湿空气的物理性质和i-d图用法
搞清湿空气参数推导与i-d图各工况下的工程边界
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湿空气的物理性质和i-d图用法
搞清湿空气参数推导与i-d图各工况下的工程边界
什么是湿空气
上一节我们从体感切入,认识了湿空气这个暖通主角。但工程上必须把它单独拎出来——因为它的成分并不恒定:水蒸气含量会在很大范围内漂移。这是理解 i-d 图为什么存在的关键。
水是溶剂(对应干空气,量基本固定),糖是溶质(对应水蒸气,可多可少);糖的多少决定甜度——对应含湿量
绝对湿度与含湿量
上一页把湿空气拆成干空气加水蒸气,那'里面有多少水'怎么定量?两种问法给出两个量,对应不同的工程用途。
干空气=溶剂,水蒸气=溶质;d=每kg干空气溶的g数,基准稳定。
相对湿度φ
上页我们学了含湿量 d,它只告诉你空气里实际有多少水。但同样 d=10g/kg 的空气,夏天黏腻、冬天却清爽——差别不在于水多不多,而在于空气离「装不下」还差多远。
杯中水量对应 d,杯子容量对应 p_s,水位占比即 φ;升温杯子撑大,水位相对下降
焓h的定义
上一页用φ回答了湿空气『离饱和多远』,但空调冷热负荷计算时更想知道:把这团湿空气从0°C加热到t°C,总共要塞进去多少能量?答案就是焓h。
壶身升温=干空气显热,水升温=水蒸气显热,水汽化=水蒸气潜热
焓的构成图解
总焓h由三项叠加构成:1.01t显热、2500d潜热、2500基准。下图展示流向。
湿球温度原理
绝热饱和温度的概念,包扎湿纱布的温度计为何能反映湿度
露点温度定义
上一页湿球温度靠蒸发降温到饱和,今天反过来——空气本身水分不动,单纯等压降温,降到某个温度水汽恰好装不下,这个临界温度就是露点。
罐壁温度低于空气露点→水汽冷凝;露点就是'会不会结露'的那条温度线
湿球温度vs露点温度
两个名字里都带"饱和",很多人误以为是同一回事。其实一个反映蒸发冷却能力,一个锁定含湿量——搞混就会查错i-d图。
- 空气绝热加湿到饱和时的稳定温度
- 湿球温度计:湿纱布吸水+稳定气流
- 与干球温差越大,空气越干燥
- 工程上用来在i-d图上查焓h
- 等含湿量d降温到水蒸气凝结的温度
- 露点仪/冷镜法,镜面析出凝结水
- 与干球温差越大,含湿量d越小
- 工程上用来在i-d图上查含湿量d
i-d图的坐标系统
从坐标原点出发,先认两条正交轴,再看等值线如何分布,最后理解网格如何定位空气状态。
i-d图上的特性线族
四条线族构成i-d图骨架:垂直的等t线、水平的等td线、上凸的等φ线、略斜的等ts线。
读图确定空气状态
已知干球温度与湿球温度,四步在i-d图上把空气状态点定位出来。
热湿处理过程图示
加热、加湿、冷却、除湿、混风等典型过程在i-d图上的表示方法
确定机器露点
确定机器露点要把等焓冷却除湿过程画到图上——四步走完即可锁定交点。
核心概念自测
在 i-d 焓湿图上,对于未饱和空气,等焓线与等湿球温度线的关系是?
本讲要点回顾
- ✓三个独立参数确定状态,其余皆函数
- ✓i-d图五条线,每条锁定一个状态维度
- ✓过程方向比大小更重要,反映能量变化
- ✓湿球表蒸发强度,露点标含湿上限
延伸思考
先合上书,自己想三分钟再看参考答案。好问题比答案值钱。
参考答案湿球=露点→空气已饱和(φ=100%)。湿球过程含湿量只能增加或不变,饱和时增湿到极限即等于湿球温度本身,因此湿球≥露点恒成立。
参考答案沿墙厚逐层算出各点壁温与对应露点温度;若某层壁温低于室内侧露点,水蒸气就在此凝结。保温失效临界即保温层冷侧壁温≤露点。
参考答案i-d图假设理想绝热过程,忽略设备真实换热与回风混合;部分负荷、风机温升、再热工况偏差大。焓差法基于实测能量平衡,能兜住这些边界。