濕空氣焓濕圖及應(yīng)用

　　摘要：空氣調(diào)節(jié)的主要研究對(duì)象是空氣，熟悉和了解空氣的物理性質(zhì)，是研究和解決空氣調(diào)節(jié)中的各種問(wèn)題的必要基礎(chǔ)。

　　第一節(jié)濕空氣的物理性質(zhì)

　　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(chēng)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(dāng)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(chǎn)生水蒸氣的來(lái)源情況變化而變化。由于水蒸氣量的變化，會(huì)直接影響到人體的舒適感、工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備維護(hù)。因此盡管水蒸氣的含量很少，它卻是影響空氣物理性質(zhì)的一個(gè)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(tài)和氣態(tài)污染物，它們對(duì)空氣品質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生直接的影響，其凈化處理方法在有關(guān)章節(jié)中介紹。

　　二、濕空氣的物理性質(zhì)和狀態(tài)參數(shù)

　　濕空氣的物理性質(zhì)不僅取決于它的組成成分，而且與它所處的狀態(tài)有關(guān)。濕空氣的狀態(tài)通常用壓力、溫度、相對(duì)濕度、含濕量及焓等參數(shù)表示。這些參數(shù)稱(chēng)為濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。常用的狀態(tài)參數(shù)有：

　　(一)壓力

　　1．大氣壓力

　　地球表面單位面積上的空氣壓力稱(chēng)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(gè)定值，它隨著各地區(qū)海拔高度不同而存在差異，還隨季節(jié)、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(chēng)為水蒸氣分壓力。

　　在熱力學(xué)中，常溫常壓下的干空氣可認(rèn)為是理想氣體。而濕空氣中的水蒸氣由于處于過(guò)熱狀態(tài)，而且數(shù)量很少，分壓力很低，比容較大，可近似地當(dāng)作理想氣體。根據(jù)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(duì)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(dāng)濕空氣中的水蒸氣含量達(dá)到最大限度時(shí)，則稱(chēng)濕空氣處于飽和狀態(tài)，稱(chēng)為飽和空氣；相應(yīng)的水蒸氣分壓力稱(chēng)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(biāo)來(lái)衡量。空調(diào)工程中，常采用絕對(duì)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)。絕對(duì)溫標(biāo)，符號(hào)為了，單位為K；攝氏溫標(biāo)，符號(hào)為t，單位為℃；這兩種溫標(biāo)間的關(guān)系為：

　　(三)密度

　　單位容積的空氣所具有的質(zhì)量稱(chēng)為空氣的密度，用符號(hào)"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(jiàn)，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(qū)夏季比冬季氣壓低。

　　單位質(zhì)量的濕空氣所占有的容積稱(chēng)為比容，用符號(hào)”表示，單位為m^3／kg。

　　(四)含濕量

　　在濕空氣中，與1kg干空氣同時(shí)并存的水蒸氣量稱(chēng)為含濕量，用符號(hào)d表示，單位為kg／kg、或g／kg。計(jì)算公式為：

　　上面公式表明：當(dāng)大氣壓力B一定時(shí)，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(dāng)含濕量d一定時(shí)，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。