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湿空气焓湿图及应用 [2008-11-12]来源:正岛电器

摘要:空气调节的主要研究对象是空气,熟悉和了解空气的物理性质,是研究和解决空气调节中的各种问题的必要基础。
  
第一节 湿空气的物理性质
  
一、湿空气的组成

湿空气是指含有水蒸气的空气,完全不含水蒸气的空气称为干空气。干空气是由氮、氧、氩、二氧化碳、氖、氦和其他一些微量气体所组成的混合气体。但因于空气的组元和成分通常是一定的,可以当作一种“单一气体”。

湿空气是干空气和水蒸气的混合物。湿空气中水蒸气的含量很少,它随着气候以及产生水蒸气的来源情况变化而变化。由于水蒸气量的变化,会直接影响到人体的舒适感、工业生产过程、产品质量和设备维护。因此尽管水蒸气的含量很少,它却是影响空气物理性质的一个重要因素。

此外,在接近地面上空的湿空气中,还含有尘埃、烟雾、微生物以及废气等固态和气态污染物,它们对空气品质也会产生直接的影响,其净化处理方法在有关章节中介绍。

 二、湿空气的物理性质和状态参数

湿空气的物理性质不仅取决于它的组成成分,而且与它所处的状态有关。湿空气的状态通常用压力、温度、相对湿度、含湿量及焓等参数表示。这些参数称为湿空气的状态参数。常用的状态参数有:

   (一)压力

1.大气压力
地球表面单位面积上的空气压力称为大气压力。大气压力通常用P或B表示,单位为帕(Pa)或千帕(kPa)。
大气压力不是一个定值,它随着各地区海拔高度不同而存在差异,还随季节、气候的变化稍有变化。例如,南京市海拔高度8.9m,夏季大气压力为100400Pa,冬季大气压力为102520Pa;昆明市海拔高度1891.4m,夏季大气压力为80800Pa,冬季大气压力为81150Pa。

2.水蒸气分压力  
湿空气中,水蒸气本身的压力称为水蒸气分压力。
在热力学中,常温常压下的干空气可认为是理想气体。而湿空气中的水蒸气由于处于过热状态,而且数量很少,分压力很低,比容较大,可近似地当作理想气体。根据道尔顿分压力定,理想混合气体总压力等于各组成气体分压力之总和。对于湿空气,则有: P=Pg+Pu  

                 

水蒸气分压力大小直接反映了水蒸气含量的多少。在一定温度下,空气中的水蒸气含量越多,空气就越潮湿,水蒸气分压力越大。当湿空气中的水蒸气含量达到最大限度时,则称湿空气处于饱和状态,称为饱和空气;相应的水蒸气分压力称之为饱和水蒸气分压力,用Pab表示。

    (二)温度

空气温度是表示空气冷热程度的物理量。温度的高低用温标来衡量。空调工程中,常采用绝对温标和摄氏温标。绝对温标,符号为了,单位为K;摄氏温标,符号为t,单位为℃;这两种温标间的关系为:

                                     

          (三)密度

单位容积的空气所具有的质量称为空气的密度,用符号"表示,单位为kg/m^3。湿空气的密度等于干空气的密度pg与水蒸气的密度pq之和,即:

                                  

从上式可见,湿空气的密度随水蒸气分压力的升高而降低,因此湿空气比干空气轻。空气温度越高,空气密度越小,大气压力也越低,因此同一地区夏季比冬季气压低。
单位质量的湿空气所占有的容积称为比容,用符号”表示,单位为m^3/kg。
  
      (四)含湿量

在湿空气中,与1kg干空气同时并存的水蒸气量称为含湿量,用符号d表示,单位为kg/kg、或g/kg。计算公式为:

                   

上面公式表明:当大气压力B一定时,水蒸气分压力只取决于含湿量,水蒸气分压力愈大,含湿量也愈大。当含湿量d一定时,水蒸气分压力将随大气压力的增加而增加,随大气压的减少而减少。
 

 

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