رفتن به بالا

پایگاه خبری تحلیلی صنعت و تاسیسات


  • دوشنبه ۲۹ آبان ۱۳۹۶
  • الإثنين ۱ ربيع أول ۱۴۳۹
  • 2017 Monday 20 November

نمودار سایکرومتریک

نمودار سایکرومتریک از مباحث مهم مهندسی است که تقریبا همه مهندسان فعال در زمینه گرمایش و سرمایش با آن آشنا هستند. در محاسبات مربوط به گرمایش و تهویه مطبوع، پارامتر هایی همچون دمای خشک، دمای مرطوب، نقطه شبنم، رطوبت نسبی و …. مورد نیاز است.

نمودار سایکرومتریک از مباحث مهم مهندسی است که تقریبا همه مهندسان فعال در زمینه گرمایش و سرمایش با آن آشنا هستند. در محاسبات مربوط به گرمایش و تهویه مطبوع، پارامتر هایی همچون دمای خشک، دمای مرطوب، نقطه شبنم، رطوبت نسبی و …. مورد نیاز است.

مهندسین با تشکیل نموداری که به آن نمودار سایکرومتریک گفته می‌­شود، توان محاسبات پارامتر های مذکور را با داشتن ۲ پارامتر، میسر کرده اند. بدین صورت که با داشتن دو پارامت می‌توان دیگر پارامتر‌های مذکور را بدست آورد.

 

کاربرد منحنی سایکرومتریک در سیستم‌های سرمایش و تهویه مطبوع:

تمامی سیستمهای تهویه مطبوع در یکی از سه دسته اصلی زیر جای می‌گیرند.

۱-سیستمهای تمام هوا

۲-سیستمهای آب و هوا

۳-سیستمهای گازی تبرید

که این سیستم ها به منظور عملکرد بهتر و پیش بینی رفتار سیستم اشان از نمودار سایکرومتریک بهره می‌برنت چرا که نمودار سایکرومتریک بر اساس دو مفهوم ساده ساخته شده:

  1. هوای داخل مخلوطی از هوای خشک و بخار است
  2. میزانی انرژی مشخص در هوا، در دما و فشار خاص وجود دارد.

 

پارامتر های منحنی سایکرومتریک

منحنی مشخصات هوا یا همان دیاگرام سایکرومتریک دیاگرامی است که شامل تمام پارامترهای قابل اندازه گیری هوا است.

منحنی مسخصات هوا یا همان نمودار سایکرومتریک دارای اطلاعات زیر است:

دمای خشک  Dry-bulb Temperature

دمای مرطوبWet-bulb Temperature

نقطه شبنم  Dew point Temperature

آنتالپی مخصوص  Specific Enthalpy

حجم مخصوص  Specific Volume

رطوبت مخصوص  Specific Humidity

رطوبت نسبی Relative Humidity

ضریب حرارت مخصوص

 

در حال حاضر منحنی­‌های متفاوتی برای مشخصات هوا به کار برده می­‌شود اما مهم­ترین و معمول ترین آنها دیاگرامی است که روی محور افقی درجه حرارت خشک (DBT) و روی محور قائم آن رطوبت مخصوص (W) درج گردیده و ما بین این دو محور خطوط رطوبت نسبی، حجم مخصوص، دمای مرطوب و … ترسیم شده است.

شکل زیر شمای ساده ای از این نمودار با خطوط متفاوتی که نشانگر پارامترهای ذکر شده در بالا می باشند، را نشان می­ دهد. هر نقطه روی این منحنی معرف مشخصات مخلوط هوا و بخار آب است.

 

نمودار سایکرومتریک

 

دمای خشک

دمای خشک معمولا به دمای هوا در حالت عادی گفته می‌شود که با دماسنج معمولی قابل اندازه گیری است. این دما بیان کننده میزان گرما هواست و در پایین جدول روی محور افقی قرار دارد و به آن Dry-bulb temperature  می­‌گویند.

این دما را با دماسنج­ های معمولی و به دور از تشعشع می‌خوانند.

بیشتر محاسبات تهویه مطبوع و حرارت مرکزی با استفاده از این دما صورت می گیرد.

 

دمای مرطوب

نشان دهنده توان تبخیری رطوبت از هوا می باشد. این دما معمولا توسط دماسنج جیوه­ای که با دستمال مرطوب پوشانده شده باشد اندازه گیری می شود. این دما در نمودار به صورت منحنی در سمت چپ نمایان است و به آن Wet-bulb temperature می‌گویند.

 

نقطه شبنم

اگر هوای مرطوب در حالت غیر اشباع را بدون افزایش یا کاهش رطوبت آن در فشار ثابت سرد کنیم (دما را کاهش دهیم) در یک دمای معین، رطوبت موجو در هوا شروع به تشکیل قطرات ریز آب می نماید. این دما را نقطه شبنم می گویند.

نقطه شبنم را می‌توان با پدیده های همچون بخار گرفتگی شیشه ها در فصول سرد بهتر درک کرد.

برای درک بهتر نقطه شبنم باید ذکر کرد قابلیت انحلال مواد در یکدیگر با افزایش دما، افزایش پیدا می کند بدین صورت که هرچه درجه حرارت هوا بالاتر برود، میزان رطوبتی که می تواند در خود حل کند نیز افزایش پیدا می کند.

پس در هر دمایی یک میزان خاصی از رطوبت می تواند در هوا حل شود که در صورت سرد تر شدن هوا از این دما، رطوبت به صورت نقطه های شبنم نمایان می شود. به دمایی که که در شرایط حاضر هوا تا آن درجه حرارت باید سرد شود تا قطرات رطوبت ایجاد گردد، دمای نقطه شبنم می‌گویند. برای هر شرایطِ دمای خشک و رطوبت نسبی این دما متفاوت خواهد بود.

در این حالت رطوبتی به هوا اضافه نمی‌­شود و از آن گرفته نخواهد شد، فقط مساله سرد کردن مطرح است. دمای شبنم هوا در تهویه مطبوع در سطوح سرد و کویل های سرمایی (مانند کولر گازی) در اثر سرد شدن هوا، شبنم به وجود می آید که خود مانند عایقی عمل نموده و راندمان دستگاه را کاهش می‌دهد.

نقطه شبنم هوا را عملا به وسیله سرد کردن ترمومتر با وسایل مختلف انجام می دهند تا جاییکه اولین ذره رطوبت روی آن ظاهر گردد آن دما، دمای نقطه شبنم است.

باید توجه داشت دمای نقطه شبنم همیشه پایین تر از دمای خشک است، مگر اینکه هوا اشباع باشد در آن صورت، دمای خشک و دمای نقطه شبنم یکی است. همچنین، دمای هوای مرطوب بالاتر از نقطه شبنم است به جز زمانی که هوا اشباع باشد که در آن صورت دو دما برابرند.

با دانستن ۲ خصوصیت از هوای موجود می توان دمای نقطه­ ی شبنم آن را از جدول سایکرومتریک خواند. به این دما Dew point temperature می­‌گویند.

نمودار سایکرومتریک

آنتالپی مخصوص

آنتالپی یکی از کمیت های رایج ترمودینامیکی است که برابر با مقدار کل حرارت داخل سیستم است.

آنتالپی مخصوص میزان این انرژی در واحد جرم است که در تعریف دقیق تر میزان حرارتی است که باید به واحد جرم هوای خشک داده شود تا از صفر درجه سانتی گراد به درجه حرارت مورد نظر برسد.

در سیستم متریک واحد آنتالپی مخصوص کیلوژول بر کیلوگرم هوای خشک است. آنتالپی مستقیما نمی تواند اندازه گیری شود ولی تغییرات آن را می‌توان اندازه گیری کرد. اگر فشار بیرون ثابت نگه داشته شود، تغییر در آنتالپی مستلزم تغییر در انرژی داخلی به علاوه تغییر در حجم داخلی سیستم است.

 

حجم مخصوص

برابر مقدار حجمی است که واحد جرم ماده اشغال می‌کند. در واقع همان عکس چگالی است. و واحد آن m۳/kgda است بدین معنا که به ازای هر کیلوگرم از هوای خشک چه حجمی اشغال می­‌شود. این عدد برای درجه حرارت­های مختلف، متفاوت است.

 

رطوبت مخصوص

رطوبت مخصوص یکی دیگر از پارامتر ها نمودار است که به معنای جرم بخار آب به ازای واحد جرم هوای مرطوب است. این پارامتر رابطه­ی نزدیکی با نسبت رطوبت (humidity ratio) دارد و تنها از نظر اندازه، از آن کمتر است.

 

رطوبت نسبی

رطوبت نسبی عبارت است از جرم بخار آب موجود در هوا به جرم بخار آب اشباع در همان هوا.

RH = mv/ms*۱۰۰

RH= pv/ps*۱۰۰

رطوبت سنج برای اندازه گیری رطوبت هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. نوع معمول آن که می توانید تهیه کرد از نوعی فیبری است. رطوبت در شرایط مختلف می‌تواند الیاف راتحت تاثیر قرار دهد. باید آن را به طور منظم کالیبره کرد. آنها در رطوبت های خیلی بالا و پایین، نادرست عمل می‌کنند.

یک راه ساده برای به دست آوردن رطوبت نسبی استفاده از حباب خشک و مرطوب است.

جرم آب موجود در هوا به ازای رطوبت نسبیِ ۱۰۰ درصد و ۵۰ درصد
 نمودار سایکرومتریک

 

 

 

اخبار مرتبط

نظرات

مصاحبه های اختصاصی ویکی پی جی