濕空氣的參數

濕空氣的參數

　　濕空氣中包含的水蒸氣量和它所處的狀態是許多工業過程和濕空氣計算中通常關心的問題。為此，除一般描述混合物的參數以外，還引入了一些新的描述濕空氣的參數和概念。在表示各種參數的符號中，腳標“v”表示該參數屬于水蒸氣，“a”表示屬于干空氣，“s”表示是水蒸氣的飽和參數，不加腳標的量表示屬于整個濕空氣。

　　絕對濕度pv及飽和空氣：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pv。pv確定于濕空氣溫度T及其中的水蒸氣分壓力pv。根據第一個假定，按照理想氣體狀態方程，有式中Rg,v是水蒸氣的氣體常數。從上式可見，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ps。這時的濕空氣稱為飽和空氣。按有濕空氣在未達飽和時，其中水蒸氣的分壓力pv總是小于飽和壓力ps，水蒸氣處于過熱狀態。

　　相對濕度：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，主要取決于空氣距離飽和的程度。因此，常用濕空氣的絕對濕度pv與同溫度下飽和空氣的絕對濕度ps的比值來衡量空氣的潮濕程度。這個比值稱為相對濕度，用符號表示。按照及有相對濕度的數值在0～100%的范圍內。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，即愈干燥；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于過熱狀態，如圖7-1中的狀態1，而飽和空氣中的水蒸氣處于飽和蒸汽狀態，即處于圖中的上界線上。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，如圖中定溫過程1-s所示。達到飽和時，蒸汽分壓力就是對應于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，如圖中定壓過程1-d所示。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于蒸汽分壓力pv的飽和溫度，稱為濕空氣的露點溫度，用符號Td表示。

　　在絕熱的條件下向濕空氣加入水分，并盡其蒸發，也可使空氣達到飽和空氣狀態，如圖中1-w線所示。這樣達到的飽和狀態稱為絕熱飽和狀態，相應的溫度Tw稱為絕熱飽和溫度。在絕熱飽和過程中，水分蒸發一方面使空氣中的蒸汽分壓力升高，另一方面蒸發時由空氣中吸熱而使濕空氣的溫度降低。所以，絕熱飽和溫度Tw總是低于濕空氣溫度T，而高于露點溫度Td。

　　含濕量d：濕空氣中包含的水蒸氣質量mv與干空氣質量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干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)表示每千克干空氣。按照理想氣體狀態方程，有式中，水蒸氣的摩爾質量Mv=18.016g/mol，干空氣的摩爾質量Ma=28.97g/mol。因此考慮到濕空氣的總壓力，式可寫成由上式可以看到：在總壓力p不變的情況下，一定的蒸汽分壓力對應著一定含濕量。按式有，從而上式還可改寫成濕空氣的焓：按照理想氣體混合物的性質，濕空氣的焓為其中干空氣焓與水蒸氣焓的總和，即考慮到濕空氣中水蒸氣的質量經常變化的，而干空氣的質量是穩定的，所以濕空氣的比焓h是相對于單位質量的干空氣而言的，即濕空氣焓h的單位為kJ/kg(A)。

　　取0℃時干空氣的焓值為零，則干空氣的焓ha。可按下式計算：式中cp,a為干空氣的比定壓熱容。在低壓下，水蒸氣的焓hv接近于溫度的單值遞增函數，并可近似地用下式計算：式中：hc為一個常數；cp,V是相當于水蒸氣比定壓熱容的一個經驗值。