空气调节工程 思考题 习题答案

绪论思考题1.人类对空气调节工程提出了哪些要求?空气调节系统是如何满足这些要求的?答：对空气温度、湿度、空气流速和清洁度进行调节，使空气达到所要求的状态。另外，就目前社会发展来看，人类对空调工程的要求远不止这些，其中对节能、环保以及对社会安全性的保障也提出了更高的要求。空调系统采用换气的方法，保证所要求环境的空气新鲜，通过热湿交换来保证环境的温湿度，采用净化的方法来保证空气的清洁度。不仅如此，还必须有效的进行能量的节约和回收，改进能量转换和传递设备的性能，优化计算机控制技术等来达到节能的目的以满足人类要求。2.空气调节与全面通风有哪些相同和不同之处?空气调节由哪些环节组成?答：全面通风往往达不到人们所要求的空气状态及精度。空气调节是调节空气的状态来满足人类的需求。两者同样是改变了人体所处环境的空气状态，但是空气调节包括了通风、供暖和制冷等过程。空气调节包括：空气处理、空气运输、空气末端分配以及气流组织。3.空气调节技术目前的发展方向是什么?答：节能、环保、生活安全性。空调新技术的发展：如空调系统的评价模拟、温湿度分别处理、计算机网络控制技术等。第一章湿空气的物理性质和焓湿图思考题1.为什么湿空气的组成成份中,对空气调节来说水蒸汽是重要的一部分?答：湿空气是由干空气和水蒸气组成的，干空气的成分比较稳定，其中的水蒸气虽然含量较少但是其决定了湿空气的物理性质。2.为什么夏季的大气压力一般说比冬季要低一些?答：温度升高，空气体积增大压力减小。3.饱和与不饱和水蒸汽分压有什么区别,它们是否受大气压力的影响?答：饱和湿空气的水蒸气的饱和程度代表了对应压力下的不饱和湿空气可吸收水蒸气的最大值。饱和水蒸汽分压由湿空气温度唯一决定，而不饱和水蒸汽分压与大气压力有关，由实际的大气压决定。4.为什么浴室在夏天不象冬天那样雾气腾腾?答：夏天的气温高于冬季，浴室的水蒸气的露点温度一定，夏季空气的温度高于露点温度，而冬季空气的露点温度低于其露点温度。5.冬季人在室外呼气时,为什么看得见是白色的?冬季室内供暖时,为什么常常感觉干燥?答：人呼出的空气的露点温度一定，而冬季空气温度低于其露点温度。冬季墙体的温度低，可能会使得空气结露，使得空气的含湿量降低，随着温度的升高相对湿度也会降低。6.两种温度不同,而相对湿度数值一样的空气环境,从吸湿能力上看,是否是同样干燥?为什么?答：不一定。因为温度不同，饱和水蒸气分压力不同，两者的吸湿能力相同，但吸湿总量不同。7.影响湿球温度的因素有哪些?如何才能保证测量湿球温度的准确性?答：湿球温度受风速及测量条件的影响。风速大于4m/s的情况下，工程应用是完全可以允许的，速度越大热湿交换越充分，误差越小。8.为什么含湿量相同、温度不同的各种状态空气都有相同的露点温度?答：露点温度只与水蒸气分压力和含湿量有关，与其他因素无关。空气含湿量不变，露点温度不变。9.为什么雾出现在早晚?为什么太阳出来雾消散?答：早晚的空气温度较低，低于空气的露点温度，而太阳出来之后空气的温度较高，高于空气的露点温度，使得空气的相对含湿量提高，可以吸收雾水。10.有些房屋外墙内壁面象玻璃一样,冬季也会出现凝水,有什么防止办法?答：加外墙保温，提高内壁面温度。11.如何防止一些冷水管在夏季常常出现的出汗现象?答：“出汗”的原因就是冷水管的温度低于空气的露点温度，对水管进行保温即可。习题1-1已知在一体积为100m3的房间内,空气的温度是20℃,压力为101325Pa也通过测量获得水气分压力为1600Pa,试用公式计算:(1)空气的绝对温度z及含湿量d。(2)空气的相对湿度甲,并检查用式(1-7)或(1-8)算出的误差有多少?(3)湿空气、干空气及水汽的质量。解：①Z=293K16000.6220.6229.9791013251600qqpgdkgBP②()100%()qbqBPddBP0.622qqpdBP0.622qbbqbpdBP168.64%qqbpP2100%68.14%qqbbqqbPBPddBPP121100%0.733%③30.003480.001341.1975qPBkgmTT湿＝119.75mVkg湿湿＝300034841.2048BkgmT干。120.48mVkg干干0.73mmmkg干湿水＝－1-2干空气的密度可用什么公式计算?如已知干空气温度t=O℃,压力B=101325Pa,求空气的密度。解：30.0034841.29BkgmT1-3对100kg温度为20℃的空气加入了1kg的水汽,如果原有的空气含湿量为5.5g/kg干空气,试求加湿后空气的含湿量。解：5.51000.55mkg水,1.55mkg水15.35mgdkgmm水湿水1-4用空气冷却器使d=10g/kg干空气的空气干燥(凝结出水),试求冷却器的表面温度。解：略。1-5输送10℃水的薄壁导管通过空气温度为21℃的房间,管子未保温,为防止在导管壁上产生凝结水,求房间的最大相对湿度应是多少?解：略。1-6原有空气t1=25℃,d1=10g/kg干空气,如果空气的温度增加5℃,含湿度减少2g/kg干空气,试问空气的焓有无变化?解：略。1-7试说明大气压力大于101325Pa时,=100%的相对湿度线向何方向移(Pq,b值可按附录1-1查得)?解：向右移动。1-8已知空气的大气压力为101325Pa,用i-d图确定下列各空气状态的其它状态参数,并填写在空格内。参数tditst1dbPqPq,b单位℃g/kg干空气%kJ/kg子空气℃℃g/kg干空气PaPa1226427443282047014.751511解：略。1-9对1000kg状态为t=22℃,=60%的空气加入了1700日的总热量和2陆的水汽,试求空气会变成什么状态?解：略。1-10对起始状态为t=16℃、d=9g/kg干空气的空气加入总热量Q=5815W、湿量W=25kg/h,试画空气变化过程线。如果从空气中减去5815W的热量和235kg/h的湿量,这时变化过程线如何表示?解：略。1-11不用事先画好的e线,直接做出起始状态为t=18℃,=45%.热湿比ε为5000和-2200kJ/kg的变化过程线。解：略。1-12在某一空气环境中,让1kg温度为t的水吸收空气的热全部蒸发,试问这时空气状态如何变化,在i-d图上如何表示?若喷1kgt℃的蒸汽,结果又如何?解：略。l-13冬季在某一房间,设备产生的显热为11630W,通过围护结构的热耗为2326W,室内一蒸发设备散出4kg/h的水蒸汽(温度为100℃)。如果室内空气状态为t=22℃,=60%房间体积为5000m3(1m3空气在22℃时质量约为1.2kg)试问两小时后的空气状态?解：略。1-14用干湿球温度计测得空气的干、湿球温度如下:t=25℃、ts=20℃;t=28℃,ts=27℃,试在i-d图上确定空气的状态点及其状态参数。(B=101325Pa)解：略。1-15如果空气的干球温度为21℃,湿球温度为18℃,大气压力为101000Pa不用i-d图试求:(1)含湿量,(2)空气的相对湿度,(3)露点温度(流过湿球周围的风速v=3m/s)。解：略。1-16已知空气的干球温度t,湿球温度ts,大气压力B,某一温度下的饱和水汽分压力P、可由湿空气性质表查得,试用你用过的任一种计算机语言编出空气焓值的计算机程序。解：略。1-17已知空调系统新风量Gw=200kg/h,tw=31℃,w=80%,回风量G回=140Okg/h,tN=22℃,N=60%,求新风、回风混合后的空气状态参数tc,ic和dc(分别用解析法和作图法)。解：略。1-18欲将t1=24℃,1=55%,t2=14℃、=95%的两种空气混合至状态3,与t3=20℃,总风量为11000kg/h,求两种空气量各为多少?解：略。第二章室内冷(热)、湿负荷与送风量思考题1.人体是如何来维持自身的体温恒定的?答：人体摄取食物通过新陈代谢来获得能量。如果周围环境温度改变，为了保持热平衡，人体自身改变调节技能以维持自身体温恒定。S=M-W-E-R-CS：人体蓄热率；M：人体能量代谢率；W：人体所作机械功；E：汗液蒸发和户出水蒸气到走的热量；R：人体与周围的辐射换热量；C：人体与周围的对流换热量；2.影响人体舒适感的因素有哪些?它们如何起作用?答：影响人体舒适感的因素有很多，其中空气温度、人体附近空气流速、空气相对湿度直接决定了人体汗液蒸发强度；围护结构内表面及其他物体表面温度直接决定人体辐射强度；另外人体活动量、衣着、年龄也决定了其舒适感如何。3.在确定室内计算参数时,应注意哪些问题?答：要考虑室内参数综合作用下的舒适条件，还要考虑室外气温、经济条件和节能要求，如舒适性空调和工艺性空调，两者对于室内参数的精度等要求不同。4.引起室外空气温度日变化的原因是什么?答：由于地球每天接收太阳辐射热和放出热量形成白天吸收太阳辐射热，夜晚地面向大气层放热，于是室外空气温度发生日变化。5.为什么室外空气湿度的日变化规律与温度的日变化规律不同?答：由于空气相对湿度φ取决于室外干球温度t干和含湿量d。如果d不变，t干升高，则φ降低，反之则上升，所以φ和t干的变化规律相反。6.为什么不以干球温度和相对湿度定作夏季空调室外计算参数,而采用干球和湿球两个参数?答：因为由干球和湿球温度作为计算参数所确定的对应焓值较为准确。详见暖通设计规范说明。7.夏季空调室外计算干球、湿球温度的不保证时数分别是针对什么而言的?答：干球温度：历年平均不保证50小时的干球温度；湿球温度：历年平均不保证50小时的湿球温度，若采用出现几率很小的当地室外最高干球温度和湿球温度作为计算干球、湿球温度，会造成设备选取过大，造成浪费投资。8.为什么空调精度要求不同的房间,应采取不同的室外计算湿球温度?答：因为空调精度不同，则相对应的室外计算湿球温度不保证时间不同。9.室外计算湿球温度的取值是否与空调房间围护结构的蓄热能力有关?为什么?答：有关。假设墙体蓄热能力较大，对于同样要求的室内温度，则室外计算湿球温度可取高一点，通过提高墙体蓄热能力，可减小室外温度对室内负荷的影响。10.为什么确定冬季空调室外计算温度、湿度的方法,不同于夏季?答：冬季围护结构传热量可按稳定传热方式计算，不考虑室外气温波动，可只给定一个冬季空调室外计算温度来计算新风负荷和围护结构的传热。又由于冬季室外空气含湿量远远小于夏季，变化也很小，故不需像夏季那样给出室外湿球温度，只需室外计算相对湿度。11.为什么同一地点不同时刻的太阳辐射量不同?答：不同时刻太阳射线与地面高度角不同，通过大气层路线不同，大气透明度不同，故辐射量不同。12.影响太阳辐射强度的因素有哪些?它们产生影响的规律如何?答：影响因素包括：地球对太阳的相对位置，大气透明度等因素，其中地球对太阳的相对位置包括：纬度、经度、昼夜等。13.为什么得热量不等于冷负荷,除热量也不等于冷负荷?答：由于建筑物的围护结构具有蓄热能力，使得热量转化为冷负荷过程中存在衰减和延迟。除热量即在非稳定工况下空调设备自室内带走的热量，而冷负荷是在室外恒定下即稳定工况下形成的。14.围护结构为什么对温度波有衰减和延迟作用?答：由建筑物的蓄热能力所决定。假设围护结构热容量上升，则蓄热能力上升，从而冷负荷衰减变慢，延迟时间上升。15.送风温差与哪些因素有关?答：与舒适度要求、室温允许波动范围即恒温精度等有关。习题2-1已知Q=41800KJ/h,W=4kg/h,室内状态要求t=22℃,=55%,夏季允许送风温差△t=8℃,求送风状态及送风量。解：（1）求热湿比41800/104504/KJhWkgh（2）在i-d图上确定室内空气状态点N，通过该点画出=10450，送风温差Δt=8℃，室内tN=22℃，则to=22-8=14℃io=35KJ/kg，iN=45KJ/kgdo=8.2g/kg，dN=9g/kg（3）计算送风量418004