第8章 濕空氣
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、干球溫度、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過程的計算和分析。

8.1濕空氣性質
一、濕空氣成分及壓力
濕空氣=干空氣+水蒸汽

二、飽和空氣與未飽和空氣
未飽和空氣=干空氣+過熱水蒸汽飽和空氣=干空氣+飽和水蒸汽
注意：由未飽和空氣到飽和空氣的途徑：
1．等壓降溫
2．等溫加壓
露點溫度：維持水蒸汽含量不變，冷卻使未飽和濕空氣的溫度降至水蒸汽的飽和狀態，所對應的溫度。

三、濕空氣的分子量及氣體常數

結論：濕空氣的氣體常數隨水蒸汽分壓力的提高而增大

四、絕對濕度和相對濕度
絕對濕度：每立方米濕空氣終所含水蒸汽的質量。
相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度的比值，

相對濕度反映濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度。
思考：在某溫度t下，值小，表示空氣如何，吸濕能力如何；
值大，示空氣如何，吸濕能力如何。
相對濕度的范圍：0<<1。
應用理想氣體狀態方程，相對濕度又可表示為

五、含溫量(比濕度)
由于濕空氣中只有干空氣的質量，不會隨濕空氣的溫度和濕度而改變。定義：
含濕量(或稱比濕度)：在含有1kg干空氣的濕空氣中，所混有的水蒸氣質量稱為濕空氣的)。
六、焓
定義：1kg干空氣的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的總和

七、濕球溫度
用濕紗布包裹溫度計的水銀頭部，由于空氣是未飽和空氣，濕球紗布上的水分將蒸發，水分蒸發所需的熱量來自兩部分：
1．降低濕布上水分本身的溫度而放出熱量。
2．由于空氣溫度t高于濕紗布表面溫度，通過對流換熱空氣將熱量傳給濕球。

當達到熱濕平衡時,濕紗布上水分蒸發的熱量全部來自空氣的對流換熱,紗布上水分溫度不再降低，此時濕球溫度計的讀數就是濕球溫度。

濕球加濕過程中的熱平衡關系式：

由于濕紗布上水分蒸發的數量只有幾克，而濕球溫度計的讀數又較低，在一般的通風空調工程中可以忽略不計。
因此

結論：通過濕球的濕空氣在加濕過程中，濕空氣是一個等焓過程。

8．2濕空氣的焓濕圖
一、定焓線與定含濕量線
二、定干球溫度線
三、定相對濕度線
四、水蒸汽分壓力線

五、熱濕比
濕空氣在熱濕處理過程中，由初態點1變化到終態點2。
若在過程1-2中，在h-d圖上熱、濕交換過程1-2將是連接初態點1與終態點2的一條直線，這一條直線具有一定的斜率，稱為熱濕比。

表明：濕空氣在熱、濕交換過程1-2的方向與特點
熱濕比ε在h-d圖上反映了過程線1-2的傾斜度，也稱角系數。

8．3濕空氣的基本熱力過程

一、加熱過程
是干燥工程中不可缺少的組成過程之一。
二、冷卻過程
三、絕熱加濕過程
四、定溫加濕過程
五、濕空氣的混合
六、濕空氣的蒸發冷卻過程

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，由于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)濕空氣的干球溫度和濕球溫度：濕空氣的溫度稱為干球溫度，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。通常濕球溫度低于干球溫度，高于露點溫度。

思考題
1．有人說，相對溫度表示濕空氣吸收水蒸氣的能力，所以相對濕度相同時在不同溫度下濕空氣的能力是相同的，這種說法是否正確？說明理由。
2．濕空氣的露點能否等于濕球溫度？能否大于濕球溫度？
3．濕空氣和濕蒸氣有什么不同？飽和濕空氣和飽和蒸氣有什么不同？
4．為什么說未飽和空氣中的水蒸氣處于過熱狀態？
5．在高溫下濕空氣中水蒸氣分壓力pw大于大氣壓力時，相對濕度計算公式j=pw/ps是否還適用？
6．用什么方法可使未飽和空氣變為飽和空氣？如果把20℃時的飽和空氣在定壓下加熱到30℃，它是否還是飽和空氣？
7．為什么說熱力學濕球溫度是濕空氣的狀態參數，而濕球溫度計測得的溫度值不是濕空氣的狀態參數？
8．冬天刮風陰天，氣溫為零上2℃，相對濕度為50%，在室外晾曬的濕衣服會出現什么現象？為什么？
9．在冷水塔中能把熱水冷卻到比大氣溫度還低，是否違反熱力學第二定律？

作業：8-2、8-5、8-8、8-9、8-10、8-11、8-13

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