焓湿图的应用实例

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,焓湿图的应用,1.确定空气状态及查找参数,根据,任意两个独立的空气状态参数,，就可以在焓湿图上找到相应的状态点，并可判断出空气是处于什么状态，还可查找出其他的状态参数。,【例,1-2,】,已知,某日气象台预报的天气,温度是,30,，相对湿度是,60%,。,1）,在焓湿图中标出相应状态点。,2）,查出该状态空气的其余参数。,3）,画出过此状态点的等湿球温度线和等露点温度线。,【解】,1)在焓湿图上找到,30,等温线,与,60%,等相对湿度线,的交点,A,。,2)由过,A,点的,45,斜线查得其,焓为,71kJ/kg,干,，过,A,点的垂直线查得其,含湿量为,16.15g/kg,干,，,水蒸气分压力为2,5.5010,2,Pa,。,30,图15,已知干球温度和相对湿度,求其他参数,16.15g/kg,干,25.50102Pa,71kJ/kg,g,3)过,A,点作等湿球温度线(其实就是等焓线并以虚线表示)，与饱和线相交于,B,点,。,由于饱和线上的干球温度与湿球温度相同，故,B,点的干球温度也就是,B,点的湿球温度,也即,A,点的,湿球温度,为,23.9,。,30,图1-5,已知干球温度和相对湿度,求其他参数,16.15g/kg,干,25.50102Pa,23.9,71kJ/kg,干,4)过,A,点作等露点温度线(其实就是等含湿量线并以点划线表示)，与饱和线相交于,C,点,。,由于饱和线上的干球温度与露点温度相同，故,C,点的干球温度也就是,C,点的露点温度，也是,A,点的,露点温度，为,21.8,。,30,图15,已知干球温度和相对湿度,求其他参数,16.15g/kg,干,25.50102Pa,23.9,21.8,71kJ/kg,g,5)找到,30,等温线与饱和线的,交点,D,，,D,点的水蒸气分压力即为,A,点的,饱和水蒸气分压力,，其值为,42.210,2,Pa,。,30,图15,已知干球温度和相对湿度,求其他参数,16.15g/kg,干,25.50102Pa,23.9,21.8,42.2102Pa,71kJ/kg,g,【例1-3】,为了知道某房间内空气的状态，使用一个干湿球温度计进行实测，,测得干球温度为,30,，湿球温度为,20,。,求该房间内空气的其他参数。,【解】,1)先在,饱和线,上找到,干球温度为,20,的状,态点,B,，由于,B,点在饱,和线上，此点的干球,温度与湿球温度相等，,故,B,点的湿球温度也,为,20,。,2)过,B,点，作等湿球温度线(,近似以等焓线代替,)，与,30,的等温线,相交于,A,点，此点就是房间内空气的状态点。,由于,A,点在饱和线的上部区域，故房间空气为未饱和空气,。,3),其余参数的查找方法参见例,1-2,。,图16,已知干、湿球温度,求其他参数,【例1-4】已知,大气压力,p,B,=101325Pa，空气初状态,A,的温度,t,A,=20，相对湿度,A,60%。,当空气吸收,Q,=10000kJ/h的热量和,W,=2kg/h的湿量后，空气状态发生变化，变化后的焓,h,B,=59kJ/kg,干,。,求空气终状态,B。,【解】,(1)平行线法求终状态,B,1)在焓湿图上根据,t,A,=20,，,A,60,确定出空气的,初状态点,A,。,60,20,100,A,2)求热湿比值,3)根据,值在焓湿,图的标尺上找到,5000kJ/kg的,参照线，过,A,点作,与,5000kJ/kg,平行的线,。,4)过程线与,h,B,=59kJ/kg,干,的等焓线,的交点,B,，就是所求的,终点状态,B,。,5)查焓湿图得,B,点的空气其他状态参数为,t,B,=28,B,=51%,d,B,=12g/kg,干,h,B,=59kJ/kg,干,(2)辅助点法求终状态,B,1)计算热湿比,2)因为,还可以用,h,/,d,10,3,表示，故,任取,d,4g/kg,干,，则由,h,/,d,10,3,得,h,=,d,10,3,=5000410,3,kJ/kg,干,=20 kJ/kg,干,3)由于空气状态是在吸热、吸湿后由,A,变到,B,，因此空气的焓和含湿量均要增大，于是,分别在初状态点,A,的右边作与其相差,d,4g/kg,干,的等含湿量线和相差,h,20kJ/kg,干,的等焓线，设两线的交点为,B,，则,AB,的连线就是,5000kJ/kg,的空气状态变化过程线。,4),过程线,与,h,=59kJ/kg,干,的等焓线的交点,B,就是所求的终点状态点,B,。,h=59kJ/kg干,59kJ/kg,干,B,2.表示空气的状态变化过程,空调的一个基本任务就是对空气进行这样和那样的“加工”，例如将冬季的室外冷空气加热；将夏季的室外热空气冷却；对空气进行除湿或加湿等，这些,对空气的加工过程统称为“热湿处理”,。,热湿处理过程中空气的状态要发生变化，因为空气的每个状态在焓湿图上都可以用一个点来表示，而连续的点就是线，因此,空气状态变化的情况可以在焓湿图上用线条表示出来,。,(1)加热过程,是,等湿加热过程,或,等含湿量加热过程,的简称。,特点,空气的含湿量保持不变(,d,B,=,d,A,，即,d,0)，但温度升高，焓增加(,h,B,h,A,，即,h,0)。,在焓湿图上用,垂直向上的直线,A,B,表示。,空气状态变化的热湿比值为,A,B,100%,d,空气通过电加热器和热水或蒸汽加热器时所发生的状态变化过程即为加热过程,。,加热器的加热量为,Q,=,q,m,(,h,B,h,A,),kw,式中,q,m,空气的质量流量，单位为,kg/s,。,(2),冷却过程,凡是空气在状态变化过程中,温度要降低的过程统称为冷却过程,，按冷却过程是否有结露现象发生，冷却过程又可分为干冷过程和湿冷过程两种。,1)干冷过程,即,等湿冷却过程,或称,等含湿量冷却过程,。,特点,空气的含湿量保持不变,(,d,c,=,d,A,，即,d,0),，但温度降低,(,不低于露点温度,),，焓减小,(,h,c,h,A,，即,h,0),。,在焓湿图上用,垂直向下的直线,A,C,表示。,空气状态变化的热湿比值为,A,B,100%,C,d,空气通过制冷装置的蒸发器或空调设备的表冷器、冷却盘管时,无结露现象发生,，以及,与温度为,t,l,的水进行热湿交换,时的状态变化过程均为干冷过程。,在干冷过程中,空气放出的热量也即处理空气所需要的冷量,为,Q,=,q,m,(,h,C,-,h,A,),kw,2),湿冷过程,又称为,减焓减湿过程,。,特点,空气的温度要降低到其露点温度以下，因此会有结露现象发生，这就意味着空气的含湿量要减少,(,d,c,d,A,，即,d,0),。,湿冷过程在焓湿图上,一般用直线,A,C,表示。,(,空气状态的实际变化过程是先由,A,点到饱和线上的,C,点，再保持饱和状态由,C,点减含湿量变化到,C,点,),。,由于湿冷过程不仅空气的焓要减小,(,h,0),，含湿量也要减少,(,d,0),因此其热湿比值为,A,B,100%,C,C,C,d,空气通过制冷装置的蒸发器或空调设备的表冷器、冷却盘管时，,有结露现象发生,以及,与温度低于,t,l,的水,进行热湿交换时的状态变化过程,均为湿冷过程,。,湿冷过程是夏季空调中最常用的空气热湿处理过程。在此过程中，,空气放出的热量也即处理空气所需要的冷量,(,又称为,制冷量,),为,Q,=,q,m,(,h,A,-,h,C,)kW,湿冷过程,凝结出的水蒸气量,为,W,=,q,m,(,d,A,-,d,C,),g/s,(3)等焓过程,凡是空气在状态变化过程中,焓保持不变的过程,统称为,等焓过程,或,绝热过程,。,按空气在等焓变化过程中含湿量是增加还是减少，等焓过程又分为等焓加湿过程和等焓减湿过程两种。,1)等焓加湿过程,特点,焓不变,(,h,0),，,含湿量增加,(,d,0),。,又称为,绝热加湿过程,。,在焓湿图上,用,45,的直线,A,D,表示。,A,B,100%,C,D,d,h,C,C,在等焓加湿过程中，空气状态变化的焓湿比值为,当,往空气中喷雾,(,微小水滴,),加湿,时，工程上把此过程当作等焓加湿过程对待。同理，,水在空气中的自然蒸发,，工程上也当作等焓加湿过程对待。,空气经雾化式或自然蒸发式加湿装置处理,，或,与温度为,t,S,的水进行热湿交换,时的状态变化过程均按等焓加湿过程对待。,等焓加湿过程,对空气的加湿量,为,W,=,q,m,(,d,D,d,A,),g/s,2)等焓减湿过程,特点,空气的焓不变,(,h,0),，含湿量减少,(,d,0),，,在焓湿图上用,45,直线,A,E,表示。,空气状态变化的焓湿比值为,用固体吸湿剂,(,如硅胶,),处理空气时，工程上近,似按等焓减湿过程对待,。,该过程,从空气中除去的湿量,为,W,=,q,m,(,d,E,d,A,),g/s,A,B,100%,C,D,E,d,h,C,C,(4)等温加湿过程,简称,等温过程,特点,空气的温度不变，含湿量增加，在焓湿图上用,接近水平的直线,A-F,表示。,工程上,把对空气进行喷蒸汽加湿处理的过程视为等温加湿过程,。,该过程的,加热量,为,Q,=,q,m,(,h,F,h,A,)kW,该过程的,加湿量,为,W,=,q,m,(,d,F,d,A,),g/s,A,B,100%,C,D,E,F,d,h,t,C,C,加热,过程,A,B,冷却过程,A,C,干冷,过程,A,C,湿冷,过程,A,C,等焓过程,等焓加湿,过程,A,D,等焓减湿,过程,A,E,等温,过程,A,F,【例1-5】,考察一个,等湿降温,过程，设空气初状态的干球温度为,33,，含湿量为,14g/kg,干,。,查焓湿图，求当空气终状态的干球温度分别为,33、28、21,和,19.4,时，相应的湿球温度、露点温度、相对湿度和焓,。,【例1-6】,要使初状态干球温度,t,=33,湿球温度,t,S,=23.3,，流量,=10000m,3,/h,的空气通过空气处理装置后，,降温到开始结露,，,问,需要多少制冷量,？,【解】,分析,由于空气降温减焓放出的热量，就是空气处理装置需要吸收的热量，也即所要求的制冷量，因此本题实质上是,求,空气经处理装置处理前后的焓值变化引起的热量变化,。,1)根据已知条件查焓湿图得,初状态,h,1,69kJ/kg,干,，终状态,h,2,55kJ/kg,干,2)制冷量为,在求解式中，,忽略了空气质量流量,q,V,单位kg/s中的kg与焓,h,单位kJ/kg,干,中的kg,干,两者的差别,。且,空气的密度,取了一个“常数”,1.2kg/m,3,。,【例1-7】,如果例,16,中，经空气处理装置处理后,空气终状态的干球温度为,19.4,，湿球温度为,14.3,。,求终状态空气的露点温度、含湿量、焓和相对湿度，并计算处理空气所需要的制冷量和从空气中凝结出来的水蒸气量,(kg/h),。,【解】,1)根据题给干球温度和湿球温度条件,查焓湿 图，可得终状态空气的其他参数,露点温度,11,含湿量,8.2g/kg,干,焓,40kJ/kg,干,相对湿度,60%,2)处理空气所需制冷量,为,3)查焓湿图得初状态空气的含湿量为14g/kg,干,，则空气在从初状态变到终状态的过程中凝结出来的,水蒸气量为,例1-7与例1-6的比较,同样是把空气从,33,冷却降温到,19.4,，两者需要的能量却相差一倍，原因在于例17的空气处理过程中，有,大量的水蒸气从空气中凝结出来，需要额外消耗大量的冷量来“吸收”水蒸气凝结时所放出的凝结潜热,。,由此可见，在进行空气处理时，使空气,降温去湿所消耗的冷量要比,仅使空气,降温需要的冷量大得多。,3.确定两种不同状态空气混和后的状态点,假设将,A,、,B,两种状态的空气进行混合，混合后的状态为,C,，则,根据能量守恒定律和质量守恒定律,，,混合前后空气的能量不变，水蒸气的含量也不变,，于是有,由式,(1,11),和,(1-12),可分别导出混合后的空气状态参数,混合后的空气状