I-d диаграмма для начинающих (ID диаграмма состояния влажного воздуха для чайников) - cool_oracool — LiveJournal. I-d диаграмма для начинающих (ID диаграмма состояния влажного воздуха для чайников) Определение параметров влажного воздуха на Id диаграмме

Для практических целей наиболее важно рассчитать время охлаждения груза с помощью имеющегося на борту судна оборудования. Поскольку возможности судовой установки по сжижению газов во многом определяют время стоянки судна в порту, знание этих возможностей позволит заранее планировать стояночное время, избегать ненужных простоев, а значит и претензий к судну.

Диаграмма Молье. которая приводится ниже (рис. 62), рассчитана только для пропана, но метод ее использования для всех газов одинаков (рис. 63).

На диаграмме Молье используется логарифмическая шкала абсолютного давления (р log) - на вертикальной оси, на горизонтальной оси h - натуральная шкала удельной энтальпии (см. рис. 62, 63). Давление - в МПа, 0,1 МПа = 1 бар, поэтому в дальнейшем будем использовать бары. Удельная энтальпия измеряется п кДж/кг. В дальнейшем при решении практических задач будем постоянно использовать диаграмму Молье (но только ее схематичное изображение с тем, чтобы понять физику тепловых процессов, происходящих с грузом).

На диаграмме можно легко заметить своего рода «сачок», образованный кривыми. Границы этого «сачка» очерчивают пограничные кривые смены агрегатных состояний сжиженного газа, которые отражают переход ЖИДКОСТИ В насыщенный пар. Все, что находится слева от «сачка», относится к переохлажденной жидкости, а все то, что справа от «сачка», - к перегретому пару (см. рис 63).

Пространство между этими кривыми представляет собой различные состояния смеси насыщенных паров пропана и жидкости, отражающие процесс фазового перехода. На ряде примеров рассмотрим практическое использование* диаграммы Молье.

Пример 1: Проведите линию, соответствующую давлению в 2 бара (0,2 МРа), через участок диаграммы, отражающий смену фаз (рис. 64).

Для этого определим энтальпию для 1 кг кипящего пропана при абсолютном давлении 2 бара.

Как уже отмечалось выше, кипящий жидкий пропан характеризуется левой кривой диаграммы. В нашем случае это будет точка А, Проведя из точки А вертикальную линию к шкале А, определим значение энтальпии, которое составит 460 кДж/кг. Это означает, что каждый килограмм пропана в данном состоянии (в точке кипения при давлении 2 бара) обладает энергией в 460 кДж. Следовательно, 10 кг пропана будут обладать энтальпией 4600 кДж.

Далее определим величину энтальпии для сухого насыщенного пара пропана при том же давлении (2 бара). Для этого проведем вертикальную линию из точки В до пересечения со шкалой энтальпии. В результате найдем, что максимальное значение энтальпии для 1 кг пропана в фазе насыщенных паров составит 870 кДж. Внутри диаграммы

* Для расчетов используются данные из термодинамических таблиц пропана (см. Приложения).

Рис. 64. К примеру 1 Рис. 65. К примеру 2

У
дельная энтальпия, кДж/кг (ккал/кг)

Рис. 63. Основные кривые диаграммы Молье

(рис. 65) линии, направленные из точки критического состояния газа вниз, отображают количество частей газа и жидкости в фазе перехода. Иными словами, 0,1 означает, что смесь содержит 1 часть паров газа и 9 частей жидкости. В точке пересечения давления насыщенных паров и этих кривых определим состав смеси (ее сухость или влажность). Температура перехода постоянна в течение всего процесса конденсации или парообразования. Если пропан находится в замкнутой системе (в грузовом танке), в ней присутствуют и жидкая и газообразная фазы груза. Можно определить температуру жидкости, зная давление паров, а давление паров - по температуре жидкости. Давление и температура связаны между собой, если жидкость и пар находятся в равновесном состоянии в замкнутой системе. Заметим, что кривые температуры, расположенные в левой части диаграммы, опускаются почти вертикально вниз, пересекают фазу парообразования в горизонтальном направлении и в правой части диаграммы опять опускаются вниз почти вертикально.

П р и м е р 2: Предположим, что есть 1 кг пропана в стадии смены фаз (часть пропана жидкость, а часть - пар). Давление насыщенных паров составляет 7,5 бар, а энтальпия смеси (пар-жидкость) равна 635 кДж/кг.

Необходимо определить, какая часть пропана находится в жидкой фазе, а какая в газообразной. Отложим на диаграмме прежде всего известные величины: давление паров (7,5 бар) и энтальпию (635 кДж/кг). Далее определим точку пересечения давления и энтальпии - она лежит на кривой, которая обозначена 0,2. А это, в свою очередь, означает, что мы имеем пропан в стадии кипения, причем 2 (20%) части пропана находятся в газообразном состоянии, а 8 (80%) находятся в жидком.

Также можно определить манометрическое давление жидкости в танке, температура которой 60° F, или 15,5° С (для перевода температуры будем использовать таблицу термодинамических характеристик пропана из Приложения).

При этом необходимо помнить, что это давление меньше давления насыщенных паров (абсолютного давления) на величину атмосферного давления, равного 1,013 мбара. В дальнейшем для упрощения расчетов мы будем использовать значение атмосферного давления, равное 1 бару. В нашем случае давление насыщенных паров, или абсолютное давление, равно 7,5 бара, поэтому манометрическое давление в танке составит 6,5 бара.

Рис. 66. К примеру 3

Ранее уже упоминалось, что жидкость и пары в равновесном состоянии находятся в замкнутой системе при одной и той же температуре. Это верно, однако на практике можно заметить, что пары, находящиеся в верхней части танка (в куполе), имеют температуру значительно выше, чем температура жидкости. Это обусловлено нагревом танка. Однако такой нагрев не влияет на давление в танке, которое соответствует температуре жидкости (точнее, температуре на поверхности жидкости). Пары непосредственно над поверхностью жидкости имеют ту же самую температуру, что и сама жидкость на поверхности, где как раз и происходит смена фаз вещества.

Как видно из рис. 62-65, на диаграмме Молье кривые плотности направлены из левого нижнего угла диаграммы «сачка» в правый верхний угол. Значение плотности на диаграмме может быть дано в Ib/ft 3 . Для пересчета в СИ используется переводной коэффициент 16,02 (1,0 Ib/ft 3 = 16,02 кг/м 3).

Пример 3: В этом примере будем использовать кривые плотности. Требуется определить плотность перегретого пара пропана при абсолютном давлении 0,95 бара и температуре 49° С (120° F).
Также определим удельную энтальпию этих паров.

Решение примера видно из рис 66.

В наших примерах используются термодинамические характеристики одного газа - пропана.

В подобных расчетах для любого газа меняться будут только абсолютные величины термодинамических параметров, принцип же остается тот же самый для всех газов. В дальнейшем для упрощения, большей точности расчетов и сокращения времени бу дем использовать таблицы термодинамических свойств газов.

Практически вся информация, заложенная в диаграмму Молье, приведена в табличной форме.

С
помощью таблиц можно найти значения параметров груза, но трудно. Рис. 67. К примеру 4 представить себе, как идет процесс. . охлаждения, если не использовать хотя бы схематичное отображение диаграммы p - h .

Пример 4: В грузовом танке при температуре -20" С находится пропан. Необходимо определить как можно точнее давление газа в танке при данной температуре. Далее необходимо определить плотность и энтальпию паров и жидкости, а также разность"энтальпии между жидкостью и парами. Пары над поверхностью жидкости находятся в состоянии насыщения при той же температуре, что и сама жидкость. Атмосферное давление составляет 980 млбар. Необходимо построить упрощенную диаграмму Молье и отобразить все параметры на ней.

Используя таблицу (см. Приложение 1), определяем давление насыщенных паров пропана. Абсолютное давление паров пропана при температуре -20° С равно 2,44526 бар. Давление в танке будет равно:

давлению в танке (избыточное или манометрическое)

1,46526 бара

атмосферное давлени = 0,980 бара =

Абсолютное _ давление

2,44526 бара

В колонке, соответствующей плотности жидкости, находим, что плотность жидкого пропана при -20° С составит 554,48 кг/м 3 . Далее находим в соответствующей колонке плотность насыщенных паров, которая равна 5,60 кг/м 3 . Энтальпия жидкости составит 476,2 кДж/кг, а паров - 876,8 кДж/кг. Соответственно разность энтальпии составит (876,8 - 476,2) = 400,6 кДж/кг.

Несколько позже рассмотрим использование диаграммы Молье в практических расчетах для определения работы установок повторного сжижения.

I-d-диаграмма влажного воздуха была разработана русским ученым, профессором Л.К. Рамзиным в 1918 г. На западе аналогом I-d-диаграммы является диаграмма Молье или психрометрическая диаграмма. I-d-диаграмма применяется в расчетах систем кондиционирования воздуха, вентиляции и отопления и позволяет быстро определить все параметры воздухообмена в помещении.

I-d-диаграмма влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров. Использование диаграммы позволяет наглядно отобразить вентиляционный процесс, избегая сложных вычислений по формулам.

Основные свойства влажного воздуха

Окружающий нас атмосферный воздух является смесью сухого воздуха с водяным паром. Эту смесь называют влажным воздухом. Влажный воздух оценивают по следующим основным параметрам:

Температура воздуха по сухому термометру tc, °C - характеризует степень его нагрева;
Температура воздуха по мокрому термометру tм, °C - температура, до которой нужно охладить воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении начальной энтальпии воздуха;
Температура точки росы воздуха tp, °C - температура, до которой нужно охладить ненасыщенный воздух, чтобы он стал насыщенным при сохранении постоянного влагосодержания;
Влагосодержание воздуха d, г/кг – это количество водяного пара в г (или кг), приходящееся на 1 кг сухой части влажного воздуха;
Относительная влажность воздуха j, % – характеризует степень насыщенности воздуха водяными парами. Это отношение массы водяных паров, содержащихся в воздухе, к максимально возможной их массе в воздухе при тех же условиях, то есть температуре и давлении, и выраженное в процентах;
Насыщенное состояние влажного воздуха – состояние, при котором воздух насыщен водяными парами до предела, для него j = 100 %;
Абсолютная влажность воздуха е, кг/м 3 — это количество водяных паров в г, содержащихся в 1 м 3 влажного воздуха. Численно абсолютная влажность воздуха равна плотности влажного воздуха;
Удельная энтальпия влажного воздуха I, кдж/кг – количество теплоты, необходимое для нагревания от 0 °С до данной температуры такого количества влажного воздуха, сухая часть которого имеет массу 1 кг. Энтальпия влажного воздуха складывается из энтальпии сухой его части и энтальпии водяных паров;
Удельная теплоемкость влажного воздуха с, кДж/(кг.К) – теплота, которую надо затратить на один килограмм влажного воздуха, чтобы повысить температуру его на один градус Кельвина;
Парциальное давление водяных паров Рп, Па – давление, под которым находятся водяные пары в влажном воздухе;
Полное барометрическое давление Рб, Па – равно сумме парциальных давлений водяного пара и сухого воздуха (согласно закону Дальтона).

Описание I-d-диаграммы

По оси ординат диаграммы отложены значения энтальпии I, кДж/кг сухой части воздуха, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси I, отложены значения влагосодержания d, г/кг сухой части воздуха. Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений энтальпии I = const и влагосодержания d = const. На него нанесены также линии постоянных значений температуры t = const, которые не параллельны между собой: чем выше температура влажного воздуха, тем больше отклоняются вверх его изотермы. Кроме линий постоянных значений I, d, t, на поле диаграммы нанесены линии постоянных значений относительной влажности воздуха φ = const. В нижней части I-d-диаграммы расположена кривая, имеющая самостоятельную ось ординат. Она связывает влагосодержание d, г/кг, с упругостью водяного пара Рп, кПа. Ось ординат этого графика является шкалой парциального давления водяного пара Рп. Все поле диаграммы разделено линией j = 100 % на две части. Выше этой линии расположена область ненасыщенного влажного воздуха. Линия j = 100 % соответствует состоянию воздуха, насыщенного водяными парами. Ниже расположена область пересыщенного состояния воздуха (область тумана). Каждая точка на I-d-диаграмме соответствует определенному тепловлажностному состоянию Линия на I-d-диаграмме соответствует процессу тепловлажностной обработки воздуха. Общий вид I-d-диаграммы влажного воздуха представлен ниже во вложенном файле PDF пригоден для печати в форматах А3 и А4.

Построение процессов обработки воздуха в системах кондиционирования и вентиляции на I-d-диаграмме.

Процессы нагрева, охлаждения и смешивания воздуха

На I-d-диаграмме влажного воздуха процессы нагрева и охлаждения воздуха изображаются лучами по линии d-const (рис. 2).

Рис. 2. Процессы сухого нагрева и охлаждения воздуха на I-d-диаграмме:

В_1, В_2,– сухой нагрев;
В_1, В_3 – сухое охлаждение;
В_1, В_4, В_5 – охлаждение с осушением воздуха.

Процессы сухого нагрева и сухого охлаждения воздуха на практике осуществляют, применяя теплообменники (воздухонагреватели, калориферы, воздухоохладители).

Если влажный воздух в теплообменнике охлаждается ниже точки росы, то процесс охлаждения сопровождается выпадением конденсата из воздуха на поверхности теплообменника, и охлаждение воздуха сопровождается его осушкой.

I-d диаграмма влажного воздуха - диаграмма, широко используемая в расчетах систем вентиляции, кондиционирования , осушки и других процессов, связанных с изменением состояния влажного воздуха. Впервые была составлена в 1918 году советским инженером-теплотехником Леонидом Константиновичем Рамзиным.

Различные I-d диаграммы

I-d диаграмма влажного воздуха (Диаграмма Рамзина):

Описание диаграммы

I—d-диаграмма влажного воздуха графически связывает все параметры, определяющие тепловлажностное состояние воздуха: энтальпию, влагосодержание, температуру, относительную влажность, парциальное давление водяных паров. Диаграмма построена в косоугольной системе координат, что позволяет расширить область ненасыщенного влажного воздуха и делает диаграмму удобной для графических построений. По оси ординат диаграммы отложены значения энтальпии I, кДж/кг сухой части воздуха, по оси абсцисс, направленной под углом 135° к оси I, отложены значения влагосодержания d, г/кг сухой части воздуха.

Поле диаграммы разбито линиями постоянных значений энтальпии I = const и влагосодержания d = const. На него нанесены также линии постоянных значений температуры t = const, которые не параллельны между собой — чем выше температура влажного воздуха, тем больше отклоняются вверх его изотермы. Кроме линий постоянных значений I, d, t, на поле диаграммы нанесены линии постоянных значений относительной влажности воздуха φ = const. В нижней части I—d-диаграммы расположена кривая, имеющая самостоятельную ось ординат. Она связывает влагосодержание d, г/кг, с упругостью водяного пара pп, кПа. Ось ординат этого графика является шкалой парциального давления водяного пара pп.

Для многих грибников знакомы выражения «точка росы» и «поймать конденсат на примордиях».

Давайте разберем природу этого явления и как его избежать.

Из школьного курса физики и собственного опыта все знают, что когда на улице довольно резко холодает, то возможно образование тумана и выпадение росы. И когда речь заходит о конденсате, большинство представляет себе это явление так: раз достигнута точка росы, то с примордий струйками будет стекать вода от конденсата или на растущих грибах будут видны капли (именно с каплями ассоциируется слово «роса»). Однако, в большинстве случаев, конденсат образуется в виде тонкой, практически не видимой водяной пленки, которая очень быстро испаряется и не ощущается даже на ощупь. Поэтому многие недоумевают: в чем же опасность этого явления, если его даже не видно?

Таких опасностей две:

так как оно происходит практически незаметно для глаза, невозможно оценить, сколько раз за день растущие примордии покрывались такой пленкой, и какой ущерб она им нанесла.

Именно из-за этой «незаметности» многие грибники не придают значения самому явлению выпадения конденсата, не понимают важности его последствий для формирования качества грибов и их урожайности.

Водяная пленка, которая полностью покрывает поверхность примордий и молодых грибов, не дает испаряться влаге, которая скапливается в клетках поверхностного слоя грибной шляпки. Конденсат возникает из-за скачков температуры в камере выращивания (подробности – ниже). Когда температура выравнивается, тонкий слой конденсата с поверхности шляпки испаряется и только затем начинает испаряться влага из тела самой вешенки. Если вода в клетках грибной шляпки застаивается достаточно долго, то клетки начинают отмирать. Длительное (или кратковременное, но периодическое) воздействие водяной пленки настолько тормозит испарение собственной влаги грибных тел, что примордии и молодые грибы размером до 1 см в диаметре погибают.

Когда примордии становятся желтыми, мягкими как вата, с них течет при надавливании, то грибники обычно списывают всё на «бактериоз» или «плохой мицелий». Но, как правило, такая гибель связана с развитием вторичных инфекций (бактериальных или грибковых), которые развиваются на примордиях и грибах, погибших от последствий воздействия конденсата.

Откуда же возникает конденсат, и какими должны быть колебания температуры, чтобы наступила точка росы?

Для ответа обратимся к диаграмме Молье. Она была придумана для решения задач графическим способом, вместо громоздких формул.

Мы рассмотрим самую простую ситуацию.

Представим, что влажность в камере остается неизменной, но по каким-то причинам начинает падать температура (например, в теплообменник поступает вода с температурой ниже обычной).

Допустим, температура воздуха в камере 15 град и влажность – 89%. На диаграмме Молье это синяя точка А, к которой от цифры 15 привела оранжевая прямая. Если эту прямую продолжить вверх, то мы увидим, что влагосодержание в этом случае составит 9,5 грамм водяных паров в 1 м³ воздуха.

Т.к. мы допустили, что влажность не меняется, т.е. количество воды в воздухе не изменилось, то когда температура опустится всего на 1 градус, влажность составит уже 95%, при 13,5 – 98%.

Если опустить вниз от точки А прямую (красного цвета), то при пересечении с кривой влажности 100% (это и есть точка росы) мы получим точку Б. Проведя горизонтальную прямую к оси температур увидим, что конденсат начнет выпадать при температуре 13,2.

Что нам дает этот пример?

Мы видим, что понижение температуры в зоне формирования молодых друз всего на 1,8 градуса может вызвать явление конденсации влаги. Выпадать роса будет именно на примордии, так они всегда имеют температуру на 1 градус ниже, чем в камере – из-за постоянного испарения собственной влаги с поверхности шляпки.

Конечно, в реальной ситуации, если из воздуховода выходит воздух ниже на два градуса, то он смешивается с более теплым воздухом в камере и влажность повышается не до 100%, а в диапазоне от 95 до 98%.

Но, необходимо отметить, что кроме колебаний температуры в реальной камере выращивания мы имеем еще форсунки увлажнения, которые поставляют влагу с избытком, в связи с чем влагосодержание тоже меняется.

В результате холодный воздух может быть пересыщен водяными парами, и при смешивании на выходе из воздуховода окажется в области туманообразования. Так как идеального распределения воздушных потоков не бывает, любое смещение потока может привести к тому, что именно возле растущего примордия образуется та самая зона росы, которая его погубит. При этом примордий, растущий рядом, может не попасть под воздействие этой зоны, и конденсат на нем не выпадет.

Самое печальное в этой ситуации то, что, как правило, датчики висят только в самой камере, а не в воздуховодах. Поэтому большинство грибоводов даже не подозревают о том, что в их камере существуют такие колебания микроклиматических параметров. Холодный воздух, выходя из воздуховода, смешивается с большим объемом воздуха в помещении, и к датчику приходит воздух с «усредненными значениями» по камере, а для грибов важен комфортный микроклимат именно в зоне их роста!

Еще более непредсказуемой ситуация по выпадению конденсата становится когда форсунки увлажнения находятся не в самих воздуховодах, а развешаны по камере. Тогда заходящий воздух может подсушивать грибы, а внезапно включившиеся форсунки — образовать на шляпке сплошную водяную пленку.

Из всего этого следуют важные выводы:

1. Даже незначительные колебания температуры в 1,5-2 градуса могут вызвать образование конденсата и гибель грибов.

2. Если у вас нет возможности избежать колебаний микроклимата, то придется опускать влажность до самых низких из возможных значений (при температуре +15 градусов влажность должна быть не меньше 80-83%), тогда меньше вероятности, что произойдет полное насыщение воздуха влагой при понижении температуры.

3. Если в камере большинство примордий уже прошли стадию флокса*, и имеют размеры более 1-1,5 см, то опасность гибели грибов от конденсата уменьшается, в связи с ростом шляпки и, соответственно, площади поверхности испарения.
Тогда влажность можно поднять до оптимальной (87-89%), чтобы гриб был более плотный и тяжелый.

Но делать это постепенно, не более 2% в сутки — так как в результате резкого повышения влажности опять можно получить явление конденсирования влаги на грибах.

* Стадией флокса (см. фото) называется стадия развития приморий, когда идет разделение на отдельные грибочки, но сам примордий еще напоминает шар. Внешне это похоже на цветок с аналогичным названием.

4. Обязательно наличие датчиков влажности и температуры не только в помещении камеры выращивания вешенки, но и в зоне роста примордиев и в самих воздуховодах, для фиксации температурных и влажностных колебаний.

5. Любое увлажнение воздуха (так же как и его догрев, и охлаждение) в самой камере недопустимо!

6. Наличие автоматики помогает избежать как колебаний температуры и влажности, так и гибели грибов по этой причине. Программа, которая контролирует и согласовывает влияние параметров микроклимата, должна быть написана специально для камер роста вешенки.

После прочтения данной статьи, рекомендую прочитать статью про энтальпию , скрытую холодопроизводительность и определение количества конденсата, образующегося в системах кондиционирования и осушения :

Доброго времени суток уважаемые начинающие коллеги!

В самом начале своего профессионального пути я наткнулся на данную диаграмму. При первом взгляде она может показаться страшноватой, но если разобраться в главных принципах, по которым она работает, то можно её и полюбить:D. В быту она называется и-д диаграмма.

В данной статье я попытаюсь просто(на пальцах) объяснить основные моменты, чтобы вы потом отталкиваясь от полученного фундамента самостоятельно углубились в данную паутину характеристик воздуха.

Примерно так она выглядит в учебниках. Как-то жутковато становится.

Я уберу все то лишнее, что не будет мне нужным для моего объяснения и представлю и-д диаграмму в таком виде:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Все равно еще не совсем понятно, что это такое. Разберем её на 4 элемента:

Первый элемент - влагосодержание (D или d). Но прежде чем я начну разговор об влажности воздуха в целом, я бы хотел кое о чем с вами договориться.

Давайте договоримся “на берегу” сразу об одном понятии. Избавимся от одного прочно засевшего в нас (по крайней мере, в меня) стереотипа о том, что такое пар. С самого детства мне показывали на кипящую кастрюлю или чайник и говорили, тыкая пальцем на валящий из сосуда “дым”: “ Смотри! Вот это пар”. Но как многие, дружащие с физикой люди, мы должны понимать, что “Водяной пар — газообразное состояние воды . Не имеет цвета , вкуса и запаха”. Это всего лишь, молекулы H2O в газообразном состоянии, которых не видно. А то что мы видим, валящее из чайника - это смесь воды в газообразном состоянии(пар) и “капелек воды в пограничном состоянии между жидкостью и газом”, вернее видим мы последнее (так же, с оговорками, можно назвать то что мы видим - туманом). В итоге мы получаем, что в данный момент, вокруг каждого из нас находится сухой воздух (смесь кислорода, азота…) и пар (H2O).

Так вот, влагосодержание говорит нам о том, сколько этого пара присутствует в воздухе. На большинстве и-д диаграмм данная величина измеряется в [г/кг], т.е. сколько грамм пара(H2O в газообразном состоянии) находится в одном килограмме воздуха (1 кубический метр воздуха в вашей квартире весит около 1,2 килограмма). В вашей квартире для комфортных условий в 1 килограмме воздуха должно быть 7-8 грамм пара.

На и-д диаграмме влагосодержание изображается вертикальными линиями, а информация о градации расположена в нижней части диаграммы:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Второй важный для понимания элемент - температура воздуха (T или t). Думаю здесь ничего объяснять не нужно. На большинстве и-д диаграмм данная величина измеряется в градусах Цельсия [°C]. На и-д диаграмме температура изображается наклонными линиями, а информация о градации расположена в левой части диаграммы:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Третий элемент ИД-диаграммы - относительная влажность (φ ). Относительная влажность, это как раз та влажность, о которой мы слышим из телевизоров и радио, когда слушаем прогноз погоды. Измеряется она в процентах [%].

Возникает резонный вопрос: “Чем отличается относительная влажность от влагосодержания?” На данный вопрос я отвечу поэтапно:

Первый этап:

Воздух способен вмещать в себя определенное количество пара. У воздуха есть определенная “паровая грузоподъемность”. Например, в вашей комнате килограмм воздуха может “взять на свой борт” не больше 15 грамм пара.

Предположим, что в вашей комнате комфортно, и в каждом килограмме воздуха, находящегося в вашей комнате, имеется по 8 грамм пара, а вместить каждый килограмм воздуха в себя может по 15 грамм пара. В итоге мы получаем, что в воздухе находится 53,3% пара от максимально возможного, т.е. относительная влажность воздуха - 53,3%.

Второй этап:

Вместимость воздуха различна при разных температурах. Чем выше температура воздуха, тем больше пара он может в себя вместить, чем ниже температура, тем меньше вместимость.

Предположим, что мы нагрели воздух в вашей комнате обычным нагревателем с +20 градусов до +30 градусов, но при этом количество пара в каждом килограмме воздуха осталось прежним - по 8 грамм. При +30 градусах воздух может “взять себе на борт” до 27 грамм пара, в итоге в нашем нагретом воздухе - 29,6% пара от максимально возможного, т.е. относительная влажность воздуха - 29,6%.

Тоже самое и с охлаждением. Если мы охладим воздух до +11 градусов, то мы получим “грузоподъемность” равную 8,2 грамм пара на килограмм воздуха и относительную влажность равную 97,6%.

Заметим, что влаги в воздухе было одинаковое количество - 8 грамм, а относительная влажность прыгала от 29,6% до 97,6%. Происходило это из-за скачков температуры.

Когда вы зимой слышите о погоде по радио, где говорят, что на улице минус 20 градусов и влажность 80%, то это значит, что в воздухе около 0,3 граммов пара. Попадая к вам в квартиру этот воздух нагревается до +20 и относительная влажность такого воздуха становится равна 2%, а это очень сухой воздух (на самом деле в квартире зимой влажность держится на уровне 10-30% благодаря выделениям влаги из сан-узлов, из кухни и от людей, но что тоже ниже параметров комфорта).

Третий этап:

Что произойдет, если мы опустим температуру до такого уровня, когда “грузоподъемность” воздуха будет ниже, чем количество пара в воздухе? Например, до +5 градусов, где вместимость воздуха равна 5,5 грамм/килограмм. Та часть газообразного H2O, которая не умещается в “кузов” (у нас это 2,5 грамм), начнет превращаться в жидкость, т.е. в воду. В быту особенно хорошо виден этот процесс, когда запотевают окна в связи с тем, что температура стекол ниже, чем средняя температура в комнате, на столько что влаге становится мало места в воздухе и пар, превращаясь в жидкость, оседает на стеклах.

На и-д диаграмме относительная влажность изображается изогнутыми линиями, а информация о градации расположена на самих линиях:

(для увеличения рисунка необходимо щелкнуть и потом еще раз щелкнуть по нему)

Четвертый элемент ID диаграммы - энтальпия (I или i). В энтальпии заложена энергетическая составляющая тепловлажностного состояния воздуха. При дальнейшем изучении (за пределами этой статьи, например в моей статье про энтальпию ) стоит обратить на неё особое внимание, когда речь будет заходить об осушении и увлажнении воздуха. Но пока особого внимания на этом элементе мы заострять не будем. Измеряется энтальпия в [кДж/кг]. На и-д диаграмме энтальпия изображается наклонными линиями, а информация о градации расположена на самом графике (или слева и в верхней части диаграммы).