第十二章-理想氣體混合物及濕空氣講解課件

第十二章理想氣體混合物

及濕空氣MixtureofIdeal-gasandWetAir本章主要內容§12-2濕空氣的一般概念§12-1理想氣體混合物§12-3濕空氣的性質

§12-4

濕空氣的焓濕圖§12-5濕空氣的熱力過程研究對象

無化學反應的理想氣體混合物例：鍋爐煙氣CO2,CO,H2O,N2燃氣輪機中的燃氣空調工程中的濕空氣水蒸氣含量低，稀薄，當作理想氣體水蒸氣含量可變化，單獨研究§12-1理想氣體混合物一、混合氣體的成分

第i種組元氣體的質量成分：設混合氣體由1,2,3,…,i,…k種氣體組成各組元質量成分之和為1MassFraction摩爾成分molefraction設混合氣體由1,2,3,…,i,…k種氣體組成摩爾數(shù)第i種組元氣體的摩爾成分：各組元摩爾成分之和為1二、平均摩爾質量Meq和折合氣體常數(shù)Rg,eq設混合氣體的平均摩爾質量為Meq，摩爾數(shù)為n，則混合氣體質量折合氣體常數(shù)平均摩爾質量為MeqGasconstantofgasmixtureeqeq三、分壓定律和分體積定律pTVpTVpTVpTV分壓力pi壓力是分子對管壁的作用力分壓定律的物理意義混合氣體對管壁的作用力是組元氣體單獨存在時的作用力之和理想氣體模型1.分子之間沒有作用力2.分子本身不占容積

分壓力狀態(tài)是第i種組元氣體的實際存在狀態(tài)質量成分與混合物氣體常數(shù)kJ/kg.KpTVpTVpTVpTV分體積Vi分體積定律四、

混合氣體的參數(shù)計算質量，摩爾數(shù)，壓力，體積，熱力學能，焓，定壓比熱容，定容比熱容，熵總參數(shù)加和性總參數(shù)是各組元在分壓力狀態(tài)下的分參數(shù)之和（除總容積）混合物總參數(shù)的計算質量守恒摩爾數(shù)守恒

分壓定律混合物比參數(shù)的計算加權性[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各組成氣體混合氣體熱力學能混合物比參數(shù)的計算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各組成氣體混合氣體焓混合物比參數(shù)的計算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定壓比熱容[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定容比熱容熵混合物體積的計算分體積定律總體積比體積[m3/kg][m3/kmol]例12-1O2N2絕熱剛性容器中，p1,O2=0.5MPa,nO2=0.6kmol的氧氣與p1,N2=0.8MPa,nN2=0.4kmol氮氣實現(xiàn)等溫混合，試求混合氣體的壓力和混合過程的熵增。解：例12-1解答O2N2

例12-1解答混合熵增例12-1解答混合熵增

若兩種氣體皆為氧氣，混合氣體的壓力和混合熵增又為多少。

熵是狀態(tài)參數(shù)，具有可加性

不同參數(shù)的混合熵

g,i§12-2濕空氣的一般概念濕空氣研究對象空調工程中的濕空氣水蒸氣含量低，稀薄，當作理想氣體水蒸氣含量可變化，單獨研究濕空氣＝（干空氣＋水蒸氣）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DryairAtmosphericair飽和蒸汽

一、未飽和濕空氣未飽和濕空氣和飽和濕空氣過熱蒸汽水蒸氣干空氣＋過熱水蒸氣pv<ps(T)

Tspvps加入水蒸氣，pvInsaturatedair二、飽和濕空氣未飽和濕空氣和飽和濕空氣干空氣＋飽和水蒸氣pv＝ps(T)

Tsps溫度一定，不能再加入水蒸氣Saturatedair從未飽和到飽和的途徑Tspvps1、

T加水蒸氣pvab3、

pv不變，Tabaddc2、

pv，Tac結露Td露點溫度

Td=Ts(pv)三、露點Dew-point濕潤的夏天水管上常出現(xiàn)水珠?

冷水管t=20oCTsdpv=0.04bar大氣溫度t=30oCtd=28.95oC

濕空氣中所含水蒸氣的量§12-3濕空氣的性質1、相對濕度relativehumidity2、含濕量

Humidityratiodφ1、相對濕度relativehumidity＝1

飽和濕空氣

在相同的溫度下：相對濕度＝0

干空氣

0<<1

未飽和濕空氣

表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離(接近）程度

反映所含水蒸氣的飽和程度

越濕潤，吸水能力低

2、含濕量Specifichumidity

濕空氣中干空氣的量總不變，以此為計算基準

含濕量kg水蒸氣/kg干空氣？以單位質量干空氣為基準，理想混合氣體kJ/kg干空氣工程上，取0oC時3濕空氣的焓干空氣的焓水蒸氣的焓溫度t下飽和水的焓hv=0ha=0干空氣的焓4濕空氣的熵kJ/kg干空氣.K4

濕空氣的比體積m3/kg干空氣

§12-4

濕空氣的焓濕圖濕空氣的參數(shù)很多，有多少獨立的變量根據(jù)吉布斯相律組元數(shù)2pb,h,d焓濕圖相數(shù)1固定Psychrometriccharts濕空氣的焓濕圖焓濕圖的結構dhht1.等d線d=0為干空氣2.等h線人為將等h線旋轉135°135°3.等t線為正斜率的直線4.等φ線是一組向上凸的線φ=100％為飽和線。上部未飽和線，下部無意義φ=100％φ5.等pv線pv§12-5濕空氣的熱力過程

一、單純加熱或冷卻過程d不變12q加熱12放熱12’hh加熱過程簡圖二、冷卻去濕過程CoolingwithDehumidificationqd1h1d4h4d1-d4h水三、絕熱加濕過程d1h1d2h2d2-d1h水t1t2向空氣中噴水，汽化潛熱來自空氣本身，t蒸發(fā)冷卻過程絕熱加濕示意圖2dtφ向空氣中噴蒸氣，2＇四、絕熱混合過程空調工程常用方法d1d2ma2ma1ma3d3絕熱混合過程簡圖四、絕熱混合過程dh12h3h23h1d1d2ma2ma1ma3d3ma1ma2例題例題dh12已知空氣的t1=20oC，

p1=0.1MPa將其加熱至t2=50oC，后送入干燥室，從干燥室排出時t3=30oC，求：1）2）從干燥室每吸收1kg水分所需空氣量和加熱量h2h13絕熱加濕過程－等焓過程dh12d1h1d2h2d2-d1h水t1t2例題dh12h2h13根據(jù)t1=20oC，p1=0.1MPa，查圖d1=8.9g水蒸氣/kg干空氣h1=42.8kJ/kg干空氣根據(jù)d2=d1,t2=50oC查圖h2=73.5kJ/kg干空氣根據(jù)h3=h2,t3=30oC查圖d3=17.0g水蒸氣/kg干空氣思考題1處于平衡狀態(tài)的理想氣體混合氣體中，各種組成氣體可以各自互不影響地充滿整個體積，他們的行為可以與它們各自單獨存在時一樣，為什么？2理想氣體混合物中各組成氣體究竟處于什么樣的狀態(tài)？3為何陰雨天曬衣服不易干，而