濕空氣

濕空氣

濕空氣(Wet air)乾空氣和水蒸氣組成的混合物。它的密度小比重輕,含氧相對少。由於它的特點,使得有受傷之人在這種環境下疼痛出現或加重。又由於人們不明白濕空氣輕而上揚,以為只是低層潮氣大,有的甚至以為潮濕是從地下冒出來的水,在水泥地板上“防潮”,造成不小浪費。

定義

濕空氣濕空氣

濕空氣是乾空氣水蒸氣的混合物,即空氣中的氣體成分。氣象學專用名詞。是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。由於水蒸氣量的變化,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。因此儘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。

形狀

濕空氣(Wet air)乾空氣和水蒸氣組成的混合物。它的密度小,含氧相對少。由於它的特點,使得有受傷之人在這種環境下疼痛出現或加重。又由於人們不明白濕空氣輕而上揚,以為只是低層潮氣大,有的甚至以為潮濕是從地下冒出來的水,在水泥地板上“防潮”,造成不小浪費。

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乾空氣。乾空氣是由二氧化碳和其他一些微量氣體所組成的混合氣體。但由於空氣的組合成分通常是一定的,可以當作一種“單一氣體”。

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

物理性質

濕空氣的物理性質不僅取決於它的組成成分,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,含濕量以及焓等參數表示。這些參數成為濕空氣的狀態參數。常用的狀態參數有:

一.大氣壓力

1.大氣壓力

濕空氣濕空氣

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表示,單位為帕或千帕。大氣壓力不是一個定植,它隨著各地區海拔高度不同而存在差異,還隨著季節,其後的變化稍有變化。

2.水蒸氣分壓力

是空氣中,水蒸氣本身的壓力稱為水蒸氣壓力。

在熱力學中,乾空氣可認為是理想氣體。而是空氣中水蒸氣由於處於過熱狀態,而且數量很少,分壓力很低,比在熱力學中,可近似當作理想氣體。根據道爾頓分壓力定,理想混合氣體中壓力等於各組成氣體分壓力之總和。

二.濕度

空氣溫度是表示空氣冷熱程度的物理值。溫度的高低用溫標來衡量。

水分含量的表示方法
1.水氣分壓p乾燥操作壓力一定時,濕空氣的總壓pt與水氣分壓p和絕乾空氣分壓pg關係如下:
pt=p+pg
當操作壓力較低時,可將濕空氣視為理想氣體,根據道爾頓分壓定律: (7-1)
式中nV——濕空氣中水氣的摩爾數
ng——濕空氣中絕乾空氣的摩爾數。
2.濕度H又稱濕含量,其定義為單位質量絕乾空氣所帶有的水氣質量,即 (7-2)
式中H——濕空氣的濕度,kg水氣/kg絕乾空氣;
Mv——水氣的摩爾質量,kg/kmol;
Mg——絕乾空氣的摩爾質量,kg/kmol。
常壓下濕空氣可視為理想氣體,根據道爾頓分壓定律:

三.密度

單位容積的空氣所具有的質量稱為空氣的密度,濕空氣的密度等於乾空氣的密度pg與水蒸氣的密度pg之和。

測量溫度

1.幹球溫度t幹球溫度是濕空氣的真實溫度,可用普通溫度計測得。
2.露點td不飽和濕空氣在總壓pt和濕度H一定的情況下進行冷卻、降溫,直至水氣達到飽和狀態,即H=Hs,=1,此時的溫度稱為露點,用td表示。
3.濕球溫度普通溫度計的感溫球用濕紗布包裹,紗布下端浸在水中,使紗布一直處於濕潤狀態,這種溫度計稱為濕球溫度計。

相關參數

絕對濕度及飽和空氣

濕空氣濕空氣

濕空氣的絕對濕度是指單位體積的濕空氣中包含的水蒸氣質量,它也就是水蒸氣的密度rv。rv確定於濕空氣溫度T及其中的水蒸氣分壓力pv。

在一定溫度下,濕空氣中水蒸氣的分壓力愈高,其絕對濕度愈大。但是,在一定溫度下水蒸氣的分壓力不可能超過其相應的飽和壓力ps,因達到飽和壓力時,水蒸氣開始凝結。因此,水蒸氣達到飽和時,濕空氣具有該溫度下最大的絕對濕度rs。這時的濕空氣稱為飽和空氣。

濕空氣在未達飽和時,其中水蒸氣的分壓力pv總是小於飽和壓力ps,水蒸氣處於過熱狀態。

相對濕度f

空氣的潮濕程度對人體感覺和健康的影響,對設備的影響,以及對工業過程的影響,主要取決於空氣距離飽和的程度。因此,常用濕空氣的絕對濕度rv與同溫度下飽和空氣的絕對濕度rs的比值來衡量空氣的潮濕程度。這個比值稱為相對濕度,用符號f表示。

相對濕度的數值在0~100%的範圍內。相對濕度愈小,表示空氣中的水蒸氣距離飽和狀態愈遠,空氣吸收水分的能力愈大,即愈乾燥;相對濕度愈大,表示空氣中水蒸氣距離飽和狀態愈近,空氣吸收水分的能力愈小,即空氣愈潮濕。飽和空氣的相對濕度為100%,除非提高空氣的溫度,否則它不能再吸收水分。

飽和蒸汽壓ps和露點溫度Td

未飽和空氣中的水蒸氣處於過熱狀態,如圖7-3中的狀態1,而飽和空氣中的水蒸氣處於飽和蒸汽狀態,即處於圖中的上界線上。未飽和空氣達到飽和可以經歷不同的途徑。在溫度不變的情況下,水分向空氣中蒸發,蒸汽的分壓力增加,可以達到飽和空氣狀態。

達到飽和時,蒸汽分壓力就是對應於空氣溫度的飽和蒸汽壓力ps。另外,在保持濕空氣中蒸汽分壓力pv不變的情況下,降低濕空氣溫度,也可達到飽和空氣狀態。這樣達到的飽和狀態d 稱為濕空氣的露點,露點所處的溫度是對應於蒸汽分壓力pv的飽和溫度,稱為濕空氣的露點溫度,用符號Td表示。

含濕量d

濕空氣中包含的水蒸氣質量mv與乾空氣品質ma之比值稱為含濕量,用符號d 表示。含濕量表示單位質量的乾空氣中所攜帶的水蒸氣質量,其單位為kg / kg (A)或g/kg(A),其中kg (A)表示每千克乾空氣。

比熱容和焓

1.濕空氣的比熱容cH 又稱濕熱,以cH表示。在常壓下,將1kg絕乾空氣及其所帶有的Hkg水氣的溫度升高(或降低)1℃時所需吸收(或放出)的熱量,稱為濕熱。

2.濕空氣的焓I 濕空氣中1kg絕乾空氣及其所帶有的Hkg水氣的焓之和,稱為濕空氣的焓,以I表示。

濕空氣的焓隨空氣的溫度t、濕度H的增加而增大。

比容

濕空氣的比容又稱濕體積,比體積,它表示1kg絕乾空氣和其所帶有的Hkg水氣的體積之和,用vH表示。

常壓下,溫度為t的濕空氣比容計算如下:

絕乾空氣的比容vg:

水氣的比容vV:

濕空氣的比容vH:

式中 vH——濕空氣比容,m3/kg絕乾空氣

vg——絕乾空氣比容,m3/kg絕乾空氣;

vv——水氣的比容,m3/kg水氣。

H-I圖

凌雲狀穩定濕空氣凌雲狀穩定濕空氣

(1)等濕線(即等H線) 等濕線是一組與縱軸平行的直線,在同一根等H線上不同的點都具有相同的濕度值,其值在輔助水平軸上讀出。
(2)等焓線(即等I線) 等線是一組與斜軸平行的直線。在同一條等I線上不同的點所代表的濕空氣的狀態不同,但都具有相同的焓值,其值可以在縱軸上讀出。
(3)等溫線(即等t線)。當空氣的幹球溫度t不變時,I與H成直線關係,因此在I-H圖中對應不同的t,可作出許多條等t線。
(4)等相對濕度線(即等 線) 等相對濕度線是一組從原點出發的曲線。

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