《水蒸气与湿空气》课件

水蒸气与湿空气水蒸气是水的气态形式，存在于空气中湿空气是指含有水蒸气的空气，其性质与干燥空气不同课程内容介绍湿空气的性质水蒸气性质介绍•饱和水蒸气压•相对湿度•露点温度湿空气过程湿空气过程的热力学分析•加热过程•冷却过程•混合过程空气调节空气调节的基本原理•空气调节系统•空气调节装置•空气调节应用水蒸气的基本特性无色无味可压缩性水蒸气是水在气态时的形态，它与液体和固体不同，水蒸气可被是无色无味的透明气体压缩，其体积会随着压力的变化而改变热容量易凝结水蒸气具有较高的热容量，这意当温度降低或压力升高时，水蒸味着它可以吸收大量的热量而温气会凝结成液态水或固态冰度变化不大水蒸气的来源及其形成液态水蒸发1液态水在一定温度下，部分水分子获得足够的能量，克服分子间的吸引力，从液态表面逃逸，变成气态的水蒸气水蒸发的速率受温度、湿度和风速等因素的影响固态水升华2在低温环境下，固态水（冰）可以直接转化为气态的水蒸气，这被称为升华升华的速率受温度和气压的影响，在寒冷的环境中，冰的升华会使雪和冰川逐渐消失植物蒸腾作用3植物从根部吸收的水分，通过叶片的气孔蒸发到空气中，这一过程称为蒸腾作用蒸腾作用是植物水分循环的重要环节，也是植物吸收水分和养分的主要动力相对湿度的定义与计算相对湿度表示空气中水蒸气含量占饱和水蒸气含量的百分比它反映了空气中水蒸气的饱和程度，是衡量空气干燥程度的重要指标相对湿度的计算公式为相对湿度=空气中实际水蒸气压/相同温度下饱和水蒸气压×100%实际水蒸气压可以通过测量干球温度和湿球温度来确定，而饱和水蒸气压则可以通过查表或计算得到饱和水蒸气压曲线饱和水蒸气压曲线是温度与饱和水蒸气压的关系曲线，体现了不同温度下空气所能容纳的最大水蒸气量饱和水蒸气压随着温度升高而增大，这是因为温度越高，水分子运动越剧烈，更容易从液态转化为气态曲线呈现指数增长趋势，这反映了水蒸气压随温度变化的非线性关系饱和水蒸气压曲线是湿空气计算的重要依据，可以用来计算相对湿度、露点温度等参数，是进行空气调节和气象分析的重要工具湿空气的基本成分干空气水蒸气干空气主要由氮气和氧气组成，占总质量的

99.9%水蒸气是湿空气的重要组成部分，它可以存在于空气中，含量可变此外，干空气还包含少量的其他气体，如二氧化碳、氩气等水蒸气的含量会影响空气温度、湿度和密度，对人们的生活和生产活动影响很大湿空气的状态参数干球温度湿球温度相对湿度露点温度干球温度是湿空气中温度计测湿球温度是将温度计的球部包相对湿度是指湿空气中水蒸气露点温度是指湿空气冷却到饱量的温度，代表着空气的实际裹着湿布，并置于空气中，测分压与同温度下饱和水蒸气压和状态时，空气中水蒸气开始温度量其温度，代表着空气中水蒸之比，表示空气中水蒸气的含凝结成露水的温度，代表着空气的含量量气中水蒸气的含量湿空气的比焓湿空气的比焓是指湿空气在标准状态下每千克湿空气所含的热量湿空气的比焓通常用符号h表示，单位为kJ/kg焓的定义湿空气内部能量总和焓的组成干空气焓+水蒸气焓影响因素温度、湿度、气压计算公式h=ha+w*hv湿空气的比体积湿空气的比体积是指单位质量湿空气所占的体积它是湿空气状态参数之一，也是进行湿空气热力计算的重要参数1m3/kg湿空气比体积的单位

22.4L/mol理想气体在标准状况下的摩尔体积

0.02896kg/mol干空气的摩尔质量湿空气的比重湿空气的比重是指湿空气密度与标准空气密度之比标准空气密度是在0℃、

101.325kPa下的干燥空气密度，为

1.293kg/m³湿空气的比重与湿空气的温度、湿度有关温度越高，湿度越低，湿空气的密度越小，比重越小

0.

81.0比重干燥空气湿空气比重一般在

0.8到

1.0之间干燥空气的比重为

1.0湿空气的比热容湿空气的比热容是指单位质量的湿空气温度升高1℃所需的热量湿空气的比热容是一个重要的热力学参数，它与湿空气的组成和状态有关湿空气的比热容通常用符号Cp表示，单位为J/kg·℃湿空气的比热容主要取决于干空气和水蒸气的比热容，以及它们在湿空气中的比例湿空气的比容定义单位质量湿空气在标准大气压下的体积公式V=1/ρ单位m3/kg影响因素温度、湿度、压力湿空气的比容是湿空气重要的物理性质之一比容与温度、湿度和压力有关，在工程应用中，通常使用湿度表和温度计测量湿空气的比容湿空气的湿球温度湿球温度定义湿球温度测量湿球温度是指将湿球温度计放在湿球温度计的温度表示湿空气中湿空气中，当温度计表面的水膜水蒸气分压力的一个指标，可以蒸发达到热平衡时的温度反映湿空气中水蒸气的含量应用场景湿球温度在空调系统、工业生产、农业生产等领域都有广泛的应用，可以帮助人们了解和控制环境湿度干球温度、湿球温度的测量干球温度测量干球温度是指用普通温度计直接测量空气温度，不受空气湿度影响湿球温度测量湿球温度是指用湿润的温度计测量空气温度，受空气湿度影响测量工具常用的测量工具有干湿球温度计、电子湿度计等注意事项•测量时应避免阳光直射或热源影响•湿球温度计的纱布应保持湿润，但不要滴水•测量结果需根据温度计的刻度进行换算空气湿度的测量方法干湿球湿度计毛发湿度计

11.

22.利用干球温度和湿球温度之间利用毛发对湿度的敏感性，通的温差来计算相对湿度过毛发长度的变化来测量相对湿度电子湿度计露点湿度计

33.

44.利用电容、电阻等电学原理来通过测量空气冷却到露点时的测量空气中的水分含量温度来计算相对湿度湿空气的状态图湿空气的状态图是描述湿空气热力性质的图表它以干球温度和绝对湿度为坐标轴，显示了湿空气的状态参数状态图包含了饱和水蒸气压曲线，可以帮助我们理解湿空气在不同温度下的饱和状态状态图可以用来分析各种湿空气过程，例如加热、冷却、加湿、除湿等状态图还可以用来计算湿空气的比焓、比体积、比重、比热容、比容、湿球温度等参数通过状态图，我们可以更直观地了解湿空气的状态变化，并预测其在不同条件下的热力行为湿空气过程在状态图上的表示湿空气状态图是一种用于分析湿空气过程的图表，它可以帮助我们理解湿空气的状态变化和能量转换过程焓湿图1最常用的湿空气状态图湿球温度2表示湿空气的焓值干球温度3表示湿空气的温度相对湿度4表示湿空气的含湿量通过状态图，可以直观地观察到湿空气过程的各个参数的变化，例如温度、湿度、焓值等的变化趋势湿空气过程的热平衡分析湿空气过程涉及热量传递和水蒸气变化，需要分析热平衡热量输入1包括外部热源加热和水蒸气凝结释放的潜热热量输出2包括湿空气升温吸收的显热和水蒸气蒸发吸收的潜热热平衡方程3热量输入等于热量输出，保持湿空气过程的能量守恒冷却过程中水蒸气的析出降温当湿空气冷却时，温度降低，饱和水蒸气压也随之降低相对湿度当湿空气温度降低到露点温度时，空气中的水蒸气达到饱和状态，相对湿度达到100%析出如果继续冷却，空气中的水蒸气就会凝结成水滴，从空气中析出，形成露、霜或雾等现象影响因素析出的水蒸气量与冷却过程中的温度变化、初始湿空气状态等因素有关加热过程中水蒸气的吸收加热过程中，空气温度升高，水蒸气分压也随之增加空气中的水蒸气量会因此增加，吸收过程便随之完成温度上升1空气温度增加分压上升2水蒸气分压增加吸收水分3空气吸收更多水蒸气加热过程中，水蒸气吸收过程可以分为三个步骤温度上升、分压上升和吸收水分温度上升是第一步，它为水蒸气分压上升提供了基础分压上升则是第二步，它决定了空气中能够容纳的水蒸气量最后，空气吸收更多水蒸气，完成了水蒸气吸收过程混合过程中水蒸气的变化混合过程1混合过程是指将两种不同状态的湿空气混合在一起，形成新的湿空气水蒸气变化2混合过程中，水蒸气的变化取决于两种湿空气的初始状态和混合比例混合后的状态3混合后的湿空气的状态可以通过质量守恒定律和焓守恒定律计算得出等焓过程中水蒸气的变化等焓过程1焓值保持不变水蒸气变化2温度下降，相对湿度上升露点温度3相对湿度达到100%等焓过程是指湿空气在没有热量交换的情况下进行状态变化的过程在这个过程中，湿空气的焓值保持不变，但水蒸气的含量会发生变化当湿空气温度下降时，水蒸气会凝结，相对湿度会上升当相对湿度达到100%时，即达到露点温度，水蒸气会开始凝结成液态水空气调节装置的工作原理制冷循环空气过滤压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成制冷循空气过滤器可以去除空气中的灰尘、花粉、细环，通过制冷剂循环来实现降温效果菌等污染物，保证室内空气的洁净度送风系统温度控制风机将处理过的冷空气送入室内，并根据设定温控装置根据设定温度控制制冷循环的运行状温度调节风量，确保室内温度舒适态，实现自动温度调节空气调节系统的基本组成空气处理机组送风系统空气处理机组是空气调节系统的送风系统负责将处理后的空气输心脏，负责对空气进行处理，包送到各个房间或区域，并确保空括温度、湿度、清洁度等的调节气均匀分布回风系统控制系统回风系统负责将房间或区域内的控制系统负责对整个空气调节系空气收集并送回空气处理机组，统进行监控和调节，确保系统正进行循环处理常运行空气调节系统的性能指标空气调节系统的运行管理日常维护故障排除节能管理安全管理定期检查系统各部件运行状态及时处理系统故障，避免影响合理控制空调运行时间，避免定期检查系统线路和连接，确清洁滤网，防止积尘影响通舒适度过度使用保安全运行风效率记录故障现象，以便及时维修选择合适的温度设定，节约能定期检查系统是否漏水，防止定期清洗冷凝器和蒸发器，提和保养源消耗发生安全事故高制冷效率本课程的重点与难点水蒸气的性质湿空气的状态参数空气调节过程理解水蒸气的基本特性，包括饱和水蒸气压掌握湿空气的状态参数，包括干球温度、湿了解空气调节过程中的热平衡分析，包括加、相对湿度和露点温度球温度、相对湿度和焓值热、冷却、加湿和除湿本课程的思考与讨论本节课主要探讨湿空气性质及其在空气调节中的应用，引发学生对湿空气相关知识的思考例如，学生可以思考如何利用湿空气性质进行空气调节，或讨论如何优化空气调节系统本课程的总结湿空气性质本课程深入探讨了湿空气的性质和影响因素，包括温度、湿度、压力和焓等空气调节学习了空气调节的基本原理和应用，包括空调系统的设计、运行和维护等工程应用通过案例分析和实际应用，了解湿空气知识在工程领域中的应用，如空调系统设计、工业生产等。