Diagrama Molier pentru aerul umed

Diagrama Molier pentru aerul umed

Ca denumire generica, diagramele psihrometrice reprezinta grafic relatiile dintre parametrii aerului umed; un punct de pe diagrama este definit de doi parametri, iar ceilalti pot fi determinati prin interpolare intre valorile existente.

In Europa este utilizata in mod obisnuit diagrama Mollier, iar in Statele Unite se foloseste des diagrama Carrier temperatura - continut de umiditate (cunoscuta si sub denumirea de diagrama psihrometrica).

Diagrama Mollier este trasata in coordonatele continut de umiditate x - entalpie specifica i, pentru o anumita presiune barometrica (760, 750, 745 mm Hg) si pentru 1+x kg aer umed.

Continutul de umiditate este reprezentat pe axa absciselor; din fig. 4.1 se observa ca, in cazul in care axa entalpiei este verticala, diagrama este extrem de comprimata in domeniul aerului umed nesaturat, ceea ce face dificila utilizarea ei. Pentru extinderea diagramei in domeniul aerului umed nesaturat, in diagrama Mollier axa entalpiei este oblica, formand un unghi de 135⁰ cu axa orizontala; izoterma corespunzatoare temperaturii de 0⁰C devine astfel orizontala (fig. 4.2).

Pe diagrama astfel obtinuta se reprezinta curba de saturatie j = 100% (fig. 4.3a.c), care separa cele doua domenii: in stanga aer umed nesaturat, iar in dreapta curbei domeniul aerului suprasaturat in vapori de apa.

De obicei in reprezentarea diagramei se renunta la zona corespunzatoare temperaturilor foarte coborate, iar axa continutului de umiditate se reprezinta pe o dreapta auxiliara, orizontala (se trece de la fig. 4.3a la fig. 4.3b). Dreptele inclinate (4) sunt curbele de entalpie constanta, iar liniile verticale corespund continutului constant de umiditate (x = ct.).

Curbele de umiditate relativa constanta (5) se obtin prin calcul, astfel:

• pentru diferite valori t ale temperaturii se determina din tabele presiunea de saturatie a vaporilor p_vs;
• din relatia  rezulta continutul de umiditate al aerului in functie de temperatura;
• fiecare pereche de valori (t, x) defineste un punct al curbei j = const.

Dreptele de temperatura constanta (2) formeaza un fascicul usor divergent; dreapta corespunzatoare temperaturii de 0⁰C este orizontala. Fiecare dreapta t = const. intersecteaza axa entalpiei la o distanta fata de origine (i = 0) egala cu 0,24 t, daca entalpia specifica este exprimata in kcal/kg sau la distanta t, daca entalpia este masurata in kJ/kg.

In domeniul aerului suprasaturat izotermele sunt reprezentate de dreptele (6), panta modificandu-se fata de domeniul aerului nesaturat; in aceasta zona a diagramei izotermele sunt aproape paralele cu dreptele i = const.

Pe diagrama Mollier se poate reprezenta si curba de variatie a presiunii partiale a vaporilor in functie de continutul de umiditate (1, fig. 4.4). Aceasta este trasata pornindu-se de la relatia:

din care rezulta :

Astfel, pentru orice punct (A, fig. 4.4) din domeniul aerului nesaturat pentru care se cunosc, de exemplu, umiditatea relativa j_A si temperatura t_A, se poate determina continutul de umiditate x_A si, pe scara din dreapta a diagramei, se obtine presiunea partiala p_vA.

Diagrama Mollier este prevazuta cu o scara marginala pe care este reprezentat raportul de termoumiditate , care permite stabilirea directiei corespunzatoare unei transformari in care aerul umed schimba umiditate si caldura (fig. 4.5).

Fig. 4.5 - Diagrama Mollier completa

Practic, daca se cunoaste starea initiala (1, fig. 4.6) a aerului umed si temperatura t₂ a starii finale, iar din calcule rezulta raportul de termoumiditate e , punctul (2) care reprezinta starea finala se obtine la intersectia dintre paralela dusa prin punctul (1) la dreapta corespunzatoare de pe marginea diagramei si izoterma t₂=const.

Pentru o stare (1, fig. 4.7) a aerului umed nesaturat, intersectia dintre dreapta x₁=const. si curba de saturatie j=100% permite determinarea punctului de roua t_r, adica a temperaturii la care incepe condensarea surplusului de vapori. Intersectia dintre dreapta i₁=const. si curba de saturatie j =100% conduce la determinarea temperaturii termometrului umed t_u, a carei semnificatie va fi prezentata ulterior (vezi 4.2.4).