濕空氣密度

March 10, 2009

濕空氣

8·1 本章基本要求

理解絕對濕度、相對濕度、含濕量、飽和度、濕空氣密度、乾球溫度、濕球溫度、露點溫度和角系數等概念的定義式及物理意義。熟練使用濕空氣的焓濕圖。掌握濕空氣的基本熱力程序的計算和分析。

8·2 本章難點

濕空氣是一種理想混合氣體，遵循理想混合氣體的性質，但它與一般理想混合氣體又有重要區別，由於濕空氣中的水蒸汽分壓力達到飽和壓力時將引起部分水蒸汽的冷凝，濕空氣中的水蒸汽的含量將隨之改變，因此要注意濕空氣的特殊性質：

(1) 結露和露點：濕空氣在定壓下降溫到與水蒸汽分壓力相對應的飽和溫度時，所出現的冷凝現象稱為結露，其溫度為露點，即水蒸汽分壓力相對應的飽和溫度為露點溫度。

(2) 飽和濕空氣和未飽和濕空氣：依據其濕空氣中水蒸汽是否達到飽和狀態，可劃分這兩類濕空氣。

(3) 濕空氣的乾球溫度和濕球溫度：濕空氣的溫度稱為乾球溫度，用濕紗布包住水銀溫度計的水銀柱球部時，緊貼濕球表面的飽和濕空氣溫度稱為濕球溫度。通常濕球溫度低於乾球溫度，高於露點溫度。

8·3 例題

例1：如果室外空氣的參數為p=1.0133bar，t=30℃,=0.90，現欲經空氣調節裝置供給=20℃，=0.60的濕空氣，試用h-d圖分析該空氣調節程序，並計算析出的水分及各程序中的熱量。

解：利用h-d圖分析計算該題所給條件下的空調程序，如圖8.1，根據所給條件t=30℃,=0.90，

在h-d圖上確定初態1,並查得=62.2kJ/k(a)，=15.7g/kg(a)同樣,由=20℃，=0.60在圖上確定終態2,並查得=34.1kJ/k(a)，=15.7g/kg(a)，由定線與=1線的交點4,查得 =26.4kJ/kg(a), =空調程序的分析：定濕冷卻程序：濕空氣的冷卻程序，因其組成成分不變，即含濕量不變,但相對濕度增加,溫度下降,直降到露點。所以,是定濕降溫程序。例如,在h-d圖上自初態1沿=15.7g/kg(a)的定濕線進行到與=1線的交點3。此時已成飽和空氣,再繼續冷卻，程序自狀態3沿飽和線(臨界線)進行,直至與終態含濕量相等的狀態4,在這個冷卻去濕階段中,將有水蒸氣凝結成水析出,並放出熱量。1-4程序的放熱量，可用焓差表示,即q==26.4-62.2=-35.8kJ/kg(a)式中負號表示冷卻時濕空氣放出熱量。冷卻去濕程序：每公斤乾空氣所析出的水分等於濕空氣含濕量的減少量,即=7.1-15.7=-8.6g/kg(a)式中負號表示濕空氣析出水分。加熱程序：為了達到工程所要求的濕度，常採用降溫去濕,但往往使溫度過低(如4點，為了保證空調後的氣體溫度(本題要求20℃)，去濕後，常常需要加熱升溫。如在圖8.1中就是自狀態4沿定線進行到終點2,溫度升高，含濕量不變，相對濕度下降，這是定濕加熱程序。加熱程序的吸熱量也可以用焓差表示,即=34.1-26.4=7.7kJ/kg(a)

例2：已知乾濕球濕度計的讀數為：乾球溫度t1=28℃，濕球溫度t2=19℃，當時的大氣壓力為p1=1bar，用查濕空氣圖求出的含濕量、露點、相對濕度和焓值。

解：查濕空氣的h-d圖，當乾球溫度t1=28℃、濕球溫度t2=19℃時，濕空氣的含濕量為d1=0.0105kg/（kg/kg(a)），露點td=14.6℃，相對溫度(=44%，濕空氣的焓h=55（kg/kg(a)）。如與計算值相比，由圖上查得的數值誤差不大，可以看出濕空氣圖套用起來簡單方便，很有實用價值。