理想混合气体和湿空气ppt课件

第七章第七章 理想混合气体和湿空气理想混合气体和湿空气 第一节第一节 理想混合气体理想混合气体 第二节第二节 湿空气湿空气 第三节第三节 湿空气的湿空气的h-dh-d图图 第四节第四节 湿空气的典型过程湿空气的典型过程根本要求：根本要求：1。熟练掌握理想混合气体的有关定律、根本概。熟练掌握理想混合气体的有关定律、根本概 念和根本计算念和根本计算2。熟练掌握湿空气的有关根本概念。熟练掌握湿空气的有关根本概念3。掌握湿空气的。掌握湿空气的h-d图图4。了解湿空气的典型过程。了解湿空气的典型过程第一节第一节 理想混合气体理想混合气体T、VPiT、P Vi 分压力和分体积 niinppppp121VppViiVppVppVVVVniniiiniin 11121)(道尔顿分压定律道尔顿分压定律VppViiniipp1 理想混合气体：由假设干不同理想气体所组成。一、道尔顿分压定律一、道尔顿分压定律二、分体积二、分体积 定律定律 亚美格分体积定律亚美格分体积定律所以，得到分体积定律 niinVVVVV1211、质量分数三、理想混合气体的分数成分：三种表示方法 知理想混合气体由n种理想气体组成，其中任一种组成气体的质量为mi，分体积为Vi，千摩尔数为ni(i=1,2,n)，那么理想混合气体的分数分别为 混合气体总质量 niimm1mmii第i种组成气体的质量分数 1i2、体积分数第i种组成气体的体积分数 VVii niinVVVVV121由1iVppVii由形状方程有ppVVpiiippii3、摩尔分数 混合气体总摩尔数 niinn1nnxii第i种组成气体的摩尔分数 1ixiix四、理想混合气体的千摩尔质量和气体常数 折合kmolkgnmM/)/(8314KkgJMR混合气体的体积分数和摩尔分数在数值上是相等的五、理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵 1、比热容对第i种组分ici理想混合气体的质量比热 容niiicc1理想混合气体的体积比热容niiicc12、热力学能、焓和熵 理想混合气体的热力学能为各组成气体热力学能之和 niniiiiumUU11niiiumUu1理想混合气体的焓和比焓 niniiiihmHH11niiihmHh1理想混合气体的熵和比熵niniiiismSS11niiismSs1*熵不仅与温度有关，而且还与熵不仅与温度有关，而且还与压力有关。由于温度为压力有关。由于温度为T的组成的组成气体单独存在于体积气体单独存在于体积V中，其分中，其分压力为压力为Pi，所以计算组成气体比，所以计算组成气体比熵的变化量时应采用其分压力熵的变化量时应采用其分压力Pi，而不是理想混合气体的压力，而不是理想混合气体的压力P，即，即niiiipiippRTTcs11212)lnln(例7-1 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300的烟气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。104.02cox052.02Ox099.02OHx745.02Nx解：根据理想气体形状方程，先求出烟气的总摩尔数TnRPVMkmolTRPVnM3854.1)273300(8314601011.06kmolnxnkmolnxnkmolnxnkmolnxnNNoHoHoococo031.13854.1745.0137.03854.1099.0072.03854.1052.0144.03854.1104.022222222kgmmmmmkgnMmkgnMmkgnMmkgnMmNoHocoNNoHoHoococo40892.2828031.1468.218137.0304.232072.0336.644144.0222222222222第二节第二节 湿空气湿空气一、干空气和湿空气一、干空气和湿空气 含水蒸汽的空气称为湿空气。完全不含有水蒸汽的空气称为干空气。湿空气是干空气与水蒸汽的混合物。干空气可视为理想气体,而存在于大气中的水蒸汽,由于其压力通常是很小的，所以它的比体积很大，分子间间隔足够远，也可以作为理想气体处置。所以，湿空气这种干空气和水蒸汽的混合物是一种特殊的理想气体混合物；其中水蒸汽的含量会由于蒸发和凝结而有所改动，这是与不凝结性气体组成的混合气体的不同之处。根据道尔顿分压定律，湿空气压力(大气压力)vabPPPPa为干空气分压力；Pv为水蒸汽分压力。二、湿空气的分类二、湿空气的分类干空气+过热蒸汽干空气+饱和水蒸汽)(tPPsv)(tPPsvpvTsPvPv PsPstTabbbaapvTsPvPv PsPstTbbaa三、湿空气的温度三、湿空气的温度 未饱和空气a可以经过三种途径成为饱和空气b，这三种途径分别对应湿空气三种不同温度：1、干球温度：ab t2、露点温度：ad tdddTd3、湿球温度：绝热饱和温度；a c twcc露点是湿空气的一个重要形状参数。在空气调理中,为了减少湿空气中水蒸汽的含量,可设法使湿空气冷却到温度低于露点,水蒸汽便以水滴方式析出。露点对柴油机的低温腐蚀以及锅炉的运转管理有较大的影响。锅炉尾部的受热面以及空气预热器的堵灰和腐蚀,就是由于受热面的金属温度低于烟气中水蒸汽和二氧化硫气体的露点之故。一旦出现结露,假设水蒸汽和二氧化硫气体凝结,在受热面上将构成硫酸、就会呵斥严重腐蚀。防止堵灰和腐蚀的主要原那么是设法防止烟气中的水蒸汽结露。四、湿空气的湿度四、湿空气的湿度1.1.含湿量含湿量 一定容积的湿空气中水蒸汽质量与干空气质量之比一定容积的湿空气中水蒸汽质量与干空气质量之比,称为称为湿空气的湿空气的“含湿量含湿量,用表示用表示,其单位为其单位为g g水蒸汽水蒸汽kgkg干空气。干空气。含湿量不是以含湿量不是以1kg1kg湿空气为计算的基准湿空气为计算的基准,而是以而是以1kg1kg干空气干空气作为计算的基准的。作为计算的基准的。含湿量了解为与含湿量了解为与1kg1kg干空气相混合的水蒸汽质量。即在干空气相混合的水蒸汽质量。即在1+0.001d1+0.001dkgkg湿空气中含有克水蒸汽。湿空气中含有克水蒸汽。kggkggmmkgkgmmdavavav/1000/1000/由于湿空气可视为理想气体,对水蒸汽和干空气分别有TRpvvvTRpaaaavavppppd6239.28181000vbvpppd 623 由上式可见,当pb一定时,湿空气的含湿量与水蒸汽分压力pv之间有着一一对应的关系,因此,当pb一定时,对湿空气加热或冷却,如坚持不变,那么pv不变。svpp 可见,不论湿空气温度如何,相对湿度表述了湿空气接近饱和空气的程度。通常所谓空气的干湿程度,是指水在其中的蒸发速率而言；相对湿度与蒸发速率直接有关:值愈大,蒸发速率愈小。sbspppd 623sbpddp623vadhhh001.0五、湿空气的焓五、湿空气的焓 1kg干空气的比焓,与0.001kg水蒸汽焓的和,称为“湿空气的比焓,用符号表示。kgkJttchpa/005.10时干空气的焓为零，温度t时干空气的焓为0 时水蒸气的焓为)/(86.1,/0.25010KkgkJCkgkJhpvkgkJthv/86.10.2501温度t时水蒸气的焓为以1kg干空气为基准的湿空气的比焓为干空气kgkJtdth/)86.10.2501(001.0005.1第三节第三节 湿空气的湿空气的-图图1.定焓线2.定含湿量线3.定温线4.定相对湿度线5.水蒸汽的饱和分压力与含湿量的关系曲线6.热湿比线干空气kgkJtdth/)86.10.2501(001.0005.1constt)86.11.2501(001.0005.1tbtabdahsbPddP)623(t =100%在最下方在最下方热热 湿湿 比比 线线dh001.0用来表示湿空气变化过程的特征和进展的方向第四节第四节 湿空气的典型过程湿空气的典型过程一、空调安装任务概略一、空调安装任务概略二、湿空气的几种典型过程二、湿空气的几种典型过程21),(2),(12211aamdhmdh；干空气质量；干空气质量hd=100%122132121213)(dmdmdmmmmmaaaaaaa)(321312ddmmddaa2132121)(hmhmhmmaaaa)(321312hhmmhhaa即32321313ddhhddhh点点3位于位于1、2两点连线上两点连线上hd=100%122313321312ddddmmaa，中点点，近点，近12111121212aaaaaammmmmm3例7-2 某船空气调理安装回风量与新风量比值ma2/ma1=4，新风形状t1=-10C，=70%，室内回风t2=20C，=50%。求混合后湿空气的形状参数。hd=100%123 湿空气经过加热湿空气经过加热器被定压加热时器被定压加热时,由于其中的水蒸由于其中的水蒸汽质量未变汽质量未变,所以所以这一过程称为定这一过程称为定含湿量过程，而含湿量过程，而且湿空气中水蒸且湿空气中水蒸汽的分压力和露汽的分压力和露点都不变。点都不变。分两种情况：分两种情况：假设冷却器壁面温度高假设冷却器壁面温度高于该湿空气的露点温于该湿空气的露点温度，度，1 12 2。假设冷却器壁面温度低假设冷却器壁面温度低于该湿空气的露点温于该湿空气的露点温度，度，1 12 23 34 4。分两种情况：分两种情况：.喷水加湿过程喷水加湿过程工程上可近似地把喷水加湿工程上可近似地把喷水加湿过程按定焓过程处置，过程按定焓过程处置，1 12 2。.喷蒸汽加湿过程喷蒸汽加湿过程工程上可近似把喷蒸汽加湿工程上可近似把喷蒸汽加湿过程按定温过程处置，过程按定温过程处置，1 13 3。1。理想混合气体的根本定律和根本概念。理想混合气体的根本定律和根本概念1道尔顿分压定律、亚美格分体积定律道尔顿分压定律、亚美格分体积定律2理想混合气体的分数质量分数、体积分数和摩尔分数理想混合气体的分数质量分数、体积分数和摩尔分数3理想混合气体的理想混合气体的M、R、C、U、h、S4理想混合气体的有关根本计算理想混合气体的有关根本计算2。湿空气的根本概念。湿空气的根本概念1湿空气干空气湿空气干空气+水蒸气、饱和湿空气、未饱和湿空气水蒸气、饱和湿空气、未饱和湿空气2干球温度、露点温度、湿球温度、水蒸气形状的干球温度、露点温度、湿球温度、水蒸气形状的P-V图和图和T-S图图3湿空气的湿度含湿量湿空气的湿度含湿量d、相对湿度、相对湿度、湿空气的焓、湿空气的焓h3。湿空气的。湿空气的h-d图定焓线、定含湿量线、定温线、定相对湿度线图定焓线、定含湿量线、定温线、定相对湿度线4。了解湿空气的典型过程混合、加热、冷却和加湿过程。了解湿空气的典型过程混合、加热、冷却和加湿过程