低压蒸汽喷雾加湿和水表面自然蒸发加湿在h-d图上表示的空气变化过程相同吗？为什么？

質問

思考

Understanding psychrometric processes

I'm thinking about the differences and similarities between low-pressure steam humidification and water surface evaporation on a psychrometric chart, focusing on their impact on enthalpy and humidity ratio.

Comparing humidification methods

I'm examining adiabatic water surface evaporation versus steam injection, noting that steam injection adds both heat and water vapor, shifting the enthalpy upward, while surface evaporation cools the air.

Mapping adiabatic humidification

I'm realizing that adiabatic processes, like water surface evaporation, keep enthalpy constant. This constitutes a diagonal line from bottom left to top right on the h-d chart, reflecting consistent wet-bulb temperature.

Analyzing humidification methods

OK, let me see. Steam injection adds vapor and heat, while surface evaporation primarily cools the air adiabatically. Gradually, I’m piecing together their distinct effects on enthalpy.

推理关于加湿过程的空气变化 for 15 seconds

回答

在常见的焓–含湿量 (h–d) 图上，这两种加湿方式所对应的空气状态变化线并不相同，根本原因在于它们在加湿过程中空气的热量来源和热量变化方式不同。

水表面自然蒸发加湿
- 若仅考虑“理想”情况下的无外界热量供给（绝热）蒸发，则蒸发所需的潜热主要从空气本身获得。空气一边失去一部分显热来汽化水，一边吸收水蒸气，导致空气温度下降、湿度上升。
- 在 h–d 图上，这样的过程近似表现为接近等焓(等总热量)线（或接近沿湿球线）向右下方（或右上方）移动——因为空气的总焓变化不大（忽略水温与空气温度差别时），但含湿量增加、干球温度降低。
低压蒸汽喷雾加湿（注入饱和或接近饱和的蒸汽）
- 当把蒸汽直接喷入空气中时，蒸汽本身携带有显热和潜热进入空气体系。换言之，蒸汽不仅向空气中增加了水汽含量，而且把蒸汽自身的热量也带入了空气。
- 在 h–d 图上，这意味着空气的含湿量和焓值都同时增加，过程线会朝右上方移动，且斜率与水表面自然蒸发的“等焓或近似等焓”过程并不相同。

因此，低压蒸汽喷雾加湿与水表面自然蒸发加湿在 h–d 图上表示的空气变化过程并不相同，其本质区别就在于是否有外部热量（蒸汽自带的热量）输入到空气中。前者会显著增加空气的总焓值，后者则更多是依靠空气本身的热量使水蒸发，空气总焓基本保持不变或轻微变化。

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