第8章 湿空气
本章基本要求
理解绝对湿度、相对湿度、含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点温度和角系数等概念的定义式及物理意义。
熟练使用湿空气的焓湿图。
掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。

8.1湿空气性质
一、湿空气成分及压力
湿空气=干空气+水蒸汽

二、饱和空气与未饱和空气
未饱和空气=干空气+过热水蒸汽饱和空气=干空气+饱和水蒸汽
注意：由未饱和空气到饱和空气的途径：
1．等压降温
2．等温加压
露点温度：维持水蒸汽含量不变，冷却使未饱和湿空气的温度降至水蒸汽的饱和状态，所对应的温度。

三、湿空气的分子量及气体常数

结论：湿空气的气体常数随水蒸汽分压力的提高而增大

四、绝对湿度和相对湿度
绝对湿度：每立方米湿空气终所含水蒸汽的质量。
相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，

相对湿度反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。
思考：在某温度t下，值小，表示空气如何，吸湿能力如何；
值大，示空气如何，吸湿能力如何。
相对湿度的范围：0<<1。
应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示为

五、含温量(比湿度)
由于湿空气中只有干空气的质量，不会随湿空气的温度和湿度而改变。定义：
含湿量(或称比湿度)：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的)。
六、焓
定义：1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸汽的焓的总和

七、湿球温度
用湿纱布包裹温度计的水银头部，由于空气是未饱和空气，湿球纱布上的水分将蒸发，水分蒸发所需的热量来自两部分：
1．降低湿布上水分本身的温度而放出热量。
2．由于空气温度t高于湿纱布表面温度，通过对流换热空气将热量传给湿球。

当达到热湿平衡时,湿纱布上水分蒸发的热量全部来自空气的对流换热,纱布上水分温度不再降低，此时湿球温度计的读数就是湿球温度。

湿球加湿过程中的热平衡关系式：

由于湿纱布上水分蒸发的数量只有几克，而湿球温度计的读数又较低，在一般的通风空调工程中可以忽略不计。
因此

结论：通过湿球的湿空气在加湿过程中，湿空气是一个等焓过程。

8．2湿空气的焓湿图
一、定焓线与定含湿量线
二、定干球温度线
三、定相对湿度线
四、水蒸汽分压力线

五、热湿比
湿空气在热湿处理过程中，由初态点1变化到终态点2。
若在过程1-2中，在h-d图上热、湿交换过程1-2将是连接初态点1与终态点2的一条直线，这一条直线具有一定的斜率，称为热湿比。

表明：湿空气在热、湿交换过程1-2的方向与特点
热湿比ε在h-d图上反映了过程线1-2的倾斜度，也称角系数。

8．3湿空气的基本热力过程

一、加热过程
是干燥工程中不可缺少的组成过程之一。
二、冷却过程
三、绝热加湿过程
四、定温加湿过程
五、湿空气的混合
六、湿空气的蒸发冷却过程

本章难点
湿空气是一种理想混合气体，遵循理想混合气体的性质，但它与一般理想混合气体又有重要区别，由于湿空气中的水蒸汽分压力达到饱和压力时将引起部分水蒸汽的冷凝，湿空气中的水蒸汽的含量将随之改变，因此要注意湿空气的特殊性质：
(1)结露和露点：湿空气在定压下降温到与水蒸汽分压力相对应的饱和温度时，所出现的冷凝现象称为结露，其温度为露点，即水蒸汽分压力相对应的饱和温度为露点温度。
(2)饱和湿空气和未饱和湿空气：依据其湿空气中水蒸汽是否达到饱和状态，可划分这两类湿空气。
(3)湿空气的干球温度和湿球温度：湿空气的温度称为干球温度，用湿纱布包住水银温度计的水银柱球部时，紧贴湿球表面的饱和湿空气温度称为湿球温度。通常湿球温度低于干球温度，高于露点温度。

思考题
1．有人说，相对温度表示湿空气吸收水蒸气的能力，所以相对湿度相同时在不同温度下湿空气的能力是相同的，这种说法是否正确？说明理由。
2．湿空气的露点能否等于湿球温度？能否大于湿球温度？
3．湿空气和湿蒸气有什么不同？饱和湿空气和饱和蒸气有什么不同？
4．为什么说未饱和空气中的水蒸气处于过热状态？
5．在高温下湿空气中水蒸气分压力pw大于大气压力时，相对湿度计算公式j=pw/ps是否还适用？
6．用什么方法可使未饱和空气变为饱和空气？如果把20℃时的饱和空气在定压下加热到30℃，它是否还是饱和空气？
7．为什么说热力学湿球温度是湿空气的状态参数，而湿球温度计测得的温度值不是湿空气的状态参数？
8．冬天刮风阴天，气温为零上2℃，相对湿度为50%，在室外晾晒的湿衣服会出现什么现象？为什么？
9．在冷水塔中能把热水冷却到比大气温度还低，是否违反热力学第二定律？

作业：8-2、8-5、8-8、8-9、8-10、8-11、8-13

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