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焓湿图及应用

来源:暖通空调在线论坛 时间:2020-04-03
 湿空气是干空气及一定量的水蒸气的混合物,湿空气中的水蒸气含量虽然较少,但其变化对环境产生重要影响研究湿空气中水蒸气含量的变化在空气调节中占有重要地位。将湿空气各种参数之间的关系用图线表示,制成焓湿图,应用甚为方便。平面图上的状态点只有两个独立参数,所以湿度图常在一定总压力下,再选定两个独立参数为坐标制作。

1.焓湿图基本参数(八参):
a. 干球温度:就是用干球温度计测出的空气温度。
b. 湿球温度:就是用湿球温度计测出的空气温度。也就是说将温度计的水银球用浸水的纱布包裹起来,所测得的稳定的空气温度。从理论来说,湿球温度就是室内放置一盆水,水吸收空气中的热量后部分水蒸发成水蒸汽释放到空气中, 增加空气的潜热, 而空气失去了热量,温度降低失去了空气的显热。当这一热湿交换达到平衡以后,空气所得的潜热(水蒸汽)和所失的显热(温度降低)达到平衡后,其空气的总热量(焓值)不变时,此时的水面空气的温度就是空气的湿球温度<即增加的潜热等于失去的显热时>。湿球温度也就是相对湿度100%时的饱和温度。
c. 相对湿度:空气中实际的水蒸汽的分压力与同温度下饱和状态空气的水蒸汽的分压力之比。饱和水蒸汽的分压力为100%。
d. 饱和水蒸汽的分压力:空气中的水蒸汽不断增加达到饱和时,空气中的水蒸汽就会凝结成水由空气中分离出来,此时的温度为饱和温度,其相对湿度达到100%。
e. 露点温度:是在一定大气压力的条件下,某含湿量下的未饱和空气因温度不断地降低,
相对湿度不断增加,达到饱和状态空气中的水蒸汽凝结成水珠,从空气中分离出来时的温度叫露点温度。也就是空气中的水蒸汽分压力随空气温度降低不断升高,达到饱和状态(100%)时的温度叫露点温度。

f.含湿量:即环境空气中1kg干空气所含有水蒸汽的质量(g) 。
g.热湿比ε线:空调房间内的全热负荷与全湿负荷之比。

h.焓值:热力学系统中的表示能量状态的参数。

 

2.焓湿图的基本等值线(五线)

等温线:水平线

等焓线:与x轴正半轴成135度角

等含湿量线(等湿度线):竖直线

等相对湿度线:曲线,越靠右下约接近100%

热湿比线:如有A状态的湿空气,其热量变化为+Q(kJ/s或kJ/h),湿量变化为+W(kg/s或kg/h),则ε= +Q / +W

具体可参见下图。

 

3.焓湿图的空气处理过程
在焓湿图上可以划出空气调节系统中各种空气处理的过程线,并且可以在线算图上查出各种空气处理过程的空气参数和各种所需用量。
a. 等湿加热:空气含湿量不变条件下的加热。环境空气的干球温度升高,相对湿度降低。

如:空气处理中用热水和蒸汽为热源的热交换器加热、电加热器的加热。ε为正的无穷大过程图线。

b. 等湿降温:空气含湿量不变条件下的降温。环境空气的干球温度降低,相对湿度增加但并未到露点,没有水凝结出来。

如:空气处理中的干表冷器。即送入表冷器中的冷冻水的初温高于空气露点。此时ε为负无穷大的过程线。

c. 等焓加湿:空气的焓值不变条件下的加湿。即空气和水直接并充分地进行热交换的过程。水吸收空气中的热量后部分水被蒸发成水蒸汽进入空气,空气失去热量温度下降。最终达到空气失去的热量等于空气中增加的水蒸汽的含热量。其空气的总热量(焓值)不变。过程线是135º线,ε=0。

如:空气处理过程中淋水室(淋循环水)湿膜加湿、高压喷雾加湿、超声波加湿等加湿的过程线。

d. 等焓减湿:空气的温度不断升高含湿量不断降低的过程。固体化学去湿的过程就是生温去湿的过程。即:固体吸湿剂吸收空气中的水分发生化学反应放热使空气温度升高,绝对含湿量降低,相对湿度也降低。过程线近似等焓线。

如分子筛、氯化锂、硅胶等固体吸湿就是生温去湿过程。

e.等温加湿:空气干球温度不变条件下的加湿。向空气中喷入水蒸汽的过程就是等温加湿过程。空气的温度维持不变,直接将水蒸汽喷入空气变成空气中的水蒸汽。

如空气处理中常用的喷蒸汽、喷干蒸汽电极式、电热式的加湿器。

f.降温去湿(降温干燥) :空气的温度降低同时含湿量也减低的空气处理过程。向空气中喷淋低于空气露点的冷冻水,或将低于空气露点的冷冻水(冷媒)通入表面冷却器,与空气接触后,使空气温度降低而且还使空气中的水蒸汽遇冷凝结成水滴从空气中分离出来,使空气的温度降低,绝对含湿量减少。这是空气处理中最常用的降温去湿的方法,也是冷冻去湿的方法。

如向空气中喷淋液体吸湿剂的处理过程也是降温去湿减焓过程,但工程中很少应用。

通过焓湿图,可以确定湿空气的状态参数点,而且可以非常直观地表示出湿空气的状态变化过程,这样便于分析计算湿空气的处理过程,根据状态公理,湿空气状态的各种参数,如:干球温度,湿球温度,露点温度,相对湿度,含湿量和焓值等之间都是相互关连的,只要知道其中的两,三个参数在焓湿图上就可以确定湿空气的状态点。方便进行暖通的设计计算。

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(责任编辑:pppp1221)

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