焓湿图练习题(作图练习)
仿照暖通考试中焓湿图题型新编的 9 道题。在打印的焓湿图上作图查值,再输入答案,看是否在查图误差范围内。解析按手工作图的顺序编写。
1由两个参数查状态点
已测得空气的干球温度和湿球温度。在焓湿图上找出状态点并读出其余参数。
已知条件
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作图步骤
- 在下方横轴上找到干球温度 30 °C 的竖线。
- 在饱和线(相对湿度 100 %)上找到湿球温度 22 °C 的点,沿从该点向右下延伸的湿球温度线走。它与等焓线几乎平行,注意确认是湿球刻度。
- 两线交点就是状态点。在两侧相对湿度曲线之间目测分割,读出 50.0 %。
- 从状态点水平向右到刻度,读含湿量 13.30 g/kg(DA)。同一水平线向左到饱和线,就是露点温度 18.4 °C。
- 把三角板对准等焓线并平移到状态点,在焓刻度上读出 64.2 kJ/kg(DA)。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛读焓湿图刻度得到的,末位可能不同。本页数值用 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 饱和水蒸气压)计算。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
2绝热混合:新风与回风的混合点
新风 OA 与室内回风 RA 混合后进入空调箱。求混合点 MA 的状态。
已知条件
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作图步骤
- 标出新风 OA(32 °C,65 %)和室内 RA(27 °C,50 %)。
- 用直线连接两点。绝热混合点一定在这条线上。
- 风量比 OA : RA = 1 : 3。混合点靠近风量大的 RA 一侧,所以从 RA 向 OA 方向在线长的 25 % 处标出 MA。
- 用干球核对:(2,500 × 32 + 7,500 × 27) / 10,000 = 28.25 °C。这与按风量比分割图上线段是同一计算。
- 从 MA 水平读含湿量 13.25 g/kg(DA),沿等焓线读 62.3 kJ/kg(DA)。引擎求得的 MA 干球为 28.26 °C。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 教材常把混合温度取为温度加权平均 28.25 °C。本页按质量平均焓和含湿量求得 28.26 °C,差值小于查图误差。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
3加热(显热变化)与加热量
空气经加热器加热,加热器不加湿也不除湿。求出口状态和加热量。
已知条件
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作图步骤
- 标出进口空气 ①(10 °C,70 %)。
- 加热时含湿量不变,从 ① 向右画水平线,与干球 32 °C 竖线的交点为出口 ②。
- 读 ② 的相对湿度 18.1 %、比焓 45.82 kJ/kg(DA)。① 的比焓为 23.47 kJ/kg(DA)。
- 加热量 = 风量 × 焓差 = 4,000 / 3,600 × (45.82 − 23.47) = 24.8 kW。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 按教材简化式 显热 = 1.01 × 风量 × 温差 计算为 24.7 kW,与本页用焓差算得的 24.8 kW 相差 0.6 %。简化式用的是近似比热,本页用 ASHRAE 焓公式。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
4冷却除湿:冷却量与凝结水量
已知表冷器进口和出口的空气状态。读出焓值,求冷却量和凝结水量。
已知条件
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作图步骤
- 标出表冷器进口 ①(28 °C,60 %)和出口 ②(14 °C,92 %)。
- 连接 ① 和 ②。冷却除湿时线向左下走(温度和含湿量同时下降)。
- 比焓:① 64.55,② 37.23 kJ/kg(DA);含湿量:① 14.25,② 9.16 g/kg(DA)。
- 冷却量 = 6,000 / 3,600 × (64.55 − 37.23) = 45.5 kW。
- 凝结水量 = 6,000 × (14.25 − 9.16) / 1,000 = 30.5 kg/h。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛读焓湿图刻度得到的,末位可能不同。本页数值用 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 饱和水蒸气压)计算。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
5由热湿比线和送风温差求送风点与送风量
已知室内显热、潜热负荷和送风温差。求热湿比 SHF、送风 SA 的含湿量和送风量。
已知条件
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作图步骤
- SHF = 显热 /(显热 + 潜热)= 14 / (14 + 3.5) = 0.80。
- 标出室内 RA(26 °C,50 %)。
- 连接图边 SHF 刻度(量角器)的基准点与 0.80 刻度,用两块三角板把这条线平移到 RA。这就是室内热湿比线。
- 送风温差 10 K,所以送风干球为 26 − 10 = 16 °C。16 °C 竖线与热湿比线的交点是送风 SA,读含湿量 9.49 g/kg(DA)、比焓 40.12 kJ/kg(DA)。
- 送风量 = 全热 × 3,600 / (h_RA − h_SA) = 17.5 × 3,600 / (52.91 − 40.12) = 4,924 kg/h。
- 体积风量乘以 SA 的比容 0.8316 m³/kg:4,924 × 0.8316 = 4,095 m³/h。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 按教材简化式 风量 = 显热 /(1.01 × 送风温差)计算为 4,990 kg/h,与本页的 4,924 kg/h 相差 1.4 %。简化式用的是近似比热,本页用焓差(ASHRAE 公式)求解。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
6制冷循环综合:混合 → 表冷器 → 再热 → 送风
新风与回风混合后经表冷器冷却,再把表冷器出口空气再热后送入室内。求送风量、混合点比焓、表冷器冷量和再热量。
已知条件
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作图步骤
- 标出 OA(33 °C,60 %)和 RA(26 °C,50 %),画出 SHF = 20 / (20 + 7) = 0.741 的线并平移到 RA。
- 送风 SA 是热湿比线上干球 26 − 9 = 17 °C 的点(比焓 40.48 kJ/kg(DA),含湿量 9.23 g/kg(DA))。
- 送风量 G = 27 × 3,600 / (52.91 − 40.48) = 7,819 kg/h。
- 连接 OA 与 RA,从 RA 起在线长 25 % 处标出混合点 MA(干球 27.8 °C,比焓 60.23 kJ/kg(DA))。
- 从 SA 向左画水平线(含湿量 9.23 g/kg(DA)),与相对湿度 90 % 曲线的交点为表冷器出口 CO(干球 14.5 °C,比焓 37.88 kJ/kg(DA))。MA → CO 是表冷器,CO → SA 水平线是再热。
- 表冷器 = 7,819 × (60.23 − 37.88) / 3,600 = 48.5 kW,再热 = 7,819 × (40.48 − 37.88) / 3,600 = 5.7 kW。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 按教材简化式 风量 = 显热 /(1.01 × 送风温差)计算为 7,921 kg/h,与本页的 7,819 kg/h 相差 1.3 %。简化式用的是近似比热,本页用焓差(ASHRAE 公式)求解。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
7冬季加热 + 循环水喷淋加湿
混合空气 MA 经加热器加热,再用循环水喷淋加湿,得到送风 SA。求加热后温度、加热量和加湿量。
已知条件
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作图步骤
- 标出 MA(10 °C,50 %)和 SA(27 °C,30 %)。
- 循环水喷淋是绝热加湿,湿球温度不变。画出通过 SA 的湿球温度线(15.8 °C),向右下延伸。
- 加热时含湿量不变,从 MA 向右画水平线(3.79 g/kg(DA))。它与 SA 的湿球温度线的交点就是加热后 HC(干球 34.0 °C)。
- 加热量 = 5,000 / 3,600 × (43.91 − 19.61) = 33.7 kW。
- 加湿量 = 5,000 × (6.64 − 3.79) / 1,000 = 14.2 kg/h。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 按教材简化式 显热 = 1.01 × 风量 × 温差 计算为 33.6 kW,与本页用焓差算得的 33.7 kW 相差 0.3 %。简化式用的是近似比热,本页用 ASHRAE 焓公式。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
8旁通系数 BF 与机器露点 ADP
已知表冷器进口 MA 和出口 CO 的状态。延长表冷器过程线找出 ADP,并求 BF 和冷却量。
已知条件
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作图步骤
- 标出表冷器进口 MA(27 °C,50 %)和出口 CO(14 °C,88 %)。
- 把连接 MA 和 CO 的直线越过 CO 向左下延长,与饱和线的交点就是 ADP,读干球 11.1 °C。
- BF = (t_CO − t_ADP) / (t_MA − t_ADP) = (14 − 11.1) / (27 − 11.1) = 0.18。在图上等于线段 CO~ADP 与 MA~ADP 的长度比。
- 冷却量 = 8,000 / 3,600 × (55.59 − 36.21) = 43.1 kW。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 教材答案是用眼睛读焓湿图刻度得到的,末位可能不同。本页数值用 ASHRAE 公式(Hyland-Wexler 饱和水蒸气压)计算。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
9冬季加热 + 蒸汽加湿
混合空气 MA 经加热器加热,再喷入蒸汽加湿,得到送风 SA。求加热后温度、加热量和加湿量。
已知条件
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作图步骤
- 标出 MA(14 °C,40 %)和 SA(30 °C,28 %)。
- 蒸汽加湿线的斜率是热湿比 ε = Δh / ΔW,等于供给蒸汽的焓(ε = 2,676 kJ/kg)。在量角器外圈 ε 刻度上把基准点与 2,676 刻度相连,用两块三角板把这条线平移到 SA。它几乎是竖直线,越往上越略微向右倾。
- 加热时含湿量不变,从 MA 向右画水平线(3.95 g/kg(DA))。它与通过 SA 的 ε 方向线的交点就是加热后 HC(干球 29.6 °C)。
- 加热量 = 6,000 / 3,600 × (39.87 − 24.07) = 26.3 kW。
- 加湿量 = 6,000 × (7.38 − 3.95) / 1,000 = 20.6 kg/h。
- 校核:ε = (h_SA − h_HC) / (W_SA − W_HC) = (49.06 − 39.87) / (7.38 − 3.95) × 1,000 = 2,676 kJ/kg,与供给蒸汽的焓相同。
步骤中的中间值已四舍五入,用这些数字重算时末位可能与答案略有不同。判分使用未经四舍五入的值。
答案与允许范围
与教材答案可能不同的原因: 教材常把蒸汽加湿近似为干球温度不变的竖直线(等温),加热后温度取与送风相同的 30.0 °C,加热量为 27.0 kW。本页设定供给蒸汽为 100 °C 饱和蒸汽(焓 2,676 kJ/kg),并计入蒸汽带入的热量,因此加湿线沿热湿比 ε = 2,676 kJ/kg 略微倾斜,加热后温度为 29.6 °C,加热量为 26.3 kW。与计算器的冬季加热加湿计算定义相同。
在焓湿图中打开计算器会打开并画好本题的点和过程。
允许误差(判为正确的范围)
即使是同一张图,刻度之间的读数也因人略有不同。与答案的差在下列范围内即判为正确,边界值也算正确。
常见问题
查图读数和答案差一点,算错吗?
通常不算。刻度之间的读数因人略有不同。本页对直接查图的值,温度 ±0.5 °C、含湿量 ±0.3 g/kg、焓 ±1.0 kJ/kg、相对湿度 ±3 个百分点以内判为正确。热量、风量、凝结水量等由读数计算的值,按每题计算查图误差经公式放大后的幅度(答案的 ±3 % 至 ±25 %)。实际考试的评分标准并未公开,最好把作图步骤和公式一起写上。
为什么本页答案和教材答案不同?
教材使用从图上目测的数值,或 显热 = 1.01 × 风量 × 温差 这类简化式。本页按 ASHRAE Handbook 公式计算,小数位可能不同。每题的「与教材答案可能不同的原因」里用数字写出了两种方法的差。
热湿比线在图上怎么画?
在图边的 SHF 刻度(半圆量角器)上连接基准点与 SHF 值刻度,用两块三角板把这条线平移到室内点。送风点是这条线上干球温度比室内低一个送风温差的点。第 5、6 题的「在焓湿图中打开」可以看到计算器画出的热湿比线。
练习用的空白焓湿图在哪里下载?
在焓湿图 PDF 页面(https://psychart.kr/zh/download/)可免费下载 A4、A3 打印用焓湿图。按本页的「只打印题目」会打印不含解析的题目。