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文件名称:工程热力学湿空气课件.pptx
文件大小:9.54 MB
总页数:27 页
更新时间:2025-06-04
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工程热力学湿空气课件

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目录

湿空气的基本概念

湿空气的工程应用实例

湿空气的热力学参数

湿空气的状态变化

湿空气的热力学图表

湿空气的处理过程

湿空气的基本概念

湿空气的定义

湿空气由干空气和水蒸气组成,干空气主要包含氮气和氧气,水蒸气则来自蒸发的水。

湿空气的组成

湿空气的热力学参数如比湿、露点温度和相对湿度,是描述湿空气状态的重要指标。

湿空气的热力学参数

湿空气的性质包括温度、压力、湿度等,其中湿度反映了空气中水蒸气的含量。

湿空气的性质

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湿空气的组成

水蒸气分压力

干空气质量分数

湿空气中干空气的含量,通常以质量分数表示,是理解湿空气性质的基础。

湿空气中的水蒸气分压力决定了空气的湿度水平,对工程热力学计算至关重要。

水蒸气含量

水蒸气含量是指单位体积或质量湿空气中所含水蒸气的量,影响空气的热力学性质。

湿空气的性质

湿空气的密度受温度和湿度影响,温度升高或湿度增加都会导致密度降低。

湿空气的密度

湿空气的比热容比干空气大,因为水蒸气的比热容高于空气,影响热能的传递。

比热容

湿空气的导热系数随着水蒸气含量的增加而增大,影响热交换效率。

导热系数

露点温度是湿空气中水蒸气凝结成露的临界温度,是评估湿度的重要参数。

露点温度

湿空气的热力学参数

温度和压力参数

湿球温度反映了湿空气的冷却能力,是通过蒸发水分来降低温度的指标。

湿球温度

大气压力影响湿空气的密度和热容量,是计算湿空气热力学性质的基础之一。

大气压力

露点温度是湿空气达到饱和状态时的温度,是判断空气湿度的重要参数。

露点温度

比热容和焓值

湿空气的比热容是衡量单位质量湿空气温度变化所需热量的物理量,对工程热力学分析至关重要。

湿空气的比热容

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焓值是湿空气热力学状态的一个参数,表示单位质量湿空气的总热含量,计算涉及温度和湿度。

焓值的定义与计算

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湿空气的比热容与焓值之间存在直接关系,通过比热容可以计算湿空气在不同状态下的焓值变化。

比热容与焓值的关系

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湿度参数

绝对湿度是指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量,通常以克/立方米表示。

绝对湿度

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02

相对湿度是空气中水蒸气分压与同温度下饱和水蒸气分压的比值,以百分比表示。

相对湿度

03

露点温度是指空气达到饱和状态时的温度,此时空气中的水蒸气开始凝结成露珠。

露点温度

湿空气的状态变化

等温过程

在等温过程中,湿空气的比热容、焓值和熵等热力学性质会随着湿度的变化而变化,但温度保持恒定。

等温过程中湿空气的热力学性质

通过冷却湿空气至露点以下,使部分水蒸气凝结成水滴排出,湿空气的湿度降低,温度不变。

湿空气的等温减湿

在等温条件下,向湿空气中加入水蒸气,湿空气的相对湿度增加,但温度保持不变。

湿空气的等温加湿

绝热过程

绝热过程是指系统与外界没有热量交换的过程,湿空气在绝热膨胀或压缩时温度会发生变化。

绝热过程的定义

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在绝热过程中,湿空气的内能变化等于对外做的功,遵循能量守恒定律。

绝热过程中的能量守恒

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例如,气球在快速膨胀时,内部空气温度下降,这一现象体现了绝热冷却效应。

绝热过程的实例

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湿空气混合过程

湿空气混合时,由于温度和湿度的不同,焓值会发生变化,影响混合后的空气状态。

混合前后湿空气的焓值变化

湿空气混合是一个不可逆过程,混合后的熵值会增加,这反映了系统无序度的提高。

混合过程中湿空气的熵增

混合不同温度和湿度的湿空气可能导致露点的变化,进而影响空气的饱和状态。

混合湿空气的露点变化

湿空气的热力学图表

湿空气图表的种类

温湿图结合了温度与熵的关系,用于描述湿空气的热力学过程,便于理解能量转换。

温湿图(T-s图)

湿度图是工程中常用的图表,它显示了湿空气的温度、湿度、焓等参数之间的关系,对空调系统设计至关重要。

湿度图(Psychrometricchart)

压焓图展示了湿空气的压力与焓的关系,是工程热力学中分析湿空气状态变化的重要工具。

压焓图(Mollier图)

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图表的使用方法

图表能够帮助工程师分析湿空气在不同过程(如加热、冷却、加湿、减湿)中的变化情况。

通过图表可以读取湿空气的比焓、比熵等参数,为工程设计提供重要数据。

利用湿球温度和干球温度在图表上确定湿空气的状态点,以分析其热力学性质。

确定湿空气状态点

读取热力学参数

分析过程变化

图表在工程中的应用

利用热力学图表,工程师可以快速确定湿空气的状态点,如温度、湿度等,为系统设计提供依据。

确定湿空气状态点

通过图表,工程师可以优化热力系统的运行参数,提高能效,减少能源消耗,降低成本。

优化热力系统设计

图表帮助工程师分析湿空气在不同热力过程中的能量转换,如加热、冷却、加湿或除