章濕空氣的物理性質及其焓濕圖

2021/6/271主要內容第一節濕空氣的物理性質1第二節濕空氣的焓濕圖23第三節濕球溫度與露點溫度

2第四節焓濕圖的應用

472021/6/272１、大氣的組成成分：水蒸氣、氧氣、二氧化碳等。２、干空氣：由各種氣體成分組成，空調中視為穩定的混合物。３、濕空氣：由干空氣和一定量的水蒸氣組成，空調工程中稱其為濕空氣。

注意空氣環境內的空氣成分和人們平時說的“空氣”，實際是干空氣加水蒸氣，即濕空氣。第一節濕空氣的物理性質一、濕空氣2021/6/2734、濕空氣的相關概念干空氣、飽和空氣、未飽和空氣；濕度（絕對濕度、相對濕度、含濕量）；比焓（換熱器中熱量）；密度和比容；露點溫度（露點溫度和機器露點溫度）；濕球溫度第一節濕空氣的物理性質2021/6/274第一節濕空氣的物理性質2021/6/275

c、滿足理想氣體的狀態方程與道爾頓定律ＰＶ＝mＲＴ干空氣：ＰgＶ＝mgＲgＴ水蒸汽：ＰqＶ＝mqＲqＴＢ＝Ｐg＋Ｐqb、水蒸氣數量微小，分壓力很低，比容很大，且處于過熱狀態，因此可以當作理想氣體來處理。理論基礎：濕空氣中水蒸氣含量雖少，但它決定了空氣環境的干燥和潮濕程度，且影響著濕空氣的物理性質。因此研究濕空氣中水蒸氣含量的調節是空氣調節中的主要任務之一。

a、在常溫常壓下，濕空氣可視為理想氣體。可以用理想氣體狀態方程描述其狀態參數。第一節濕空氣的物理性質二、濕空氣狀態參數2021/6/2763、濕空氣的含濕量d

濕空氣中的水蒸汽密度與干空氣密度之比。

(Kg/Kg·干)第一節濕空氣的物理性質1、壓力2、溫度2021/6/2774、相對濕度

飽和含濕量——在一定溫度下，飽和空氣中的水蒸汽量已達到了最大限度，不再具有吸濕能力，即為該溫度下濕空氣的飽和含濕量db。潮濕能力比較t1＝20℃，d1＝14.7g/kg干空氣，d1b＝14.7g/kg干空氣t2＝30℃，d2＝20g/kg干空氣，d2b＝27g/kg干空氣第一種狀態的濕空氣是否比第二種狀態的濕空氣潮濕？第一節濕空氣的物理性質2021/6/2784、相對濕度

濕空氣的水蒸汽壓力與同溫度下的飽和濕空氣的水蒸汽壓力之比；它表征濕空氣中水蒸汽接近飽和含量的程度。

濕空氣的相對濕度與含濕量之間的關系可導:

第一節濕空氣的物理性質2021/6/2795、濕空氣的焓i

空調工程中，空氣壓力變化很小，可近似于定壓過程，因此可直接用空氣的焓變化來度量空氣的熱量變化。干空氣的焓

+水蒸汽的焓

tCiqpq.2500+=（1+d）千克濕空氣的焓為

注意：濕空氣的t、d、φ和i四個物理量都是獨立的狀態參數或)84.12500(01.1)2500(..tdtdtCtCiqpgp++=++=第一節濕空氣的物理性質2021/6/27106、濕空氣的密度

單位容積的濕空氣所具有的質量，稱為密度

濕空氣的密度＝干空氣密度+水蒸氣密度一般取

=1.2Kg/m3第一節濕空氣的物理性質2021/6/2711

在空氣調節中，經常需要確定濕空氣的狀態及其變化過程。確定方法有：按公式計算；查表；查焓濕圖。

焓濕圖的作用：簡化計算；直觀描述濕空氣狀態變化過程。第二節濕空氣的焓濕圖2021/6/2712為了簡化工程計算，發展了濕空氣參數的圖解表示法，并被稱為焓濕圖。RichardMolllier首先使用了這種用比焓作為坐標的圖表。ASHRAE已經建立了五種Mollier型圖，這些圖覆蓋了需要的各種參數的范圍。

焓濕圖1a、1b、1Ha和1Hb適用于海平面；海拔高度用英制單位和

SI單位表示分別為5000ft(150Om)情況下的數據。ASHRAE圖

1覆蓋了標準大氣壓力下各種參數的正常范圍。這些圖都基于精確的數據，與理想氣體方程吻合得很好。

PSYCH的計算機程序可以進行大量更普通的工程計算。

第二節濕空氣的焓濕圖2021/6/2713濕空氣的焓濕圖

濕空氣的狀態取決于溫度t、含濕量d和大氣壓力B三個基本狀態參數。第二節濕空氣的焓濕圖i-d圖以i為縱坐標，含濕量d為橫坐標在一定的大氣壓P下繪制而成的（不同大氣壓i-d圖不同），兩坐標間的夾角為135°。其構成包括：等焓線、等含濕量線、等溫線、等相對濕度線、等水蒸汽分壓線和熱濕比線。2021/6/271415

焓濕圖2021/6/27151、等i線及等d線2、等溫線

ｉ＝1.01t＋(2500＋1.84t)d＝a＋bd

3、水蒸氣分壓力標尺

Pq＝B·d/(0.622＋d)＝f(d)4、等相對濕度線

Pq,b＝f(t)Pq＝

·Pq,b截距斜率第二節濕空氣的焓濕圖2021/6/2716第二節濕空氣的焓濕圖2021/6/27175、熱濕比線BdAdBAiAiB空氣狀態變化在i-d圖上的表示第二節濕空氣的焓濕圖2021/6/2718

理論上，濕球溫度是指在定壓絕熱條件下，空氣與水直接接觸達到穩定熱濕平衡時的絕熱飽和溫度，也稱熱力學濕球溫度。設有一空氣與水直接接觸的小室，保證二者有充分的接觸表面積和時間，空氣以P，t1，d1，i1狀態流入，以飽和狀態P，t2，d2，i2流出，由于小室為絕熱的，所以對應于每公斤干空氣的濕空氣，其穩定流動能量方程式為：

i1＋（d2－d1）iw/1000＝i2iw＝4.19tw

＝（i2－i1）/（d2－d1）×1000＝4.19tw

在穩定狀態下，空氣達到飽和狀態時的溫度等于水溫，即t2＝tw，所以，滿足上述各式的t2或tw即為進口空氣狀態的絕熱飽和溫度，也稱熱力學濕球溫度。

1、熱力學濕球溫度濕球溫度的概念在空氣調節中至關重要第三節濕球溫度與露點溫度一、濕球溫度2021/6/2719在工程上，可以近似認為等焓線即為等濕球溫度線。2、等濕球溫度線第三節濕球溫度與露點溫度2021/6/27201、已知大氣壓力B=0.1MPa，空氣溫度t1=18℃，=50%，空氣吸收了熱量Q=14000kJ/h和濕量W=2kg/h后，溫度為t2=25℃，利用h-d圖，求出狀態變化后空氣的其他狀態參數，h2，d2各是多少？2、已知大氣壓力為101325Pa，空氣狀態變化前的干球溫度t1=20℃，狀態變化后的干球溫度t2=30℃，相對濕度=50%，狀態變化過程的角系數。試用h-d圖求空氣狀態點的各參數、h1、d1各是多少？3、已知空氣干球溫度為24℃，濕球溫度16℃，如何利用焓濕圖確定空氣狀態點？

例題第三節濕球溫度與露點溫度2021/6/2721

利用普通水銀溫度計，將其球部用濕紗布包敷，則成為濕球溫度計，紗布纖維的毛細作用，能從盛水容器內不斷地吸水以濕潤濕球表面，因此，濕球溫度計所指示的溫度值實際上是球表面水的溫度。3、濕球溫度計第三節濕球溫度與露點溫度2021/6/2722空氣的露點溫度也是濕空氣的一個狀態參數，它與Pq和d相關，因而不是獨立參數。濕空氣的露點溫度定義為在含濕量不變的條件下，濕空氣達到飽和時的溫度。在i—d圖上(見圖1-12)，A狀態濕空氣的露點溫度即由A沿等d線向下與

=100%軸線交點的溫度。顯然當A狀態濕空氣被冷卻時(或與某冷表面接觸時)，只要濕空氣溫度大于或等于其露點溫度，則不會出現結露現象。因此，濕空氣的露點溫度也是判斷是否結露的判據。二、露點溫度第三節濕球溫度與露點溫度2021/6/2723空氣的濕球溫度和露點溫度第三節濕球溫度與露點溫度2021/6/2724空氣的焓濕圖的應用第四節焓濕圖的應用1.確定空氣狀態參數2.表示空氣的處理過程(濕空氣狀態變化過程和不同狀態空氣混合過程)3.確定空氣露點溫度和濕球溫度2021/6/2725一、濕空氣狀態變化過程在焓濕圖上的表示

1、濕空氣的加熱過程

利用熱水、蒸汽及電能等熱源，通過熱表面對濕空氣加熱，則其溫度增高而含濕量不變。A

B,t>0,i>0,d=0,

＝＋

。處理設備：(電)空氣加熱器2、濕空氣的等濕冷卻過程

利用冷媒通過金屬等表面對濕空氣冷卻，在冷表面溫度等于或大于濕空氣的露點溫度時，空氣中的水蒸氣不會凝結，因此其含濕量不變而溫度降低。A

C,t<0,i<0,d=0,

＝－

。處理設備：表面式冷卻器，噴水室第四節焓濕圖的應用2021/6/27263、濕空氣的等焓加濕過程

利用定量的水通過噴灑與一定狀態的空氣長時間直接接觸，則水及其表面的飽和空氣層的溫度等于濕空氣的濕球溫度。因此，此時空氣狀態的變化過程（A

E）近似于等焓過程，

＝4.19ts。

A—E:d>0,t<0,i=0

處理設備：噴水室4、濕空氣的等焓減濕過程

利用固體吸濕劑干燥空氣時，濕空氣的部分水蒸氣在吸濕劑的微孔表面上凝結，濕空氣含濕量降低，溫度升高，其過程（A

D）近似于等焓降濕過程。

A—D:d<0,t>0,i=0

處理設備：固體吸濕劑第四節焓濕圖的應用2021/6/27275、濕空氣的等溫加濕過程

向空氣中噴干蒸汽，其熱濕比

＝iq＝2500＋1.84tq，對于低壓蒸汽

2500＋1.84t，即該過程（A

F）近似于等溫加濕過程。

A—F:d>0,i>0,t=0

處理設備：蒸汽加濕器，噴水室6、濕空氣的等溫減濕過程

A—H:d<0,i<0,t=0

處理設備：液體吸濕劑7、濕空氣的冷卻去濕過程

使濕空氣與低于其露點溫度的冷表面接觸，則濕空氣不僅降溫而且脫水，因此可實現冷卻干燥過程（A

G）。

A—G:t<0,i<0,d<0

處理設備：表面式冷卻器，噴水室第四節焓濕圖的應用2021/6/2728圖1-13幾種典型的濕空氣狀態變化過程電加熱器表面式冷卻器固體吸濕劑表面式冷卻器冷媒冷媒凝結水蒸汽2021/6/2729幾種典型的空氣處理過程第四節焓濕圖的應用2021/6/2730第四節焓濕圖的應用2021/6/2731二、不同狀態空氣的混合態在i－d圖上的確定

1、混合定律空氣混合遵守質量、能量守恒，則：由以上兩式得：因此，A，C，B在同一直線上，而且有：顯然，參與混合的兩種空氣的質量比與C點分割兩狀態聯線的線段長度成反比。據此，在i－d圖上求混合狀態時，只需將線段AB劃分成滿足GA／GB比例的兩段長度，并取C點使其接近空氣質量大的—端，而不必用公式求