焓濕圖的應(yīng)用實例

關(guān)于焓濕圖的應(yīng)用實例第1頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

1.確定空氣狀態(tài)及查找參數(shù)根據(jù)任意兩個獨立的空氣狀態(tài)參數(shù)，就可以在焓濕圖上找到相應(yīng)的狀態(tài)點，并可判斷出空氣是處于什么狀態(tài)，還可查找出其他的狀態(tài)參數(shù)。

【例1-2】已知某日氣象臺預(yù)報的天氣溫度是30℃，相對濕度是60%。

1）在焓濕圖中標(biāo)出相應(yīng)狀態(tài)點。

2）查出該狀態(tài)空氣的其余參數(shù)。

3）畫出過此狀態(tài)點的等濕球溫度線和等露點溫度線。第2頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月【解】1)在焓濕圖上找到30℃等溫線與60%等相對濕度線的交點A。2)由過A點的45°斜線查得其焓為71kJ/kg干，過A點的垂直線查得其含濕量為16.15g/kg干，水蒸氣分壓力為25.50×102Pa。30℃圖1－5已知干球溫度和相對濕度求其他參數(shù)

16.15g/kg干25.50×102Pa71kJ/kgg第3頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月3)過A點作等濕球溫度線(其實就是等焓線并以虛線表示)，與飽和線相交于B點。由于飽和線上的干球溫度與濕球溫度相同，故B點的干球溫度也就是B點的濕球溫度,也即A點的濕球溫度為23.9℃。30℃圖1-5已知干球溫度和相對濕度求其他參數(shù)

16.15g/kg干25.50×102Pa23.9℃71kJ/kg干第4頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4)過A點作等露點溫度線(其實就是等含濕量線并以點劃線表示)，與飽和線相交于C點。由于飽和線上的干球溫度與露點溫度相同，故C點的干球溫度也就是C點的露點溫度，也是A點的露點溫度，為21.8℃。30℃圖1－5已知干球溫度和相對濕度求其他參數(shù)

16.15g/kg干25.50×102Pa23.9℃21.8℃71kJ/kgg第5頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月5)找到30℃等溫線與飽和線的交點D，D點的水蒸氣分壓力即為A點的飽和水蒸氣分壓力，其值為42.2×102Pa。30℃圖1－5已知干球溫度和相對濕度求其他參數(shù)

16.15g/kg干25.50×102Pa23.9℃21.8℃42.2×102Pa71kJ/kgg第6頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1-3】為了知道某房間內(nèi)空氣的狀態(tài)，使用一個干濕球溫度計進(jìn)行實測，測得干球溫度為30℃，濕球溫度為20℃。

求該房間內(nèi)空氣的其他參數(shù)。

【解】1)先在飽和線上找到干球溫度為20℃的狀態(tài)點B，由于B點在飽和線上，此點的干球溫度與濕球溫度相等，故B點的濕球溫度也為20℃。第7頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2)過B點，作等濕球溫度線(近似以等焓線代替)，與30℃的等溫線相交于A點，此點就是房間內(nèi)空氣的狀態(tài)點。由于A點在飽和線的上部區(qū)域，故房間空氣為未飽和空氣。3)其余參數(shù)的查找方法參見例1-2。圖1－6已知干、濕球溫度求其他參數(shù)第8頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月【例1-4】已知大氣壓力pB=101325Pa，空氣初狀態(tài)A的溫度tA=20℃，相對濕度φA＝60%。當(dāng)空氣吸收Q=10000kJ/h的熱量和W=2kg/h的濕量后，空氣狀態(tài)發(fā)生變化，變化后的焓hB=59kJ/kg干。

求空氣終狀態(tài)B?！窘狻?1)平行線法求終狀態(tài)B1)在焓濕圖上根據(jù)tA=20℃，

φA＝60％確定出空氣的初狀態(tài)點A。60％20℃100％A第9頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2)求熱濕比值

3)根據(jù)ε值在焓濕圖的標(biāo)尺上找到

ε＝5000kJ/kg的參照線，過A點作與ε＝5000kJ/kg

平行的線。第10頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月4)過程線與hB=59kJ/kg干的等焓線的交點B，就是所求的終點狀態(tài)B。5)查焓濕圖得B點的空氣其他狀態(tài)參數(shù)為

tB=28℃

φB=51%

dB=12g/kg干

hB=59kJ/kg干第11頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)輔助點法求終狀態(tài)B1)計算熱濕比

2)因為ε還可以用Δh/Δd×10－3表示，故任取Δd＝4g/kg干，則由

ε＝Δh/Δd×10－3

得

Δh=εΔd×10－3=5000×4×10－3kJ/kg干

=20kJ/kg干第12頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月3)由于空氣狀態(tài)是在吸熱、吸濕后由A變到B，因此空氣的焓和含濕量均要增大，于是分別在初狀態(tài)點A的右邊作與其相差Δd＝4g/kg干的等含濕量線和相差Δh

＝20kJ/kg干的等焓線，設(shè)兩線的交點為B′，則AB′的連線就是ε＝5000kJ/kg的空氣狀態(tài)變化過程線。4)過程線與h=59kJ/kg干的等焓線的交點B就是所求的終點狀態(tài)點B。h=59kJ/kg干59kJ/kg干B′第13頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.表示空氣的狀態(tài)變化過程空調(diào)的一個基本任務(wù)就是對空氣進(jìn)行這樣和那樣的“加工”，例如將冬季的室外冷空氣加熱；將夏季的室外熱空氣冷卻；對空氣進(jìn)行除濕或加濕等，這些對空氣的加工過程統(tǒng)稱為“熱濕處理”。熱濕處理過程中空氣的狀態(tài)要發(fā)生變化，因為空氣的每個狀態(tài)在焓濕圖上都可以用一個點來表示，而連續(xù)的點就是線，因此空氣狀態(tài)變化的情況可以在焓濕圖上用線條表示出來。

第14頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)加熱過程是等濕加熱過程或等含濕量加熱過程的簡稱。特點空氣的含濕量保持不變(dB=dA，即Δd＝0)，但溫度升高，焓增加(hB＞hA，即Δh＞0)。在焓濕圖上用垂直向上的直線A－B表示。空氣狀態(tài)變化的熱濕比值為AB100%d第15頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣通過電加熱器和熱水或蒸汽加熱器時所發(fā)生的狀態(tài)變化過程即為加熱過程。加熱器的加熱量為Q=qm(hB–hA)kw

式中qm——空氣的質(zhì)量流量，單位為kg/s。

(2)冷卻過程凡是空氣在狀態(tài)變化過程中溫度要降低的過程統(tǒng)稱為冷卻過程，按冷卻過程是否有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，冷卻過程又可分為干冷過程和濕冷過程兩種。第16頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月1)干冷過程即等濕冷卻過程或稱等含濕量冷卻過程。特點空氣的含濕量保持不變(dc=dA，即Δd＝0)，但溫度降低(不低于露點溫度)，焓減小(hc＜hA，即Δh＜0)。在焓濕圖上用垂直向下的直線A－C表示?？諝鉅顟B(tài)變化的熱濕比值為AB100%Cd第17頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調(diào)設(shè)備的表冷器、冷卻盤管時無結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，以及與溫度為tl的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為干冷過程。在干冷過程中空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量為Q=qm(hC-hA)kw2)濕冷過程又稱為減焓減濕過程。特點空氣的溫度要降低到其露點溫度以下，因此會有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生，這就意味著空氣的含濕量要減少(dc

＜dA，即Δd＜0)。第18頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月濕冷過程在焓濕圖上一般用直線A－C表示。(空氣狀態(tài)的實際變化過程是先由A點到飽和線上的C點，再保持飽和狀態(tài)由C點減含濕量變化到C點)。由于濕冷過程不僅空氣的焓要減小(Δh

＜0)，含濕量也要減少(Δd

＜0),因此其熱濕比值為AB100%CCCd第19頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月空氣通過制冷裝置的蒸發(fā)器或空調(diào)設(shè)備的表冷器、冷卻盤管時，有結(jié)露現(xiàn)象發(fā)生以及與溫度低于tl的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均為濕冷過程。濕冷過程是夏季空調(diào)中最常用的空氣熱濕處理過程。在此過程中，空氣放出的熱量也即處理空氣所需要的冷量(又稱為制冷量)為Q=qm(hA-hC)kW濕冷過程凝結(jié)出的水蒸氣量為W=qm(dA-dC)g/s第20頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

(3)等焓過程凡是空氣在狀態(tài)變化過程中焓保持不變的過程統(tǒng)稱為等焓過程或絕熱過程。按空氣在等焓變化過程中含濕量是增加還是減少，等焓過程又分為等焓加濕過程和等焓減濕過程兩種。1)等焓加濕過程特點焓不變(Δh＝0)，含濕量增加(Δd＞0)。又稱為絕熱加濕過程。在焓濕圖上用45°的直線A－D表示。AB100%CDdhCC第21頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月在等焓加濕過程中，空氣狀態(tài)變化的焓濕比值為當(dāng)往空氣中噴霧(微小水滴)加濕時，工程上把此過程當(dāng)作等焓加濕過程對待。同理，水在空氣中的自然蒸發(fā)，工程上也當(dāng)作等焓加濕過程對待?？諝饨?jīng)霧化式或自然蒸發(fā)式加濕裝置處理，或與溫度為tS的水進(jìn)行熱濕交換時的狀態(tài)變化過程均按等焓加濕過程對待。等焓加濕過程對空氣的加濕量為W=qm(dD–dA)g/s第22頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2)等焓減濕過程特點空氣的焓不變(Δh＝0)，含濕量減少(Δd＜0)，在焓濕圖上用45°直線A－E表示?？諝鉅顟B(tài)變化的焓濕比值為用固體吸濕劑(如硅膠)

處理空氣時，工程上近似按等焓減濕過程對待。該過程從空氣中除去的濕量為

W=qm(dE–dA)g/sAB100%CDEdhCC第23頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

(4)等溫加濕過程簡稱等溫過程特點空氣的溫度不變，含濕量增加，在焓濕圖上用接近水平的直線A-F表示。工程上把對空氣進(jìn)行噴蒸汽加濕處理的過程視為等溫加濕過程。該過程的加熱量為

Q=qm(hF

－h(huán)A)kW該過程的加濕量為

W=qm(dF

－dA)g/sAB100%CDEFdhtCC第24頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月加熱過程A→B冷卻過程A→C干冷過程A→C濕冷過程A→C″等焓過程等焓加濕過程A→D等焓減濕過程A→E

等溫過程A→F第25頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例1-5】考察一個等濕降溫過程，設(shè)空氣初狀態(tài)的干球溫度為33℃，含濕量為14g/kg干。

查焓濕圖，求當(dāng)空氣終狀態(tài)的干球溫度分別為33℃、28℃、21℃和19.4℃時，相應(yīng)的濕球溫度、露點溫度、相對濕度和焓。

第26頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例1-6】要使初狀態(tài)干球溫度t=33℃,濕球溫度tS=23.3℃，流量

=10000m3/h的空氣通過空氣處理裝置后，降溫到開始結(jié)露，

問需要多少制冷量？

【解】分析由于空氣降溫減焓放出的熱量，就是空氣處理裝置需要吸收的熱量，也即所要求的制冷量，因此本題實質(zhì)上是求空氣經(jīng)處理裝置處理前后的焓值變化引起的熱量變化。1)根據(jù)已知條件查焓濕圖得初狀態(tài)h1＝69kJ/kg干，終狀態(tài)h2＝55kJ/kg干第27頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2)制冷量為在求解式中，忽略了空氣質(zhì)量流量qV單位kg/s中的kg與焓h單位kJ/kg干中的kg干兩者的差別。且空氣的密度ρ取了一個“常數(shù)”

1.2kg/m3。第28頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

【例1-7】如果例1－6中，經(jīng)空氣處理裝置處理后空氣終狀態(tài)的干球溫度為19.4℃，濕球溫度為14.3℃。

求終狀態(tài)空氣的露點溫度、含濕量、焓和相對濕度，并計算處理空氣所需要的制冷量和從空氣中凝結(jié)出來的水蒸氣量(kg/h)。

【解】1)根據(jù)題給干球溫度和濕球溫度條件查焓濕圖，可得終狀態(tài)空氣的其他參數(shù)

露點溫度——11℃

含濕量——8.2g/kg干

焓——40kJ/kg干

相對濕度——60%

第29頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月2)處理空氣所需制冷量為第30頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月3)查焓濕圖得初狀態(tài)空氣的含濕量為14g/kg干，則空氣在從初狀態(tài)變到終狀態(tài)的過程中凝結(jié)出來的水蒸氣量為第31頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

例1-7與例1-6的比較同樣是把空氣從33℃冷卻降溫到19.4℃，兩者需要的能量卻相差一倍，原因在于例1－7的空氣處理過程中，有大量的水蒸氣從空氣中凝結(jié)出來，需要額外消耗大量的冷量來“吸收”水蒸氣凝結(jié)時所放出的凝結(jié)潛熱。由此可見，在進(jìn)行空氣處理時，使空氣降溫去濕所消耗的冷量要比僅使空氣降溫需要的冷量大得多。第32頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月

3.確定兩種不同狀態(tài)空氣混和后的狀態(tài)點

假設(shè)將A、B兩種狀態(tài)的空氣進(jìn)行混合，混合后的狀態(tài)為C，則根據(jù)能量守恒定律和質(zhì)量守恒定律，混合前后空氣的能量不變，水蒸氣的含量也不變，于是有第33頁，課件共37頁，創(chuàng)作于2023年2月由式(1－11)和(1-12)可分別導(dǎo)出混合后的空氣狀態(tài)參數(shù)混合后的空氣狀態(tài)點C就在A、B兩個狀態(tài)點的連線上，且分別