濕空氣焓濕圖及應用

濕空氣焓濕圖及應用

　　摘要：空氣調節的主要研究對象是空氣，熟悉和了解空氣的物理性質，是研究和解決空氣調節中的各種問題的必要基礎。

　　第一節濕空氣的物理性質

　　一、濕空氣的組成

　　濕空氣是指含有水蒸氣的空氣，完全不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。干空氣是由氮、氧、氬、二氧化碳、氖、氦和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。但因于空氣的組元和成分通常是一定的，可以當作一種“單一氣體”。

　　濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物。濕空氣中水蒸氣的含量很少，它隨著氣候以及產生水蒸氣的來源情況變化而變化。由于水蒸氣量的變化，會直接影響到人體的舒適感、工業生產過程、產品質量和設備維護。因此盡管水蒸氣的含量很少，它卻是影響空氣物理性質的一個重要因素。

　　此外，在接近地面上空的濕空氣中，還含有塵埃、煙霧、微生物以及廢氣等固態和氣態污染物，它們對空氣品質也會產生直接的影響，其凈化處理方法在有關章節中介紹。

　　二、濕空氣的物理性質和狀態參數

　　濕空氣的物理性質不僅取決于它的組成成分，而且與它所處的狀態有關。濕空氣的狀態通常用壓力、溫度、相對濕度、含濕量及焓等參數表示。這些參數稱為濕空氣的狀態參數。常用的狀態參數有：

　　(一)壓力

　　1．大氣壓力

　　地球表面單位面積上的空氣壓力稱為大氣壓力。大氣壓力通常用P或B表示，單位為帕(Pa)或千帕(kPa)。

　　大氣壓力不是一個定值，它隨著各地區海拔高度不同而存在差異，還隨季節、氣候的變化稍有變化。例如，南京市海拔高度8．9m，夏季大氣壓力為Pa，冬季大氣壓力為Pa；昆明市海拔高度1891．4m，夏季大氣壓力為Pa，冬季大氣壓力為Pa。

　　2．水蒸氣分壓力

　　濕空氣中，水蒸氣本身的壓力稱為水蒸氣分壓力。

　　在熱力學中，常溫常壓下的干空氣可認為是理想氣體。而濕空氣中的水蒸氣由于處于過熱狀態，而且數量很少，分壓力很低，比容較大，可近似地當作理想氣體。根據道爾頓分壓力定，理想混合氣體總壓力等于各組成氣體分壓力之總和。對于濕空氣，則有：P=Pg+Pu

　　水蒸氣分壓力大小直接反映了水蒸氣含量的多少。在一定溫度下，空氣中的水蒸氣含量越多，空氣就越潮濕，水蒸氣分壓力越大。當濕空氣中的水蒸氣含量達到最大限度時，則稱濕空氣處于飽和狀態，稱為飽和空氣；相應的水蒸氣分壓力稱之為飽和水蒸氣分壓力，用Pab表示。

　　(二)溫度

　　空氣溫度是表示空氣冷熱程度的物理量。溫度的高低用溫標來衡量。空調工程中，常采用絕對溫標和攝氏溫標。絕對溫標，符號為了，單位為K；攝氏溫標，符號為t，單位為℃；這兩種溫標間的關系為：

　　(三)密度

　　單位容積的空氣所具有的質量稱為空氣的密度，用符號"表示，單位為kg／m^3。濕空氣的密度等于干空氣的密度pg與水蒸氣的密度pq之和，即：

　　從上式可見，濕空氣的密度隨水蒸氣分壓力的升高而降低，因此濕空氣比干空氣輕。空氣溫度越高，空氣密度越小，大氣壓力也越低，因此同一地區夏季比冬季氣壓低。

　　單位質量的濕空氣所占有的容積稱為比容，用符號”表示，單位為m^3／kg。

　　(四)含濕量

　　在濕空氣中，與1kg干空氣同時并存的水蒸氣量稱為含濕量，用符號d表示，單位為kg／kg、或g／kg。計算公式為：

　　上面公式表明：當大氣壓力B一定時，水蒸氣分壓力只取決于含濕量，水蒸氣分壓力愈大，含濕量也愈大。當含濕量d一定時，水蒸氣分壓力將隨大氣壓力的增加而增加，隨大氣壓的減少而減少。