空调工程单元湿空气的焓湿学基础.ppt

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1、通风空调,TONG FENG KONG TIAO,单元2 湿空气的焓湿学基础,目 录,湿空气的组成和状态参数,湿空气的焓湿图,湿空气状态参数的计算方法,2.1,2.2,2.3,其他类型焓湿图,2.4,2.1 湿空气的组成和状态参数,大气：环绕地球周围的空气。大气中含有多种气体、水蒸汽和污染物质。干空气：从大气中除去全部水蒸汽和污染物，所剩下的即干空气。由氮(70%)、氧(20%)、氩、二氧化碳、氖和其他一些微量气体组成。湿空气：干空气和水蒸汽的混合气体。湿空气中水蒸气含量很少，主要来自于海洋、江河、湖泊表面的水分蒸发，各种生物的生理过程及工艺生产过程。湿空气中干空气的含量比较稳定，水蒸汽的含量

2、很少，而且也不稳定，常常随着气候、季节、湿源等各种因素影响。水蒸汽的含量虽少，但其变化会引起湿空气干、湿程度的改变，进而对人体感觉、产品质量、工艺过程和设备维修等有直接影响。,湿空气的组成和物理性质,湿空气的状态参数：压力、温度、比容、密度、含湿量、相对湿度、焓。大气压力 地球表面的空气层在单位面积上形成的压力，它的单位以帕（Pa）或千帕（kPa）表示。水蒸汽分压力 湿空气中水蒸汽分压力是指在某一温度下，水蒸汽独占湿空气的容积时所产生的压力。大气压力等于干空气分压力和水蒸汽分压力之和。Tip:湿空气温度越高，空气中饱和水蒸汽分压力也就越大，说明该空气能容纳的水气数量越多，反之亦然。水蒸汽分压力

3、是衡量湿空气干燥与潮湿的基本指标，是一个重要的参数。,2.1.2 湿空气的状态参数,温度 T=273.15+t 密度和比容v 空气密度：单位体积空气所具有的质量。比容：单位质量空气所占有的体积。湿空气是由干空气和水蒸汽混合而成，而干空气和水蒸汽是均匀混合并占有相同的体积，因此，湿空气的密度等于干空气的密度和水蒸汽的密度之和，单位为kg/m3。,含湿量d 含湿量d是指对应于1干空气的湿空气中所含有的水蒸汽量，单位是kg/kg干空气。Tip:空气湿度的表示方法除含湿量以外，还可用绝对湿度（湿空气中水蒸汽的密度），即每m3 空气中所含有的水蒸汽量（kg/m3湿空气）来表示。考虑到在近似等压的条件下，

4、湿空气体积随温度变化而改变，而空调过程经常涉及湿空气的温度变化，因此，空调中常用含湿量代替绝对湿度来确切表示湿空气中水蒸汽的绝对含量。,相对湿度 空气中的水蒸汽分压力与同温度下饱和湿空气中的水蒸汽分压力的比值,湿空气的焓 1kg干空气的焓和d kg水蒸汽的焓的总和，称为（1d）kg湿空气的焓。如取0的干空气和0的水焓值为零，则湿空气的焓（kJ/kg）表达为Tip:从式可以看出，（1.011.84 d）t是与温度有关的热量，称为“显热”；而2500 d是0时d水的汽化热，它仅随含湿量的变化而变化，与温度无关，故称为“潜热”。当温度和含湿量升高时，焓值增加；反之，焓值降低。而在温度升高，含湿量减少

5、时，由于2500比1.84和1.01大得多，焓值不一定会增加。,湿空气焓湿图 1.等温线 2.等相对湿度线 3.含湿量线 4.水蒸汽分压力线 5.等焓线 6.热湿比线热湿比线的3种画法 1.从事先画好的方向线中选出与算得的值相同的方向线，以它为依据，用三角板推平行线，通过已知初状态点A作平行线，就可得到该状态的变化过程线。2.按照已知的热湿比值，用计算的方法直接画出空气状态变化过程线。,2.2 湿空气的焓湿图,2.2.1 焓湿图的构成及绘制原理,露点温度：在含湿量不变的条件下，湿空气达到饱和时的温度。随着空气温度下降，对应饱和含湿量减少，而实际含湿量没变，相对湿度增加。当温度降低到露点温度时，

6、相对湿度达到100%，再降低温度，会有凝结水产生。只要含湿量不变，露点温度就不变。,空调技术中利用露点温度：利用露点温度来判断保温材料是否选择的合适，如冬季围护结构的内表面是否结露，夏季送风管道和制冷设备保温材料外表面是否结露；利用低于空气露点温度的水去喷淋热湿空气，或者让热湿空气流过其表面温度低于露点温度的表面冷却器，从而使该空气达到冷却减湿的处理。,2.2.2 露点温度和湿球温度,热力学湿球温度：通常把在定压绝热条件下，空气与水直接接触达到稳定热湿平衡时的绝热饱和温度称为热力学湿球温度。,假设有一理想绝热加湿系统，壁面与外界环境完全绝热。加湿系统内装有有温度为tw的水，状态为p,t1,d1

7、,h1的湿空气进入加湿器，与水有充分接触时间和接触面积，湿空气离开加湿系统已经完全达到饱和状态，湿空气的温度等于水温。,湿球温度：通常由水银温度计或酒精温度计测出。如果用两只相同的温度计，将一只的感温包包裹上纱布，纱布下端浸入成有水的玻璃小杯中，在毛细作用下纱布经常处于湿润状态，将此温度计称为湿球温度计，测得温度为湿球温度。另一只未包裹纱布的温度计测得温度为干球温度，即实际空气温度。湿球温度ts可以看成是确定空气状态的又一独立参数。,空气调节中湿球温度的应用：由于这个参数比较容易量测，是测定工作中必须使用的参数。除此之外，可以利用湿球温度来衡量使用喷水室、蒸发冷却器、冷却塔、蒸发式冷凝器等设备

8、的冷却和散热效果，并判断它们的使用范围。,1、确定湿空气状态参数 2、表示湿空气的状态变化过程 湿空气的加热过程 湿空气的冷却过程 等焓减湿过程 等焓加湿过程 等温加湿过程 几种典型湿空气的状态变化过程,2.2.3 焓湿图的应用,空气的基本处理过程,几种典型湿空气的状态变化过程,计算法;图解法 现有MAkg/h状态hA、dA的空气和MBkg/h状态hB、dB的空气相混合，混合后的空气质量（MA+MB）kg/h，混合后空气状态hC、dC。混合过程符合热平衡和湿平衡 MAh A+MB hB=（MA+MB）hC MA dA+MB dB=（MA+MB）dC,3、确定两种不同状态空气混合后的参数,根据三角形相似原理：,混合点在AB上的位置,混合点C将线段AB分成两段，两段长度之比和参与混合的两种空气质量成反比，混合点靠近质量大的空气状态一端。,求混合空气状态点很简单，只要已知参与混合的两种空气状态及质量（或质量比）时，就可按质量反比截割其连线，截割点即为混合空气状态点，相应状态参数即可查图可知。,2.3 湿空气状态参数的计算方法,从图上可以直观地表示湿空气的变化过程，有时也需要计算空气状态的各个参数值。,Thank You!,