第二章濕空氣性質(zhì)

會(huì)計(jì)學(xué)1第二章濕空氣性質(zhì)1.2濕空氣的物理性質(zhì)和狀態(tài)參數(shù)

濕空氣的物理性質(zhì)不僅取決于空氣的組成成分，而且還與所處的狀態(tài)有關(guān)，表示濕空氣狀態(tài)的參數(shù)稱為狀態(tài)參數(shù)，常用的狀態(tài)參數(shù)有：大氣壓力、溫度、水蒸氣分壓力Pq、密度、含濕量、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度、濕球溫度、焓1.大氣壓力地球表面單位面積上的空氣壓力稱為大氣壓力，用符號(hào)P表示，單位Pa或kPa。大氣壓力不是一個(gè)定值，它隨著各個(gè)地區(qū)海拔高度的不同而存在著差異，同時(shí)還隨著季節(jié)、天氣的變化少有變化。

第1頁(yè)/共30頁(yè)上海市海拔高度為4．5m，夏季大氣壓力為1005．3mbar，冬季大氣壓力為1025．1mbar；西安市海拔高度為396．9m，夏季大氣壓力為959．2mbar，冬季大氣壓力為978．7mbar；西寧市海拔高度為2261．2m，夏季大氣壓力為773．5mbar，冬季大氣壓力775．1mbar。第2頁(yè)/共30頁(yè)壓力相同，溫度不同，空氣的容重和密度也不同

溫度℃容重N/m3密度kg／m30│12．70

1．293512．471．2701012．241．2481512．021．2262011．801.2052511．621．1853011．431．1653511．231.1464011．051．128第3頁(yè)/共30頁(yè)2.溫度

溫度是分子動(dòng)能的宏觀結(jié)果，分子動(dòng)能越大，溫度越高。目前通用的溫標(biāo)有兩個(gè)：（1）開(kāi)爾文溫標(biāo)。也稱開(kāi)氏溫標(biāo)，用符號(hào)表示，單位為K，它是以分子熱運(yùn)動(dòng)平均動(dòng)能趨于零的溫度為起點(diǎn)，定為0K,以水的三項(xiàng)點(diǎn)溫度為定點(diǎn)，定為273.15K。（2）攝氏溫標(biāo)。用符號(hào)表示，單位為℃，它是以水的冰點(diǎn)溫度為起點(diǎn)，定為0℃，以水的沸點(diǎn)溫度為定點(diǎn)，定為100℃。

第4頁(yè)/共30頁(yè)3.水蒸氣分壓力濕空氣中，水蒸氣單獨(dú)占有濕空氣的容積，并具有與濕空氣相同的溫度時(shí)，所產(chǎn)生的壓力，稱為水蒸氣的分壓力。

濕空氣中的水蒸氣含量愈多，其分壓力就愈大，換言之，水蒸氣分壓力的大小直接反映了水蒸氣含量的多少。第5頁(yè)/共30頁(yè)4.濕空氣的密度

單位容積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，單位為㎏/m3。

（1）濕空氣比干空氣輕。（2）空氣越潮濕，水蒸氣含量越大，則空氣密度越小，大氣壓力也越低。所以，陰雨天大氣壓力比晴天低。（3）溫度越高，則空氣密度越小，大氣壓力也越低，所以，同一個(gè)地區(qū)夏天比冬天氣壓低。第6頁(yè)/共30頁(yè)5.濕空氣的含濕量

在濕空氣中，每千克干空氣所含有的水蒸氣量稱為含濕量。（1）當(dāng)大氣壓力一定時(shí)，含濕量隨著水蒸氣分壓力升高而增大，反之亦然。

（2）當(dāng)含濕量一定時(shí)，水蒸氣分壓力隨大氣壓力升高而上升，隨大氣壓力降低而下降。第7頁(yè)/共30頁(yè)6.相對(duì)濕度

濕空氣的干濕程度對(duì)于生產(chǎn)和人體生理的影響，并不單純地取決于空氣中含有水蒸氣量的多少，而是取決于空氣接近飽和的程度如何。

100%

相對(duì)濕度正是反映這種接近程度的一個(gè)狀態(tài)參數(shù)，定義為空氣中水蒸氣分壓力與同溫度下飽和水蒸氣分壓力之比。第8頁(yè)/共30頁(yè)φ愈小，則空氣飽和程度愈小，空氣愈干燥，吸水能力愈強(qiáng)；φ愈大，則空氣飽和程度愈大，空氣愈濕潤(rùn)，吸收水汽的能力愈弱。φ為100％的濕空氣是飽和濕空氣。第9頁(yè)/共30頁(yè)濕空氣的含濕量和相對(duì)濕度同為濕空氣的狀態(tài)參數(shù)，但意義卻不相同，相對(duì)濕度能夠表示空氣的飽和程度，但不能表示水蒸氣的含量；相反，濕空氣的含濕量它能表示水蒸氣的含量，卻不能夠表示空氣飽和程度。

結(jié)論：第10頁(yè)/共30頁(yè)7.濕空氣的露點(diǎn)溫度

飽和空氣的水蒸氣分壓力決定于空氣的溫度?？諝獾臏囟扔?，相應(yīng)的Pqb愈大。因此，當(dāng)空氣的溫度改變時(shí)，隨著Pqb值的變化，飽和空氣和未飽和空氣兩種狀態(tài)是可以相互轉(zhuǎn)化的。在不改變空氣壓力和含濕量的前提下，若將水蒸氣分壓力為Pq的未飽和空氣進(jìn)行冷卻，使其溫度由原來(lái)的t降低到tl，若對(duì)應(yīng)于tl的Pqb值恰與Pq值相等，則φ＝100％，該未飽和空氣就變成了飽和空氣。在含濕量不變的條件下，使未飽和空氣達(dá)到飽和狀態(tài)的溫度為露點(diǎn)溫度第11頁(yè)/共30頁(yè)如果空氣的溫度繼續(xù)下降，則飽和空氣中的水蒸氣便有一部分凝結(jié)成水滴而被分離出來(lái)，這種現(xiàn)象稱為結(jié)露

什么叫結(jié)露？第12頁(yè)/共30頁(yè)空氣結(jié)露是常見(jiàn)的一種現(xiàn)象

例如秋季凌晨樹(shù)干、葉、草皮上的露珠，冬季玻璃窗戶上的露水等，都是由于空氣接觸到冷表面后，溫度降到露點(diǎn)以下，以致達(dá)到飽和而析出凝結(jié)水的緣故。

當(dāng)空氣與低于其露點(diǎn)溫度的表面接觸時(shí)，將不僅使空氣的溫度降低，同時(shí)還有水分析出。在空調(diào)技術(shù)中，常應(yīng)用這個(gè)原理來(lái)達(dá)到使空氣冷卻減濕的目的。

第13頁(yè)/共30頁(yè)8．空氣的濕球溫度ts

濕球溫度ts，是用濕球溫度計(jì)在空氣中測(cè)量出來(lái)的溫度值。若空氣中水蒸氣達(dá)到飽和狀態(tài)，那么紗布上的水就不會(huì)汽化，則濕球溫度計(jì)的讀數(shù)就與干球溫度計(jì)相同。若空氣中的水蒸氣未達(dá)到飽和，那么濕球紗布上的水就會(huì)不斷汽化，汽化需要吸收汽化潛熱，水溫就因此而下降，所以濕球溫度一般低于干球溫度?？諝庵兴魵庠缴?，其濕球溫度越低，干、濕球溫差就越大；反之，干、濕球溫差越小，表明空氣越濕潤(rùn)。

第14頁(yè)/共30頁(yè)

9.濕空氣的焓濕空氣的焓是指每1㎏干空氣的焓和㎏水蒸氣的焓hq兩者的和，用符號(hào)h表示，單位為kJ/㎏干第15頁(yè)/共30頁(yè)2.2.1濕空氣的焓濕圖（h-d）

焓濕圖（h-d）的組成：等溫線t，等焓線h，等含濕量線d，等相對(duì)濕度線φ，水蒸氣分壓力線Pq，ε角系數(shù)線。

§2.2濕空氣的焓濕圖及其應(yīng)用第16頁(yè)/共30頁(yè)24681012141618202224262830323436384042D(g/Kg)-25-15-55152535455565758595105115125135145%RHh(KJ/Kg)65605550454035302520151050-5-10-15-20-25T-30

102030405060

Pq(102×pa)50004000200010000第17頁(yè)/共30頁(yè)

2.2.2焓濕圖的應(yīng)用

1.由兩個(gè)已知狀態(tài)參數(shù)，確定其它狀態(tài)參數(shù)。一般由t，ts（夏季）或t，φ（冬季）來(lái)確定其它狀態(tài)參數(shù)。2.濕空氣狀態(tài)變化過(guò)程在h-d

圖上的表示1）干加熱過(guò)程：等d

過(guò)程；2）干冷卻過(guò)程：等d

過(guò)程；3）噴水加濕過(guò)程：等h過(guò)程；4）吸附減濕過(guò)程：等h過(guò)程；5）噴蒸汽加濕過(guò)程：等t

過(guò)程；6）冷卻干燥過(guò)程：降溫減濕過(guò)程。第18頁(yè)/共30頁(yè)=-=+=?加熱等溫加濕絕熱加濕絕熱除濕降溫除濕e=0e=0冷卻第19頁(yè)/共30頁(yè)3.不同狀態(tài)空氣的混合過(guò)程在h-d圖上的表示狀態(tài)為A（hA，dA）的濕空氣，質(zhì)量流量為MA（kg/s）；狀態(tài)為B（hB，dB）的濕空氣，質(zhì)量流量為MB（kg/s）；混合狀態(tài)為C（hC，dC）混合后的空氣質(zhì)量流量為：MC=MA+MB根據(jù)熱平衡關(guān)系式：MA

hA+MB

hB=（MA+MB）hC根據(jù)濕平衡關(guān)系式：MAdA+MBdB=（MA+MB）dC混合后空氣焓值：hC=（MA

hA+MB

hB）/（MA+MB）混合后空氣含濕量：dC=（MAdA+MBdB）/（MA+MB）第20頁(yè)/共30頁(yè)

Mixingof

airatdifferentstate第21頁(yè)/共30頁(yè)

結(jié)論：（1）兩種不同狀態(tài)的空氣相混合，混合狀態(tài)點(diǎn)必落在這兩點(diǎn)的連線上；（2）混合狀態(tài)點(diǎn)C將線段AB分為兩段，這兩段長(zhǎng)度之比，等于參與混合的兩種空氣質(zhì)量的反比，且混合點(diǎn)靠近質(zhì)量大的空氣一端：

MA/MB=（hC-

hB）/（hA-

hC）

=（dC-dB）/（dA-dC）

=CB/AC第22頁(yè)/共30頁(yè)

第二章復(fù)習(xí)思考題2.1濕空氣是由哪些成分組成的？為什么要把含量很少的水蒸氣當(dāng)作一個(gè)重要成分來(lái)考慮？它對(duì)濕空氣的性質(zhì)產(chǎn)生什么影響？2.2天氣從晴轉(zhuǎn)陰，為什么大氣壓力要下降？為什么在同一地區(qū)冬季的大氣壓高于夏季的大氣壓？第23頁(yè)/共30頁(yè)2.3請(qǐng)解釋下列物理現(xiàn)象：①在寒冷的冬季，人在室外說(shuō)話時(shí)，為什么能看得見(jiàn)從嘴里冒出的“白氣”？②為什么浴室在夏天不像冬天那樣霧氣騰騰？③試說(shuō)明秋天早晨的霧是怎樣形成的，為什么空氣溫度一提高霧就消失了？④冬天，有些汽車把熱風(fēng)吹到司機(jī)前面的擋風(fēng)玻璃上就可以防止結(jié)霜，這是什么原因？⑤冬季室內(nèi)供暖，為什么會(huì)導(dǎo)致空氣干燥？應(yīng)采取什么措施方可使空氣濕潤(rùn)些？第24頁(yè)/共30頁(yè)2.4濕空氣的水蒸氣分壓力和濕空氣中水蒸氣飽和分壓力有什么區(qū)別？它們是否受大氣壓力的影響？2.5兩種空氣環(huán)境的相對(duì)濕度都一樣，但一個(gè)溫度高，一個(gè)溫度低，試問(wèn)從吸濕能力上看，能說(shuō)它們是同樣干燥嗎？為什么？2.6在某一空氣環(huán)境中，讓1kg溫度為t℃的水吸收空氣的熱全部蒸發(fā)，試問(wèn)此時(shí)空氣狀態(tài)如何變化？在i-d圖上又如何表示？2.7在大氣壓力變化時(shí)，濕空氣的哪些狀態(tài)參數(shù)也隨之發(fā)生變化？怎樣變化？2.8測(cè)得空調(diào)房間的干球溫度、濕球溫度和大氣壓力后，應(yīng)怎樣計(jì)算該房間空氣的含濕量、相對(duì)濕度和焓?第25頁(yè)/共30頁(yè)第二章習(xí)題2.1試求t=26℃時(shí)干空氣的密度。當(dāng)?shù)卮髿鈮毫=101325Pa。2.2已知空氣溫度t=-10℃，大氣壓力B=101325Pa，相對(duì)濕度φ=70%。試比較干空氣和濕空氣的密度。2.3已知房間內(nèi)空氣溫度t=20℃，相對(duì)濕度φ=50%，所在地區(qū)大氣壓力B=101325Pa，試計(jì)算空氣的含濕量。2.4某地大氣壓力B=101325Pa。測(cè)得當(dāng)時(shí)空氣溫度t=30℃，相對(duì)濕度φ=80%。試計(jì)算該空氣的含濕量。若空氣達(dá)到飽和狀態(tài)（φ=100%），試計(jì)算該空氣的飽和含濕量、焓和密度。

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2.5已知房間內(nèi)空氣干球溫度為20℃，相對(duì)濕度φ=55%，所在地區(qū)大氣壓力為101325Pa。如果穿過(guò)室內(nèi)的冷水管道表面溫度為8℃，那末管道表面會(huì)不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水？為什么？如有，應(yīng)采取什么措施？

2.6已知空氣的溫度t=22℃，含濕量d=8.22g/kg干，大氣壓力B=101325Pa。試計(jì)算該空氣的相對(duì)濕度和焓值。

2.7已知某地的大氣壓力B=101325Pa，溫度t=22℃，相對(duì)濕度φ=55%。試?yán)胔-d圖求空氣的濕球溫度ts和露點(diǎn)溫度tl。

第27頁(yè)/共30頁(yè)2.8已知空氣的大氣壓力為101325Pa，試?yán)胔-d圖確定下列各空氣狀態(tài)的其他參數(shù)。①t=22℃，φ=64%；②h=44kJ/kg,d=7g/kg干；③t=28℃（干球溫度），tl=22℃（露點(diǎn)溫度）；④db=14.7g/kg干(飽和含濕量)，φ=70%；⑤tl=15℃(露點(diǎn)溫度)，d=11g/kg干。2.9對(duì)于初始狀態(tài)為t=16℃，d=9g/kg干的空氣，加入總熱量Q=5.82KW,加入總濕量W=2.5kg/h(6.94×10-4kg/s)。試在h-d圖上畫出空氣狀態(tài)變化過(guò)程線。如果從空氣中減去5.82KW的熱量和2.5kg/h的濕量，此時(shí)變化過(guò)程線又如何表示?(B=