ELEMENTY PSYCHROMETRII

WILGOTNE POWIETRZE

Wilgotne powietrze (szczególny przypadek wilgotnego
gazu) - mieszanina pary wodnej i suchego powietrza.

Przy niezbyt wysokich ciśnieniach wilgotny gaz

można traktować jak gaz doskonały, spełniający prawo
Daltona:

p

g

p

p

p

+

=

p -

całkowite ciśnienie wilgotnego powietrza

p

g

-

ciśnienie cząstkowe suchego powietrza

p

p

- ciśnienie cząstkowe pary wodnej

PARAMETRY WILGOTNEGO POWIETRZA

Wilgotność bezwzględna powietrza

ρ

p

- masa pary

wodnej zawartej w 1 m

3

wilgotnego powietrza; wartość

równa gęstości pary wodnej przy ciśnieniu cząstkowym p

p

i temperaturze wilgotnego powietrza.

Wilgotność względna powietrza

ϕ - stosunek wilgotności

bezwzględnej powietrza do wilgotności bezwzględnej
nasyconego powietrza przy tej samej temperaturze.

s

p

p

p

p

p

=

=

max

ρ

ρ

ϕ

ρ

pmax

-maksymalna wilgotność bezwzględna powietrza
przy tej samej temperaturze, co

ρ

p

i maksymalnym

ciśnieniu cząstkowym p

pmax

równym ciśnieniu pary

nasyconej

p

s

- ciśnienie pary nasyconej, Pa

"

max

max

ρ

ρ

=

=

p

s

p

p

p

wg prawa Boyle’a - Mariotte’a:

s

p

s

p

p

s

p

p

p

p

p

p

p

p

=

⇒

=

⇒

=

ϕ

ρ

ρ

ρ

ρ

"

"

p

s

-

ciśnienie pary nasyconej

W zależności od ilości wilgoci zawartej w wilgotnym
powietrzu rozróżnia się:

• powietrze nienasycone - wilgoć w powietrzu jest parą

przegrzaną

1

<

;

t

>

t

;

p

;

"

s

p

ϕ

ρ

ρ

s

p

p

<

<

t

- temperatura wilgotnego powietrza

t

s

- temperatura pary nasyconej

• powietrze nasycone - wilgoć w powietrzu jest parą

suchą nasyconą

1

=

;

t

=

t

;

p

;

"

s

p

ϕ

ρ

ρ

s

p

p

=

=

• powietrze zamglone - w powietrzu poza wilgocią w

postaci pary suchej nasyconej występuje wilgoć w
postaci cieczy (mgła wodna), ciała stałego (mgła
śnieżna) lub obu jednocześnie

Zawartość wilgoci w powietrzu x - masa wody
przypadająca na jednostkę masy suchego powietrza w
mieszaninie.

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

=

=

gazu

suchego

j

pary wodne

kg

kg

,

g

p

g

p

m

m

x

ρ

ρ

m

p

- masa pary wodnej, kg

m

g

- masa suchego gazu, kg

ρ

g

- gęstość suchego gazu, kg/m

3

• dla wilgotnego powietrza nienasyconego

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

−

⋅

⋅

=

gazu

suchego

j

pary wodne

kg

kg

,

622

,

0

s

s

p

p

p

x

ϕ

ϕ

• dla wilgotnego powietrza nasyconego

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

−

⋅

=

gazu

suchego

j

pary wodne

kg

kg

,

622

,

0

max

s

s

p

p

p

x

• dla powietrza zamglonego

m

x

x

x

+

=

max

x

m

-

zawartość mgły wodnej lub lodowej

Stopień nasycenia powietrza

p

s

p

p

p

p

x

x

−

−

⋅

=

=

ϕ

ψ

max

Objętość właściwa wilgotnego powietrza

• powietrze nienasycone

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

+

+

⋅

=

kg

m

,

)

1

(

)

622

,

0

(

462

3

p

T

x

x

wp

ϑ

• powietrze nasycone

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

+

+

⋅

=

kg

m

,

)

1

(

)

622

,

0

(

462

3

max

max

p

T

x

x

wp

ϑ

Entalpia wilgotnego powietrza - odnosi się do jednostki
masy suchego powietrza

• powietrze nienasycone

(

)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

⋅

+

+

⋅

=

⋅

+

=

kg

kJ

,

86

,

1

2500

006

,

1

x

t

t

I

i

x

i

I

p

g

t

- temperatura powietrza,

o

C

•

powietrze nasycone

(

)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

⋅

+

+

⋅

=

⋅

+

=

kg

kJ

,

86

,

1

2500

006

,

1

max

max

x

t

t

I

i

x

i

I

p

g

• powietrze zamglone - mgła wodna

(

)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

+

⋅

⋅

+

+

⋅

=

kg

kJ

,

186

,

4

86

,

1

2500

006

,

1

max

mw

x

x

t

t

I

x

mw

-

zawartość wilgoci w powietrzu w postaci mgły

wodnej
• powietrze zamglone - mgła lodowa

(

)

(

)

⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅

⋅

−

−

+

⋅

⋅

+

+

⋅

=

kg

kJ

,

135

,

2

4

,

332

86

,

1

2500

006

,

1

max

ml

x

t

x

t

t

I

x

ml

-

zawartość wilgoci w powietrzu w postaci mgły

lodowej

ELEMENTY PSYCHROMETRII

WYKRES I-x DLA WILGOTNEGO POWIETRZA

Wykres Molliera I-x zbudowany jest dla określonego
ciśnienia całkowitego tzn. p = const.

IZOBARYCZNE PRZEMIANY WILGOTNEGO
POWIETRZA

• Zmieszanie dwóch strunieni wilgotnego powietrza

1

2

M

• analityczne wyznaczenie parametrów

powietrza po zmieszaniu

(

)

(

)

2

2

1

1

2

1

2

2

1

1

2

1

g

g

g

g

M

g

g

g

g

M

m

I

m

I

m

m

I

m

x

m

x

m

m

x

⋅

+

⋅

=

+

⋅

⋅

+

⋅

=

+

⋅

m

g1

, m

g2

- masa suchego powietrza

• wyznaczenie parametrów powietrza po

zmieszaniu za pomocą wykresu I-x

2

1

1

g

g

g

o

m

m

m

l

l

+

⋅

=

• Nawilżanie powietrza

• analityczne wyznaczenie parametrów

powietrza po nawilżeniu

1

1

1

1

I

i

m

m

I

x

m

m

x

g

wp

m

g

wp

M

+

⋅

=

+

=

m

wp

- masa pary lub wody wchłoniętej przez

powietrze
i

- entalpia pary lub wody, którą

nawilżono powietrze

• wyznaczenie parametrów powietrza po

nawilżeniu za pomocą wykresu I-x

• Izobaryczne procesy wilgotnego powietrza na

wykresie I-x

• Proces izobarycznego ogrzewania pośredniego w

wymienniku powierzchniowym (linia 3-4)

• Proces izobarycznego oziębiania po linii 1-2 do

punktu rosy (2), dalsze oziębianie ze skraplaniem pary
w postaci:

• mgły - proces przebiega po linii 1-2’
• wykroplonej pary na ściankach - proces

przebiega po linii 1-2-3, jest to zarazem
osuszanie powietrza

• Proces izentalpowego suszenia w suszarniach po linii

4-5

Opracowała: Anna Kowalczyk