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第十二章 理想气体混合物及湿空气 12-1 理想气体混合物 12-1 理想气体混合物 12-1 理想气体混合物 2 混合气体的成分 三种分数之间的关系 12-3 湿空气 12-3 湿空气 二 未饱和湿空气和饱和湿空气 12-3 湿空气 2 相对湿度 3 含湿量 4 湿空气的焓 5 湿空气的比体积 2 冷却去湿过程 3 绝热加湿过程 传 热 学 Heat Transfer 本章基本要求1. 熟练掌握理想混合气体的有关定律、基本概念和基本计算2. 熟练掌握湿空气的有关基本概念: 理解绝对湿度、相对湿度、 含湿量、饱和度、湿空气密度、干球温度、湿球温度、露点 温度和角系数。3. 熟练使用湿空气的焓湿图。4. 掌握湿空气的基本热力过程的计算和分析。 处理气体混合物的基本原则 1）混合气体混合物的组分都处理想气体状态，则混合气体也 处理想气体状态； 2）混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气 体质量之和及分子数之和相同。 理想气体混合物可作为Rg，eq和Meq的“某种”理想气体。 平均气体常数， 折合气体常数 平均摩尔质量， 折合摩尔质量 1 分压力定律和分体积定律 道尔顿分压定律 适用于理想气体 （1） 分压力定律 分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。 分体积定律 适用于理想气体 （2） 分体积力定律 分体积——组分气体处在与混合气体同温同压单独占有 的体积。 第 i 种组元气体的质量分数： 质量分数 设混合气体由 1, 2 , 3,…, i,… k 种气体组成 各组元质量成分之和为1 12-1 理想气体混合物 12-1 理想气体混合物 摩尔分数 设混合气体由 1, 2 , 3,…, i,… k 种气体组成 摩尔数 第 i 种组元气体的摩尔分数： 各组元摩尔成分之和为1 12-1 理想气体混合物 体积分数 设混合气体由 1, 2 , 3,…, i,… k 种气体组成 体积数 第 i 种组元气体的体积分数： 各组元体积分数之和为1 12-1 理想气体混合物 12-2 理想气体混合物的比热容、 热力学能、焓和熵 1 比热容 2 热力学能 3 焓 4 熵 12-2 理想气体混合物的比热容、 热力学能、焓和熵 定比热容 地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的其他气体组成。 干空气：完全不含水蒸气的空气。干空气可看作是不变的整体。 湿空气：干空气与水蒸气的混合物。 一　干空气和湿空气 应用：空调、通风、烘干、冷却塔、储存等。 湿空气中水蒸气分压力很低，一般处于过热状态。因此，湿空气中水蒸气也可作为理想气体计算，故而湿空气是理想气体混合物，理想气体遵循的规律有理想气体混合物的计算公式都可以应用。 湿空气＝（干空气＋ 水蒸气 ） 湿空气与一般理想混合气体的最大区别： 水蒸气的含量是变量!! 分压低（0.003~0.004MPa，一般处于过热状态，可按理想气体计算） 理想气体混合物 下标约定：a －干空气　　　　v －水蒸气 　　　　　s－饱和水蒸气　　 －无下标为湿空气参数 饱和蒸汽 饱和湿空气 1、未饱和湿空气 过热蒸汽 未饱和湿空气 水蒸气 干空气 ＋ 过热水蒸气 pv ps(T) 加入水蒸气，pv 12-3 湿空气 2、饱和湿空气 干空气 ＋ 饱和水蒸气 pv ＝ ps(T) 温度一定，不能再加入水蒸气。 12-3 湿空气 从未饱和到饱和的途径 结露 Td 露点温度 1 T 加水蒸气 2 3 4 v 三 露点 湿空气中水蒸气压力 pv 所对应的饱和温度，td=ts(pv) 。 湿润的夏天水管上常出现水珠。 干燥的冬天 pv 小，td 0.0 oC，结霜。 T 冷水管 t = 20oC pv=0.04bar 大气温度t=30oC td=28.98oC 例： 12-3 湿空气 12-4 湿空气的状态参数 1 绝对湿度 每立方米湿空气中水蒸气的质量， kg 水蒸气 / m3 湿空气 绝对湿度 = T , pv 下水蒸气的密度 ρv 数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小，如 pv = 0 .656 6 kPa，1℃时 pv = ps，无吸湿能力；10