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第1章 空氣環(huán)境與人體健康和工藝生產(chǎn)的關(guān)系 一 問(wèn)答題 1 答：扇扇子使身體旁邊的空氣流動(dòng)速度加快，對(duì)流放熱系數(shù)大，散發(fā)的熱量就越多，使人的實(shí)感溫度就越低。所以，夏天扇扇子會(huì)感到?jīng)隹臁? 2 答：在空氣環(huán)境中影響人體散熱的因素主要有溫度、濕度和風(fēng)速。溫度高，人體散發(fā)的熱量小于體內(nèi)產(chǎn)生的熱量，人就會(huì)感覺(jué)到熱；濕度低，空氣干燥，汗水容易蒸發(fā)，人的實(shí)感溫度就低；風(fēng)速大，對(duì)流放熱系數(shù)大，散發(fā)熱量多。 在紡織廠車(chē)間內(nèi)危害人體健康的物質(zhì)主要是粉塵。粉塵沾有大量細(xì)菌，易沾污皮膚而引起皮膚發(fā)炎。大量粉塵進(jìn)入呼吸氣管后，會(huì)刺激上呼吸道黏膜，引起鼻炎、咽喉炎；吸入肺部易引起塵肺癥等疾病。 為了保證人們有足夠的氧氣量，“工業(yè)企業(yè)采暖通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范”規(guī)定：系統(tǒng)的新風(fēng)量應(yīng)不小于總風(fēng)量的10%；保證各房間每人每小時(shí)有不小于30m3的新風(fēng)量。人們長(zhǎng)期停留地點(diǎn)二氧化碳的最大允許濃度為1L/m3,短期停留地點(diǎn)二氧化碳的最大允許濃度為1L/m3。 3 答：夏季細(xì)紗車(chē)間要求溫度為30～32℃，相對(duì)濕度為55～60%；織造車(chē)間要求溫度為32℃以下，相對(duì)濕度為68～80%，兩車(chē)間相比較，細(xì)紗車(chē)間要求的溫度比較高，但是相對(duì)溫度比較低，即細(xì)紗車(chē)間相對(duì)干燥些。在夏季時(shí)，空氣越干燥，則汗水越容易蒸發(fā)，實(shí)感溫度就越低。所以，工人在細(xì)紗車(chē)間感覺(jué)較涼爽和舒適。 4 答：紡織廠絡(luò)筒、穿筘、整理車(chē)間夏季的相對(duì)濕度高于冬季的相對(duì)濕度。 5 答：化纖或混紡品種與純棉品種對(duì)溫濕度要求是不同的?；w或混紡品種中的合成纖維具有高電阻、吸濕性差的特點(diǎn)，易起靜電，故抗靜電劑在吸濕時(shí)隨水份吸附在纖維表面，所以對(duì)車(chē)間溫濕度的變化很敏感，即清棉車(chē)間的相對(duì)濕度要大，以后各道紡紗過(guò)程均以放濕為宜。至于織造車(chē)間主要應(yīng)視漿料性質(zhì)而定。 例如滌綸紡紗時(shí)，在夏季車(chē)間溫度宜較棉紡織為低，在冬季車(chē)間溫度與棉紡廠相類(lèi)似。至于相對(duì)濕度，在紡部清棉車(chē)間相對(duì)濕度宜大，因滌綸清潔、除雜問(wèn)題很少，而滌綸纖維極易產(chǎn)生靜電，故應(yīng)以減少靜電為主。濕度大，有利于減少靜電，纖維柔軟，成卷情況良好，以后各道工序宜在逐步放濕狀態(tài)下進(jìn)行，工作才比較好做。 第2章 濕空氣與水蒸氣 一 填空題 9、 水蒸氣 粉塵2水蒸氣數(shù)量 濕度3大 大4空氣中存在的水蒸氣分壓力 同溫度飽和狀態(tài)下水蒸氣分壓力5熱濕比線6顯熱 潛熱7大 小8 0% 100% 9增加 減小 表面式蒸汽（或熱水）加熱器、電加熱器 減小 增加 表面式冷卻器 不變 直接噴霧10混合 加熱 冷卻 絕熱加濕11值大小相等 方向相反12未飽和水狀態(tài)區(qū) 濕蒸汽狀態(tài)區(qū) 過(guò)熱蒸汽狀態(tài)區(qū)13未飽和水 飽和水 濕飽和蒸汽 干飽和蒸汽 過(guò)熱蒸汽 二 名詞解釋 1、 絕對(duì)濕度γq：1m3濕空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)）稱(chēng)為絕對(duì)濕度。也就是濕空氣中單位容積水蒸氣的質(zhì)量克數(shù)，可用下式表示： 相對(duì)濕度Φ：空氣的絕對(duì)濕度γq和同溫度飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度γq，b之比稱(chēng)為相對(duì)濕度，常用百分?jǐn)?shù)表示：，也可理解為現(xiàn)在空氣中存在的水蒸氣分壓力與同溫度飽和狀態(tài)下水蒸氣分壓力之比，即 2、 含濕度d ：內(nèi)含1kg干空氣的濕空氣中所含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)），稱(chēng)為濕空氣的含濕量。即： 3、 飽和空氣：當(dāng)空氣的相對(duì)濕度為100%時(shí)，為飽和空氣，即空氣完全沒(méi)有吸濕能力。 4、比容v：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的空氣所占的容積成為空氣的比容v。 密度ρ：?jiǎn)挝蝗莘e的空氣所具有的質(zhì)量稱(chēng)為空氣的密度ρ。 5、焓i ：內(nèi)含1kg干空氣為單位的濕空氣所含的熱量稱(chēng)為濕空氣的焓，以i表示。 6、熱濕比ε：指空氣在變化過(guò)程中其熱量的變化量與濕量的變化量的比值。 7、空氣的露點(diǎn)溫度tl ：當(dāng)空氣在含濕量不變的情況下進(jìn)行冷卻達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，這一點(diǎn)的溫度就是空氣的露點(diǎn)溫度。 8、干球溫度tg和濕球溫度ts：干濕球溫度計(jì)由兩只相同的水銀溫度計(jì)組成，其中一只水銀球保持干燥，用以測(cè)量空氣的溫度，稱(chēng)干球溫度計(jì)，從干球溫度計(jì)上讀出的溫度稱(chēng)為干球溫度tg；另一只水銀球上包有紗布，并將紗布下端浸入盛有蒸餾水的容器中，在毛細(xì)管作用下使水銀球表面的紗布經(jīng)常保持濕潤(rùn)狀態(tài)，稱(chēng)為濕球溫度計(jì)，從濕球溫度計(jì)上讀出的溫度稱(chēng)為濕球溫度ts。 9、汽化熱r：當(dāng)液體水變?yōu)闅鈶B(tài)的水汽時(shí)，由于水分子需克服周?chē)肿娱g的吸引力及其造成的表面張力，故需要吸收熱能，此熱能通常稱(chēng)為汽化熱，單位是kj/kg，它的意義是指1kg的液體，在一定溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑴囟日羝麜r(shí)所需要吸收的熱量。 10、干度x：每千克濕蒸汽中所含飽和水蒸氣的質(zhì)量（千克數(shù)），稱(chēng)為干度x。 三 判斷題 1～5： √ √ √ √6～10： √ √11～15：√ √ 16～21：√ √ √ √ 四 問(wèn)答題 1 答：理想氣體狀態(tài)方程式：PV=mRT。在空氣調(diào)節(jié)過(guò)程中，通常將濕空氣以及組成濕空氣的干空氣和水蒸氣視為理想氣體，故理想氣體狀態(tài)方程式也適合于濕空氣。 2 答：不是。是室內(nèi)空氣的壓力是用儀表測(cè)出的表壓力，而表壓力不是壓力的真正數(shù)值，而是空調(diào)系統(tǒng)中空氣壓力與當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ牟钪?，故室?nèi)空氣的壓力不是室外的大氣壓力。 3 答：濕空氣的水蒸氣分壓力的大小直接反映空氣中水蒸氣數(shù)量的多少，它是衡量空氣濕度的一個(gè)指標(biāo)。對(duì)一定溫度的空氣，其水蒸氣分壓力有一個(gè)最大限量，這個(gè)最大限量為飽和水蒸氣分壓力。 4 答：空氣的絕對(duì)濕度γq和同溫度飽和狀態(tài)下的絕對(duì)濕度γq，b之比稱(chēng)為相對(duì)濕度?？諝獾南鄬?duì)濕度反映了空氣接近飽和的程度，在含濕量一定的情況下，φ小說(shuō)明空氣飽和程度小，吸收水蒸氣的能力強(qiáng)。Φ=100%時(shí)，指的是飽和空氣，完全沒(méi)有吸濕能力。 內(nèi)含1kg干空氣的濕空氣中所含有水蒸氣的質(zhì)量（以克計(jì)），稱(chēng)為濕空氣的含濕量。當(dāng)大氣壓力一定時(shí)，含濕量?jī)H與水蒸氣分壓力有關(guān)，Pq越大，d也越大。當(dāng)空氣狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，只要空氣中的水蒸汽分壓力不變，那么空氣的含濕量也是不變的，因此含濕量可以度量空氣中水蒸氣的含量。 5 答：不是同樣干燥。已知不同溫度對(duì)應(yīng)的Pq，b不同，由公式可知當(dāng)相對(duì)濕度不同時(shí)，水蒸氣分壓力不同，即空氣中水蒸氣的含量不同，也就是說(shuō)空氣的干燥程度不同。 6 答：可以。式①φ=γq/γq，b 是由定義可得。將式②和式③代入式①得出式④，已知式⑤，把式④代入式⑤得，由于Pq與Pq，b在數(shù)值上遠(yuǎn)小于B，故B-Pq≈B-Pq，b，因此可以近似的認(rèn)為。 7 答：由公式可知，當(dāng)Pq一定時(shí)，B較低時(shí)，得出的d值較大，因此這時(shí)的等相對(duì)濕度線將在大氣壓力較高的相對(duì)濕度下面。 8 答：當(dāng)Pq一定時(shí)，由，B增加，則d減少，因此這時(shí)等φ線將在較低大氣壓力的相對(duì)濕度上面。 9 答：由公式知，在不同的大氣壓力下，d值相同，Pq值不同。Pq值隨著大氣壓力B的增大而增加，隨著大氣壓力B的減小而減少，繪出的水蒸氣分壓力線上的標(biāo)定值也不相同。 10 答：空氣經(jīng)過(guò)加熱器時(shí)，空氣的溫度要升高，空氣的含濕量不變，相對(duì)濕度減少；空氣經(jīng)過(guò)冷卻器時(shí)，溫度降低，空氣的含濕量不變，相對(duì)濕度增加。圖新29 11 答：最終水溫是tshz=ts = 5℃。水的初始溫度較高經(jīng)與空氣接觸一次后，由于水失去熱量而使水溫降低，再將水循環(huán)使用，水溫就會(huì)不斷降低。當(dāng)水溫降低到與空氣的濕球溫度相等時(shí)，由于空氣狀態(tài)的變化沿等焓線進(jìn)行，空氣的含熱量不變，因而水溫就保持不變了。 12 答：熱濕比ε是指空氣在變化過(guò)程中其熱量的變化量與濕量的變化量的比值。對(duì)于任何一個(gè)變化過(guò)程都有一定的熱濕比值。對(duì)于空氣的任何變化過(guò)程，不論其初終狀態(tài)如何，只要變化過(guò)程的熱濕比值相同，則其變化過(guò)程線必然是相互平行。 13 答：在i-d圖上可知起始狀態(tài)1：t1=18℃，Φ1=45%時(shí)，i1=33kj/kg，d1=5.7g/kg。 取i2=66kj/kg，已知ε=33000，由公式，可得出d2=6.7g/kg， 得出i2、d2可得出狀態(tài)2，在i-d圖上連接狀態(tài)1點(diǎn)和狀態(tài)2點(diǎn)就可得出熱濕比為ε=33000的變化過(guò)程線。同理可得出熱濕比為ε=-2200的變化過(guò)程線。圖 14 答：因?yàn)槔渌艿耐獗砻?、窗?hù)玻璃和有些外墻的內(nèi)表面溫度低于空氣的露點(diǎn)溫度，因此空氣中的水蒸氣凝結(jié)成水滴附著在它們的表面。措施：在夏季可以在冷水管表面包上稻草之類(lèi)的；在冬季可降低室內(nèi)的含濕量或提高室內(nèi)溫度。 15 答：不對(duì)。濕球溫度實(shí)際上反映了濕紗布中水的溫度，也是貼近濕球表面的一薄層飽和空氣的溫度。濕球從周?chē)諝饣蛑車(chē)矬w得到的熱量正好等于濕球表面水分蒸發(fā)所需要的熱量。被測(cè)空氣的濕球溫度值不受開(kāi)始時(shí)容器中水溫的影響。 16 答： 17 答：ts 和I是兩個(gè)彼此不獨(dú)立的參數(shù)。 18 答： 19 答：在冬季，室外溫度低于隨著人呼吸排出的水蒸氣的露點(diǎn)溫度，因此水蒸氣凝露成小水滴懸浮在空中，也就是白色的霧氣。 冬季室內(nèi)供暖使空氣中部分水蒸氣蒸發(fā)成水汽，空氣的相對(duì)濕度降低，因此人感覺(jué)空氣干燥。 20 答：是。 21 答：已知送風(fēng)狀態(tài)和排風(fēng)狀態(tài)即可求出。 五 計(jì)算題 1 解：P絕對(duì)=B+P表=1.027105+8103=1.107105Pa 2 解：P絕對(duì)=B-P真=1.021105-3.1104=7.11104Pa 3 解：P1=758-738=20mmHg V1=80S mm3（S是管的橫截面積）T1=273+27=300K P2=P-743mmHg V2=（738+80）S-743S=75S mm3 T2=273+（-3）=270K 將數(shù)據(jù)代入理想氣體的狀態(tài)方程： 得 P=762.2 mmHg 4 解：初狀態(tài)P=4atm，V1=2/3V，T1=250K,末狀態(tài)時(shí)，V2=V，T2=300K， 由理想氣體狀態(tài)方程得： 5 解：(1) 設(shè)烴類(lèi)在混合氣中的分壓為 PA；水蒸氣的分壓為 PB 。 則 PB = 3.167 kPa; PA = P -PB= 101.198 kPa 由公式可得：==31.3mol (2) 所求初始體積為V : 6 解:已知M甲烷 =16.0410-3 kg /mol 7 解:已知:B=105Pa，V=Vq=Vg=4500m3，T=30+273.15=303.15K, Pq=2400Pa，Pg=B-Pq=97600Pa 由公式PV=mRT,可知 同理可得mg=5048.1kg 8 解：①空氣加熱前：P1V1=m1RT1 ； 空氣加熱后：P2V2=m2RT2 已知m1=m2，P1=P2,T1=20+273.15=293.15K T2=130+273.15=403.15K 由 ②由附表1可知當(dāng)t=20℃時(shí)，干空氣的密度為1.205kg/m3， 又，則Pq=B-Pg=101325-101216.5=108.5Pa PqVq=mqRqTq1mq=1.44kg 同理可得mg=2165.5kg 9 解：當(dāng)溫度t=20℃時(shí)，由附錄表1查得：Pq，b=23.31102Pa =1.207-0.0084=1.199kg/m3 則空氣的質(zhì)量為：m=10001.199=1199kg 10 解：（1） （2）查附表1知，當(dāng)t=20℃時(shí)，Pq，b=2331Pa 由 （3）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式可知PqVq=mqRqTq 已知Pq=1600Pa，Vq=100m3，Rq=461.5J/kgK，Tq=20+273.15=293.15K 得 同理可得mg=118.53kg 即m=mq+mg=1.18+118.53=119.71kg 11 解：干空氣的密度的可用公式：。 ，將Pg=B-Pq代入得 12 解：已知原有的空氣含濕量為5.5g/kg, 即： ∴ 13 解：已知t=24℃、φ=60%、B=101325Pa 由附表1可查出當(dāng)t=24℃時(shí)，Pq，b=2977Pa ∴ 在i-d圖上可以得出露點(diǎn)溫度tl=15.7℃ 14 解：由附表1可查出當(dāng)t=11℃時(shí)，Pq，b=1309Pa 在加熱前，空氣的焓 在加熱后，空氣的焓 由條件知d1=d2=d，t1=11℃，t2=20℃ ∴在加熱前后，空氣焓差值 ∴加熱量W=ΔiQ=9.18104=9.18104kj 15 解：已知t1=29℃、φ1=60%、B=101325Pa 在i-d圖上可知d1=15.2g/kg，i1=68kj/kg 即在狀態(tài)1下，內(nèi)含1kg干空氣的濕空氣中含有15.2g水蒸氣，則內(nèi)含 100kg干空氣的濕空氣中含有1.52kg水蒸氣，加入1kg水蒸氣后，則狀 態(tài)2中有2.52kg水蒸氣，由定義可知，d2=25.2g/kg。 由題意可知此處理過(guò)程為等溫加濕過(guò)程，即溫度不變，t1=t2=29℃ 在附表1可查出當(dāng)t=29℃時(shí)，Pq，b=3995Pa ∵ ∴ 16 解：1、64.5 13.4 2150 2、81 29.8 3150 3、-3 100 1120 4、63.5 26 2330 5、99.65 27.2 100 6、55.5 60 7、-9 1.2 1500 17 解:原狀態(tài)t1=20℃，d1=5g/kg；處理后的狀態(tài)t2=20-5=15℃，d2=5+4=9g/kg 在i-d圖上可查出i1=33kj/kg；i2=38kj/kg 因?yàn)閕1i2，所以處理后的空氣焓值是減少了。 19 解：已知：t1=11℃、φ1=70%、G=10000kg/h、t2=20℃、B=101325Pa 在i-d圖上可得出狀態(tài)1的點(diǎn)，即：i1=25.5kj/kg、d1=5.6g/kg、Pq1=920Pa 在i-d圖上保證d1=d2=5.6g/kg就可）找出狀態(tài)2的點(diǎn)。由i-d圖可知i2=35kj/kg、Pq2=920Pa 由焓的定義可知:加熱量Q=G(i2-i1）=10000（35-25.5）=9.5104kj 在附表1可查出當(dāng)t2=20℃時(shí)，Pq，b2=2331Pa i3=1.01t3+（2500+1.84t3)d310-3 =1.0190+（2500+1.8490）5.610-3 =105.8kj/kg Δi=i3-i1 =105.8-25.5=80.3kj/kg 20 解:在i-d圖上,可得出在含濕量為20g/kg狀態(tài),tl為25℃,即該車(chē)間圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面的溫度最低應(yīng)為25℃. 21 解:(1) 由圖可知此過(guò)程是增焓、減濕、增溫的過(guò)程。 （2）在i-d圖上連接狀態(tài)1點(diǎn)和狀態(tài)2點(diǎn)，平移，與其連線平行的熱濕比顯示其值ε≈9000kj/kg。 （3）在附表1可查出當(dāng)t1=24℃時(shí)，Pq，b1=2977Pa；當(dāng)t2=30℃時(shí)，Pq，b2=4232Pa 同理可得d2=17.9g/kg，i2=76kj/kg ∴ 22 解：已知T1=26+273.15=299.15K，φ1=60%，V1=1500m3，B=101325Pa 在i-d圖上可知d1=12.6g/kg，i1=58.5kj/kg 在附表1可查出當(dāng)t1=26℃時(shí)，Pq，b1=3353Pa （狀態(tài)1表示初始狀態(tài)） ① ② 由式①②可知mg1=1733kg，mq1=22kg mg3=1733+4=1737kg(狀態(tài)3表示氣體混合后的狀態(tài)） ∴ 在附表4可查出當(dāng)P2=105Pa時(shí)，i2=2675.4kj/kg（狀態(tài)2表示加入的氣體） 由題意知d2=0g/kg ℃ 在附表1可查出當(dāng)t3=31.7℃時(shí)，Pq，b3=4664.7Pa 23 解：(1)由題意知：t1=5℃，φ1=60%，氣體1加熱時(shí)d1=d2=d3值不變，則由i-d 圖知狀態(tài)1、2、3連接成一直線，則：①；G1+G2=120② 由式①②解出G1=G熱=102.13kg/min,G2=G未=17.87kg/min。 （2）在i-d圖上可查出 i1=10.7kj/kg、i2=41kj/kg ∴Q=G熱（i2-i1）t=102.13（41-10.7）60=185.67kj 24 解：（1）在i-d圖上可查出狀態(tài)1的露點(diǎn)溫度為19.5℃，而冷表面的溫度18℃低于其露點(diǎn)溫度，故（1）會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。 （2）在i-d圖上可查出狀態(tài)1的露點(diǎn)溫度為14.5℃，而冷表面的溫度18℃高于其露點(diǎn)溫度，故（2）不會(huì)出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象。 25 解：由i-d圖可知，含濕量為5.6g/kg，相對(duì)濕度為52%，ts=12.5℃。 26 解：在附表1可查出當(dāng)tg=25℃時(shí)，Pg，b=3160Pa；當(dāng)ts=21℃時(shí)，Ps，b=2480Pa。 已知:υ=0.5m/s,B=101325Pa 由i-d圖可知露點(diǎn)溫度為19.4℃ 27 解：由公式： （1）∵ts1=ts2、υ1>υ2∴tg1=tg2，Psb1=Psb2，B1=B2 又 υ1>υ2∴A1φ2 （2）υ1=υ2A1=A2;ts1>ts2Psb1>Psb2 ; Pgb1=Pgb2，B1=B2 ∴φ1>φ2 28 解：72 19.5 71.5 21.6 85.5 26.4 結(jié)論：當(dāng)tg不變時(shí)，φ增加，ts增加。 29 解：P絕對(duì)=B+P表=1.025105+7.65106=7.75106Pa 30 解：在附表1可查出當(dāng)t=15℃時(shí)，Pq，b=1701Pa 31 解：① ② 比較①②，②空氣比較干燥。 32 解：已知18℃時(shí)飽和空氣的絕對(duì)濕度γq，b=0.01535kg/m3 ∴ 33 解：（1） 2480.45 2373 60.08 （2）2961.5 2133 143.62 87.9 （3）4.8 2114 150.3 88.4 （4） 2015 179.88 34 解：由附表2可知（1）（2）均為過(guò)熱蒸汽；（3）為飽和蒸汽 35 解： 36 解：(1) i=50kj/kg,d=10.8g/kg; (2) t=26℃,Φ=33%； (3) d=11.6g/kg,Φ=48%，i=57kj/kg； (4)i=64kj/kg,t=26℃； （5）i=43kj/kg，Φ=100%。 37 解：已知t1=22℃，Φ1=60%在i-d圖上可查出狀態(tài)1的i1=48kj/kg,d1=10g/kg. GΔi=ΔQ GΔd=ΔD ∴i2=i1+Δi=48+6.12=54.12kj/kg d2=d1+Δd=10+2=12g/kg 在i-d圖上可查出狀態(tài)2：t2=23℃,Φ2=68%。 38 解：已知Q=5815W=20934kg/h ∴ 圖 39 解：空氣狀態(tài)變化過(guò)程：未飽和水飽和水濕飽和蒸汽干飽和蒸汽過(guò)熱蒸汽 40 解：已知t1=22℃，Φ1=60%在i-d圖上可查出狀態(tài)1的i1=48kj/kg,d1=10g/kg. m1=ρ1v1=1.25000=6000kg 水蒸氣（溫度為100℃）的i2=2675.4kj/kg（狀態(tài)2表示水蒸氣） （狀態(tài)3表示混合后的氣體） mg1+mq1=6000①；② 由①②可得mg1=5940.6kg，mq1=59.4kg mq3=59.4+8=67.4kg ∴ 在i-d圖上可查出狀態(tài)3：t3=17.5℃，Φ3=83% 41 解：在i-d圖上可知：冷卻前空氣狀態(tài)i1=57kj/kg； 冷卻后空氣狀態(tài)i2=39kj/kg。 ∴Q=G（i1-i2）=5000（57-39）=90000kj 42 解：在i-d圖上可知：處理前空氣狀態(tài) i1=91kj/kg,d1=21.6g/kg 處理后空氣狀態(tài) i2=43kj/kg,d2=8.3g/kg （1）W=G（d1-d2）=Lρ（d1-d2）=72001.2（21.6-8.3）=114.9kg （2）Q=G（i1-i2）=Lρ（i1-i2）=72001.2（91-43）=414720kj （3）Q2=Q1=414720kj 43 解：在i-d圖上可知：處理前空氣狀態(tài) i1=25kj/kg,d1=3.6g/kg mg1+mq1=1000①；② 由①②可得mq1=3.6kg，mg1=996.4kg mg2=3.6+4=7.6kg ∴ 由PV=mRT ∴t2=T2-273.15=17.5℃ 已知d2=7.6g/kg，t2=17.5℃在i-d圖上可查出i2=34.5kj/kg，Φ2=53% 若加入10kg/h的水汽，同理可求出d3=13.6g/kg，t3=17.6℃，則在i-d圖上可知空氣狀態(tài)3在霧區(qū)，空氣中多余的水蒸氣會(huì)凝結(jié)成小水滴懸浮在空氣中形成霧狀。 44 解：①在i-d圖上可知：噴霧前空氣狀態(tài)i1=85kj/kg，d1=19.3g/kg 噴霧后空氣狀態(tài)i2=57kj/kg，d2=14g/kg tshz=71.7℃ ②在i-d圖上可知：噴霧前空氣狀態(tài)i3=18.5kj/kg，d3=3.4g/kg 噴霧后空氣狀態(tài)i4=39.19kj/kg，d4=9.35g/kg 同理可知：tshz=41.2℃ 45 解：在i-d圖上可以看出此過(guò)程是增濕增焓過(guò)程，則可通過(guò)噴熱蒸汽處 理。若不進(jìn)行處理，房間里的熱量和濕度都達(dá)不到工作要求。 46 解：在i-d圖上可知i1=45kj/kg,d1=9g/kg，t2=t1-Δt=22-8=14℃。由題意知Q=G（i1-i2）①；Q=G（i1-i2）②；③ 由①②③得G=5141.4kg，i2=36.9kj/kg，d2=8.9g/kg 47 解：采用噴霧設(shè)備或采用二次回風(fēng) 48 解：①i=57kj/kg,d=12.8g/kg，Φ=65%；②i=85kj/kg,d=22.8g/kg，Φ=95% 49 解：在i-d圖上可知Pq=2050Pa 則可在i-d圖上得出t=27℃，T=27+273.15=300.15K 50 解：（1）i=0.071ts2+0.647ts+16.182 =0.071182+0.64718+16.182=50.832kj/kg 又 （2） 由附表1可知當(dāng)t=21℃時(shí)，Pq，b=2480Pa （3）Pq=φPq，b=0.6352480=1574Pa 由于露點(diǎn)溫度下的飽和水汽壓力與原來(lái)t=21℃、Φ=63.5%的空氣中的水蒸氣分壓力相同，查附表可知，當(dāng)Pq，b=1574Pa時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為13.8℃,即露點(diǎn)溫度為13.8℃。 51 解：（1）由附表1可知當(dāng)t=32℃時(shí)，Pq，b’=4743Pa。 在i-d圖上可知Pq’=2050Pa ∴ （2）已知ts=23℃，由i=0.071ts2+0.647ts+16.182①； ② 由式①②可得d=14.2g/kg （3） （4）Pq=φPq，b=0.4784743=2267.15Pa 由于露點(diǎn)溫度下的飽和水汽壓力與原來(lái)t=32℃、Φ=47.8%的空氣中的水蒸氣分壓力相同，查附表可知，當(dāng)Pq，b=2267.15Pa時(shí)，對(duì)應(yīng)的溫度為19.6℃,即露點(diǎn)溫度為19.6℃。 52 解：在i-d圖上可得出當(dāng)d=10g/kg時(shí)，tl=14℃，即冷卻器的表面溫度應(yīng)在14℃以下。 53 解：由題意知使導(dǎo)管上不會(huì)產(chǎn)生凝結(jié)水，空氣的露點(diǎn)溫度最高為10℃，則已知tl=10℃，t=21℃，可在i-d圖上查出其對(duì)應(yīng)的最大相對(duì)濕度是20%。 54 解： 55 解：由i-d圖上可知：新風(fēng)空氣狀態(tài)：i1=86kj/kg,d1=20.8g/kg 回風(fēng)空氣狀態(tài)：i2=48kj/kg,d2=10g/kg t0=23.64℃ 56 解：由i-d圖上可知：i1=50kj/kg,d1=10.2g/kg；i2=38kj/kg,d2=9.5g/kg。 G1i1+G2i2=（G1+G2)i3①；G1d1+G2d2=（G1+G2)d3②； ③； G1+G2=11000④。 由①②③④得G1=6563kg，G2=4437kg 57 解：由i-d圖上可知：i1=42.3kj/kg,d1=8.7g/kg 由空氣所吸收的總熱量和總濕量得知其熱濕比ε為: 根據(jù)此值，在圖的熱濕比標(biāo)尺上找出相應(yīng)的ε線。然后過(guò)1點(diǎn)作該線的平行線，即空氣狀態(tài)的變化線。此線與t2=32℃等溫線的交點(diǎn)2，就是空氣終了狀態(tài)點(diǎn)（見(jiàn)圖）。由圖可知，i2=62.9kj/kg,d2=12g/kg，φ2=40%。 58 解：首先在i-d圖上找出t=30℃、Φ=60%的交點(diǎn)1.從1點(diǎn)引等d線向上，分別與含濕量d坐標(biāo)線及Pq分壓力交換線相交于2和3點(diǎn)。因此便可從圖上直接查得i1=71kj/kg,d1=16g/kg，Pq=2530Pa。 59 解：已知t1=30℃，Φ1=70%在i-d圖上1點(diǎn)查得i1=78.3kj/kg,d1=18.8g/kg。通過(guò)點(diǎn)1，使空氣沿等d線與Φ=100%的飽和濕度線相交于點(diǎn)1’，并沿飽和濕度線向左下方移動(dòng)至溫度等于10℃的點(diǎn)2，由此得到經(jīng)降濕機(jī)除濕后的空氣狀態(tài)i2=29kj/kg，d2=7.6g/kg。通過(guò)點(diǎn)2使空氣沿等d線加熱與t3=20℃的等溫線交于點(diǎn)3，并查得d3=d2=7.6g/kg，i3=39kj/kg。 則含1kg干空氣的濕空氣在降濕機(jī)中除掉的水分： Δd=d1-d2=18.8-7.6=11.2g/kg 由點(diǎn)3查得處理后空氣的相對(duì)濕度φ3=52% 60 解：由附表1可查得當(dāng)t1=26℃時(shí)Pq，b=3353Pa， 則濕空氣中水蒸氣分壓力Pq=φPq，b=0.63353=2012Pa 干空氣的質(zhì)量 P絕對(duì)=B+P表=（1.031+0.948）105=1.961105Pa 由附表4查得干飽和蒸汽的焓值iq=2706kj/kg,根據(jù)t1=26℃，Φ1=60%在i-d圖上確定空氣狀態(tài)1，查得i1=58.4kj/kg,d1=12.6g/kg。 由熱平衡方程式Ggi1+Gqiq=Ggi2得知： 同理，由濕平衡方程式Ggd1+Gq=Ggd2得知： 根據(jù)i2=64.63kj/kg，d2=14.9g/kg在i-d圖上確定空氣狀態(tài)2，查得t2≈26℃，Φ2=71%。 61 解： 由附表1可查得當(dāng)tg=25℃時(shí)Pg，b=3160Pa；當(dāng)ts=20℃時(shí)Ps，b=2331Pa 同理可得當(dāng)υ=0.2m/s時(shí)，A=0.000988，Φ=58%；當(dāng)υ=0.1m/s時(shí)，A=0.001325，Φ=52%。 62 解：在i-d圖上由ts=15℃的等溫線與Φ=100%的飽和濕度線交的狀態(tài)點(diǎn)1。沿點(diǎn)1的等焓線向上與tg=20℃的等溫線交的狀態(tài)2點(diǎn)，該點(diǎn)即為所測(cè)空氣的狀態(tài)點(diǎn)，由圖查得i2=41.7kj/kg，d2=8.5g/kg，Φ2=58.5%。 63 解：在i-d圖上由tl=17℃的等溫線與Φ=100%的飽和濕度線交的狀態(tài)點(diǎn)1。沿點(diǎn)1的等d線向上與t=23℃的等溫線交的狀態(tài)2點(diǎn)，該點(diǎn)即為所測(cè)空氣的狀態(tài)點(diǎn)，由圖查得Φ2=68.5%。 64 解：（1）70.6 15.1 23.6 4840 2420 （2）41 31.8 21.5 4634 1900 （3）48 7 27 4074 1100 （4）76.5 35 25 5666.7 2550 （5）12.5 35 23 5714 2000 （6）57.5 12.5 63 20 3174.6 （7）58 14.7 100 20 2350 （8）76 18.7 30 4228.6 2960 （9）58 13.6 77.5 2787.1 2160 65 解：已知t1=30℃，Φ1=60%；t2=20℃，Φ2=95%，在i-d圖上可知：i1=71kj/kg,d1=16g/kg；i2=56kj/kg,d2=14g/kg。 Δi=i2-i1 =56-71=-15kj/kg；Δd=d2-d1 =14-16=-2g/kg 66 解：已知t=23℃，Φ=60%在i-d圖上可查出tl=15℃，屋頂?shù)膬?nèi)表面溫度為10℃，小于空氣的露點(diǎn)溫度，所以屋頂內(nèi)表面能出現(xiàn)凝露現(xiàn)象。 67 解：已知室外空氣t1=3℃，Φ1=50%，室內(nèi)空氣t2=23℃，Φ2=60%在i-d圖上可查出i1=9kj/kg,d1=2.3g/kg；i2=50kj/kg,d2=10.4g/kg。狀態(tài)3表示混合后的氣體。 則 已知i3=41.8kj/kg,d3=8.78g/kg在i-d圖上可查出t3=19.3℃，Φ3=62.5%。 68 解：（1）已知t1=5℃，Φ1=75%，可在i-d圖上可查出i1=15kj/kg,d1=4g/kg。 由題意知此處理過(guò)程是經(jīng)過(guò)加熱器加熱，是等濕加熱，即d1=d2=4g/kg。 已知t2=25℃,d2=4g/kg，可在i-d圖上可查出i2=35kj/kg。 mq+mg=m=ρv①；②。由式①②可得出mg=143426.3kg Q=mg(i2-i1 )=143426.3（35-15）=2868526kj （2）P絕對(duì)=B+P表=（1.031+0.981）105=2.012105Pa 由題意知Pq=Pq，b=2.012105Pa，由附表4知i3=2706.3kj/kg 69 解：已知t1=12℃，d1=6g/kg，可在i-d圖上可查出i1=27.5kj/kg,Φ1=69.5%； 已知t2=25℃,Φ2=70%,可在i-d圖上可查出i2=61kj/kg,d2=14g/kg； 已知t4=35℃,Φ4=30%,可在i-d圖上可查出i4=63kj/kg,d4=10.6g/kg。 （1）由題意知d3=d4=10.6g/kg t3=19.7℃ （2）Q=（G1+G2)(i4-i3）=（800+1082.4）（63-46.8）=30494.88kj （3）圖 70 解：（1）63%；（2）59% 71 解：由附表1查出當(dāng)tg=25℃時(shí)Pg，b=3160Pa；當(dāng)ts=21℃時(shí)Ps，b=2480Pa 在i-d圖上可知當(dāng)d=14.02g/kg時(shí)，tl=19.5℃。 72 解：已知tg=30℃，ts=24℃在i-d圖上可查出Φ1=56%，d1=14.7g/kg，i1=68kj/kg。 ； 已知i2=75kj/kg,d2=16.03g/kg在i-d圖上可查出t2=33.5℃，Φ2=48.7%。 第3章 車(chē)間冷（熱）、濕負(fù)荷的計(jì)算 一 填空題 1、 吸熱階段 導(dǎo)熱階段 散熱階段2、 小 好 0.23 3、大 大4、小于或等于5、方向附加 風(fēng)力附加 外門(mén)開(kāi)啟附加 高度附加 圍護(hù)結(jié)構(gòu)基本熱損失的百分率6、各圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本熱損失 相應(yīng)的附加熱損失7、外墻或屋面逐時(shí)傳熱形成的冷負(fù)荷 外玻璃窗逐時(shí)傳熱形成的冷負(fù)荷透過(guò)玻璃窗的日射得熱形成的冷負(fù)荷8、工藝設(shè)備散熱 照明散熱 人體散熱9、傳導(dǎo) 對(duì)流 輻射 汗液蒸發(fā) 顯熱 潛熱 二 名詞解釋 1、 熱負(fù)荷：當(dāng)車(chē)間的熱量或濕量不足時(shí)，就要補(bǔ)充其不足的熱量或濕量，這種補(bǔ)充量就稱(chēng)為熱負(fù)荷或濕負(fù)荷。 2、 冷負(fù)荷：當(dāng)車(chē)間有多余的熱量或濕量時(shí)，則要及時(shí)的排除多余的熱量或濕量，這種排出量就稱(chēng)為冷負(fù)荷或濕負(fù)荷。 3、 基本熱損失：為了簡(jiǎn)化工程計(jì)算，常假設(shè)傳熱是在某一穩(wěn)定溫度場(chǎng)的情況下進(jìn)行，這種由溫度差而產(chǎn)生的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失，稱(chēng)為基本熱損失。 4、 附加熱損失：在基本熱損失的基礎(chǔ)上，再考慮其它因素的影響而加以修正，其修正部分稱(chēng)為附加熱損失。 5、 導(dǎo)熱系數(shù)λ：導(dǎo)熱系數(shù)λ是材料導(dǎo)熱性能的一個(gè)物理指標(biāo)，它在數(shù)值上等于當(dāng)材料層1m厚度內(nèi)的溫度差為1℃時(shí)，在1h內(nèi)通過(guò)1m2表面積的傳導(dǎo)熱量值。 6、 傳熱系數(shù)K：傳熱系數(shù)K是當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的溫度差為1℃時(shí)，1h通過(guò)1m2圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面積傳遞的熱量，因此它表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許通過(guò)熱量的能力。 7、 熱阻R：熱阻R是表示熱量傳遞通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)遇到的阻力。熱阻越大，表示在同樣的溫度差和傳熱面積的條件下單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱量就越少。 8、 最大傳熱系數(shù)Kmax：當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面τn=tl+1時(shí)，所算出的傳熱系數(shù)稱(chēng)為允許最大傳熱系數(shù)Kmax。 9、 不穩(wěn)定傳熱：在計(jì)算冬季圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱損失和夏季圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷負(fù)荷室外氣溫和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度周期性變化，室外的風(fēng)速和風(fēng)向等因素也在變化，這樣使圍護(hù)結(jié)構(gòu)所傳遞的熱量也起著周期性的變化。這種隨時(shí)間而變化的傳熱過(guò)程稱(chēng)為不穩(wěn)定傳熱。 三 判斷題 1～5： √√√； 6～9 ：√√√ 四 問(wèn)答題 1 答：傳熱現(xiàn)象：外墻或屋面?zhèn)鳠?；外玻璃窗傳熱；透過(guò)玻璃窗的日射得熱等。穩(wěn)定傳熱：傳熱物體各個(gè)部分的溫度不隨時(shí)間而變化的傳熱稱(chēng)為穩(wěn)定傳熱。 2 答：為了避免外墻或屋頂內(nèi)表面不結(jié)露，要求圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面溫度高于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，或者使實(shí)際圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)小于或等于最大傳熱系數(shù)。 3 答:①使用冷卻器；②使用溫度較低的通風(fēng) 五 計(jì)算題1、解：由表3-1查出αn=8.7W/(m2K），αw=23.3W/(m2K）；由表3-2查出=0.16m2K/W ∴ 2、解：由題意知： q=K（t1-t2）=1.19（18+20）=45.22W/m2 3、解：（1） (2) Q=KF(tw-tn）=0.455400（30+20）=9100w=32760kj/h (3) Q吸=αwF（tw-τw）①；Q導(dǎo)=②； Q散=αnF(τn-tn）③ 已知Q吸=Q導(dǎo)=Q散，F(xiàn)=400m2，αn=8.7W/(m2K)，αw=23.3W/(m2K)， 代入式①②③，得τn=-11.1℃ τw=26.67℃ 4、解：（1）已知管內(nèi)流動(dòng)的飽和蒸汽壓力為5105Pa，由附錄表4查得管內(nèi)溫度為151.8℃，即tn=151.8℃ Q=KF（tn-tw）=1.9684.7（151.8-10）=23552W (3) 由題意知 5、解：（1）由題意知P=B+P表=1105+1105=2105Pa，則飽和蒸汽壓力為2105Pa，由附錄表4查得管內(nèi)溫度為120℃，即tn=120℃ 即 （2） 由題意知： （3） 由題意知： 6、解：由題意得： 由i-d圖查得當(dāng)t=25℃，φ=60%的空氣露點(diǎn)溫度tl=17℃，取a=1，則 因?yàn)镵ts，過(guò)程線為0—1，空氣狀態(tài)變化的過(guò)程線偏向等溫線的上方，空氣的溫度、含濕量、含熱量都增加； ②tsh=tg，過(guò)程線為0—2，空氣狀態(tài)變化沿等溫線進(jìn)行，空氣含濕量、含熱量增加，溫度保持不變； ③tg>tsh>ts，過(guò)程線為0—3，空氣狀態(tài)變化的過(guò)程線介于等溫線與等含熱量線之間，空氣含濕量、含熱量增加，溫度反而下降； ④tsh=ts，過(guò)程線為0—4，空氣狀態(tài)變化沿等焓線進(jìn)行，空氣溫度下降，含熱量不變，含濕量增加； ⑤ts>tsh>tl，過(guò)程線為0—5，空氣狀態(tài)變化的過(guò)程線介于等焓線與等含濕量線之間，空氣的溫度和含熱量降低，含濕量增加； ⑥tsh=tl，過(guò)程線為0—6，空氣狀態(tài)變化沿等含濕量線進(jìn)行，空氣的溫度和含熱量降低，含濕量不變； ⑦tshiB-iK,即風(fēng)量減?。? ②制冷量Q=G（iH-iK）,iKtsh>tl，即此變化過(guò)程中，空氣的溫度和含熱量都降低，含濕量增加。 處理后的空氣終態(tài)溫度不會(huì)低于18℃。因?yàn)楫?dāng)μ為無(wú)窮大時(shí)，不管是什么過(guò)程，噴水室內(nèi)的水溫近乎不變，空氣狀態(tài)的變化趨近于理想過(guò)程，空氣的最終狀態(tài)可達(dá)到溫度與水溫相等。所以處理后的空氣終態(tài)溫度不會(huì)低于18℃。 3、解：根據(jù)處理前后的空氣參數(shù)，可以查出ts2=19.6℃，取=3kg/(m2s）。 由題意知此處理過(guò)程是減焓冷卻去濕過(guò)程，從表4-3可查出相應(yīng)的η2的實(shí)驗(yàn)公式： 從表4-3可查出相應(yīng)的η1的實(shí)驗(yàn)公式： 又℃ 4、解：室外空氣狀態(tài)H，室內(nèi)空氣狀態(tài)B，混合后空氣狀態(tài)C。混合空氣在噴水室與水接觸后，空氣狀態(tài)由C變