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空气过滤器基础知识之湿空气的性质
资料来源:广州启绿空气净化设备有限公司   日期:2011-12-01   人气:   标签:
空气过滤器基础知识之湿空气的性质,常压下将绝干空气和其中的水蒸气的温度提高所需要的热量,称为湿空白的比热,简称湿热蒸气的总体积称为湿空气的比容或湿容积,用普通温度计测得的湿空气温度为其真实温度,称为干球温度,用符号t表示,单位为℃或K。,右侧的玻璃温度计感温体(水银球)用湿纱布包裹,纱布下端浸在水中,以保证纱布一直处于充分润湿状态,这样测得的温度为湿空气的湿球温度,用表示,单位为℃或K
湿空气的比容vH

单位质量绝干空气中所具有的空气及水蒸气的总体积称为湿空气的比容或湿容积,常压下,即:                 (8-6)   

式中vH-湿空气的比容,m3/kg绝干气;

H-湿空气的温度,kg水/kg绝干气;

t-温度,℃。

由式(8-6)可知,在常压下,湿空气的比容随湿度H和温度t的增大而增大。

湿空气的比热容

常压下将绝干空气和其中的水蒸气的温度提高所需要的热量,称为湿空白的比热,简称湿热,高效空气过滤器即:


(8-7)

式中 cH-湿空气的比热,kJ/(kg绝干空气-℃);

cg-绝干空气的比热,1.01kJ/(kg绝干空气-℃);

cv-水蒸气的比热,1.88kJ/ (kg绝干空气-℃)。

湿空气的焓IH。

湿空气的焓为其中单位质量绝干空气的焓及所含水蒸气的焓之和。即:

(8-8)

式中 IH-湿空气的焓 ,kJ/(kg绝干空气);

Ig-绝干空气的焓 ,kJ/(kg绝干空气);

Iv-水蒸气的焓 ,kJ/(kg绝干空气)。

上述焓值是以干空气和液态水在0℃下的焓为零作为基准。绝干空气的焓就是其显热,而水蒸气的焓则应包括水在0℃下的气化潜热及水气在0℃以上的显热。

对于温度为、湿度为的空气,其焓值计算如下,即:

(8-9)

式中r0-0℃时的水蒸气的潜热,其值为2490kJ/kg
干球温度t

用普通温度计测得的湿空气温度为其真实温度,称为干球温度,用符号t表示,单位为℃或K。
露点td

将不饱和的空气在总压和湿度不变的情况下冷却至饱和状态时对应的温度,称为该空气的露点,以符号td表示,单位为℃或K。在露点时,原湿空气的水蒸气分压等于露点下饱和水蒸气压,此时空气的湿度为饱和湿度。由式(9-3)可得:

                          (8-10)

式中  ——湿空气的饱和湿度,kg水气/(kg绝干空气); 

——露点下水的饱和蒸气压,Pa

整理上式(8-10)可得:
湿度(湿含量)H

湿空气中所含的水蒸气的质量与绝干空气的质量之比,称为空气的湿度,又称湿含量或绝对湿度,简称湿度,以符号H表示它可表示为:

               (8-1)

式中 H——湿空气的湿度,kg水气/kg绝干空气;

   MV——kg/ kmol;

   Mg——­­绝干空气的摩尔质量,kg/ kmol;­

ng——绝干空气的千摩尔,kmol;

nv——水气的摩尔数, kmol。

常压下湿空气可视为理想气体混合物,根据道尔顿分压定律,理想气体混合物中各组分的摩尔比等于分压比,则式(8-1)可表示为:

                       (8-2)

式中 p——水蒸气的分压,Pa;

   P——湿空气的总压,Pa。

   由式(8-2)可知湿度是总压和水气分压的函数。当总压一定时,则湿度仅由水蒸气分压所决定,湿度随水气分压的增加而增大。

当湿空气的水蒸气分压等于同温度下水的饱和蒸气压时,表明湿空气呈饱和状态,此时空气的湿度称为饱和湿度Hs,即:

                            (8-3)

  式中 Hs——湿空气的饱和湿度,kg水气/(kg绝干空气); 
相对湿度百分数  

在一定总压下,湿空气中的水气分压与同温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数,称为相对湿度百分数,简称相对湿度,符号为 ,即:

                           (8-4)

相对湿度可以用来衡量湿空气的不饱和程度。 =100%时,湿空气中水气分压等于同温度下水的饱和蒸气压,湿空气的水蒸气已达到饱和,不能再吸收水分。相对湿度小于100%的湿空气能作为干燥介质。&值愈小,表明湿空气偏离饱和程度越远,吸收水气的能力越强。由此可见空气的湿度H仅表示空气中水气含量,而相对湿度 值能反应出湿空气吸收水气的能力。

若将式8-4代入式8-2,可得:

             (8-5)

由上式可知,在一定的总压下相对湿度 与湿度H及饱和蒸汽压ps有关,而ps又与温度有关,因此,只要知道湿空气的温度和湿度,就可以计算出相对湿度。

                (8-11)

在确定湿空气的露点td时,将湿空气的湿度及总压代入式(8-11)求得下的饱和蒸汽压,由饱和水蒸气表查出的对应温度即为该湿空气的露点td。

湿球温度tw

,右侧的玻璃温度计感温体(水银球)用湿纱布包裹,纱布下端浸在水中,以保证纱布一直处于充分润湿状态,这样测得的温度为湿空气的湿球温度,用表示,单位为℃或K。

湿球温度tw实质上是湿空气与湿纱布之间传质和传热达稳定时湿纱布中水的温度,由湿球温度的原理可知,空气的湿球温度tw总是低于。tw与t差距愈小,表明空气中的水分含量愈接近饱和。

湿球温度的工程意义在于:在干燥过程中恒速干燥阶段时湿球温度即是湿物料表面的温度。

绝热饱和温度
绝热饱和温度是不饱和的湿空气与大量水相接触,在绝热条件下空气被水汽所饱和时空气的温度。在空气绝热增湿过程中,空气的降温增湿过程是一等焓过程。

绝热饱和温度 和湿球温度 是两个完全不同的概念,但两者都是湿空气状态(t和H)的函数。

实验测定证明,对空气-水系统,可以近似认为绝热饱和温度 与湿球 数值相等,而湿球温度比较容易测定。

由以上讨论可知,湿空气的湿度H主要通过测定干球温度t、湿球温度tw、露点温度后计算得到。三个温度之间的关系如下:

对于不饱和湿空气              t>tw>td

对于饱和湿空气               t=tw=td

【例8-1】已知湿空气的总压为101.325 kPa,相对湿度为50%,干球温度为20℃。试求:

(1) 湿度;(2) 水蒸气分压p; (3) 露点td ;(4) 焓I;(5) 如将500kg/h干空气预热至117℃,求所需热量Q;(6) 每小时送入他预热器的湿空气体积V

解:p=101.325kPa, t=20℃,由饱和水蒸气表查得,水在20℃时的饱和蒸汽压为=2.34kPa

(1) 湿度H


(2) 水蒸气分压p

p==0.50×2.34=1.17kPa

(3) 露点

露点是空气在湿度H 或水蒸气分压P不变的情况下,冷却达到饱和时的温度。所以可由p=1.17kPa查饱和水蒸气表,得到对应的饱和温度

=9℃

(4) 焓I

I=(1.01+1.88H)t+2492H=(1.01+1.88×0.00727)×20+2492×0.00727=38.6KJ/Kg干空气

(5) 热量Q

Q =500×(1.01+1.88×0.00727)×(117-20)=4966KJ/h=13.8kw

(6) 湿空气体积V


资料编者:空气过滤器_高效过滤器_初效过滤器http://www.gd-klc.com/


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