【正文】 p v w q h? ? ? ? ??? 定溫過程 22 1 2 11 0 = ( ) ( )tq T ds w u u w h h? ? ? ? ? ? ??? 定熵過程 2211 ( ) tq T ds T s s w q u w q h? ? ? ? ? ? ? ? ??第四節(jié) 濕空氣 基本概念 干空氣與濕空氣 ? 地球上的 大氣 由 氮、氧、氬、二氧化碳、水蒸氣及極微量的其他氣體 組成。 ? 水蒸氣 以外的所有組成氣體稱為 干空氣 ，看作是不變的整體。 ? 因此， 大氣是干空氣（ Dry air） 與水蒸氣(water vapor)組成的混合氣體 。 干空氣 Dry air ? 干空氣隨時間、地理位置、海拔、環(huán)境污染等因素而產(chǎn)生微小的變化，為便于計算，將干空氣標(biāo)準(zhǔn)化（不考慮微量的其它氣體）。 成分 相對分子質(zhì)量 摩爾成分 O2 5 N2 9 Ar 3 CO2 3 濕空氣 ＝（干空氣＋水蒸氣） ? 濕空氣可視為理想氣體混合物，所以， 具有理想氣體混合物的所有特性 。 ? 濕空氣與一般理想混合氣體的最大區(qū)別是水蒸氣的成分可能變化 。 分壓低 理想混合氣體 vap p p??Atmospheric air —水蒸氣?！煽諝?；—下標(biāo)：va工程假設(shè) ? 氣相 混合物作為 理想氣體混合物 ； ? 干空氣不影響 水蒸氣與其凝聚相的 相平衡 ； ? 當(dāng) 水蒸氣凝結(jié)成液相或固相 時，液相或固相中 不含有溶解的空氣 。 ? 空調(diào)、通風(fēng)、烘干、冷卻塔、儲存 ? 未飽和濕空氣 飽和蒸汽 過熱蒸汽 ? 水蒸氣 干空氣 ＋ 過熱 水蒸氣 pv ps(T) T s pv ps ? 加入水蒸氣 ， pv↑ Insaturated air pv ＝ ps(T) T s ps ? 溫度一定，不能再加入水蒸氣 ? 飽和濕空氣 干空氣 ＋ 飽和 水蒸氣 Saturated air 飽和蒸汽 過熱蒸汽 ? 水蒸氣 從未飽和到飽和的途徑 T 加水蒸氣 pv pv 不變， T a b a d pv ， T a c v a e T s pv ps a b d c e 結(jié)露 Td : 露點溫度 濕空氣的狀態(tài)參數(shù) 濕空氣的狀態(tài)參數(shù) ? 露點溫度 Dewpoint， Td（ td） ? 相對濕度 relative humidity， φ ? 含濕量 Humidity ratio（比濕度Specific humidity）， d ? 比焓， h ? 與水蒸氣分壓力相對應(yīng)的 飽和溫度 就是 露點溫度Dewpoint， Td（ td） 。 td = f ( pv ) T s pv ps a b d c e ? 露點溫度專指 未飽和濕空氣 在 定壓下冷卻到與水蒸氣分壓力相對應(yīng)的飽和溫度 。 ? 未飽和濕空氣定壓冷卻 達(dá)到露點 后，若進(jìn)一步冷卻，開始 冷凝結(jié)露 ，但這時水蒸氣分壓不再維持不變。 相對濕度 relative humidity ＝ 1 飽和濕空氣 vs0 ( )p p T??? 在相同的溫度下： ? 相對濕度： ＝ 0 干空氣 0 φ 1 未飽和濕空氣 ? 表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度，反映所含水蒸氣的飽和程度 ? φ↓， 越干燥，吸水能力強(qiáng) ? φ↑， 越濕潤，吸水能力低 svpp??含濕量 (比濕度 ) Specific humidity vv v v vvvsvs287 4 6 1 .90 .6 2 2 0 .6 2 2aaa a aapVm R T p R pdpVm p R pRTppp p p p???? ? ? ??????? 濕空氣中 干空氣的量總不變 ，以此為計算基準(zhǔn) v amdm?? 含濕量 kg水蒸氣 /kg干空氣 ? 以 單位質(zhì)量干空氣 為基準(zhǔn)， 理想混合氣體 vvvaaaaam h m hHh h d hmm?? ? ? ? ?kJ/kg干空氣 ? 工程上，取 0oC時 濕空氣的比焓 1 . 0 0 5 ( 2 5 0 1 1 . 8 6 3 )h t d t? ? ?干空氣的焓 1 . 0 0 5aph c t t??v 2 5 0 1 1 . 8 6 3ht??水蒸氣的焓 ? 溫度 t下 飽和水的焓 hv=0 ha=0 干空氣的焓 干濕球溫度計 干濕球溫度計測量濕空氣相對濕度 T s pv ps a b d ? 球面上：蒸發(fā)熱 =對流熱 w( , ) ( , )f t t f t t? ? ? ?ttw ?ttw ? 1? ? t = tw= ts(pv) tt)p(t wvs ??焓濕圖（ hd圖） 焓濕圖（ hd圖） ? 在 指定大氣壓力 下，以 含 1kg干空氣 的 濕空氣 為基準(zhǔn)，取 比焓 h為 縱坐標(biāo)，含濕量 d為 橫坐標(biāo) ，繪出等含濕量線（ d線）、等焓線（ h線）、等相對濕度線（ φ線） 、水蒸汽分壓力線（ pv線）、等比體積線（ v線）、等干球溫度線（等溫線，t線）。 濕空氣的基本熱力過程 濕空氣的基本熱力過程 ? 包括： – （單純）加熱或冷卻過程 Simple Heating and Cooling – 冷卻去濕過程 Cooling with Dehumidification – 絕熱加濕過程 Adiabatic Humidification 濕空氣熱力過程求解的共同步驟 ? 畫出流程草圖； ? 在 hd 圖上畫出過程； ? 寫出水及干空氣的 質(zhì)量守恒方程 ； ? 寫出 能量方程 ； ? 利用解析法或 hd 圖 確定質(zhì)、能方程中各參數(shù) ； ? 求解。 1 2 q ? 加熱 1 2 ? 冷卻 1 2’ h h d h 1? ?239。?1?2?1 2 2’ ? （ 單純）加熱或冷卻過程 d 不變 Simple Heating and Cooling 21 k J / k gq h h?? 干空氣2 39。 1 k J / k gq h h?? 干空氣冷卻去濕過程 d h 1? ?239。?1?2?1 2’ 3 4 q d1 h1 d4 h4 d1d4 h水 ? ?1 4 1 4h h d d h q? ? ? ?水? ?1 4 1 4q h h d d h? ? ? ? 水Cooling with Dehumidification )dd(mmmm avvw 4141 ????絕熱加濕過程 ? ?1 2 1 2h d d h h? ? ?水d1 h1 d2 h2 d2d1 h水 t1 t2 ? 向空氣中噴水，汽化潛熱來自空氣本身， t↓ ? 又稱蒸發(fā)冷卻過程 12hh?d h 1? ?1 2 d t ?Adiabatic Humidification 例 310 ? 將壓力為 100kPa、溫度為 25℃ 和相對濕度60%的濕空氣在加熱器中加熱到 50℃ ，然后送進(jìn)干燥箱用以烘干物體。從干燥箱出來的空氣溫度為 40℃ ， 試求在該加熱及烘干過程中，每蒸發(fā) 1kg水分所消耗的熱量 。 本章小結(jié) ? 本章主要討論了工質(zhì)的熱力性質(zhì)及其對熱力過程的影響。 – 理想氣體 – 水蒸氣 – 濕空氣 ? 理想氣體的狀態(tài)方程 gmg1 k g ( 3 1 )1 m o l ( 3 4 ) ( 3 6 ) p v R Tp V R Tm p V m R Tn p V n R T????氣體氣體質(zhì)量為 的氣體物質(zhì)的量為 的氣體 ( 3 7 )本章小結(jié) ? 理想氣體的比熱容： – cp – cV ? 理想氣體的 u、 h、 s ? 理想氣體混合物 – 道爾頓分壓力定律 – 亞美格分體積定律 – 理想氣體混合物的 ω、 x、 φ、 Meq、 Rg， eq、 u、h、 s 本章小結(jié) ? 理想氣體的熱力過程： – 基本熱力過程：定容、定壓、定溫、定熵 – 多變過程 – 過程的狀態(tài)參數(shù)、 w、 wt、 q的計算以及過程的pv圖、 Ts圖定性分析。 本章小結(jié) ? 蒸氣的熱力性質(zhì)和熱力過程： – 水蒸氣的定壓發(fā)生過程 – 水蒸氣的熱力性質(zhì)： ? 一點：臨界點 ? 二線：飽和蒸氣線、飽和水線 ? 三區(qū)：未飽和液區(qū)、濕蒸汽區(qū)、過熱蒸汽區(qū) ? 五狀態(tài)：未飽和液、飽和液、濕蒸汽、飽和蒸汽和過熱蒸汽 本章小結(jié) ? 蒸氣熱力性質(zhì)圖表： – 飽和水和飽和蒸汽表 ? 按溫度 t排列（ P269~P270附錄 A6a） ? 按壓力 p排列（ P271~P272附錄 A6b） – 未飽和水和過熱蒸汽表 （ P273~P279附錄 A7） – pv圖：過程功 ? Ts圖：過程熱量 ? lgph圖：制冷工質(zhì)定量計算 – hs圖：計算水蒸氣循環(huán)中的功、熱量及熱效率 本章小結(jié) ? 濕空氣的熱力性質(zhì)和熱力過程： – 干空氣與濕空氣、 未飽和濕空氣、飽和濕空氣 – 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)： ? 露點溫度 Td（ td）、相對濕度 φ、 含濕量（比濕度）d、 比焓 h – 干濕球溫度計 – 焓濕圖（ hd圖） – 濕空氣的基本熱力過程： ? （單純）加熱或冷卻過程、 冷卻去濕過程、絕熱加濕過程 要求： ? 掌握理想氣體的狀態(tài)方程及理想氣體的比熱容，能正確運(yùn)用比熱容計算理想氣體的熱力學(xué)能、焓和熵。 ? 掌握理想氣體各種熱力過程的過程原理和基本狀態(tài)參數(shù)間關(guān)系；能進(jìn)行各種熱力過程的功量和熱量的計算分析，并能利用 p一移圖和 ns圖對熱力過程進(jìn)行定性分析。 ? 掌握蒸氣的熱力性質(zhì)特點，能正確熟練利用蒸氣熱力性質(zhì)圖、表進(jìn)行蒸氣熱力性質(zhì)的計算。 ? 掌握蒸氣熱力過程分析計算的步驟，能正確使用蒸氣熱力性質(zhì)圖、表進(jìn)行蒸氣熱力過程的分析計算。 ? 掌握濕空氣的狀態(tài)參數(shù)，了解濕空氣的基本熱力過程的分析計算方法。