空气调节理论基础知识.doc

引言

第一章湿空气的物理性质及其焓湿图

参考资料:

薛殿华主编，空气调节，清华大学出版社，2000年3月

清华大学暖通教研组，空气调节根底，中国建筑工业出版社，1991年7月

郑爱平编著，空气调节工程，科学出版社，2002年8月

沈维道等合编，工程热力学，高等教育出版社，1994年

章熙民等编，传热学〔第二版〕，中国建筑工业出版社，1984年7月

连之伟等主编，热质交换原理与设备，中国建筑工业出版社，2001年9月

空气调节〔AirConditioning〕

空气调节的任务：采用技术手段，创造和满足一定要求的空气环境。

一定要求的空气环境：一般是指在某一特定空间内对其

空气温度——通过加温、降温，调节空气的温度

空气湿度——通过加湿或减湿，调节空气的湿度

空气清洁度——通过净化处理，使空气具有一定的洁净程度

空气流动速度——使空气具有一定的流动速度

〔简称“四度”〕进行调节，到达并保持满足人体舒适和工艺过程的要求。

更高要求的空气环境：除上述之外，有时还需对空气的压力、成分、气味和噪声等进行调节和控制。

关于工程热力学的几个根本概念：

理想气体与实际气体

理想气体——是一种实际上不存在的气体。就是假定该气体分子是些弹性的、不占据空间的质点，分子相互之间没有作用力。

实际气体——理想气体实质上是实际气体在压力趋近于零〔P→0〕，比容趋近于无穷大〔υ→∞〕时的极限状态。

湿空气与干空气

湿空气——是指含有水蒸汽的空气，它是干空气和水蒸汽的混合物。存在于大气中的水蒸汽，

由于其分压力通常很小，并大都处于过热状态，比热容很大，因此湿空气可按理想

气体处理。

干空气——干空气是指完全不含有水蒸汽的空气。在热力学中，常温常压下〔空调属于此范

畴〕的干空气可认为是理想气体。

绝热过程

是状态变化的任何一段微元过程中工质与外界都不发生热量交换的过程，即过程中每一瞬间都有

dq=0

整个过程与外界交换的热量当然亦为零

q=0

关于传热学的几个根本概念：

质交换

传质是在一个多组分的系统中进行的。物质的分子总是处在不规那么的热运动中，在有物质组成的二元混合物中，如果存在浓度差，由于分子的随机性，物质的分子会从浓度高处向浓度低处迁移，这种迁移称为浓度扩散或简称扩散，并通过扩散产生质交换。

产生质交换的动力

浓度差是产生质交换的动力，

温度差是传热的动力，

压力差导致压力扩散。

在没有浓度差的二元体系〔即均匀混合物〕中，如果各处存在温度差或总压力差，就会产生热

扩散或压力扩散，扩散的结果会导致浓度变化并引起浓度扩散。

质交换的两种根本方式

分子扩散——在静止的流体或垂直于浓度梯度方向作层流运动的流体以及固体中的扩散是由微

观分子运动所引起的，即为，它的机理类似于导热。

紊流扩散——在流体中由于紊流脉动〔对流运动〕引起的物质传递，即为，它比分子扩散传质

要强烈得多。

质交换的分析方法

质交换、热交换及动量交换三者在机理上是类似的，所以在分析质量交换的方法上也和热量交换及动量交换具有相同之处。

湿空气的物理性质

湿空气的物理性质

湿空气由干空气和水蒸汽组成，遵循理想气体的变化规律。

湿空气的状态参数

主要状态参数——{大气压力B，温度t，相对湿度Φ，含湿量d，焓i}

〔1〕压力P——大气压力B，B=Pg+Pq(Pa)

水蒸汽分压力Pq

饱和水蒸汽分压力Pq,b

干空气的分压力Pg

要点：

水蒸汽分压力的大小直接反映了水蒸气的含量的多少；

在一定温度下，空气中的水蒸汽含量越多，空气就越潮湿，水蒸汽分压力也越大；

湿空气中的水蒸汽含量到达最大限度时，多余的水蒸汽就会凝结成水从空气中析出；

饱和水蒸汽分压力Pq,b是温度的单值函数，也即Pq,b值仅取决于温度，温度越高，Pq,b值越大。

〔2〕温度T

绝对温标T〔K〕

摄氏温标t〔℃〕

华氏温标t〔℉〕

〔3〕湿空气的密度ρ

湿空气的密度等于干空气的密度与水蒸汽的密度之和，即

ρ=ρg+ρq=Pg/RgT+Pq/RqT

=0.003484B/T-0.00134Pq/T(kg/m3)

要点：

湿空气的密度取决于Pq值的大小，它随水蒸汽分压力Pq的升高而降低。由于Pq值相对于Pg值而言数值较小，湿空气比干空气轻；

空气越潮湿，水蒸汽含量越大，那么空气密度越小，大气压力B也越低。阴雨天气大气压力B比晴天低；

温度t越高，那么空气密度越小，大气压