthermometer;psychrometer)原理20原理有效汽膜层内——饱和饱和温度饱和温度21222.绝热饱和温度(adiabatic-saturationtemperature)

8、2312-4湿空气的焓-湿图(psychrometricchart)一、湿空气的焓东南大学清华大学北京林业大学哈尔滨工业大学kJ/kg干空气例A42217724湿空气的焓也可由浜田棠-吉田崇式计算pb=101.325kPa、t50℃。在t不超过55℃时，误差不大于1%。适用范围：若pb≠101.325kPa，需按下式修正：25按1kg干空气加dkg水蒸气的理想气体混合物计算注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。三、h-d图注意：h-d图随pb改