Przemiany termodynamiczne powietrza wilgotnego. Entalpia powietrza suchego, wilgotnego i zamglonego. Wykresy psychrometryczne.

Przemiany termodynamiczne powietrza wilgotnego

Entalpia powietrza suchego

- entalpia powietrza suchego równa

- ciepło właściwe powietrza suchego 1,006 J/(kgK)

Entalpia powietrza wilgotnego

Entalpia (1+x) kg powietrza wilgotnego równa jest sumie entalpii powietrza suchego oraz entalpii pary wodnej

[kj/(1+x)kg]

h-entalpia (1+x) kg powietrza wilgotnego J/kg

-entalpia właściwa powietrza suchego J/kg

-entalpia właściwa pary wodnej J/kg

poziom odniesienia h=0, od którego wylicza się dodatnie i ujemne wartości entalpii powietrza wilgotnego, można przyjmować dowolnie. Zwykle zakłada się, że entalpia powietrza suchego równa jest 0 w temp. 0⁰C. Entalpia wilgoci równa jest 0 w temp 0⁰C, gdy woda znajduje się w stanie ciekłym. W związku z tym (1+x)kg powietrza wilgotnego jest równa

kJ/(1+x)kg

- ciepło właściwe pow. suchego przy stałym ciśnieniu, kJ/(kgK)

- ciepło właściwe pary wodnej przy stałym ciśnieniu, kJ/(kgK)

- ciepło właściwe parowania wody w temp. 0⁰C

x- wilgotność właściwa (zawartość wilgoci); [kg pary wodnej/kg pow. such]

T- temp. Pow. Zmierzona termometrem suchym

Entalpia powietrza zamglonego

W przypadku mgły wodnej entalpia właściwa powietrza zamglonego o temperaturze t^o C wynosi :

kJ/kg ( 10 )

gdzie :

i_n -entalpia właściwa powietrza nasyconego,o temperaturze t^o C , kJ/kg

i_w - entalpia właściwa wody o temperaturze t^o C , kJ/kg

x_m - wilgotność właściwa powietrza zamglonego , kg/kg

x_n - wilgotność właściwa powietrza nasyconego , kg/kg

4.19 - ciepło właściwe wody , kJ/kg

a w przypadku powietrza z mgłą śnieżną , entalpia wynosi :

kJ/kg (11)

gdzie :

i_l - entalpia właściwa lodu , kJ/kg

2.09 - ciepło właściwe lodu , kJ/kgK

335 - ciepło krzepnięcia wody , kJ/kg

Wykresy psychrometryczne

Wykres R.Molliera

Obliczenia związane z powietrzem wilgotnym, a także zachodzące w nim przemiany, mogą być dogodnie interpretowane dzięki wykresowi wykonanemu w układzie entalpia h, wilgotność właściwa x- czyli wykresowi psychrometrycznemu powietrza wilgotnego. Na wykresie entalpia określona jest dla mieszaniny 1 kg powietrza suchego oraz x kg pary wodnej według wzoru

kg/kg

t- temperatura

-wilgotność względna

x-wilgotność właściwa

h- entalpia

Dwa parametry trzeba wyznaczyć z wzorów, a dwa kolejne z wykresu Molliera bez jakichkolwiek przeliczeń dodatkowych. Ponadto dzięki wykresowi można przedstawić w sposób obrazowy każdą przemianę powietrza , związaną ze zmianami jego stanu, co niezmiernie ułatwia prawidłowe rozwiązania bardziej złożonych zagadnień

wykres W.H.Carriera

Wykres w układzie entalpia- temperatura powietrza wilgotnego, nosi nazwę karty psychrometrycznej. Tło wykresu stanowi siatka linii stałych entalpii. Na podstawie wyników pomiarów temperatury na termometrze suchym i wilgotnym nanosi się na wykres punkt odpowiadający danemu stanowi powietrza. Na skali znajdującej się na obwodzie rysunku można odczytać wielkość entalpii w danym stanie powietrza. Jest podobny do wykresu h-x Molliera