566 干空气热物性方程

膜蒸馏浓缩吸湿溶液型热敏物料低能耗干燥装置中，湿空气是干燥室、膜蒸馏组件、预热器中的基本工作介质；湿空气是干空气和水蒸气的混合物，编制单元部件设计或性能模拟软件时，需要干空气、水蒸气的热物性方程。

此处给出常压下-50~150℃范围内干空气六个常用热物性的方程：密度、比热、热导率、运动黏度、普朗特数、水蒸气扩散系数。

密度

rou_a=353.3/T

式中，rou_a为干空气密度，kg/m³；T为干空气温度，K。

计算示例

0℃时T=273K。

rou_a=353.3/273=1.294kg/m³

比热

c_pa=1005+9.0*10^-4(T-323)²

式中，c_pa为干空气比热，J/(kg.℃)；T为干空气温度，K。

计算示例

0℃时T=273K。

c_pa=1005+9.0*10^-4(273-323)²

=1007.3J/(kg.℃)

热导率

re_a=0.0283+0.77*10^-4(T-323)

式中，re_a为干空气热导率，W/(m.℃)；T为干空气温度，K。

计算示例

0℃时T=273K。

re_a=0.0283+0.77*10^-4(273-323)

=0.0245W/(m.℃)

运动黏度

v_a=(1.145*10^-4T²+2.458*10^-2T-1.936)*10^-6

式中，v_a为干空气运动黏度，m²/s；T为干空气温度，K。

计算示例

0℃时T=273K。

v_a=(1.145*10^-4*273²+2.458*10^-2*273-1.936)*10^-6

=13.31*10^-6m²/s

普朗特数

Pr_a=v_arou_ac_pa/re_a

式中，Pr_a为干空气普朗特数，无因次；v_a为干空气运动黏度，m²/s；rou_a为干空气密度，kg/m³；c_pa为干空气比热，J/(kg.℃)；re_a为干空气热导率，W/(m.℃)。

计算示例

0℃时T=273K。

Pr_a=13.31*10^-6*1.294*1007.3/0.0245

=0.708

扩散系数

D_a=9.1*10^-9T^2.5/(T+245)

式中，D_a为水蒸气在干空气中的扩散系数，m²/s；T为干空气温度，K。

计算示例

0℃时T=273K。

D_a=9.1*10^-9*273^2.5/(273+245)

=21.63*10^-6 m²/s