空气与水直接接触的状态变化过程

当空气流经喷水室喷出的水滴周围时，如图6－19所示，空气与水之间的热湿交换过程可以看作是不饱和的主体空气（状态1）和饱和的边界层空气（状态2）两种状态空气的混合过程。空气终状态点3一定位于空气的初状态点1与温度等于水滴温度的饱和空气状态点2的连线上。假想条件下如果与空气接触的水量无限大，接触时间无限长，则处理后的空气能达到饱和状态并具有水的温度即状态点2。

如果喷出不同的水温来处理空气A，假想条件下，被处理的空气状态最终都变化到具有水温的饱和点，连接初、终点过程线可分为七种情况，如图6－20所示。

图6－19　空气被某温度的水处理时的状态变化

图6－20　空气与不同温度水接触时的状态变化过程

（1）tw＜tl，即水温低于空气露点温度。在纺织厂空调喷水室中，夏季一般采用温度较低的地下水或冷冻站输送的冷冻水。此时喷水室中空气被水处理时的状态变化过程线为A—1。在这一过程中空气的温度、含湿量和焓都将下降。(www.xing528.com)

（2）tw＝tl，即水温等于空气露点温度。这时尽管空气与水接触，但是由于d＝db，湿交换量dW＝0，空气既未加湿，也未减湿。由于空气的温度比水温高，存在显热交换，空气将向水传热而使空气温度下降。此时空气状态的变化过程线为A—2，是等湿冷却过程。

（3）tl＜tw＜ts，水的温度介于空气的湿球温度和露点温度之间，此变化过程线为A—3，空气的温度和焓均将降低，而含湿量增加。

（4）tw＝ts，即水温等于空气的湿球温度，过程线A—4。这时空气沿等湿球温度线变化而被加湿。由于等湿球温度线与等焓线非常接近，所以也可以说空气沿等焓线绝热加湿，总热交换量为零。在这一过程中，空气温度高于水温，空气由于有显热传递给水滴而使本身温度下降。水滴得到从空气中传来的显热使水变成水蒸气，水滴边界层为饱和水蒸气分压力大于空气中的水蒸气分压力，水蒸气由边界层向空气中扩散。显然，在空气绝热加湿时，水蒸发所需要热量取自空气本身。严格地讲，水从水滴表面汽化前本身具有焓值，空气得到这部分水蒸气后焓亦有增加，但由于此值微小，工程中忽略不计。

在喷水室中只要循环使用喷水池中的水，空气状态的变化就是等焓加湿过程。这是因为不论喷水池中原来的水温高低如何，如一直循环使用，与空气不断接触，水温也会很快变为与空气的湿球温度相同。

（5）ts＜tw＜t，水温介于空气的干球温度与湿球温度之间，空气状态的变化过程线A—5介于等温线与等焓线之间，空气的焓和含湿量均增加，但温度下降。在这一过程中。由于空气温度高于水温，空气失去显热而引起本身温度下降。但水滴表面边界层中饱和水蒸气分压力大于空气中的水蒸气分压力，有大量水蒸气蒸发到空气中去，空气被加湿并得到相应的潜热量。总的来说，虽然空气温度下降，但空气潜热量的增加大于显热量的减少。

（6）tw＝t，即水温等于空气的干球温度，这时水与空气之间没有温差，不发生显热交换。但是水滴边界层饱和水蒸气分压力大于空气的水蒸气分压力，空气将被加湿，空气的潜热量也将增加。空气的状态变化过程线为A—6是等温增焓加湿过程。

（7）tw＞t，即水温高于空气干球温度，空气处理过程线为A—7，空气的温度、含湿量、焓都将增加。