绝对湿度——每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m3
1) v pv
pvvv
RgvT
1 vv
v
pv RgvT
2) pv pv,max ps v s v,max ' '
3）ρv数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小 如pv=0.6566kPa，1 ℃时pv=ps，无吸湿能力 10 ℃时pv<ps有吸湿能力。
h2 ha2 d2hv2
qma
h2
qml3 hl3 hl 4 h1 d2 d1
hl 4
冷水 t4 qml 4
t1 1 h1 d1 qma1
湿空气
32
例：图示是逆流式冷却塔示意图，高温水自上而下 未饱和湿空气自下而上在塔内与水进行热质交 换，各 截面参数如下，若 t1 30oC,1 40%, t2 38oC,2 98%, tl3 40oCtl4 25oC
25
d3
h3 1.005t3 2501 1.86t3
73.19kJ/kg 1.005kJ/(kg K) 37.7 oC 2501kJ/kg 1.86kJ/(kg K) 37.7 oC
0.01373kg/kg干空气
d d3 d2 (0.01373 0.008845)kg/kg干空气 0.004885kg/kg干空气
0.0156 15
例：已知图中1、2、3各点在同一等压 线上，试比较其ρv、φ及d的大小
解：
pv1 pv2 pv3
T1 T2 T3 ps1 ps2 ps3
φ 1> φ 2> φ3
v1 v2 v3
d1 d2 d3
16
4、比湿度（含湿量）
比湿度（含湿量）——1kg干空气中所含水蒸气的质量，
p pi
Vpi RT ni nRT
分压力定律
5
2、分容积定律 分容积——组分气体处在与混合气体同温同压单独 占有的体积。
pV nRT
pV1 n1RT
pVi ni RT
pVm nm RT
V Vi
pVi RTni nRT
分体积定律
6
3、混合气体成分
1）质量分数
wi
mi m
2）体积分数
pv 2 p2 pv2
0.622
1272.4Pa
(100000 1272.4)Pa
8.016kg/kg干空气
讨论： 查h-d图得 幻灯片 18
d=0.0161kg/kg干空气 ？ h-d图使用条件！
幻灯片 20
20
四、湿空气热力过程
1. 蒸发冷却
水蒸气质量守衡：
mw mv2 mv1 ma d2 d1
填料，共2层，约高1m
31
二、工作原理
质量守恒
qma1 qma2 qma
qml3 qml4 qma d2 d1
能量守恒 q h ma1 1 qml3 hl3 qma2 h2 qml 4 h4 0
湿空气
t2 2 h2 d2 qma2
热水
t3 qml3
h1 ha1 d1hv1
空气加入多少热量。 t/ ℃ 20 25 30 35 40 45 50 Ps/kPa 2.3368 3.1712 4.2417 5.6217 7.3749 9.5817 12.355
23
解：
ps,20oC 2.3368kPa
pv1 ps 0.6 2.3368kPa
1.40208kPa
因为加热器内过程含湿量d不变，而
22
例： t1=20℃，φ1=60%的空气在加热器中加热到温度t2= 50 ℃然后进入干燥器，流出干燥器时空气温度t=37.7 ℃ ， 若空气压力近似不变，为0.1MPa，试求：
1）加热终了时空气相对湿度； 2）是物料蒸发1kg水分，需要多少kg干空气； 3）设干空气的质量流量为5000kg/h，加热器每小时向
i
Vi V
3）摩尔分数
xi
ni n
wi 1 i 1 xi 1
4）各成分之间的关系
a) xi i
b)
wi
Rg混 Rgi
xi
Mi M混
xi
7
4、分压力的确定
pi xi p
5、混合气体的折合气体常数和折合摩尔质量 a)已知质量分数
Rg混 wi Rgi
b)已知摩尔分数
R M混 Rg混
在露点温度时，水蒸气的饱和压力等于5.25kPa，查表 得：td=33.8℃
pv,20oC ps,20oC 2.34kPa 0.00234MPa
此时 pH2 p pv,20oC 0.15MPa 0.00234MPa 0.14766MPa
xH2
pH2 p
0.9844
xH2O,汽
pv ,20o C p
能量守衡：
ma ha1 d1hv1 mw hw
ma ha2 d2hv2
即 ma h1 ma d2 d1 hw ma h2
hw hv 且d2与d1相差不大
h1 h2
21
2. 冷却、冷却去湿
水蒸气质量守衡：
mw ma d1 d2
能量守衡：
Qc ma h2 h1 d2 d1 hw
17
6、湿空气的焓湿图
18
例：压力0.2MPa，温度t1=30℃，相对湿度φ 1=0.6的湿 空气经绝热节流，压力降至p2=0.1MPa，求：此时湿空气 的相对湿度φ ，含湿量d2及v2
解：
理想气体节流后有：p2<p1、h2=h1、s2>s1、v2>v1、 T2=T1，均适用于湿空气。同时由于节流前后干空气及 水蒸气量均不变，故进而有d2=d1。
空气未饱和 空气饱和
9
如
t /o C
1 10
20 30
ps / kPa 0.6556 1.2279 2.3385 4.2451
pv 1.2279kPa
20oC 未饱和 10 oC 饱和
1oC ？ 饱和
空气达成饱和的途径
t不变，pv上升，pv=ps（t） pv不变，t下降，t=ts（pv）
10
2、绝对湿度和相对湿度
pv2=Φ2ps2=6.492kPa
据
d 0.622 pv p pv
d1
0.622
p
pv1 pv1
0.622
1.696kPa (100 1.696)kPa
0.01059kg/kg干空气
d2
0.622
pv 2 p pv2
0.622 6.492kPa (100 6.492)kPa
0.04258kg/kg干空气
d2
h1 1.005t1 0.001d12501 1.86t1
o
1.005kJ/(kg K) 20 C
8.84510-3kg/kg干空气 2501kJ/kg 1.86kJ/(kg K) 20oC
42.55kJ/kg干空气
同样
h2 73.19kJ/kg干空气 h3
h3 1.005t3 d3 25011.86t3
c
其中 h1 ha1 d1hv1
h2 ha2 d 2 hv2
qma
qml3 hl3 hl 4
h2 h1 d2 d1
hl 4
34
2） 据p=101325Pa，tl3=40ºC，tl4=25ºC，查表， hl3=167.5kJ/kg，hl4=104.655kJ/kg
据t1=30ºC，t2=38ºC，查表， ps1=4.241kPa ps2=6.624kPa，故pv1=Φ1ps1=1.696kPa
36
13
干湿球温度计
14
例：氢气和水蒸气混合物中容积成分如下： H2 0.965 H2O 0.035 ，混合物的总压力p=0.15MPa
假定该混合被等压冷却到20℃，求露点温度和终态时
气相部分的容积成分。
解：根据理想气体混合物性质
xi
pi p
xi i
pv xv p 0.035 0.15MPa 0.00525MPa 5.25kPa
计算 qma / qml3；(qml3 qml 4 ) / qml3。（pb 101325Pa）
汽水比
补充水
33
解：1）因为稳流，所以
质量守恒 qma1 qma2 qma
a
qml3 qml4 qma d2 d1
b
能量守恒 q h ma1 1 qml3 hl3 qma2 h2 qml4 h4 0
11
相对湿度——湿空气中水蒸气含量与同温度下 最大可能含量之比
v
s
1) pv
ps
pv ps
=0 干空气
2) 0 1 0 < φ < 1 未饱和空气
=1
饱和空气
吸湿 能力 下降
12
3、露点温度和湿球温度 露点——湿空气中水蒸气压力pv所对应的饱和温度
干球温度和湿球温度
t tw tDP
d 0.622 pv pb pv
过程中pb保持不变，所以 pv2 pv1 1.40208kPa
24
ps,50oC 12.355kPa
2
pv 2 ps 2
1.40208kPa 12.355kPa
11.35%d10. Nhomakorabea221.40208kPa (100 1.40208)kPa
8.845103 kg/kg干空气
M混
Mi xi
Rg 混
R M混
8
三、 湿 空 气
湿空气作为理想气体混合物
p＝pv＋pa
干空气的分压力
湿空气的压力 水蒸气的分压力 当地大气压
湿空气是特殊的理想混合气体 水蒸气 过热 饱和
1、饱和空气和未饱和空气
空气中的水蒸气 过热t ts pv 饱和t ts pv