【正文】 第1章 空氣環(huán)境與人體健康和工藝生產(chǎn)的關(guān)系一 問(wèn)答題1 答：扇扇子使身體旁邊的空氣流動(dòng)速度加快，對(duì)流放熱系數(shù)大，散發(fā)的熱量就越多，使人的實(shí)感溫度就越低。所以，夏天扇扇子會(huì)感到?jīng)隹臁? 答：在空氣環(huán)境中影響人體散熱的因素主要有溫度、濕度和風(fēng)速。溫度高，人體散發(fā)的熱量小于體內(nèi)產(chǎn)生的熱量，人就會(huì)感覺(jué)到熱；濕度低，空氣干燥，汗水容易蒸發(fā)，人的實(shí)感溫度就低；風(fēng)速大，對(duì)流放熱系數(shù)大，散發(fā)熱量多。在紡織廠車間內(nèi)危害人體健康的物質(zhì)主要是粉塵。粉塵沾有大量細(xì)菌，易沾污皮膚而引起皮膚發(fā)炎。大量粉塵進(jìn)入呼吸氣管后，會(huì)刺激上呼吸道黏膜，引起鼻炎、咽喉炎；吸入肺部易引起塵肺癥等疾病。為了保證人們有足夠的氧氣量，“工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定：系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)不小于總風(fēng)量的10%；保證各房間每人每小時(shí)有不小于30m3的新風(fēng)量。人們長(zhǎng)期停留地點(diǎn)二氧化碳的最大允許濃度為1L/m3,短期停留地點(diǎn)二氧化碳的最大允許濃度為1L/m3。3 答：夏季細(xì)紗車間要求溫度為30～32℃，相對(duì)濕度為55～60%；織造車間要求溫度為32℃以下，相對(duì)濕度為68～80%，兩車間相比較，細(xì)紗車間要求的溫度比較高，但是相對(duì)溫度比較低，即細(xì)紗車間相對(duì)干燥些。在夏季時(shí)，空氣越干燥，則汗水越容易蒸發(fā)，實(shí)感溫度就越低。所以，工人在細(xì)紗車間感覺(jué)較涼爽和舒適。4 答：紡織廠絡(luò)筒、穿筘、整理車間夏季的相對(duì)濕度高于冬季的相對(duì)濕度。5 答：化纖或混紡品種與純棉品種對(duì)溫濕度要求是不同的?；w或混紡品種中的合成纖維具有高電阻、吸濕性差的特點(diǎn)，易起靜電，故抗靜電劑在吸濕時(shí)隨水份吸附在纖維表面，所以對(duì)車間溫濕度的變化很敏感，即清棉車間的相對(duì)濕度要大，以后各道紡紗過(guò)程均以放濕為宜。至于織造車間主要應(yīng)視漿料性質(zhì)而定。 例如滌綸紡紗時(shí)，在夏季車間溫度宜較棉紡織為低，在冬季車間溫度與棉紡廠相類似。至于相對(duì)濕度，在紡部清棉車間相對(duì)濕度宜大，因滌綸清潔、除雜問(wèn)題很少，而滌綸纖維極易產(chǎn)生靜電，故應(yīng)以減少靜電為主。濕度大，有利于減少靜電，纖維柔軟，成卷情況良好，以后各道工序宜在逐步放濕狀態(tài)下進(jìn)行，工作才比較好做。第2章 濕空氣與水蒸氣一 填空題 水蒸氣 粉塵2水蒸氣數(shù)量 濕度3大 大4空氣中存在的水蒸氣分壓力 同溫度飽和狀態(tài)下水蒸氣分壓力5熱濕比線6顯熱 潛熱7大 小8 0% 100% 9增加 減小 表面式蒸汽（或熱水）加熱器、電加熱器 減小 增加 表面式冷卻器 不變 直接噴霧10混合 加熱 冷卻 絕熱加濕11值大小相等 方向相反12未飽和水狀態(tài)區(qū) 濕蒸汽狀態(tài)區(qū) 過(guò)熱蒸汽狀態(tài)區(qū)13未飽和水 飽和水 濕飽和蒸汽 干飽和蒸汽 過(guò)熱蒸汽二 名詞解釋 絕對(duì)濕度γq：1m3濕空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)）稱為絕對(duì)濕度。也就是濕空氣中單位容積水蒸氣的質(zhì)量克數(shù)，可用下式表示： 相對(duì)濕度Φ：空氣的絕對(duì)濕度γq和同溫度飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度γq，b之比稱為相對(duì)濕度，常用百分?jǐn)?shù)表示：，也可理解為現(xiàn)在空氣中存在的水蒸氣分壓力與同溫度飽和狀態(tài)下水蒸氣分壓力之比，即 含濕度d ：內(nèi)含1kg干空氣的濕空氣中所含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)），稱為濕空氣的含濕量。即： 飽和空氣：當(dāng)空氣的相對(duì)濕度為100%時(shí)，為飽和空氣，即空氣完全沒(méi)有吸濕能力。比容v：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的空氣所占的容積成為空氣的比容v。 密度ρ：?jiǎn)挝蝗莘e的空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度ρ。焓i ：內(nèi)含1kg干空氣為單位的濕空氣所含的熱量稱為濕空氣的焓，以i表示。 熱濕比ε：指空氣在變化過(guò)程中其熱量的變化量與濕量的變化量的比值。 空氣的露點(diǎn)溫度tl ：當(dāng)空氣在含濕量不變的情況下進(jìn)行冷卻達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，這一點(diǎn)的溫度就是空氣的露點(diǎn)溫度。 干球溫度tg和濕球溫度ts：干濕球溫度計(jì)由兩只相同的水銀溫度計(jì)組成，其中一只水銀球保持干燥，用以測(cè)量空氣的溫度，稱干球溫度計(jì)，從干球溫度計(jì)上讀出的溫度稱為干球溫度tg；另一只水銀球上包有紗布，并將紗布下端浸入盛有蒸餾水的容器中，在毛細(xì)管作用下使水銀球表面的紗布經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)，稱為濕球溫度計(jì)，從濕球溫度計(jì)上讀出的溫度稱為濕球溫度ts。汽化熱r：當(dāng)液體水變?yōu)闅鈶B(tài)的水汽時(shí)，由于水分子需克服周圍分子間的吸引力及其造成的表面張力，故需要吸收熱能，此熱能通常稱為汽化熱，單位是kj/kg，它的意義是指1kg的液體，在一定溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑴囟日羝麜r(shí)所需要吸收的熱量。 干度x：每千克濕蒸汽中所含飽和水蒸氣的質(zhì)量（千克數(shù)），稱為干度x。三 判斷題1～5： √ √ √ √6～10： √ √11～15：√ √ 16～21：√ √ √ √四 問(wèn)答題1 答：理想氣體狀態(tài)方程式：PV=mRT。在空氣調(diào)節(jié)過(guò)程中，通常將濕空氣以及組成濕空氣的干空氣和水蒸氣視為理想氣體，故理想氣體狀態(tài)方程式也適合于濕空氣。2 答：不是。是室內(nèi)空氣的壓力是用儀表測(cè)出的表壓力，而表壓力不是壓力的真正數(shù)值，而是空調(diào)系統(tǒng)中空氣壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?，故室?nèi)空氣的壓力不是室外的大氣壓力。3 答：濕空氣的水蒸氣分壓力的大小直接反映空氣中水蒸氣數(shù)量的多少，它是衡量空氣濕度的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)一定溫度的空氣，其水蒸氣分壓力有一個(gè)最大限量，這個(gè)最大限量為飽和水蒸氣分壓力。4 答：空氣的絕對(duì)濕度γq和同溫度飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度γq，b之比稱為相對(duì)濕度。空氣的相對(duì)濕度反映了空氣接近飽和的程度，在含濕量一定的情況下，φ小說(shuō)明空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強(qiáng)。Φ=100%時(shí)，指的是飽和空氣，完全沒(méi)有吸濕能力。內(nèi)含1kg干空氣的濕空氣中所含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)），稱為濕空氣的含濕量。當(dāng)大氣壓力一定時(shí)，含濕量?jī)H與水蒸氣分壓力有關(guān)，Pq越大，d也越大。當(dāng)空氣狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，只要空氣中的水蒸汽分壓力不變，那么空氣的含濕量也是不變的，因此含濕量可以度量空氣中水蒸氣的含量。5 答：不是同樣干燥。已知不同溫度對(duì)應(yīng)的Pq，b不同，由公式可知當(dāng)相對(duì)濕度不同時(shí)，水蒸氣分壓力不同，即空氣中水蒸氣的含量不同，也就是說(shuō)空氣的干燥程度不同。6 答：可以。式①φ=γq/γq，b 是由定義可得。將式②和式③代入式①得出式④，已知式⑤，把式④代入式⑤得，由于Pq與Pq，b在數(shù)值上遠(yuǎn)小于B，故BPq≈BPq，b，因此可以近似的認(rèn)為。7 答：由公式可知，當(dāng)Pq一定時(shí)，B較低時(shí)，得出的d值較大，因此這時(shí)的等相對(duì)濕度線將在大氣壓力較高的相對(duì)濕度下面。8 答：當(dāng)Pq一定時(shí)，由，B增加，則d減少，因此這時(shí)等φ線將在較低大氣壓力的相對(duì)濕度上面。9 答：由公式知，在不同的大氣壓力下，d值相同，Pq值不同。Pq值隨著大氣壓力B的增大而增加，隨著大氣壓力B的減小而減少，繪出的水蒸氣分壓力線上的標(biāo)定值也不相同。10 答：空氣經(jīng)過(guò)加熱器時(shí)，空氣的溫度要升高，空氣的含濕量不變，相對(duì)濕度減少；空氣經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，溫度降低，空氣的含濕量不變，相對(duì)濕度增加。圖新2911 答：最終水溫是tshz=ts = 5℃。水的初始溫度較高經(jīng)與空氣接觸一次后，由于水失去熱量而使水溫降低，再將水循環(huán)使用，水溫就會(huì)不斷降低。當(dāng)水溫降低到與空氣的濕球溫度相等時(shí)，由于空氣狀態(tài)的變化沿等焓線進(jìn)行，空氣的含熱量不變，因而水溫就保持不變了。12 答：熱濕比ε是指空氣在變化過(guò)程中其熱量的變化量與濕量的變化量的比值。對(duì)于任何一個(gè)變化過(guò)程都有一定的熱濕比值。對(duì)于空氣的任何變化過(guò)程，不論其初終狀態(tài)如何，只要變化過(guò)程的熱濕比值相同，則其變化過(guò)程線必然是相互平行。13 答：在id圖上可知起始狀態(tài)1：t1=18℃，Φ1=45%時(shí)，i1=33kj/kg，d1=。取i2=66kj/kg，已知ε=33000，由公式，可得出d2=，得出id2可得出狀態(tài)2，在id圖上連接狀態(tài)1點(diǎn)和狀態(tài)2點(diǎn)就可得出熱濕比為ε=33000的變化過(guò)程線。同理可得出熱濕比為ε=2200的變化過(guò)程線。圖14 答：因?yàn)槔渌艿耐獗砻?、窗戶玻璃和有些外墻的?nèi)表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度，因此空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水滴附著在它們的表面。措施：在夏季可以在冷水管表面包上稻草之類的；在冬季可降低室內(nèi)的含濕量或提高室內(nèi)溫度。15 答：不對(duì)。濕球溫度實(shí)際上反映了濕紗布中水的溫度，也是貼近濕球表面的一薄層飽和空氣的溫度。濕球從周圍空氣或周圍物體得到的熱量正好等于濕球表面水分蒸發(fā)所需要的熱量。被測(cè)空氣的濕球溫度值不受開(kāi)始時(shí)容器中水溫的影響。16 答：17 答：ts 和I是兩個(gè)彼此不獨(dú)立的參數(shù)。18 答：19 答：在冬季，室外溫度低于隨著人呼吸排出的水蒸氣的露點(diǎn)溫度，因此水蒸氣凝露成小水滴懸浮在空中，也就是白色的霧氣。冬季室內(nèi)供暖使空氣中部分水蒸氣蒸發(fā)成水汽，空氣的相對(duì)濕度降低，因此人感覺(jué)空氣干燥。20 答：是。21 答：已知送風(fēng)狀態(tài)和排風(fēng)狀態(tài)即可求出。五 計(jì)算題1 解：P絕對(duì)=B+P表=105+8103=105Pa2 解：P絕對(duì)=BP真=104=104Pa3 解：P1=758738=20mmHg V1=80S mm3（S是管的橫截面積）T1=273+27=300K P2=P743mmHg V2=（738+80）S743S=75S mm3 T2=273+（3）=270K 將數(shù)據(jù)代入理想氣體的狀態(tài)方程： 得 P= mmHg4 解：初狀態(tài)P=4atm，V1=2/3V，T1=250K,末狀態(tài)時(shí)，V2=V，T2=300K， 由理想氣體狀態(tài)方程得： 5 解：(1) 設(shè)烴類在混合氣中的分壓為 PA；水蒸氣的分壓為 PB 。 則 PB = kPa。 PA = P PB= kPa 由公式可得：== (2) 所求初始體積為V : 6 解:已知M甲烷 =103 kg /mol 7 解:已知:B=105Pa，V=Vq=Vg=4500m3，T=30+=, Pq=2400Pa，Pg=BPq=97600Pa 由公式PV=mRT,可知 同理可得mg=8 解：①空氣加熱前：P1V1=m1RT1 ； 空氣加熱后：P2V2=m2RT2 已知m1=m2，P1=P2,T1=20+= T2=130+= 由 ②由附表1可知當(dāng)t=20℃時(shí)，又，則Pq=BPg==PqVq=mqRqTq1mq= 同理可得mg=9 解：當(dāng)溫度t=20℃時(shí)，由附錄表1查得：Pq，b=102Pa ==則空氣的質(zhì)量為：m=1000=1199kg10 解：（1） （2）查附表1知，當(dāng)t=20℃時(shí)，Pq，b=2331Pa 由 （3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式可知PqVq=mqRqTq 已知Pq=1600Pa，Vq=100m3，Rq=K，Tq=20+= 得 同理可得mg= 即m=mq+mg=+=11 解：干空氣的密度的可用公式：。 ，將Pg=BPq代入得 12 解：, 即： ∴13 解：已知t=24℃、φ=60%、B=101325Pa 由附表1可查出當(dāng)t=24℃時(shí)，Pq，b=2977Pa ∴ 在id圖上可以得出露點(diǎn)溫度tl=℃14 解：由附表1可查出當(dāng)t=11℃時(shí)，Pq，b=1309Pa 在加熱前，空氣的焓 在加熱后，空氣的焓 由條件知d1=d2=d，t1=11℃，t2=20℃ ∴在加熱前后，空氣焓差值 ∴加熱量W=ΔiQ=104=104kj15 解：已知t1=29℃、φ1=60%、B=101325Pa 在id圖上可知d1=，i1=68kj/kg 即在狀態(tài)1下，則內(nèi)含 ，加入1kg水蒸氣后，則狀 ，由定義可知，d2=。 由題意可知此處理過(guò)程為等溫加濕過(guò)程，即溫度不變，t1=t2=29℃ 在附表1可查出當(dāng)t=29℃時(shí)，Pq，b=3995Pa ∵ ∴16 解： 2150 81 3150 3 100 1120 26 2330 100 60 9 1500 17 解:原狀態(tài)t1=20℃，d1=5g/kg；處理后的狀態(tài)t2=205=15℃，d2=5+4=9g/kg 在id圖上可查出i1=33kj/kg；i2=38kj/kg 因?yàn)閕1i2，所以處理后的空氣焓值是增加了。18 解：原狀態(tài)t1=25℃，d1=10g/kg；處理后的狀態(tài)t2=255=20℃，d2=102=8g/kg 在id圖上可查出i1=51kj/kg；i2= 因?yàn)閕1i2，所以處理后的空氣焓值是減少了。19 解：已知：t1=11℃、φ1=70%、G=10000kg/h、t2=20℃、B=101325Pa 在id圖上可得出狀態(tài)1的點(diǎn)，即：i1=、d1=、Pq1=920Pa 在id圖上保證d1=d2=）找出狀態(tài)2的點(diǎn)。由id圖可知i2=35kj/kg、Pq2=920Pa 由焓的定義可知:加熱量Q=G(i2i1）=10000（）=104kj