第二章第二章湿空气的性质与处理湿空气的性质与处理知识要点知识要点
1.理解湿度的概念（绝对湿度、相对湿度、含湿量）
3.理解湿空气的焓湿图，学会使用焓湿图。
4.掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。
2.理解温度的概念（干球温度、湿球温度、露点温度）
湿空气＝（干空气＋水蒸气）
一、湿空气的组成
§
§
2-1 湿空气湿空气的组成和物理性质的组成和物理性质湿空气与一般理想混合气体的最大区别水蒸气的含量是变量!!
理想混合气体
va
pp p=+
冷却塔照片冷却塔照片二、湿空气的主要状态参数二、湿空气的主要状态参数
z压力：
压力：
?干空气的分压力＋水蒸气分压力干空气的分压力＋水蒸气分压力
z温度：
温度：
?摄氏、开氏、华氏摄氏、开氏、华氏
z湿度：
湿度：
?相对湿度、绝对湿度、含湿量相对湿度、绝对湿度、含湿量
z露点温度、干球温度、湿球温度露点温度、干球温度、湿球温度
z焓焓温温度度
z 摄氏温度：
摄氏温度：
℃
℃
z 开氏温度：
开氏温度：
k
z 华氏温度：
华氏温度：
℉
℉
? t（
（
℃
℃
）＝
）＝
T(k)-273.16
? t（
（
℃
℃
）＝
）＝
5〔
〔
t（
（
℉
℉
）
）
-32〕
〕
湿空气中所含水蒸气的量湿空气的湿度湿空气的湿度
v
v
v
p V
m
RT
=
vv
v
vv
1mp
VRTv
ρ===
1、绝对湿度每1m
3
湿空气中所含的水蒸气的质量
kg水蒸气/m
3
湿空气绝对湿度
T,p
v
下水蒸气的密度不常用
2、相对湿度
、相对湿度
φ
＝1饱和湿空气
vs
0()p pT≤≤
在相同的温度下：
v
s
p
p
φ =
相对湿度
＝0干空气
0 < < 1未饱和湿空气表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度反映所含水蒸气的饱和程度
φ
越干燥，吸水能力强
φ
越湿润，吸水能力低
3、含湿量
、含湿量湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准
v
a
m
d
m
=
含湿量
kg水蒸气/kg干空气
d
φ
水蒸气含量？
饱和蒸汽
1、未饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气过热蒸汽水蒸气干空气
＋
过热水蒸气
p
v
< p
s
(T)
加入水蒸气，p
v
2、饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气干空气
＋
饱和水蒸气
p
v
＝p
s
(T)
温度一定，不能再加入水蒸气从未饱和到饱和的途径从未饱和到饱和的途径
1、T加水蒸气
p
v
2、p
v
不变，T
3、p
v
，T
露点温度露点温度
z湿空气在含湿量湿空气在含湿量
d不变的情况下，冷却到相不变的情况下，冷却到相对湿度对湿度
φ
φ
=100%时所对应的温度，称为露时所对应的温度，称为露点温度，并用符号点温度，并用符号
t
L
表示。
表示。
结露与露点结露与露点湿润的夏天水管上常出现水珠?
干燥的冬天p
v
小，t
d
<0.0
o
C结霜？
湿球温度湿球温度干湿球温度计图5-9 干湿球温度计
t-t
w
φ
t-t
w
φ
1φ =
t = t
w
= t
s
(p
v
)
球面上蒸发热=对流热湿球温降干球温度干球温度
,湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度图5-9 干湿球温度计
1φ =
t = t
w
= t
L
1φ <
t > t
w
> t
L
湿空气的焓湿空气的焓
z焓：空气中含有的总热量。
焓：空气中含有的总热量。
z以干空气的单位质量为基准，
以干空气的单位质量为基准，
1kg干空气干空气的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和，
的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和，
单位是单位是
kJ/kg。
。
以单位质量干空气为基准
kJ/kg干空气工程上，取0
o
C时湿空气的焓湿空气的焓
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
干空气的焓
1.005
ap
hct t==
v
2501 1.863ht=+
水蒸气的焓温度t下饱和水的焓h
v
=0
h
a
=0
干空气的焓
§
§
2-2 湿空气的焓湿图与湿空气的焓湿图与热湿比热湿比湿空气的参数很多，有多少独立的变量根据相律组元数
2
p
b
,h,d
焓湿图
2rkf=?+
相数
1
3=
固定湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图
z 独立变量状态参数：大气压独立变量状态参数：大气压
B，温度
，温度
t，含
，含湿量湿量
d。
。
z 以以
B为定值，绘制二维坐标图。
为定值，绘制二维坐标图。
z 以焓为纵坐标，含湿量以焓为纵坐标，含湿量
d为横坐标。
为横坐标。
z 两者坐标之间夹角两者坐标之间夹角
135
135度
焓湿图焓湿图的的结构结构
d=0 干空气
d
h
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
2、h 线
1、d 线
h 与t很接近人为将h 旋转135度
h
135度焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
2501 1.863
0
t
h
d
t
Const
=
+
=>
3、t 线正斜率的直线
h
等干球温度线
t
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
是一组向上凸的线
h
等相对湿度线
t
()
0.622
()
s
bs
p t
d
p pt
φ
φ
=
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
4、线
φ
饱和线100%φ =
上部未饱和线下部无意义
100%φ =
φ
干空气d=0
0φ =
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
0.622
0.622
v
bv
v
b
p
d
pp
p
p
=
≈
5、线
v
p
100%φ =
φ
d
v
p
>>
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
6、露点t
d
100%φ =
φ
v
p
p
v
下饱和湿空气
1φ =
t
d
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
热湿比
100%φ =
φ
v
p
21
21
hh h
dd d
ε
Δ
==
Δ
Constε =
h-d图上为直线
0ε =
ε =∝
Ⅳ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ:
0,0hdΔ> Δ>
Ⅱ:
0,0hdΔ> Δ<
Ⅲ:
0,0hdΔ< Δ<
Ⅳ:
0,0hdΔ< Δ>
角系数：过程方向与特征
4000ε =
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
8、热湿比
100%φ =
φ
v
p
4000
1
2
4000ε =
已知初态1
过程斜率已知可确定终态
ε
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
100%φ =
φ
v
p
不同的p
b
不同的h-d图
ε
§
§
2-3 湿空气湿空气的基本热力过程的基本热力过程一、单纯加热或冷却过程
d不变
d
h
1φ =
2'
φ
1
φ
2
φ
1
2
2’
加热
1 2
21
kJ/kgqhh=?干空气放热
1 2’
2' 1
kJ/kgqh h=?干空气
h
h
二、冷却去湿二、冷却去湿过程过程
q
d
h
1φ =
2'
φ
1
φ
2
φ
1
2
2’
3
4
d
1
h
1
d
4
h
4
d
1
-d
4
h
水
[ ]
14 14
hh ddh q=+? +
水
[ ]
14 1 4
qhh ddh=
水三、绝热加湿三、绝热加湿过程过程
d
h
1φ =
1
2
d
1
h
1
d
2
h
2
d
2
-d
1
h
水
()
121 2
hddhh+? =
水
t
1
t
2
向空气中喷水，汽化潜热来自空气本身，t
蒸发冷却过程
12
hh≈
d
tφ
0ε =
四、加热加湿四、加热加湿过程过程
d
h
1φ =
1
2
d
1
h
1
d
2
h
2
d
2
-d
1
h
水
()
121 2
qh d dh h++? =
水
t
1
t
2
()
21 2 1
21
qhh d dh
hh
=
≈?
水
q
h
2
h
1
设t不变12设不变13
φ
3
h
3
12 3aa a
mmm+=
五、绝热混合五、绝热混合过程过程
11 2 2 3 3aa a
mh mh mh+=
空调工程常用方法
d
1
d
2
m
a2
m
a1
m
a3
d
3
11 2 2 33aa a
md md md+=
11 1 2
23
22
aaa
md m m
dd
mm
+
+=
132
213
a
a
mdd
mdd
=
132
213
a
a
mhh
mhh
=
32
13
dd
dd
=
32 13
32 13
hh hh
dd dd
ε
==
五、绝热混合五、绝热混合过程过程
d
h
1φ =
1
2
h
3
h
2
3
h
1
32 13 1
32 13 2
a
a
hh hh m
dd dd m
ε
===
d
1
d
2
m
a2
m
a1
m
a3
d
3
m
a1
m
a2
1.理解湿度的概念（绝对湿度、相对湿度、含湿量）
3.理解湿空气的焓湿图，学会使用焓湿图。
4.掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。
2.理解温度的概念（干球温度、湿球温度、露点温度）
湿空气＝（干空气＋水蒸气）
一、湿空气的组成
§
§
2-1 湿空气湿空气的组成和物理性质的组成和物理性质湿空气与一般理想混合气体的最大区别水蒸气的含量是变量!!
理想混合气体
va
pp p=+
冷却塔照片冷却塔照片二、湿空气的主要状态参数二、湿空气的主要状态参数
z压力：
压力：
?干空气的分压力＋水蒸气分压力干空气的分压力＋水蒸气分压力
z温度：
温度：
?摄氏、开氏、华氏摄氏、开氏、华氏
z湿度：
湿度：
?相对湿度、绝对湿度、含湿量相对湿度、绝对湿度、含湿量
z露点温度、干球温度、湿球温度露点温度、干球温度、湿球温度
z焓焓温温度度
z 摄氏温度：
摄氏温度：
℃
℃
z 开氏温度：
开氏温度：
k
z 华氏温度：
华氏温度：
℉
℉
? t（
（
℃
℃
）＝
）＝
T(k)-273.16
? t（
（
℃
℃
）＝
）＝
5〔
〔
t（
（
℉
℉
）
）
-32〕
〕
湿空气中所含水蒸气的量湿空气的湿度湿空气的湿度
v
v
v
p V
m
RT
=
vv
v
vv
1mp
VRTv
ρ===
1、绝对湿度每1m
3
湿空气中所含的水蒸气的质量
kg水蒸气/m
3
湿空气绝对湿度
T,p
v
下水蒸气的密度不常用
2、相对湿度
、相对湿度
φ
＝1饱和湿空气
vs
0()p pT≤≤
在相同的温度下：
v
s
p
p
φ =
相对湿度
＝0干空气
0 < < 1未饱和湿空气表明湿空气与同温下饱和湿空气的偏离程度反映所含水蒸气的饱和程度
φ
越干燥，吸水能力强
φ
越湿润，吸水能力低
3、含湿量
、含湿量湿空气中干空气的量总不变，以此为计算基准
v
a
m
d
m
=
含湿量
kg水蒸气/kg干空气
d
φ
水蒸气含量？
饱和蒸汽
1、未饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气过热蒸汽水蒸气干空气
＋
过热水蒸气
p
v
< p
s
(T)
加入水蒸气，p
v
2、饱和湿空气未饱和湿空气未饱和湿空气和和饱和湿空气饱和湿空气干空气
＋
饱和水蒸气
p
v
＝p
s
(T)
温度一定，不能再加入水蒸气从未饱和到饱和的途径从未饱和到饱和的途径
1、T加水蒸气
p
v
2、p
v
不变，T
3、p
v
，T
露点温度露点温度
z湿空气在含湿量湿空气在含湿量
d不变的情况下，冷却到相不变的情况下，冷却到相对湿度对湿度
φ
φ
=100%时所对应的温度，称为露时所对应的温度，称为露点温度，并用符号点温度，并用符号
t
L
表示。
表示。
结露与露点结露与露点湿润的夏天水管上常出现水珠?
干燥的冬天p
v
小，t
d
<0.0
o
C结霜？
湿球温度湿球温度干湿球温度计图5-9 干湿球温度计
t-t
w
φ
t-t
w
φ
1φ =
t = t
w
= t
s
(p
v
)
球面上蒸发热=对流热湿球温降干球温度干球温度
,湿球温度与露点温度湿球温度与露点温度图5-9 干湿球温度计
1φ =
t = t
w
= t
L
1φ <
t > t
w
> t
L
湿空气的焓湿空气的焓
z焓：空气中含有的总热量。
焓：空气中含有的总热量。
z以干空气的单位质量为基准，
以干空气的单位质量为基准，
1kg干空气干空气的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和，
的焓和与它相对应的水蒸气的焓的总和，
单位是单位是
kJ/kg。
。
以单位质量干空气为基准
kJ/kg干空气工程上，取0
o
C时湿空气的焓湿空气的焓
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
干空气的焓
1.005
ap
hct t==
v
2501 1.863ht=+
水蒸气的焓温度t下饱和水的焓h
v
=0
h
a
=0
干空气的焓
§
§
2-2 湿空气的焓湿图与湿空气的焓湿图与热湿比热湿比湿空气的参数很多，有多少独立的变量根据相律组元数
2
p
b
,h,d
焓湿图
2rkf=?+
相数
1
3=
固定湿空气的焓湿图湿空气的焓湿图
z 独立变量状态参数：大气压独立变量状态参数：大气压
B，温度
，温度
t，含
，含湿量湿量
d。
。
z 以以
B为定值，绘制二维坐标图。
为定值，绘制二维坐标图。
z 以焓为纵坐标，含湿量以焓为纵坐标，含湿量
d为横坐标。
为横坐标。
z 两者坐标之间夹角两者坐标之间夹角
135
135度
焓湿图焓湿图的的结构结构
d=0 干空气
d
h
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
2、h 线
1、d 线
h 与t很接近人为将h 旋转135度
h
135度焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
2501 1.863
0
t
h
d
t
Const
=
+
=>
3、t 线正斜率的直线
h
等干球温度线
t
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
是一组向上凸的线
h
等相对湿度线
t
()
0.622
()
s
bs
p t
d
p pt
φ
φ
=
1.005 (2501 1.863 )htd t=+ +
4、线
φ
饱和线100%φ =
上部未饱和线下部无意义
100%φ =
φ
干空气d=0
0φ =
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
0.622
0.622
v
bv
v
b
p
d
pp
p
p
=
≈
5、线
v
p
100%φ =
φ
d
v
p
>>
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
6、露点t
d
100%φ =
φ
v
p
p
v
下饱和湿空气
1φ =
t
d
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
热湿比
100%φ =
φ
v
p
21
21
hh h
dd d
ε
Δ
==
Δ
Constε =
h-d图上为直线
0ε =
ε =∝
Ⅳ
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅰ:
0,0hdΔ> Δ>
Ⅱ:
0,0hdΔ> Δ<
Ⅲ:
0,0hdΔ< Δ<
Ⅳ:
0,0hdΔ< Δ>
角系数：过程方向与特征
4000ε =
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
8、热湿比
100%φ =
φ
v
p
4000
1
2
4000ε =
已知初态1
过程斜率已知可确定终态
ε
焓湿图焓湿图的的结构结构
d
h
h
t
100%φ =
φ
v
p
不同的p
b
不同的h-d图
ε
§
§
2-3 湿空气湿空气的基本热力过程的基本热力过程一、单纯加热或冷却过程
d不变
d
h
1φ =
2'
φ
1
φ
2
φ
1
2
2’
加热
1 2
21
kJ/kgqhh=?干空气放热
1 2’
2' 1
kJ/kgqh h=?干空气
h
h
二、冷却去湿二、冷却去湿过程过程
q
d
h
1φ =
2'
φ
1
φ
2
φ
1
2
2’
3
4
d
1
h
1
d
4
h
4
d
1
-d
4
h
水
[ ]
14 14
hh ddh q=+? +
水
[ ]
14 1 4
qhh ddh=
水三、绝热加湿三、绝热加湿过程过程
d
h
1φ =
1
2
d
1
h
1
d
2
h
2
d
2
-d
1
h
水
()
121 2
hddhh+? =
水
t
1
t
2
向空气中喷水，汽化潜热来自空气本身，t
蒸发冷却过程
12
hh≈
d
tφ
0ε =
四、加热加湿四、加热加湿过程过程
d
h
1φ =
1
2
d
1
h
1
d
2
h
2
d
2
-d
1
h
水
()
121 2
qh d dh h++? =
水
t
1
t
2
()
21 2 1
21
qhh d dh
hh
=
≈?
水
q
h
2
h
1
设t不变12设不变13
φ
3
h
3
12 3aa a
mmm+=
五、绝热混合五、绝热混合过程过程
11 2 2 3 3aa a
mh mh mh+=
空调工程常用方法
d
1
d
2
m
a2
m
a1
m
a3
d
3
11 2 2 33aa a
md md md+=
11 1 2
23
22
aaa
md m m
dd
mm
+
+=
132
213
a
a
mdd
mdd
=
132
213
a
a
mhh
mhh
=
32
13
dd
dd
=
32 13
32 13
hh hh
dd dd
ε
==
五、绝热混合五、绝热混合过程过程
d
h
1φ =
1
2
h
3
h
2
3
h
1
32 13 1
32 13 2
a
a
hh hh m
dd dd m
ε
===
d
1
d
2
m
a2
m
a1
m
a3
d
3
m
a1
m
a2
