絕熱飽和溫度

絕熱飽和溫度是空氣的一個狀態參數，絕熱增濕過程中空氣降溫的極限。當流動空氣同循環水絕熱接觸時，只要空氣的相對濕度小於100%,水就會不斷汽化。汽化需要吸收熱量，使水溫下降。空氣通過對流傳熱將熱量傳給循環水，所以氣體溫度也會下降。當水經充分循環後，水溫將維持恆定，由於它與空氣充分接觸，空氣中水汽達到飽和，水和空氣的溫度也相同，空氣與水之間在熱量傳遞和質量傳遞兩方面均達平衡。此平衡系統的溫度，稱為絕熱飽和溫度。

基本介紹

• 中文名：絕熱飽和溫度
• 外文名：adiabatic saturation temperature
• 定義：熱量傳遞質量傳遞兩方面均達平衡
• 極限：絕熱增濕過程中空氣降溫的極限
• 需要：吸收熱量，使水溫下降
• 數值相近：濕球溫度

概念

絕熱飽和溫度是空氣的一個狀態參數，絕熱增濕過程中空氣降溫的極限。當流動空氣同循環水絕熱接觸時，只要空氣的相對濕度小於100%,水就會不斷汽化。汽化需要吸收熱量，使水溫下降。空氣通過對流傳熱將熱量傳給循環水，所以氣體溫度也會下降。當水經充分循環後，水溫將維持恆定，由於它與空氣充分接觸，空氣中水汽達到飽和，水和空氣的溫度也相同，空氣與水之間在熱量傳遞和質量傳遞兩方面均達平衡。此平衡系統的溫度，稱為絕熱飽和溫度。

內容

無論是比濕度或相對濕度，都無法直接測量。為了確定濕空氣的成分，就需要採用一些間接測量的方法，其中的一種方法叫做絕熱飽和過程方法。未飽和濕空氣穩定地流過一個內部儲有水的長通道。假如此通道足夠長，則出IZl處濕空氣就由於水池中水的蒸發而處於飽和狀態。出口溫度為T，稱為絕熱飽和溫度。

若取此溫度為計算焓的基準溫度，空氣的焓在上述平衡中保持不變，由空氣傳給水的熱量仍由水汽帶回。絕熱飽和溫度的高低取決於空氣的溫度（常稱幹球溫度）和濕度。當相對濕度等於100%時,絕熱飽和溫度就等於幹球溫度。相對濕度愈小，絕熱飽和溫度比干球溫度降低得愈多。

對於空氣和水系統，在數值上濕球溫度與絕熱飽和溫度幾乎相等，但兩者的物理意義截然不同。濕球溫度是少量水同大量流動空氣接觸，使水達到熱量平衡時的溫度，但此時水分仍在汽化；空氣達到絕熱飽和溫度時，則水與空氣之間在傳熱和傳質兩方面均達到了平衡。對於其他系統，如空氣和有機液體，這兩個溫度並不相等。

儘管絕熱飽和溫度和濕球溫度是兩個完全不同的概念，但兩者均為初始狀態下濕空氣的溫度和濕度的函式。特別對水蒸氣一空氣系統來說，在數值上兩者近似相等，實際中經常利用這一點來簡化水蒸氣一空氣系統的乾燥計算。

計算

濕空氣的絕熱飽和溫度可以通過絕熱飽和器測定。右圖是絕熱飽和器的示意圖。

它的主體是一絕熱良好的容器，內置一多層結構，以保證水和空氣有足夠的面積和時間相接觸。來自容器底部的循環水和補充水經水泵送進容器上部並噴淋而下，未飽和空氣則自下而上流過飽和器。水滴從空氣中吸收熱量變成蒸汽，又加入到空氣中。只要水滴和空氣接觸充分，空氣將變為飽和空氣流出。這時測得的出口飽和空氣的溫度即為絕熱飽和溫度(T_ad,s)，補充水的溫度則維持與絕熱飽和溫度相等。由於整個裝置是無功而絕熱的(維持水循環的泵消耗的功極少，可以忽略)，過程穩定進行時，每流過1kg乾空氣的能量平衡式為

H_ad,s=H+H_補充水=H+（d_ad,s-d）/1000×C_p水T_ad,s

顯然，相應於一定的濕空氣進口狀態，絕熱飽和溫度有完全確定的值，所以說絕熱飽和溫度是濕空氣的狀態參數。由於（d_ad,s-d）/1000通常都較小，特別是當溫度較低時，H_補充水比起H來常可以忽略，因而H_ad,s≈H，意即濕空氣的絕熱飽和過程接近一個焓不變的過程。焓濕圖的使用方法中曾說“濕空氣在某狀態下的濕球溫度，可由該狀態沿定焓線向右下方與飽和線的交點來確定”，其依據正是H_ad,s≈H，φ_ad,s=1。

絕熱飽和溫度的測定比較困難，而經驗表明，便於測量的濕球溫度與絕熱飽和溫度非常接近，因此通常都用濕球溫度來代替絕熱飽和溫度，以至人們在說濕球溫度時實際上指的是絕熱飽和溫度，甚至實際上已把濕球溫度當作濕空氣的狀態參數看待了。