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重点空气的焓湿图

当pv=0时,φ=0,表示湿空气不含水分,即为绝干空气。 当pv=ps时,φ=1,表示湿空气为饱和空气。
相对湿度和绝对湿度的关系
相对湿度:可以说明湿空气偏离饱和空气的程度,能用
于判定该湿空气能否作为干燥介质,φ值与越小,则吸湿
能力越大。
湿度:是湿空气含水量的绝对值,不能用于分辨湿空气
的吸湿能力。
I=Ig+IvH
式中I——湿空气的焓,kJ/kg绝干气; Ig ——绝干空气的焓,kJ/kg绝干气; Iv——水气的焓,kJ/kg水气。 注:空气的焓是根据干空气及液态水在0 oC时焓为零作基准而计算的, 因此,对于温度为t 及湿度为H的湿空气,其焓包括由0o C的水变为0o C 的水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至t oC所需的显热之和,即
H s ,t d
0.622 ps ,t d P p s ,t d
p s ,t d
H s ,t d P 0.622 H s ,td
当空气从露点继续冷却时,其中部分水蒸汽便会以露珠的 形式凝结出来。空气的总压一定,露点时的饱和水蒸汽压ps,td 仅与空气的湿度Hs,td有关,即 ps,td=f(Hs,td) 或 度越大,td 越大。 td= (Hs,td) 湿
气系统,两者在数值上近似相等,对其他系统而言,不存在 此关系。
对空气-水蒸气系统 ,干球温度、绝热饱和温度(或湿
球温度)及露点之间的关系为:
对于不饱和湿空气: t>tas(或tw)>td 对于饱和的湿空气: t= tas(或tw)
=td
二、湿空气的湿度图
在工程计算中,常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标,湿度
I (cg Hcv )t Hr0
0
(1.01 1.88H ) 2490H
6 湿空气的比容vH
在湿空气中,1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和,
称为湿空气的比容,亦称湿容积(humid volume),用符号vH
表示,单位为:m3湿空气/kg绝干气。
m3绝干气 m3水气 vH kg绝干气
9 绝热饱和温度tas
形成原理: 绝热降温增湿过程及等焓过程 绝热增湿过程进行到空气被水汽
空气 tas,Has,I2
所饱和,则空气的温度不再下降,
而等于循环水的温度,称此温度为 该空气的绝热饱和温度,用符号tas 表示,其对应的饱和湿度为Has,此 刻水的温度亦为tas。 tas

空气 t,H,I1
r0 tas t ( H as H ) cH
0
实验测定表明,对于在湍流状态下的空气-水蒸气系统 而言,a/kH≈ CH , 同时 r00≈ rtw,故在一定温度t和湿度H下, 有
t w t as
强调:绝热饱和温度tas与湿球温度tw是两个完全不的概念。
但是两者都是湿空气状态(t和H)的函数。特别是对空气-水
G1 H1 G2 H 2 Hn G1 G2
I
G1I1 G2 I 2 In G1 G2
若混合后的空气状态点落 入超饱和区,例如图中3-4 直线上的d点,则混合物将 分成气态的饱和空气和液态 的水两部分,前者的状态点 为过d点的等温线与φ=1线 的交点e。
I1
1
In
I2
2
H2 4
由于水的饱和蒸气压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿 度是温度和总压的函数,即
H s f (t , P)
3 相对湿度 φ
在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压pv 与同温度下
水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数,称为相对湿度(relative humidity),用符号φ表示,即
pv 100% ps
I H Hn 1 e t d 3
φ=1
H
4 绝热冷却增湿过程
空气和水直接接触时,空气的状态变化可视为空气和液态 水表面边界层内的饱和空气不断混合的过程。 若空气(以A点表示)与温度为tas的冷却水(其表面的饱 和空气以B点表示)相接触,由于水温保持不变,B点的位置 也固定不变,则空气的不断混合过程就表现为空气状态从A 点不断向B点移动。 I A tA φ=1 tas B 绝热饱和过程的进行,其结 果一方面表现为空气的冷却, 另一方面表现为空气的增湿, 故称为绝热冷却增湿过程。 H
I=122kJ/kg干空气
td=24oC tw=33o C
三、湿空气的基本状态变化过程
1 间壁式加热和冷却
若空气的温度变化范围在露点以上,则空气中的含水量始终 保持不变,且为不饱和状态,为等湿过程,过程线为垂直线。 I tB tA A B
tA
tB
A B φ=1
H
2 间壁式冷却减湿
上述间壁式冷却过程当进行至露点,空气即达到饱和状态, 继续冷却时,水蒸气就在冷却壁面上凝结出来,而且温度不断 降低,但空气始终在饱和状态。 I 利用上述方法,如果将
第八章 物料干燥
重点:空气的焓湿图、干燥机理、干燥
曲线、干燥时间的计算;
难点:空气的焓湿图、干燥机理;
第一节
过程。
概述
去湿:除去物料中的水分和或其它溶剂(统称为湿分)的
去湿的方法:
机械去湿法:即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法
除去湿分。
物理化学去湿法:用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸
1 H 273 t 1.013105 vH ( ) 22.4 29 18 273 P 273 t 1.013105 (0.772 1.244H ) 22.4 273 P
7 露点 td
不饱和的空气在湿含量H不变的情况下冷却,达到饱和状 态时的温度,称为该湿空气的露点(dew piont),用符号td表示。 在露点时,空气的湿度为饱和湿度,φ=1。
8 干球温度t和湿球温度tw
干球温度t:空气的温度 湿球温度tw: 不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度t。 形成原理(如图所示): tw
补充液,温度tw
空气 湿度H 温度t
在稳定状态时,空气向湿纱布表面的传热速率为: Q=αS(t-tw)
气膜中水气向空气的传递速率为:N=kH(Hs,tw-H)S
收水分。该法费用高,操作麻烦,只适用于小批量固体物料 的去湿,或用于除去气体中的水分。
热能去湿法:如蒸发、干燥等
用加热的方法使水分或其它溶剂汽化,并将产生的蒸气排 除,藉此来除去固体物料中湿分的操作,称为固体的干燥。
干燥过程的分类
按操作压力:常压干燥、真空干燥 按操作方式:连续式、间歇式 按传热方式:传导干燥、对流干燥、辐射干燥和
oC); 式中 cH——湿空气的比热, kJ/(㎏绝干气· oC); cg——绝干空气的比热, kJ/(㎏绝干气· oC) cv——水气的比热, kJ/(㎏水气·
在常用的温度范围内,有
cH 1.01 1.88H
上式说明:湿空气的比热只是湿度的函数。
5 湿空气的焓 I
湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和,称为湿 空气的焓,用符号I表示,单位是kJ/kg干空气。
补充水 tas
在空气绝热增湿过程中,空气失去的是显热,而得到的是汽 化水带来的潜热,空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化, 但其焓值不变。
塔顶和塔底处湿空气的焓分别为:
I1 (cg Hcv )t Hr0
0 0
I 2 (cg H as cv )tas H as r0
湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程,即:I1=I2 由于H和Has值与l相比皆为一很小的数值,故可视为CH 、 CHas不随湿度而变,即CH=CHas 。则有
压差越大,干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化 的水汽带走,以保持一定的汽化水的推动力。
第二节
湿空气的性质及湿度图
一、湿空气的性质
1 水蒸气分压pv
空气中水蒸气分压愈大,水分含量就愈高,根据气体分 压定律,则有 pv pv nv
pg P pv ng
2 湿度(humidity)H
又称为湿含量或绝对温度(absolute humidity)。它以湿空 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示,使用 符号H,其单位为:kg水气/kg干空气 。
在一定总压和温度下,两者之间的关系为
ps H 0.622 P ps
4 湿空气的比热CH
在常压下,将湿空气中1kg绝干空气及相应Hkg 水汽的温度
升高(或降低)1oC所需要(或放出)的热量,称为比热,又
oC),即 称为湿热,用符号CH表示,单位是kJ/(㎏绝干气·
cH cg Hcv
在稳定状态下,穿热速率和传质速率之间的关系为:Q=Nrtw
tw t
强调:
k H rtw

( H s ,tw H )
对空气~水蒸气系统而言, α/kH=1.09
湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度,而并不代表空气的
真实温度,由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定,故称其 为湿空气的湿球温度,所以它是表明湿空气状态或性质的一种 参数。 对于某一定干球温度的湿空气,其相对湿度越低,湿球温 度值越低。对于饱和湿空气而言,其湿球温度与干球温度相等。
A
3
φ=1
t 1 2 td
3
φ=1
t 1 0
A
φ=1
0
H
0
H
H
例: 已知湿空气的总压为101.3kN/m2 , 湿度为H=0.02 kg水/kg 干空气,干球温度为70o C。试用I-H图求解:
(a)水蒸汽分压p; (b)相对湿度φ ; (c)热焓I; (d)露点td ;
(e)湿球温度tw ;
解 由已知条件:P=101.3kN/m2, H=0.02 kg水/kg干空气, t=20o C,在I-H图上定出湿空气的状态点A点。 pv=3kN/m2 φ=10%
H为横坐标的焓湿图,即I-H图。
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