湿空气焓湿图及应用

湿空气焓湿图及应用

　　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。