湿空气热导率计算示例

湿空气热导率计算示例

    ●湿空气热导率

    热导率也称导热系数，湿空气热导率估算式为：

λ_aw=y_aλ_a/(y_a+y_wA_aw)+ y_wλ_w/(y_w+y_aA_wa)

           =λ_a/(1+1.608d_awA_aw)+ d_awλ_w/(d_aw+0.622A_wa)

A_aw=(1+0.888(μ_a/μ_w)^0.5)²/4.567

A_wa =1.608(μ_w/μ_a)A_aw

        式中，λ_aw为湿空气的热导率，W/(m.K)；y_a为湿空气中干空气的摩尔分数，无因次；λ_a为干空气的热导率，W/(m.K)；y_w为湿空气中水蒸气的摩尔分数，无因次；A_aw为干空气-水蒸气结合因子，无因次；λ_w为水蒸气的热导率，W/(m.K)；A_wa为水蒸气-干空气结合因子，无因次；d_aw为湿空气的湿含量，kg(水蒸气)/kg(干空气)；μ_a为干空气的动力黏度，Pa.s；μ_w为水蒸气的动力黏度，Pa.s。

       干空气的热导率可用下式估算(-50~200℃)：

λ_a=(0.0077t+2.44)/100  W/(m.K)

       水蒸气的热导率可用下式估算(-50~200℃)：

λ_w=(0.0097t+1.71)/100  W/(m.K)

       上两式中t的单位均为℃。

       计算示例：

    设湿空气温度为50℃，湿空气总压力为101325Pa，湿空气中水蒸气分压力为3000Pa，则湿空气的湿含量为：

d_aw=0.019 kg（水蒸气）/kg(干空气)

        50℃时干空气的动力黏度为19.62×10^-6Pa.s，水蒸气的动力黏度为10.62×10^-6Pa.s。

        50℃时干空气的热导率为2.83×10^-2W/(m.K)，水蒸气的热导率为2.04×10^-2 W/(m.K)。

        因此：

          A_aw=(1+0.888(μ_a/μ_w)^0.5)²/4.567

                 =(1+0.888×(19.62 /10.62)^0.5)²/4.567

                 =1.07

A_wa =1.608(μ_w/μ_a)A_aw

                             =1.608×(10.62/19.62)×1.07

                             =0.93

λ_aw=λ_a/(1+1.608d_awA_aw)+ d_awλ_w/(d_aw+0.622A_wa)

       =0.0283/(1+1.608×0.019×1.07)+0.019×

0.0204/(0.019+0.622×0.931)

       =0.0283/1.033+0.000388/0.598

       =0.0280 W/(m.K)

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