第七章理想混合气体和湿空气.ppt
第七章 理想混合气体和湿空气,第一节 理想混合气体 第二节 湿空气 第三节 湿空气的h-d图 第四节 湿空气的典型过程,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 3。掌握湿空气的h-d图 4。了解湿空气的典型过程,第一节 理想混合气体,T 、VPi T、 P Vi,分压力和分体积,道尔顿分压定律,理想混合气体：由若干不同理想气体所组成。,一、道尔顿分压定律,二、分体积 定律,（亚美格分体积定律）,所以，得到分体积定律,1、质量分数,三、理想混合气体的分数（成分：三种表示方法）,已知理想混合气体由n种理想气体组成，其中任一种组成气体的质量为mi ，分体积为Vi，千摩尔数为ni(i=1,2,n)，则理想混合气体的分数分别为,混合气体总质量,第i种组成气体的质量分数,2、体积分数,第i种组成气体的体积分数,由,由状态方程有,3、摩尔分数,混合气体总摩尔数,第i种组成气体的摩尔分数,四、理想混合气体的千摩尔质量和气体常数 （折合）,（混合气体的体积分数和摩尔分数在数值上是相等的）,五、理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵,1、比热容,对第i种组分,理想混合气体的质量比热 容,理想混合气体的体积比热容,2、热力学能、焓和熵,理想混合气体的热力学能为各组成气体热力学能之和,理想混合气体的焓和比焓,理想混合气体的熵和比熵,* 熵不仅与温度有关，而且还与压力有关。因为温度为T的组成气体单独存在于体积V中，其分压力为Pi，所以计算组成气体比熵的变化量时应采用其分压力Pi ，而不是理想混合气体的压力P，即,例7-1 某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300的烟气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。,解： 根据理想气体状态方程，先求出烟气的总摩尔数,第二节 湿空气,一、干空气和湿空气,含水蒸汽的空气称为湿空气。完全不含有水蒸汽的空气称为干空气。,湿空气是干空气与水蒸汽的混合物。干空气可视为理想气体,而存在于大气中的水蒸汽,由于其压力通常是很小的，所以它的比体积很大，分子间距离足够远，也可以作为理想气体处理。所以，湿空气这种干空气和水蒸汽的混合物是一种特殊的理想气体混合物；其中水蒸汽的含量会由于蒸发和凝结而有所改变，这是与不凝结性气体组成的混合气体的不同之处。,二、湿空气的分类,未饱和空气,饱和空气,干空气+过热蒸汽,干空气+饱和水蒸汽,1、干球温度：ab t,3、湿球温度：绝热饱和温度；a c tw,露点是湿空气的一个重要状态参数。 在空气调节中,为了减少湿空气中水蒸汽的含量,可设法使湿空气冷却到温度低于露点,水蒸汽便以水滴形式析出。 露点对柴油机的低温腐蚀以及锅炉的运行管理有较大的影响。 锅炉尾部的受热面以及空气预热器的堵灰和腐蚀,就是由于受热面的金属温度低于烟气中水蒸汽和二氧化硫气体的露点之故。一旦出现结露,如果水蒸汽和二氧化硫气体凝结,在受热面上将形成硫酸、就会造成严重腐蚀。防止堵灰和腐蚀的主要原则是设法避免烟气中的水蒸汽结露。,四、湿空气的湿度 1.含湿量 一定容积的湿空气中水蒸汽质量与干空气质量之比,称为湿空气的“含湿量”,用表示,其单位为g水蒸汽kg干空气。 含湿量不是以1kg湿空气为计算的基准,而是以1kg干空气作为计算的基准的。 含湿量理解为与1kg干空气相混合的水蒸汽质量。即在（1+0.001d）kg湿空气中含有克水蒸汽。,由于湿空气可视为理想气体,对水蒸汽和干空气分别有,由上式可见,当pb一定时,湿空气的含湿量与水蒸汽分压力pv之间有着一一对应的关系, 因此,当pb一定时,对湿空气加热或冷却,如保持不变,则pv不变。,2、相对湿度 湿空气中水蒸汽分压力与湿空气温度下水蒸汽饱和压力之比,称为“相对湿度”,用表示,即 当1，pvps ,这时湿空气中水蒸汽为饱和蒸汽,即1的湿空气为饱和空气； 当1， pv ps ,这时湿空气中水蒸汽为过热蒸汽,即1的湿空气为未饱和空气； 当0， pv 0,这是不含有水蒸汽的情况,因此可将干空气视为0的“湿”空气。,可见,不论湿空气温度如何,相对湿度表述了湿空气接近饱和空气的程度。 通常所谓空气的干湿程度,是指水在其中的蒸发速率而言； 相对湿度与蒸发速率直接有关:值愈大,蒸发速率愈小。,3. 含湿量与相对湿度之间的关系,五、湿空气的焓,1kg干空气的比焓,与0.001kg水蒸汽焓的和,称为“湿空气的比焓”,用符号表示。,0时干空气的焓为零，温度t时干空气的焓为,0 时水蒸气的焓为,温度t时水蒸气的焓为,以1kg干空气为基准的湿空气的比焓为,第三节 湿空气的-图,1.定焓线 2.定含湿量线 3.定温线 4.定相对湿度线 5. 水蒸汽的饱和分压力与含湿量的关系曲线 6. 热湿比线,t ,=100%在最下方,热 湿 比 线,用来表示湿空气变化过程的特征和进行的方向,第四节 湿空气的典型过程,一、空调装置工作概况,二、湿空气的几种典型过程,1.混合过程,即,点3位于1、2两点连线上,例7-2 某船空气调节装置回风量与新风量比值ma2/ma1=4，新风状态t1=-10C，=70%，室内回风t2=20C，=50%。求混合后湿空气的状态参数。,2、湿空气的加热过程,湿空气经过加热器被定压加热时,由于其中的水蒸汽质量未变,所以这一过程称为定含湿量过程，而且湿空气中水蒸汽的分压力和露点都不变。,、湿空气的冷却过程,分两种情况： 若冷却器壁面温度高于该湿空气的露点温度，12。 若冷却器壁面温度低于该湿空气的露点温度，1234。,.加湿过程,分两种情况： .喷水加湿过程 工程上可近似地把喷水加湿过程按定焓过程处理，12。 .喷蒸汽加湿过程 工程上可近似把喷蒸汽加湿过程按定温过程处理， 13。,本章小结：,1。理想混合气体的基本定律和基本概念 1）道尔顿分压定律、亚美格分体积定律 2）理想混合气体的分数（质量分数、体积分数和摩尔分数） 3）理想混合气体的（M、R、C、U、h、S） 4）理想混合气体的有关基本计算 2。湿空气的基本概念 1）湿空气（干空气+水蒸气）、饱和湿空气、未饱和湿空气 2）干球温度、露点温度、湿球温度、水蒸气状态的P-V图和T-S图 3）湿空气的湿度（含湿量d、相对湿度 、湿空气的焓h） 3。湿空气的h-d图（定焓线、定含湿量线、定温线、定相对湿度线） 4。了解湿空气的典型过程（混合、加热、冷却和加湿过程）,
