摘要：在以上的討論和計(jì)算中,已引用了比濕度的概念。本節(jié)將介紹干、濕球溫度與濕度的關(guān)系。
設(shè)溫度為T1的未飽和濕空氣進(jìn)入一個(gè)貯有溫度為T2的水的絕熱容器，水在絕熱容器中具有很大的定溫表面。空氣離開容器時(shí)成為溫度為t2的飽和濕空氣.當(dāng)未飽和濕空氣緩緩流經(jīng)水面時(shí),有部分水汽化,水汽化時(shí)所需的能量來自濕空氣和容器中的水.由于容器是絕熱的,因而空氣溫度下降為t2,.所以t2總低于t1.加給空氣的水的溫度為t2.濕空氣最后與水面達(dá)到熱平衡,此時(shí)的平衡溫度稱之為理論濕球溫度,也稱為絕熱飽和溫度.
濕空氣流和補(bǔ)充水流之動(dòng)能和位能差均可略去不計(jì),對外也無功和熱的交換.根據(jù)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程得
maha1+mv1hv1+(mv2-mv1)h1=maha2+mv2hv2
式中, h1為溫度為t2的補(bǔ)充水的焓;腳標(biāo)1.2表示進(jìn)出容器的各量.
將上式除以干空氣的質(zhì)量ma,得
ha1+ω1hv1+(ω2-ω1)h1=ha2+ω2hv2
ω1(hv1-hl)= ω2(hv2-hl)-(ha1-ha2)
ω1=ω2(hv2-hl)- (ha1-ha2)/ (hv1-hl)
hv2-hl為t2時(shí)水的汽化潛熱r2.濕空氣流出容器時(shí)已達(dá)飽和狀態(tài),故hv2=hv",且干空氣的焓變量可寫成ha1-ha2=cp(t1-t2).
又上式分母hv1-h1可改寫成
hv1-h1=(hv2-h1)+(hv1-hv2)=r2+(hv1-hv2)
故ω1=上式中,在低壓下可取空氣的cp=1.005kj/(kg k).低壓下水蒸氣可視為理想氣體,且其比熱容為1.863 kj/(kg k).則\ hv1-hv2=1.863(t1-t2)
于是 式中ω2=0.622pv2/(pb-pv2)
因空氣在點(diǎn)2處是飽和狀態(tài),即Φ=1,從而pv2即為水蒸氣在t2下的飽和壓力ps.也就是說,若知道了濕空氣壓力和溫度,就可算出ω2.若再測出t1,就可根據(jù)式算出ω1.求得ω1后,相對濕度Φ1和水蒸氣分壓力pv1也就可求得.
在水蒸氣的Ts圖上表示了絕熱飽和過程中濕空氣內(nèi)水蒸氣的狀態(tài)變化.由于濕空氣內(nèi)水蒸氣的量在增加,所以在混合過程中,雖然濕空氣的壓力保持不變,而水蒸氣的分壓力卻在增加.此外,由于水的汽化作用,濕空氣的溫度,也即濕空氣內(nèi)水蒸氣的溫度,在過程進(jìn)行中降低了.因而理論濕球溫度高于pv1下的露點(diǎn)TDp,而低于干球溫度.
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