化工原理下复习总结

【例题与解题指导】

【例1】 某常压空气温度30℃、湿度0.0256kg/kg绝干气，试求：（1）相对湿度、水汽分压、比容、比热容及焓；（2）若将上述空气在常压下加热到50℃，再求上述各性质参数。

【例2】 解：（1）30℃时的性质

相对湿度：查得30℃时水饱和蒸汽压ps＝4.2464kPa。H0.622ps将数据带入

Pps，94.30%

水汽分压

pps4.004 kPa

比容： 由前式求比容，即

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51H273t1.01310vH291822.4273PvH = 0.8926 m3湿空气/kg绝干气

比热容：由前式求比热容，即

cH1.011.88H1.058kJ/(kg绝干气·℃)焓： 用前式求湿空气的焓，即

I1.011.88Ht2490H

I＝95.49 kJ/kg绝干气

（2）50℃时的性质参数

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相对湿度：50℃时水蒸汽的饱和蒸汽压为12.340kPa。当空气被加热时，湿度并没有变化，若总压恒定，则水汽的分压也将不变，故

p4.004100%100%32.44%ps12.34

水汽分压：因空气湿度没变，故水汽分压仍为4.004kPa。

比容： 常压下湿空气视为理想气体，50℃时比容为

323vH0.89260.955303m3湿空气/kg绝干气

比热容：由式7知湿空气的比热容只是湿度的函数，因此，湿空气被加热后，其比热容不变，为1.058kJ／(kg绝干气·℃)。

焓：

I1.011.88Ht2490H＝116.7 kJ/kg绝干气

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由上计算可看出，湿空气被加热后虽然湿度没有变化，但相对湿度降低了，所以在干燥操作中，总是先将空气加热后再送入干燥器内，目的是降低相对湿度以提高吸湿能力。

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【例2】常压下湿空气温度为30℃、湿度为0.0256kg／kg绝干气，试求该湿空气的露点td、绝热饱和温度ｔas和湿球温度tw。

解：露点td

将湿空气等湿冷却到饱和状态时的温度为露点，由下式可求出露点温度下的饱和蒸汽压

Hs,td0.622ps,tdPps,td0.02560.622ps,td101.3ps,td

解得 ps,td =4.004kPa

该饱和蒸汽所对应的温度为 28.7 ℃，此温度即为露点。

绝热饱和温度ｔas

由前式计算绝热饱和温度：

tastr0HasH/cH

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由于Ｈas是ｔas的函数，故用上式计算ｔas时需试差：

①设 ｔas = 29.21℃

0.622psHPps②用式

求ｔas温度下的饱和湿度Ｈas

29.21℃时水饱和蒸汽压4054 Pa，汽化潜热2425.48kJ/kg，

Ｈas＝0.02593kg／kg绝干气

③用式

cH1.011.88H求ｃH＝1.058 kJ/(kg.℃)

④用式

tastr0HasH/cH核算ｔas。

2425.48tas300.025930.025629.241.058℃

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故假设ｔas=29.21℃可以接受。

湿球温度tw 用式

twkHrtwHs,twHta计算

与计算tas一样，用试差法计算tw，计算步骤如下:

①假设t w=29.21℃

②对空气～水系统，

a/kH1.09。

③查出29.21℃水的汽化热rtw为2425.48 kJ/kg。

④29.21℃时湿空气饱和湿度0.02593 kg/kg绝干气。

⑤用前式核算t w

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2425.48tw300.025930.025629.261.09 ℃

与假设的29.21℃很接近，故假设正确。

计算结果证明，对于水蒸汽～空气系统，tas＝tw

由上计算可看出，只要知道湿空气的两个相互独立的参数，其它参数均可求出，但有时需要试差。

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【例3】试应用H-I图确定

（1）例1中30℃及50℃时湿空气的相对湿度及焓；

（2）例2中湿空气水汽分压、露点td、绝热饱和温度ｔas和湿球温度tw。

解：（1）t＝30℃的等t线和Ｈ=0.0256kg/kg绝干气的等Ｈ线的交点A即为30℃湿空气的状态点，如附图（a）所示。由过点A的等线可确定30℃湿空气相对湿度为=94%；由过点Ａ等Ｉ线可确定30℃湿空气焓为Ｉ=95 kJ/kg绝干气。

将30℃湿空气加热到50℃，空气湿度并没有变化，故t＝50℃的等t线和Ｈ=0.0256kg/kg绝干气的等Ｈ线的交点B即为50℃时湿空气的状态点。由过点Ｂ的等 线及等I线可确定50℃时湿空气的相对湿度为32%、焓为117 kJ／kg绝干气。

（2）首先根据t＝30℃、Ｈ=0.0256 kg/kg绝干气确定湿空气状态点A，如附图（b）所示。

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由A点的等Ｈ线与p=f(H)线的交点B所在的蒸汽分压线，可确定水汽分压为p=3800Pa。

露点是等湿冷却至饱和时的温度，由A点的等Ｈ线与 =100%线的交于点C所在的等t线，可确定湿空气的露点td为28.5℃。

绝热饱和温度是等焓冷却至饱和时的温度，由过点A等I线与 =100%线交点D所在的等t线，确定绝热饱和温度tas为29℃。

查图结果与计算结果比较可知，读图时有一定的误差，但避免了计算时试差的麻烦。

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