三、湿空气状态的变化过程 1.加热和冷却 B 湿空气被加热时的状态变化图可用H-I p1 A 图上的线段AB表示。由于总压和水汽 分压没有变化，空气的湿度不变，AB 为一垂直线。温度升高，空气的相对湿 H 度减少，表示它接纳水汽的能力增大。 b表示空气的冷却过程。若冷却温度 91 低于露点，则必有部分水汽凝结为水， 空气的湿度降低。 H b.冷却
湿空气被加热时的状态变化图可用H-I 图上的线段AB表示。由于总压和水汽 分压没有变化，空气的湿度不变，AB 为一垂直线。温度升高，空气的相对湿 度减少，表示它接纳水汽的能力增大。 三、湿空气状态的变化过程 b表示空气的冷却过程。若冷却温度 低于露点，则必有部分水汽凝结为水， 空气的湿度降低。 1. 加热和冷却
2.绝热增湿过程 向温度为t、湿度为H的不饱和空气中喷洒少量温度为的水滴。 这些水全部汽化为蒸汽而混入气流之中。致使空气温度下降、 湿度上升。若不计热损失，此过程称为绝热增湿过程。 过程终了时焓的增量为所加入的水在温度下的显热，即： △I=4.180(H,-H) △I和空气的焓I相比甚小 一般可忽略而将绝热增 I线 湿过程视为等焓过程。 如图AB线段所示。 H HH
向温度为t、湿度为H 的不饱和空气中喷洒少量温度为的水滴。 这些水全部汽化为蒸汽而混入气流之中。致使空气温度下降、 湿度上升。若不计热损失，此过程称为绝热增湿过程。 过程终了时焓的增量为所加入的水在温度下的显热，即： 4.18 ( ) 1 I H H I 和空气的焓I 相比甚小， 一般可忽略而将绝热增 湿过程视为等焓过程。 如图AB线段所示。 2. 绝热增湿过程
3.两股气流的混合 设有流量为V1、V2（kg干气/S)的两股气流相混，其中一 股气流的湿度为H1,焓为1，第二股气流的湿度为H2,焓 为12。设混合后空气的湿度为H3,焓为13，则有： 总物料衡算：V+V,=V 水分衡算：VH+VH2=VH 热量衡算：VI1+VI2=VI3 p=1 A 显然，混合气体的状态点C必 在AB连线上，其位置由杠杆规 则定出，即： H C
设有流量为V1、V2（kg干气/s)的两股气流相混，其中一 股气流的湿度为H1，焓为I1，第二股气流的湿度为H2，焓 为I2。设混合后空气的湿度为H3，焓为I3，则有： 1 2 3 1 1 2 2 3 3 1 1 2 2 3 3 V V V V H V H V H V I V I V I 总物料衡算： 水分衡算： 热量衡算： 显然，混合气体的状态点C必 在AB连线上，其位置由杠杆规 则定出，即： 1 2 V BC V AC 3. 两股气流的混合
例14-1：空气状态变化过程的计算 总压100kPa下将温度为18C、湿度为0.006kg/kg干气的新鲜 空气与部分废气混合，然后将混合气加热，送入干燥器作为干燥 介质使用。控制废气与新鲜空气的混合比例使进干燥器的湿度 维持在0.065kg/kg干气。废气的排出温度为58C、相对湿度为 70%。已知58的饱和水蒸气压为18.2kPa。求： (1)废气和新鲜空气的混合比；（2)混合气进预热器的温度。 预热器 干燥器 1=18℃ t2=58℃ H1=0.006H3=0.065 p2=70%
总压100kPa下将温度为18oC、湿度为0.006kg/kg干气的新鲜 空气与部分废气混合，然后将混合气加热，送入干燥器作为干燥 介质使用 。控制废气与新鲜空气的混合比例使进干燥器的湿度 维持在0.065kg/kg干气。废气的排出温度为58oC、相对湿度为 70％。已知58o的饱和水蒸气压为18.2kPa。求： （1）废气和新鲜空气的混合比；（2）混合气进预热器的温度。 例14-1：空气状态变化过程的计算
V2 预热器 干燥器 1=18℃ t2=58℃ H1=0.006H3=0.065 p2=70% 废气湿度HH,=0.622 P水汽一=0.622× 12.7 =0.0908kg/g干气 p-P水汽 100-12.7 个 p2= P水汽 P →P水汽=0.7×18.2=12.7kPa VH+V2H2=V+V2)Hs V Hs-H 0.065-0.006 =2.29 V H,-H 0.0908-0.065
废气湿度H2 2 0.622 p H p p 水汽 水汽 2 s p p 水汽 p kPa 水汽 0 7 18.2 12.7 . 12.7 0.622 0.0908 / 100 12.7 kg kg 干气 1 1 2 2 1 2 3 V H V H V V H ( ) 2 3 1 1 2 3 0.065 0.006 2.29 0.0908 0.065 V H H V H H
V2=2.29Y4 预热器 干燥器 1=18℃ t2=58℃ H1=0.006H3=0.065 H2=0.0908 L1=(1.01+1.88H)t+2500H1=33.4kJ/kg干气 I2=(1.01+1.88H2)t2+2500H2=295kJ/g干气 KI+1212=V+V2)13 1,=+)L=215/g干气 1+V,/% t3 1,-2500H,=46.8C 1.01+1.88H3
1 1 2 2 1 2 3 V I V I V V I ( ) 1 1 1 1 I H t H kJ kg (1.01 1.88 ) 2500 33.4 / 干气 1 2 1 2 3 2 1 ( ) 215 / 1 I V V I I kJ kg V V 干气 3 3 3 3 2500 46.8 1.01 1.88 o I H t C H 2 2 2 2 I H t H kJ kg (1.01 1.88 ) 2500 295 / 干气
四、水分在气、固两相间的平衡 1.湿物料含水量的表示方法 湿基含水量W:单位质量 湿物料中所含水分质量 W W= 的湿物料中所含水分的量 湿物料总质量 G.+WT 干基含水量X:单位质量的 湿物料中所含水分质量 X- W 绝干物料中所含水分的量 湿物料中绝干物料质量 G X 换算关系： W= X- 1+X 1-w
四、水分在气、固两相间的平衡 1. 湿物料含水量的表示方法 湿基含水量 w：单位质量 的湿物料中所含水分的量 干基含水量 X：单位质量的 绝干物料中所含水分的量 换算关系： T c T W w G W 湿物料中所含水分质量 湿物料总质量 X X w 1 w w X 1 T c W X G 湿物料中所含水分质量 湿物料中绝干物料质量
2.结合水和非结合水 结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分。难于除去 非结合水分：机械地附着在物料表面，产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去
2. 结合水和非结合水 结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压 低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。 包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。难于除去 非结合水分：机械地附着在物料表面， 产生的蒸汽压与纯 水无异。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去
物料中只要有非结合水存在，不论其数量多少，其平衡蒸汽 压就不会变化，总是纯水的饱和蒸气压。 当含水量减少，非结合水不存在时，此后首先除去的是结合 较弱的水，余下是结合较强的水。因而平衡蒸汽压逐渐下降。 以气体的相对湿度代替平衡蒸汽压作为纵坐标。此时固体中只 要存在非结合水，则0=1，除去结合水后，φΦ即逐渐下降。 1.0 以相对湿度φ代替p有其优点。 此时温度对平衡曲线影响较小。 0.5 非结合 因为温度升高时，P,与P都相应 结合水分 水分 地升高，温度对此比值的影响就 0 相对减少了。 r含水量X
以气体的相对湿度代替平衡蒸汽压作为纵坐标。此时固体中只 要存在非结合水，则=1，除去结合水后，即逐渐下降。 以相对湿度代替pe有其优点。 此时温度对平衡曲线影响较小。 因为温度升高时，ps与pe都相应 地升高，温度对此比值的影响就 相对减少了。 含水量 X Xmax 相对湿度 非结合 结合水分 水分 0 1.0 0.5 物料中只要有非结合水存在，不论其数量多少，其平衡蒸汽 压就不会变化，总是纯水的饱和蒸气压。 当含水量减少，非结合水不存在时，此后首先除去的是结合 较弱的水，余下是结合较强的水。因而平衡蒸汽压逐渐下降
3.平衡水分和自由水分 若固体物料中的水分都属非结合水， 1.0 则只要空气未达到饱和，且有足够 结合水分 非结合 水分 的接触时间，原则上所有的水都将 0.5 平衡含水量 被空气带走。 自由含水量 有结合水存在时，以相对湿度为φ的 X max X 空气掠过同温度的湿物料，长时间后 物料的含水量将由最初的含水量X降 为X*,但不可能被绝对干燥。 X*是物料在指定空气条件下被干燥的极限，称为该空气状态 下的平衡含水量。 自由含水量X仁X~X*,是干燥过程的推动力
若固体物料中的水分都属非结合水， 则只要空气未达到饱和，且有足够 的接触时间，原则上所有的水都将 被空气带走。 3. 平衡水分和自由水分 有结合水存在时，以相对湿度为的 空气掠过同温度的湿物料，长时间后， 物料的含水量将由最初的含水量Xt 降 为X *，但不可能被绝对干燥。 Xmax Xt 相对湿度 非结合 水分 结合水分 自由含水量 平衡含水量 X* 0 1.0 0.5 X *是物料在指定空气条件下被干燥的极限，称为该空气状态 下的平衡含水量。 自由含水量 X=Xt－X *，是干燥过程的推动力
