混合空气计算器

计算两股湿空气混合后的温度、相对湿度、含湿量与焓值。

混合两股空气
在相同大气压力下,输入每股空气的状态及干空气质量流量。

关于混合空气计算

混合空气计算器描述两股流动空气汇合并达到共同状态的过程。这是供暖、通风和空调设计中的常见问题。空气处理机组可能在加热或冷却盘管前,将较冷的室外空气与较暖的回风混合。气象学也会混合气团,以估算混合层的温度和水分状态。由于湿空气包含干空气与水蒸气,简单平均温度和相对湿度并不符合物理规律。 本计算器首先将每组温度和相对湿度转换为含湿量。使用标准指数关联式估算饱和水蒸气压力,由相对湿度求得实际水蒸气压力,再以每千克干空气所含的水蒸气千克数计算含湿量。随后计算每股湿空气的焓值。含湿量和焓均按干空气质量流量加权平均,因此干空气流量为另一股两倍的气流,对最终状态的影响也为两倍。 根据混合后的含湿量和焓值反求混合干球温度,再由所得水蒸气压力及该温度下的饱和压力计算混合相对湿度。这种能量与水分平衡比单独平均温度和湿度百分比更准确。显示的含湿量换算为每千克干空气所含的水分克数,焓值则以每千克干空气的千焦数表示。 假定所有气流在相同大气压力下绝热混合,无冷凝、表面蒸发、风机热或外部传热。如果理论结果超过饱和状态,实际设备中可能形成冷凝水,最终状态需用饱和空气与液态水的能量平衡求解。高精度计算时,输入也应采用干空气质量流量,而非湿空气总流量。在普通室内条件下,两者数值差异很小,但工程规格应使用一致的基准。 海平面附近可采用标准大气压力101.325 kPa;高海拔或天气分析则可输入实测当地站点气压。结果适用于室外新风通风研究、空气侧经济器控制、补风系统、实验室排风补偿、干燥过程及课堂湿空气性质练习。它提供透明的初步估算,可与湿空气焓湿图或详细暖通空调仿真对照。

混合空气示例

空气流近似结果应用说明
20°C干空气,1 kg/s + 30°C干空气,1 kg/s25°C,2 kg/s等流量干空气的混合温度为算术平均值。
10°C干空气,1 kg/s + 40°C干空气,2 kg/s30°C,3 kg/s较大的暖气流以两倍的流量参与能量加权。
15°C、50% RH、1 kg/s + 25°C、50% RH、1 kg/s约20°C和51% RH先平衡水分与焓,再反求相对湿度。

如何使用混合空气计算器

  1. 输入第一股空气的干球温度、相对湿度和干空气质量流量。
  2. 输入第二股空气的相同三项参数。
  3. 使用共同的大气压力;标准海平面条件下保留101.325 kPa。
  4. 点击“计算混合空气”,查看平衡后的温度、含湿量、相对湿度、焓值及总流量。
  5. 检查结果在物理上是否适合您的系统,并单独考虑冷凝或外部传热。

混合空气计算器常见问题

为什么不能直接平均两个相对湿度值?

相对湿度强烈依赖温度,相同百分比可能代表不同的水蒸气含量。计算器平衡的是含湿量,它直接衡量单位干空气所含的水分。

应输入什么流量?

输入每股空气的干空气质量流量,单位为千克每秒。体积风量须先根据相应状态下的空气密度转换。

大气压力会影响结果吗?

压力影响水蒸气压力与含湿量之间的转换。普通海拔范围内,混合温度变化很小,但使用实际当地气压可改善水分结果。

如果计算出的空气过饱和会怎样?

理论上过饱和的混合空气会析出冷凝水,直至达到平衡。本简化计算器不会扣除冷凝水,这类情况需要完整的湿空气过程计算。

是否假定过程绝热?

是。计算假定没有热量跨越混合边界,也没有功输入。盘管、风机、风管得热及湿表面应作为独立过程步骤建模。