工程热力学-湿空气.doc

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1、工程热力学讲稿第8章湿空气本章基本要求理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。熟练使用湿空气的焓湿图。掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。8.1湿空气性质一、湿空气成分及压力湿空气=干空气+水蒸汽二、饱和空气与未饱和空气未饱和空气=干空气+过热水蒸汽饱和空气=干空气+饱和水蒸汽注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：1．等压降温2．等温加压露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。三、湿空气的分

2、子量及气体常数11工程热力学讲稿结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大四、绝对湿度和相对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽的质量。相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。思考：在某温度t下，值小，表示空气如何，吸湿能力如何；值大，示空气如何，吸湿能力如何。相对湿度的范围：0<<1。应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为五、含温量(比湿度)由于湿空气中只有干空气的质量不会随湿空气的温度和湿度而改变。定义：含湿量(或称比湿度)：

3、在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。g/kg(a)六、焓定义：1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和代入：g/kg(a)七、湿球温度用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：11工程热力学讲稿1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。2．由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是

4、湿球温度。湿球加湿过程中的热平衡关系式：由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一般的通风空调工程中可以忽略不计。因此结论：通过湿球的湿空气在加湿过程中，湿空气是一个等焓过程。8．2湿空气的焓湿图一、定焓线与定含湿量线11工程热力学讲稿二、定干球温度线三、定相对湿度线四、水蒸汽分压力线五、热湿比湿空气在热湿处理过程中，由初态点1变化到终态点2。若在过程1-2中，在h-d图上热、湿交换过程1-2将是连接初态点1与终态点2的一条直线，这一条直线具有一定的斜率，称为热湿比。表明：湿空气在热、湿交

5、换过程1-2的方向与特点热湿比ε在h-d图上反映了过程线1-2的倾斜度，也称角系数。8．3湿空气的基本热力过程一、加热过程是干燥工程中不可缺少的组成过程之一。状态参数：kJ/kg(a)二、冷却过程11工程热力学讲稿（负值）kJ/kg(a)若等含湿量冷却一、绝热加湿过程每kg干空气吸收水蒸汽：g/kg(a)二、定温加湿过程kJ/kg(a)五、湿空气的混合混合后的状态点：六、湿空气的蒸发冷却过程例1：如果室外空气的参数为p=1.0133bar，t=30℃,=0.90，现欲经空气调节设备供给=20℃，=0.60的湿空气

6、，试用h-d图分析该空气调节过程，并计算析出的水分及各过程中的热量。解：利用h-d图分析计算该题所给条件下的空调过程，如图8.1，根据所给条件t=30℃,=0.90，在h-d图上确定初态1,并查得=62.2kJ/k(a)，=15.7g/kg(a)11工程热力学讲稿同样,由=20℃，=0.60在图上确定终态2,并查得=34.1kJ/k(a)，=15.7g/kg(a)，由定线与=1线的交点4,查得=26.4kJ/kg(a),=空调过程的分析：定湿冷却过程：湿空气的冷却过程，因其组成成分不变，即含湿量不变,但相对湿度增

7、加,温度下降,直降到露点。所以,是定湿降温过程。例如,在h-d图上自初态1沿=15.7g/kg(a)的定湿线进行到与=1线的交点3。此时已成饱和空气,再继续冷却，过程自状态3沿饱和线(临界线)进行,直至与终态含湿量相等的状态4,在这个冷却去湿阶段中,将有水蒸气凝结成水析出,并放出热量。1-4过程的放热量，可用焓差表示,即q==26.4-62.2=-35.8kJ/kg(a)式中负号表示冷却时湿空气放出热量。冷却去湿过程：每公斤干空气所析出的水分等于湿空气含湿量的减少量,即=7.1-15.7=-8.6g/kg(a)式

8、中负号表示湿空气析出水分。加热过程：为了达到工程所要求的湿度，常采用降温去湿,但往往使温度过低(如4点，为了保证空调后的气体温度(本题要求20℃)，去湿后，常常需要加热升温。是自状态4沿定线进行到终点2,温度升高，含湿量不变，相对湿度下降，这是定湿加热过程。加热过程的吸热量也可以用焓差表示,即=34.1-26.4=7.7kJ/kg(a)11工程热力学讲稿例2：已知干湿球湿