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計(jì)量論壇

標(biāo)題: 有關(guān)熱工氣體相關(guān)基礎(chǔ)知識 [打印本頁]

作者: lscsxy 時間: 2007-10-17 14:11
標(biāo)題: 有關(guān)熱工氣體相關(guān)基礎(chǔ)知識
基礎(chǔ)知識
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基礎(chǔ)知識,就讓我們從濕度的基本概念和定義開始了解吧.
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（1）干空氣與水蒸氣的分壓
自然界的空氣總含有一些水蒸汽，可稱之為濕空氣，即濕空氣可看成干空氣與水蒸氣的混合物。若令P代表大氣壓強(qiáng)，即濕空
氣的總壓，Pa 和 Pw 分別代表干空氣及水蒸氣的分壓，則按道爾頓分壓定律有：
（ Pa ）
（2）露點(diǎn)Td和霜點(diǎn)Tf：
如果給定的空氣在水汽壓不變的情況下逐漸冷卻，當(dāng)達(dá)到某一溫度時，空氣的水汽壓達(dá)到了該溫度下的飽和蒸汽壓，當(dāng)空氣進(jìn)一
步冷卻時，如果在空氣中有一個光潔的平面和“冷凝核心”（如表面上的微粒和缺陷的棱角），水汽就會在平面上凝結(jié)成露點(diǎn)，此溫
度Td稱為露點(diǎn)溫度，確切的說，應(yīng)為熱力學(xué)露點(diǎn)溫度；當(dāng)空氣的溫度低于0℃ 時，水汽在平面上凝結(jié)成霜，該溫度Tf被稱為霜點(diǎn)。
露點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算公式詳見飽和水蒸氣壓公式中的介紹。
（3）相對濕度 %RH ：
相對濕度是指空氣中水汽的摩爾分?jǐn)?shù)與相同溫度（T）、壓力（P）下純水表面的飽和水汽的摩爾份數(shù)之比，用百分?jǐn)?shù)表示。

式中，e-表示水氣分壓(Pa) ；ew-表示飽和水蒸氣壓力(Pa) ；
相對濕度越小，就表示是空氣離飽和態(tài)越遠(yuǎn)，尚有吸收更多水蒸氣的能力，即空氣越干燥，吸收水蒸氣能力越強(qiáng)；反之，相對濕
度越大，吸收水蒸汽能力越弱，即空氣越潮濕。相對濕度反映了濕空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度，故又稱飽和度。
（4）氣象相對濕度 %RH ：
氣象相對濕度的定義同（3）相對濕度 %RH 的定義基本相同，只是低于 0 ℃時，相對濕度仍以過冷水即液面飽和水汽壓計(jì)算公
式來計(jì)算飽和氣壓值，所以在計(jì)算ew時我們始終用水面上飽和氣壓值計(jì)算公式來計(jì)算（低于0℃看成過冷水），這點(diǎn)在同標(biāo)準(zhǔn)相對濕
度是不同的。
（5）水氣分壓WVP；
就是在總壓下水蒸汽所占的壓力，表示為e，若將濕空氣視作理想二元?dú)怏w混合物，根據(jù)道爾頓分壓定律，引入摩爾分?jǐn)?shù)可得到：

式中P為實(shí)際氣體的壓力（包括水汽分壓e與干空氣分壓Pa），r表濕空氣的混合比。
（6）飽和水蒸汽壓力SWVP，
即濕空氣處于露點(diǎn)溫度或霜點(diǎn)溫度（飽和狀態(tài)時）時水蒸氣所占的分壓值。
（7）混合比R(W)：
濕空氣的混合比R(W)是指濕空氣中所含的水汽質(zhì)量和與它共存的干空氣質(zhì)量的比值。

當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時，由理想氣體狀態(tài)方程可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：

式中，Mw為水的分子量（18.0153），Ma為干空氣的分子量（28.9635）。
（8）混合比R(V)：
氣體的濕度除可用質(zhì)量比的形式來表示之外，也可以用體積比來表示，即水汽體積與干空氣體積之比。
                              體積混合比
對于理想狀態(tài)有
（9）PPM(V)：
在濕度測量中體積比還經(jīng)常用水汽的體積和與之共存的干空氣的體積之比（百萬分之一）來表示，即PPM(V) ，公式如下：

式中， P為濕空氣的總壓力；e為濕空氣中的水汽分壓。
（10）PPM(W)：
以“百萬分之一”為計(jì)算單位表示的水汽與其共存的干空氣的質(zhì)量之比，公式如下：

式中，mw是給定的濕空氣中的水汽質(zhì)量，單位為g；
      ma是與質(zhì)量為mw的水汽共存的干空氣質(zhì)量，單位為g。
（11）比濕：
濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總質(zhì)量之比，表示式為：

當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時，將理想氣體狀態(tài)方程代入上式，可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：

（12）絕對濕度：
絕對濕度亦稱為水氣濃度和水氣密度，定義為濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總體積之比，表示為：

式中，V是濕空氣的總體積（m3），ρw是絕對濕度（g/m3）
如果將濕空氣視作理想氣體，可導(dǎo)出如下關(guān)系式：

（13）焓H：
濕空氣的熱含量是指單位質(zhì)量絕熱干空氣在常壓下，以0℃為基準(zhǔn)的熱焓，用H表示，單位為kJ/kg干空氣：

式中：d為空氣的含濕量 ( kg 水蒸氣 /kg 干空氣 )
Ca,Cw —絕干空氣與水蒸氣在 0~t℃的平均定壓比熱，它們是溫度的函數(shù)，在200℃以下的干燥范圍內(nèi)可取Ca=1.006,
Cw=1.930kJ/kg℃；t—空氣的溫度℃；2490是水在0℃時的汽化潛熱，kJ/kg 。
（14）濕球溫度Tw ：
在壓力為P、溫度為T條件下，純水—濕空氣體系進(jìn)行絕熱蒸發(fā)，達(dá)到平衡狀態(tài)時濕球所對應(yīng)的溫度就叫濕球溫度Tw。
根據(jù)干濕表公式，空氣的水汽壓e（mb）為：

式中，etw-為濕球溫度tw所對應(yīng)的純水平液面的飽和水汽壓（mb）；當(dāng)濕球結(jié)冰時，即為純水平冰面的飽和水汽壓；
A—為干濕表系數(shù)（℃^(-1) ）。在濕球球部（柱狀）通風(fēng)速度為3.5m/s條件下，
當(dāng)濕球未結(jié)冰時 A=0.667×10^(-3)（℃^(-1) ）；當(dāng)濕球結(jié)冰時 A=0.588 ×10^(-3)（℃^(-1) ）。
P—為本站氣壓（mb）；t—為干球溫度（℃）；tw —為濕球溫度（℃）。
（15）增強(qiáng)因子f：
由于實(shí)際氣體并非理想氣體，所以實(shí)際氣體混合物并不完全遵守道爾頓分壓定律，具體地說，當(dāng)水汽與其臨界溫度以下的其他氣
體混合時和水面或冰面平衡時的水汽壓力與只存在純水汽的情況不同，一般稱作有效飽和壓力e'( 有效飽和壓力比只有純水汽時的飽
和壓力要大 ) 。
e'=f*e
式中， f 稱為增強(qiáng)因子；
e-為氣相純水汽時的飽和壓力；
e'-為相同條件下與其它氣體共存時的飽和水氣分壓。
（16）體積百分比：
在標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度下，濕空氣中水汽所占有的體積與其它總體積的百分比，公式如下：
                                    體積百分?jǐn)?shù)
                                    對于理想狀態(tài)有
（17）重量百分比：
濕空氣中所含的水汽質(zhì)量和與它共存的干空氣質(zhì)量的百分比，公式如下：

當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時，由理想氣體狀態(tài)方程可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：

（18）干空氣密度：
根據(jù)理想氣體方程得干空氣密度公式為：

   Pa- 空氣壓力（ Pa ）；
Psat- 對應(yīng)與空氣溫度t的飽和水蒸氣壓力；
Ra- 干空氣的氣體常數(shù)，取 Ra=287；
RH- 表相對濕度。
（19）濕空氣密度：
由含濕量公式和理想氣體狀態(tài)方程可的：

Ra 及 Rv 為干空氣及水蒸氣的氣體常數(shù)， J/kg K;
其中，

公式整理，得：

（20）水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù)：
在氣體混合物中，水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)定義為該水蒸氣的摩爾數(shù)與混合氣體的總摩爾數(shù)之比。對于視作二元體系的濕空氣來說，水
汽的摩爾分?jǐn)?shù)為：

式中，nw為水汽的摩爾數(shù)，na為干空氣的摩爾數(shù)。
當(dāng)濕空氣被看作理想氣體時，有下列關(guān)系：

（21）干空氣摩爾分?jǐn)?shù)：
在氣體混合物中，干空氣的摩爾分?jǐn)?shù)定義為該干空氣的摩爾數(shù)與混合氣體的總摩爾數(shù)之比。對于視作二元體系的濕空氣來說，干
空氣的摩爾分?jǐn)?shù)為：

式中，nw為水汽的摩爾數(shù)，na為干空氣的摩爾數(shù)。
當(dāng)濕空氣被看作理想氣體時，有下列關(guān)系：

（22）含濕量：
指把每千克干空氣中所含水蒸汽質(zhì)量（g）稱為含濕量或水分含量用符號d表示，它實(shí)際上是擴(kuò)大了 1000 倍的混合比，即：
；
（23）濕空氣比容：
單位質(zhì)量的濕空氣的體積稱為比容，用Rs表示，它是濕空氣密度的倒數(shù) ，即：

上面的基本概念幾乎包括了濕度領(lǐng)域的所有，看過之后是不是感覺收益匪淺啊。

作者: shiyaqingjun 時間: 2012-4-27 21:33
謝謝樓主共享

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