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湿空气物理性质计算的算法思想

2014-10-21罗晓

科学与技术 2014年11期

【摘要】大气压力、干球温度、湿球温度、相对湿度、露点温度、含湿量、焓值、水蒸气分压及饱和水蒸气分压等,是空调设计的重要指导参数。本文在大气压固定,已知任意两个参数基础上,分别建立其它参数的计算方程。

【关键字】干球温度;湿球温度;相对湿度;露点温度;含湿量;焓值;水蒸气分压;饱和水蒸气分压

1 引言

空气,实则是干空气与水蒸气混合体,湿空气中水蒸气含量虽少,但作用极大,空调任务之一,就是调节空气中的水蒸气量。在空调设计中,大气压力、干球温度、湿球温度、相对湿度、露点温度、含湿量、焓值、水蒸气分压及饱和水蒸气分压等参数,有重要指导意义。本文在大气压固定,已知任意两个参数基础上,分别建立其它参数的计算方程。

2 空气状态参数计算公式

【公式1】湿空气热力学温度T = 273.15 + t;

【公式2】湿空气饱和水蒸气分压Pq.b = f(T)

1)t = -100~0℃:

ln(Pq.b) = c1 / T + c2 + c3 * T + c4 * T2 + c5 * T3 + c6 * T4 + c7 * ln(T)

2)t = 0~200℃:

ln(Pq.b) = c8 / T + c9 + c10 * T + c11 * T2 + c12 * T3 + c13 * ln(T)

式中,

c1 = -5674.5359; c2 = 6.3925247; c3 = -0.9677843 * 10-2;

c4 = 0.62215701 * 10-6; c5 = 0.20747825 * 10-8; c6 = -0.9484024 * 10-12;

c7 = 4.1635019; c8 = -5800.2206; c9 = 1.3914993;

c10 = -0.04860239; c11 = 0.41764768 * 10-4; c12 = -0.14452093 * 10-7;

c13 = 6.5459673

【公式3】湿空气露点温度tl,α = ln(Pq):

tl = -60~0℃时,tl = -60.45 + 7.0322*α + 0.37*α2

tl = 0~70℃时,tl = -35.957 - 1.8726*α + 1.1689*α2

【公式4】湿空气相对湿度φ = Pq / Pq.b * 100%;

【公式5】湿空气含湿量d = 622 * Pq / (P - Pq);

【公式6】湿空气的焓h = 1.01 * t + 0.001 * d * (2500 + 1.84t);

备注:t为干球温度,Pq为水蒸气分压力,P为大气压,ts为湿球温度。

其中,公式2、公式3是前人在实验过程中,根据实验数据拟合出来的,即按右边的式子可以粗略计算左边的结果,反推则不能成立。如此,直接套用公式,若已知干球温度、含湿量,仅可计算饱和水蒸气分压、水蒸气分压、露点温度、相对湿度、焓值,无法计算湿球温度。然而,利用计算机的算法思想,可以推导出各参数结果。以下则给出日常工作中总结的经验计算方法。

3 已知湿球温度计算焓值

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