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湿空气显热与含湿焓项拆分

选择虚拟中间状态,将空气侧比焓变化分为恒含湿量的温度项与恒温的含湿量变化焓项。后者常用于近似潜热,但不是独立测得的相变潜热或完整设备负荷。

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结果

空气侧总焓变化率— kW
温度变化焓项(显热项)— kW
含湿量变化焓项(近似潜热项)— kW
虚拟状态温度— °C
虚拟状态含湿量— g/kg 干空气
虚拟状态比焓— kJ/kg 干空气

正值表示空气侧焓增加;负值表示减少。两项相加等于所选参考态下的空气侧总焓变化。

方法与参考态

状态 1 为入口、状态 2 为出口。先改变含湿量时,虚拟状态 x=(T₁,w₂):温度项 ṁda(h₂−hx),含湿项 ṁda(hx−h₁)。先改变温度时,x=(T₂,w₁):温度项 ṁda(hx−h₁),含湿项 ṁda(h₂−hx)。

使用 PsychroLib SI 近似 h=1.006T+w(2501+1.86T),h 为 kJ/kg 干空气,T 为 °C,w 为 kg 水蒸气/kg 干空气。参考状态为 0 °C 干空气与液态水比焓为零,0 °C 水蒸气相对于该液水基准约 2501 kJ/kg。

适用条件和限制

稳态、共同绝压、干空气流率相同;输入和虚拟状态为不含液滴或冰晶的未过饱和湿空气。饱和检查采用 PsychroLib 的相态约定:温度 ≤ 0.01 °C 使用冰面饱和压,高于 0.01 °C 使用液水面饱和压;不模拟过冷液滴、凝结或结霜。温度限 −20~50 °C,绝压限 50~120 kPa,含湿量非负。路径仅是数学分解,不表示实际过程的顺序;不同路径的两项数值可能不同,但总和一致。

恒温含湿量变化项采用水蒸气参考焓,通常可作为潜热的近似表征;它不等同于相变潜热 hfg,也不保证等于实际设备的潜热负荷。注入水或蒸汽、凝结排水所带焓及热损失必须另算;不能凭此判断是否凝结或直接确定盘管负荷。

算例与来源

1 kg/s,30 °C、12 g/kg → 15 °C、8 g/kg,101.325 kPa;先改含湿量时虚拟点为 30 °C、8 g/kg:温度项 −15.3132 kW,含湿项 −10.2272 kW,总计 −25.5404 kW。

MIT OpenCourseWare:湿空气、虚拟路径和排水能量平衡;PsychroLib 2.5.0,Copyright © 2018–2020 PsychroLib Contributors,MIT License。

仅用于理解选定参考态与路径下的空气侧焓变化;设备选型须另行进行完整的质量与能量平衡。