第1节湿空气的性质与湿度图

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1、第1节 湿空气的性质与湿度图在干燥操作中，采用不饱和空气为干燥介质，干燥过程所需空气用量、热量消耗及干燥时间等均与湿空气的性质有关。故首先介绍湿空气的性质。计算基准：干燥过程中，绝干空气的质量始终不变，故湿空气各种有关性质及干燥计算均以单位质量绝干空气为计算基准。 5.1.1湿空气的性质一、湿度H和相对湿度φ表征空气中所含水蒸气多少的两个参数是湿度H和相对湿度φ。1.湿度H湿度又称湿含量，是湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。(1)定义式             （5-1）式中：——干空气的摩尔质量，kg/kmol；         ——水蒸汽的摩尔质量，kg/kmol；      

2、        ——湿空气中干空气的千摩尔数，kmol；         ——湿空气中水蒸汽的千摩尔数，kmol。(2)以分压比表示                                                （5-2）式中：——水蒸汽分压，Pa；          P——湿空气总压，Pa。(3)饱和湿度Hs：若湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps，此时的湿度为在该温度下空气的最大湿度,称为饱和湿度，以Hs表示。                                              （5-3）式中：——同温度下水的饱和蒸汽压，Pa。由于水

3、的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压和温度的函数。2.相对湿度φ又称相对湿度百分数。即湿空气中水蒸汽分压与同温度下的饱和蒸气压之比的百分数,称为相对湿度。(1)定义式                                                  （5-4）    相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。φ=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和,不能再吸收水汽，已无干燥能力。φ愈小，即与差距愈大，表示湿空气偏离饱和程度愈远，干燥能力愈大。(2)H、φ、t之间的函数关系：                                   

4、           （5-5）由上式可见，水蒸汽分压相同，即湿度相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。因此加热空气，可以提高干燥效果。二、湿空气比容uH   干燥过程计算中，将进行空气消耗量计算，其中涉及空气质量流量和体积流量的换算，要使用湿空气比容uH进行换算。定义：每单位质量绝干空气中所具有的空气和水蒸汽的总体积。（5-6）由上式可见,湿比容随其温度和湿度的增加而增大。绝干空气的质量消耗量L与湿空气体积消耗量Vw之间的换算如下：              Vw=LuH                                         

5、                              （5-7）   三、比热定义：将1kg干空气和其所带的Hkg水蒸气的温度升高1℃所需的热量称比热。又称湿比热。         CH=Cg+CvH=1.01+1.88H  kJ/kg绝干空气·℃            （5-8）式中：Cg——绝干空气比热，其值约为1.01kJ/kg绝干空气·℃ Cv——水蒸汽比热,其值约为1.88kJ/kg水蒸气·℃   上式说明湿空气的比热是湿度的函数。四、焓I干燥系统中预热器消耗的热量、干燥器补充热量及系统总热量均需通过干燥器的焓衡算求得。湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg水蒸汽的焓之

6、和。计算基准：为简化计算，规定0℃时干空气与液态水的焓为零，则： kJ/kg干空气（5-9）式中：r0——0℃时水蒸汽汽化潜热，其值为2490kJ/kg。[例5—1]对常压下温度为、湿度为0.01kg/kg绝干气的湿空气，求算该空气的水气分压、相对湿度、比容、比热容和焓。解：从附录八查出纯水的饱和蒸气压。   (1)水气分压，用式5－2计算：      或   解得：   (2)相对湿度：            或     解得：   另解：先计算出湿空气的水气分压，然后用式5－4计算。前解已算出。                         两种计算方法的结果一致。   (3)比容  

7、                         (4)比热容                   (5)焓，用式                    五、干球温度与湿球温度干球温度：在空气流中放置一支普通温度计，所测得空气的温度为t，此温度称为空气的干球温度，是空气的实际温度。湿球温度：如图所示，用水润湿纱布包裹温度计的感湿球，即成为一湿球温度计。将它置于一定温度和湿度的流动的空气中，达到稳态时所测得的温