Záhlaví H, x-diagram

x

Video, animace psychrometrický diagram














Jednoduše vysvětlené zvlhčování vzduchu:

Co je h-x diagram?



H-x diagram byl navržen v roce 1923 Richardem Mollierem a umožňuje názorně zobrazit a popř. spočítat změnu stavu vlhkého vzduchu v důsledku ohřívání, zvlhčování, vysoušení nebo ochlazování. Změny stavu je přitom možné zjistit přímo z diagramu pomocí grafiky.

Součásti a parametry:
H-x diagram udává všechny podstatné parametry, které jsou potřebné pro popis stavu vzduchu:

Teplota = t ve °C
Absolutní vlhkost = x v g/kg
Relativní vlhkost = r.F., v %
Specifická entalpie = h v kJ(1+x)kg
Hustota = p v (kg/m3)


Sestavení
H-x diagram je zobrazen v kosoúhlém systému souřadnic. Výběrem kosoúhlého systému souřadnic se zvyšuje přesnost odečítání pro nenasycenou oblast vlhkého vzduchu. Pro konstrukci kosoúhlého diagramu navrženého Mollierem je osa X otočena tak daleko ve směru hodinových ručiček, až izoterma t = 0 °C prochází vodorovně v nenasycené oblasti vlhkého vzduchu.
Čáry konstantní specifické entalpie h prochází zleva nahoře doprava dolů. Čáry konstantního objemu vody x probíhají kolmo.

Vodorovná osa, na které je zanesen objem vody x, neprobíhá z praktických důvodů počátkem souřadnic. Jako druhá osa x může být zadán částečný tlak vodní páry, protože je závislý pouze na objemu vody x a tlaku vzduchu p. Na diagonálně probíhající čáře je zanesena specifická entalpie h. V diagramu jsou zadány soustavy křivek pro teplotu vzduchu, hustotu vlhkého vzduchu a relativní vlhkost.
Pomocí měřítka na okrajích je možné jednoduše graficky zobrazit změny stavu, např. změnu stavu při parním zvlhčování vzduchu. Index 1+x udává, že se entalpie vlhkého vzduchu skládá z entalpie suchého vzduchu a entalpie vody. Čáry stejné teploty (izotermy) lehce stoupají v oblasti nenasyceného vzduchu o citelný podíl entalpie vodní páry. V bodě nasycení (relativní vlhkost = 1) se čáry lomí směrem dolů, protože nad maximálním podílem páry může být voda ve vzduchu obsažena už jen v kapalné podobě ve formě malých vodních kapek (mlha). Izoterma se v oblasti mlhy odchyluje od izoentalpy procházející bodem nasycení už jen o málo znatelnou entalpii dodatečného vodního podílu.

V oblasti nenasyceného vzduchu se objevují křivky stejné relativní vlhkosti vzduchu, které vznikají stejnoměrným rozdělením příslušných úseků izoterem mezi = 0 a = 1. Relativní vlhkost vzduchu je tedy stále menší, čím je vzduch teplejší, pokud se nemění množství vody x.


Výpočet pomocí h-x diagramu


Ohřátí při konstantní absolutní vlhkosti
Vedle umístěný obrázek ukazuje proces zahřátí vzduchové hmoty beze změny jejího obsahu vody.
Co lze na tomto postupu vysledovat?
Zahřívání začíná při 11 °C (bod 1) a končí při 25 °C (bod 2). Absolutní vlhkost x zůstává při tomto procesu konstantní na 4 g/kg. Oproti tomu relativní vlhkost se mění z 50 % při 11 °C na 20 % při 25 °C. Kromě toho se mění entalpie h (1 + x) z 21,4 kJ/kg na 35 kJ/kg a nakonec se mění také hustota z 1,24 kg/m3 na 1,17 kg/m3.

Rozprašování nebo odpařování vody (adiabatické zvlhčování vzduchu)
Pokud je voda rozprašována nebo odpařována bez současného přívodu tepla, je odjímána potřebná energie okolního vzduchu použitá pro odpařování. Vzduch se tedy ochlazuje. Protože proces ochlazování probíhá paralelně s adiabatou, nazývá se adiabatickým chlazením. V h-x diagramu je možné zjistit přesný směr procesu ochlazování během zvlhčování z měřítka na okraji ∆h/∆x.

Výpočet ∆h/∆x:

∆h = kJ/kg
∆x kg H2O / kg suchého vzduchu


Zvlhčování pomocí páry (izotermické zvlhčování vzduchu)
Při zvlhčování vzduchu pomocí páry zůstává teplota v zásadě konstantní, protože se vodní pára nachází na stejné úrovni energie jako vzduch.

Výpočet ∆h/∆x:

∆h = kJ/kg
∆x kg suchého vzduchu