ไซโครเมตรี

การใช้งานโดยทั่วไป

การนำหลักการไซโครเมตริก ที่ประกอบด้วยแก๊สผสมไอ ไปใช้กับระบบทางกายภาพใดๆ ซึ่งไซโครเมตริกเป็นระบบที่น่าสนใจ คือพบมากที่สุดในอากาศซึ่งมีไอน้ำผสมอยู่ มีการนำมาประยุกต์ใช้ในเครื่องทำความร้อน เครื่องระบายอากาศ และทางอุตุนิยมวิทยา สิ่งอำนวยความสะดวกของมนุษย์เราโดยส่วนใหญ่ ไม่ได้มีผลมาจากความร้อน แต่ขึ้นกับอุณหภูมิของอากาศโดยรอบ (การขับเหงื่อ) hycroscopic คือสารพวกที่สามารถดูดความชื้นจากบรรยากาศได้ดี มักจะอยู่ในสัดส่วนความชื้นสัมพัทธ์ หรือสูงกว่าความชื้นสัมพัทธ์ สารดังกล่าวเช่น ผ้าฝ้าย กระดาษ เซลลูโลส รวมถึงผลิตภัณฑ์ไม้อื่นๆ น้ำตาล แคลเซียมออกไซด์ (ปูนขาว) และสารเคมีจำนวนมาก และปุ๋ย อุตสาหกรรมที่ใช้วัสดุเหล่านี้ มีความกังวลในการควบคุมความชื้นสัมพัทธ์ ในการผลิต และเก็บรักษาวัสดุดังกล่าว ในการใช้งานในอุตสาหกรรมการอบแห้งเช่น กระดาษแห้ง ผู้ผลิตต้องการความชื้นสัมพัทธ์ ต่ำ จึงพยายามปรับลดให้เหมาะสม โดยเพิ่มอัตราการอบแห้ง และการใช้พลังงานตามการเพิ่มขึ้นของความชื้นสัมพัทธ์ ซึ่งในการลดความชื้นสัมพัทธ์ส่งผลให้มีปริมาณไอเสียเพิ่มขึ้น โรงงานอุตสาหกรรมเห็นความสำคัญที่จะหลีกเหลี่ยงการทำระเหย หรือทำให้เกิดการกัดกร่อน ยีสต์ และราสามารถควบคุมได้โดยการรักษาความชื้นสัมพัทธ์ โดยทั่วไปเชื้อราไม่สามารถเจริญเติบโตที่ความชื้นสัมพัทธ์ต่ำ 75%

อุณหภูมิกระเปาะแห้ง

อุณหภูมิกระเปาะแห้ง คืออุณหภูมิที่วัดโดยเครื่องวัดอุณหภูมิที่สัมผัสกับอากาศโดยตรงโดยไม่สัมผัสกับแสงอาทิตย์โดยตรง อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นแตกต่างจากอุณหภูมิกระเปาะเปียกและ จุดน้ำค้าง

อุณหภูมิกระเปาะเปียก

อุณหภูมิความร้อนของกระเปาะเปียก เป็นความร้อนของส่วนผสมของอากาศและไอน้ำ ค่าที่วัดได้จากเครื่องวัดอุณหภูมิ มักจะมีค่าใกล้เคียงกับอุณหภูมิกระเปาะเปียก

การวัดอุณหภูมิกระเปาะเปียกนั้นในการวัดก็ใช้เทอร์โมมิเตอร์แบบเดียวกับที่วัดแบบกระเปาะแห้ง แต่ที่กระเปาะปลายเทอร์โมมิเตอร์จะเอาผ้าชุบน้ำพอชุ่ม ๆ

พันกระเปาะเอาไว้และในตอนวัดก่อนที่จะอ่านก็จะต้องทำให้ปลายกระเปาะเปียกดังกล่าวเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว ๆ หนึ่ง

ความชื้นสัมพัทธ์

อัตราส่วนโดยมวลของไอน้ำในอากาศในขณะหนึ่ง(ที่อุณหภูมิหนึ่ง) ต่อ ไอน้ำสูงสุดที่อากาศ (ที่อุณหภูมินั้น) สามารถแบกรับไว้ได้

อุณหภูมิจุดน้ำค้าง

อุณหภูมิที่เมื่ออากาศชื้นถูกทำให้เย็นลงขณะที่ปริมาณไอน้ำยังคงที่ การลดอุณหภูมิถึงจุดหนี่งจะทำให้ไอน้ำเกิดการอิ่มตัว และกลั่นตัวควบแน่นเป็นหยดน้ำ ที่ความดันบรรยากาศคงที่

“อุณหภูมิที่ความชื้นในอากาศเริ่มกลั่นตัวเป็นหยดน้ำเมื่ออากาศถูกลดอุณหภูมิที่ความดันคงที่”

ความชื้นจำเพาะ Specific Humidity

ความชื้น ถูกกำหนดให้เป็นสัดส่วนของมวลของไอน้ำต่อหน่วยมวลของกลุ่มตัวอย่างอากาศชื้น

ความชื้นสัมบูรณ์ Absolute humidity

มวลของไอน้ำต่อหน่วยปริมาตรของอากาศที่มีไอน้ำ ปริมาณนี้ที่รู้จักกันเป็นความหนาแน่นของไอน้ำ หน่วยโดยทั่วไป คือ กิโลกรัมความชื้น / กิโลกรัมอากาศแห้ง

ปริมาตรจำเพาะ (specific volume)

เป็นการเปรียบเทียบปริมาตรของของเหลวกับปริมาตรของน้ำ ที่น้ำหนักและอุณหภูมิเดียวกัน

อัตราส่วนPsychrometric

อัตราส่วนของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนให้กับผลิตภัณฑ์ของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทมวลและความร้อนชื้นที่พื้นผิวเปียก

ความร้อนชื้น

เป็นความดันคงที่ความร้อนที่เฉพาะเจาะจงของอากาศชื้นต่อหน่วยมวลของอากาศแห้ง ความดัน คุณสมบัติไซโครเมตริกจะขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศที่สถานที่ตั้งของกลุ่มตัวอย่าง

วิธีการอ่านแผนภูมิ: ตัวอย่างพื้นฐาน

แผนภูมิ Psychrometric หน่วยที่ใช้ SI (เมตริก) และIP (สหรัฐฯ / อังกฤษ) โดยอยู่ในช่วงอุณหภูมิต่ำ และสูงและแรงกดดันที่แตกต่างกัน

พิจารณาความชื้นสัมพัทธ์

ร้อยละความชื้นสัมพัทธ์จะอยู่ที่แนวจุดตัดของอุณหภูมิกระเปาะเปียก แสดงเส้นแนวนอน ไปยังเส้นแนวทแยงมุมลาดลงมาที่

อุณหภูมิกระเปาะแห้งที่ 25 องศา และอุณหภูมิกระเปาะเปียก 20 องศา อ่านความชื้นสัมพัทธ์ ประมาณ 63.5% ในตัวอย่างนี้อัตราส่วนความชื้นไอน้ำ 0.0126 kg/kg ของอากาศแห้ง

พิจารณาผลกระทบต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิความชื้นสัมพัทธ์

สำหรับอากาศที่มีน้ำผสมอยู่คงที่หรืออัตราความชื้น เราสามารถหาความชื้นสัมพัทธ์โดยเริ่มต้นจากอุณหภูมิกระเปาะเปียก

และอุณหภูมิกระเปาะแห้งโดยใช้เงื่อนไขตัวอย่างข้างต้นนี้ ที่ความชื้นสัมพัทธ์แตกต่างกันอุณหภูมิกระเปาะแห้งสามารถหาได้จาก แนวอัตราส่วนความชื้นเส้นแนวนอนของไอน้ำ 0.0126 kg/kg

อากาศแห้ง หรือปอนด์ของไอน้ำต่อปอนด์ อากาศแห้ง รูปแบบที่พบบ่อยของปัญหานี้คือ การกำหนดความชื้นสุดท้ายของอากาศที่ออกจากคอยล์เย็นของเครื่องปรับอากาศ

โดยความร้อนมีอุณหภูมิสูงขึ้น สมมติว่าอุณหภูมิออกจากขดลวด 10 องศา (50 F) และความร้อนที่อุณหภูมิห้อง (ไม่ผสมกับอากาศในห้อง )

ซึ่งพบได้ตามอัตราส่วนความชื้น ในเส้นแนวนอนตามจุดน้ำค้าง หรือเส้นอิ่มตัวไปยังเส้นกระเปาะแหง และอ่านค่าความชื้น

พิจารณาปริมาณน้ำที่ถูกกำจัดออกหรือเพิ่ม เมื่อลดหรือเพิ่มความชื้น

นั่นคือความแตกต่างของอัตราส่วนความชื้น ระหว่างเงื่อนไขเริ่มต้น และสุดท้ายของน้ำหนักของอากาศแห้ง

อุณหภูมิกระเปาะแห้ง

คือ อุณหภูมิที่วัดจากเทอร์โมมิเตอร์ธรรมดา

เส้นนี้จะวาดตรงไม่ขนานไปกับเส้นอื่นและเอียงเล็กน้อยในตำแหน่งในแนวตั้ง นี่คือเส้นแกน, พิกัด(แนวนอน) แกนแต่ละบรรทัดหมายถึงอุณหภูมิคงที่

อุณหภูมิจุดน้ำค้าง

อุณหภูมิหยดน้ำค้างของอากาศที่จุดต่าง ๆ โดยลากเส้นจากจุดนั้นขนานไปกับเส้นปริมาตรจำเพาะไปทางขวามือไปชนกับเส้นอากาศอิ่มตัว

อุณหภูมิกระเปาะเปียก

เส้นนี้เป็นเส้นเฉียงที่ต่างออกไปเล็กน้อยจาก เส้นเอนทัลปี มีความเหมือนตรงกัน แต่ไม่ขนานกัน แต่ละอันตัดโค้งที่จุดอิ่มตัวที่จุด DBT

ความชื้นสัมพันธ์

เส้นกับความจริงจะปรากฏในช่วงเวลา ของ 10% เส้นโค้งมีความอิ่มตัวอยู่ที่100% ในขณะที่อากาศแห้งอยู่ที่ 0% RH

อัตราส่วนความชื้น

เป็นเส้นแนวนอนบนแผนภูมิ อัตราส่วนความชื้นจะแสดงเป็นมวลของความชื้นต่อมวลของอากาศแห้ง(ปอนหรือความชื้นต่อปอนด์หรือกิโลกรัมของอากาศแห้งตามลำดับ)

ช่วงจาก 0 ถึงอากาศแห้ง0.03(Ibmw/LBMA) บนขวามือ W แกนประสานหรือแกนแนวตั้งของแผนภูมิ

ปริมาตรจำเพาะของอากาศ (Specific Volume, Submit)

ปริมาตรจำเพาะ คืออัตราส่วนระหว่างปริมาตร (Volume) ต่อมวล (Mass) ของอากาศ มีหน่วยเป็นลูกบาศก์เมตรต่อกิโลกรัม (m3/kg) ในระบบ SI

เป็นที่ทราบกันดีว่าอากาศมีคุณสมบัติในการขยายตัวตามอุณหภูมิที่ความดันคงที่ (Constant Pressure) ในสภาวะความดันคงที่ถ้าอุณหภูมิต่ำอากาศ

จะมีปริมาตรจำเพาะน้อยหมายถึงน้ำหนักอากาศต่อหน่วยปริมาตรจะมากในทางตรงกันข้ามถ้าอุณหภูมิขออากาศสูงขึ้นอากาศจะขยายตัวออกทำให้ปริมาตรจำเพาะ

ของอากาศของอากาศมากขึ้น ซึ่งก็คือน้ำหนักของอากาศต่อหน่วยปริมาตรจะลดลงหรืออากาศเบาขึ้นนั่นเอง

เอนทัลปี

เป็นเส้นเฉียงวาดแนวทแยงมุมลงจากซ้ายไปขวาข้าม แผนภูมิที่ขนานกัน เส้นนี้จะไม่ขนานกับเส้นอุณหภูมิกระเปาะเปียก ปริมาณที่เฉพาะนี้จะมีระยะห่างที่เท่าๆกัน

เส้นตรงขนานกัน ด้านบนเส้นอิ่มตัวเป็นพื้นที่ 2 เฟส ที่แสดงถึงการปนอยู่ของอากาศชื้นที่อิ่มตัว และน้ำของของเหลวที่อุณหภูมิคงที่ จากมุมด้านซ้ายบน ของกราฟ

เครื่องชั่งน้ำหนัก แสดงให้เห็นถึงระดับความร้อนภายในอัตราส่วนที่เหมาะสมรวม(SHF) ซึ่งบอกว่าอัตราส่วนของความแตกต่างเอนทัลปีมีความแตกต่างที่มีความชื้น

จะใช้ในการสร้างความลาดชันของกราฟ ระหว่าง 2 ส่วน แนวนอนของเส้นซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงไปในความร้อนที่เหมาะสม ในขณะที่องค์ประกอบในแนวตั้ง คือการเปลี่ยนแปลงของความร้อนแฝง

แผนภาพมอลเลียร์( เอนทัลปี - อัตราส่วนความชื้นผสม)

พัฒนาโดยริชาร์ด มอลเลียร์ ในปี พ.ศ. 1923 เป็นแผนภูมิไซโครเมตริกทางเลือก ผู้ใช้หลายคนต้องการในสแกนดิเนเวีย ยุโรปตะวันออกและรัสเซีย

ข้อมูลพารามิเตอร์”ไซโครเมตริกสำหรับแผนภูมิไซโครเมตริกและแผนภาพของมอลเลียร์เหมือนกัน พิกัดแผนภาพของมอลเลียร์จะมีอัตราเอนทัลปีและความชื้น

เอนทัลปีประสานงานเป็นเบ้และเส้นของเอนทัลปีคงที่ขนาน และระยะห่างจะเท่าๆกัน บางแผนภูมิไซโครเมตริกใช้อุณหภูมิกระเปาะแห้ง และพิกัดอัตราส่วนความชื้น