Psikrometri

Psikrometri iki farklı türe karşılık gelen bir buhar gaz fiziksel ve termodinamik özellikleri tespitine ilişkin bir bilim dalıdır. Bu gaz-buhar çiftinde, gazın uygulama alanı koşulları altında yoğunlaştırılamaz olduğu kabul edilir. Nem karışık özel bir durumu olan , hava - su buharı .

Olağan uygulamalar

Psikrometri ilkeleri, gaz-buhar karışımlarını içeren herhangi bir sisteme uygulanabilir. En yaygın olanları havalandırma , iklimlendirme ve meteorolojidir .

Psikrometrik rapor

Psikrometrik oran, yaş termometre sıcaklığı ile adyabatik doygunluk arasındaki farkla mutlak nem ve maksimum nem oranını ilişkilendirir .

Su buharı ve hava karışımı söz konusu olduğunda, oran birlik derecesindedir, bu da kurutma ve soğutma problemleri için hesaplamaları basitleştirir.

Zorla dolaşım psikrometresi
Askı psikrometresi

Psikrometrik diyagramlar

Bir psikrometrik diyagram, belirli bir atmosferik basınç için nemli havanın temel özelliklerini gruplandırır (genellikle deniz seviyesinde, yani 1.013 hPa ):

kuru hazneli sıcaklık belirtildiği kuru termometre ile belirli bir sıcaklık, nemli hava akımı içine yerleştirilmiş ve parazit radyasyon korumalı (soğuk gelen veya sıcak güneş nesneleri gibi). $\ theta$
belirtilen yaş termometre sıcaklığı , ısı yalıtımlı bir sistemde geniş bir sıvı su alanı üzerinden akan havanın sıcaklığıdır. Bu, örneğin, hava akımına maruz kalan nemli bir beze yerleştirilen bir termometrenin gösterdiği sıcaklıktır. $\ theta _ {{h}}$
belirtilen çiy noktası , nemli havanın doymuş buhar basıncında olduğu sıcaklıktır. Bu sıcaklıkta hava artık yoğunlaşmadan su buharını depolayamaz. $\ theta _ {{R}}$
Bağıl nem olarak not RH hava içinde mevcut olan su miktarı ve hava, aynı sıcaklıkta mümkün olabilen bu maksimum su miktarı arasındaki orandır. Aynı zamanda buhar basıncı ile doymuş buhar basıncı arasındaki orandır .

$HR = {\ frac {P _ {{v}}} {P _ {{\ text {v sat}}}}}$

Y olarak gösterilen mutlak nem veya karışım oranı , bir kilogram kuru hava başına gram su buharı olarak ifade edilen, havada bulunan su miktarıdır.

$Y = {\ frac {m _ {{v}}} {m _ {{\ text {hava kuru}}}}} = {\ frac {M _ {{v}}. P _ {{v}}} {M _ {{\ text {kuru hava}}}. P _ {{\ text {kuru hava}}}}}$

$Y = 0,622. {\ Frac {P _ {{v}}} {P-P _ {{v}}}}$

h * harfi ile sembolize edilen belirli entalpi . Bu, belirli bir durumda sıvıda bulunan enerjiye karşılık gelir (sıcaklık, basınç ... sabit).

Kuru havanın özgül entalpisi şu şekilde verilir:

$h _ {{a}} ^ {{*}} (\ theta) = c _ {{a}}. \ theta$

ile arasında hava sıcaklıkları için havanın ısı kapasitesine -20 ° C ve 50 ° C . $c _ {{a}} \ yaklaşık 1.006 \, kJ / (kg.K)$

Su buharının spesifik entalpisi şu şekilde verilir:

$h _ {{v}} ^ {{*}} (\ theta) = L _ {{v}} (0) + c _ {{v}}. \ theta$

ile buharlaştırma ve gizli ısısı ısı kapasitesi buhar. $L _ {{v}} (0) \ yaklaşık 2500,8 \, kJ / kg$ $c _ {{v}} \ yaklaşık 1.8266 \, kJ / (kg.K)$

Belirli bir entalpi sıvı suyun ile verilir:

$h _ {{l}} ^ {{*}} (\ theta) = c _ {{l}}. \ theta$

ile arasında hava sıcaklıklarında sıvı suyun ısı kapasitesine 0 ° C ve 50 ° C . $c _ {{l}} \ yaklaşık 4.194 \, kJ / (kg.K)$

Nemli havanın özgül entalpisi şu şekilde verilir:

$h _ {{\ theta, Y}} = h _ {{a}} ^ {{*}} + Y.h _ {{v}} ^ {{*}}$ Eğer $Y <Y _ {{\ text {sat}}}$

$h _ {{\ theta, Y}} = h _ {{a}} ^ {{*}} + Y _ {{\ text {sat}}}. h _ {{v}} ^ {{*}} + (Y- Y _ {{\ text {sat}}}). H _ {{l}} ^ {{*}}$ Eğer $Y> Y _ {{doygunluk}}$

Belirli hacim , kuru hava birim kütlesi başına nemli hava hacmidir. $\çıplak$

$\ nu = {\ frac {461,51. (0,622 + Y) .T} {P}}$

Havanın sadece iki özelliğini bilerek nemli havanın tüm özelliklerini diyagram sayesinde bulabiliriz.

Diyagramları okumak

İki tür diyagram vardır:

Taşıyıcı diyagramı : $Y = f (\ theta)$

Çiy eğrisi, diyagramın üst eğrisidir (RH =% 100), diğer bağıl nem eğrileri aynı görünür. Entalpi değerleri eğik çizgiler üzerinde bulunur.

Mollier şeması : $h = f (Y)$

Diyagramın başlığı, izentalplerin yatay çizgiler olduğunu öne sürmesine rağmen, izentalpler eğik çizgiler üzerindedir. Sıcaklıklar neredeyse dikey çizgiler üzerinde okunur. Son olarak, çiy eğrisi, diyagramın alt eğrisidir.

Entalpi kullanarak ıslak hazne sıcaklığının kolay belirlenmesi

Teorik olarak, tüm özelliklerini belirlemek için nemli havanın iki parametresini bilmek gerekir. Gerçekte, nemli havanın bağıl nemi ve doygunluk entalpisine göre yaş termometre sıcaklığını veren bir ilişki belirlemek oldukça karmaşıktır. Bu ilişkiyi belirlemek için oldukça basit bir yaklaşım yöntemi kullanılabilir:

Nemli hava diyagramını inceleyerek, tüm isentalp ve izotermlerin (ıslak ampullerin sıcaklığı) neredeyse birbirine paralel olduğunu görebiliriz. Bu varsayımı yaparak, ıslak hazne sıcaklığı ile nemli havanın doyma entalpisi arasında, havanın bağıl nemi ne olursa olsun doğru olduğu kanıtlanacak bir ilişki belirlemek çok basittir.

Bu ilişki şu şekildedir:

$\ theta _ {{h}} = - 0,0023 \ times h _ {{\ theta, Y}} ^ {2} +0,5955 \ times h _ {{\ theta, Y}} - 5,9859$

ile:

\ theta _ {{h}}

içinde

^ {\ circ} C

h _ {{\ theta, Y}}

içinde

kJ / kg

Bu ampirik formül, -15 ila 30 ° C arasında değişen nemli sıcaklıklar ve 1013,25 hPa atmosferik basınç için çalışır . Bu ilişkiden kaynaklanan hata, bu sıcaklık aralığında% 2,5'ten azdır.

Ekler

İlgili Makaleler

Dış bağlantılar

Daikin psikrometrik yazılımı - Daikin'den ücretsiz psikrometrik diyagram
Psikrometrik Çizelge - Entalpi, hava kütlesi, su kütlesi eğrileri ile ayrıntılı psikrometrik çizelge.
Amerikan Isıtma, Soğutma ve Klima Mühendisleri Derneği
Universal Industrial Gases, Inc. web sayfası - Fiziksel özellikler tablolarına, diyagramlara bağlantılar ...
Corwin's Calculators Nem ve çiğlenme noktası sıcaklığının hesaplayıcısı.
Higrometrik miktarlar: Louvain Katolik Üniversitesi Mimarlık ve İklim alanında energieplus-lesite.be sahasındaki özel entalpi