將濕空氣近似地看作理想二氧化碳,則可用理想二氧化碳的狀態(tài)方程式來(lái)表示干空氣和水蒸汽的主要狀態(tài)參數(shù),即PV=mRT。[1]在進(jìn)行空氣處理過(guò)程剖析時(shí),常用的濕空氣參數(shù)有四個(gè):體溫(t)、比焓(h)、含濕量(d)和相對(duì)溫度(φ)。濕空氣還具有一定的壓力p(大氣壓)。正如濕空氣由干空氣和水蒸汽兩部份組成一樣,壓力p也由兩部份組成:干空氣的分壓力pa和水蒸汽pv的分壓力,即p=pa+pv。
(1)含濕量d
含濕量是指每千克干空氣中所含的水蒸汽量,單位為kg/kg(a),含濕量d的估算式如下:
(2)比焓h
比焓是拿來(lái)表示物質(zhì)系統(tǒng)能量狀態(tài)的一個(gè)參數(shù),熱力過(guò)程比焓的變化△h等于定壓比熱Cp除以氣溫差△t,即△h=Cp·△t。
干空氣的定壓比熱Cp·a=1.006kJ/(kg·℃),水蒸汽的定壓比熱Cp·v=1.86kJ/(kg·℃)。濕空氣的比焓通常是以1kg干空氣作為基數(shù)進(jìn)行估算的,伴隨著1kg干空氣的還有dkg水蒸汽水的密度計(jì)算過(guò)程,假如取0℃的干空氣和0℃水的比焓為零,則包含1kg干空氣的濕空氣的焓應(yīng)是:
式中,/kg是每千克0℃的水弄成0℃的水蒸汽所須要的氣化熱容。
(3)相對(duì)溫度φ
水蒸汽分壓力pv有一個(gè)最大值,稱(chēng)為水蒸汽飽和分壓力,ps表示。它是一個(gè)與氣溫有關(guān)的數(shù)值,隨氣溫的下降而降低。Pv與ps之間的關(guān)系反映了濕空氣的飽和程度,兩者之間的比值稱(chēng)為相對(duì)溫度φ。
(4)濕空氣的密度ρ
濕空氣的密度等于干空氣的密度ρa(bǔ)與水蒸汽的密度ρv之和,即:
因?yàn)樗羝拿芏容^小,所以,在標(biāo)準(zhǔn)條件下(p=101.325kPa,T=293K),干空氣與濕空氣的密度相差較小,在工程上,取p=1.2kg/m3已足夠精確。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào),在濕空氣的含濕量和焓的估算中,均以1kg干空氣為基準(zhǔn)水的密度計(jì)算過(guò)程,緣由是干空氣在熱、濕處理過(guò)程中,其質(zhì)量不變,而水蒸汽量則可能有變化。
參考資料:
[1]陸耀慶.實(shí)用供暖空調(diào)設(shè)計(jì)指南(第二版)[M].上海:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.
[2]廉樂(lè)明,譚羽非,張家正.工程熱力學(xué)(第五版)[M].上海:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2007.