湿り空気線図

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湿り空気線図

湿り空気線図(しめりくうきせんず、Psychrometric Chart)とは線図上に、乾球/湿球温度/露点温度絶対/相対湿度エンタルピーなどを記入し、その中から2つの値を求めることにより、湿り空気の状態が分かるようにした線図のことである。 空気線図湿度線図とも言う。

不飽和空気ではつかみにくい乾球温度や相対湿度、絶対湿度、 比エンタルピーなどの相互関係を比較対照して線図にしたものをいう[1]。湿り空気線図といえば、主に「湿り空気h -x 線図」の事を指すのが一般的になっている。空気の状態や熱的変化知るのために、主に用いられる。

湿り空気h -x 線図[編集]

湿り空気の熱的性質を標準大気圧(=101.325kPa)を基本として、比エンタルピー(h )と絶対湿度(x )を座標軸にとって斜交座標系とし、線図化したものである(乾球温度と絶対湿度を直交座標系としたようにも見えるが、乾球温度一定の線は場所によって角度が異なるため、これは正しくない)。

線図の2項目の値が決まっていれば残りの特性値を求めることが出来る。右に示した線図の構成要素は以下の通りである(括弧内は線の色)。

  • 乾球温度 - 垂直に伸びた直線(緑)。一般的な温度計が示す空気の温度。
  • 湿球温度 - 斜め(右下がり)に伸びた直線(青)。湿球温度計が示す空気の温度。
  • 相対湿度 - 放射状(右上がり)に伸びた曲線(赤)。水蒸気分圧÷飽和水蒸気圧×100で表され、単位は【%RH】。
  • 絶対湿度 - 水平に伸びた直線(濃紺)。乾き空気1kgに含まれる水蒸気量の重量で、単位は【kg/kg(DA)】、DAは dry air の意。
  • 比エンタルピー - 斜めに伸びた直線(黒)。乾き空気1kgあたり何kJのエンタルピーであるかを表したもので、単位は、【kJ/kg(DA)】。
  • 比体積 - 斜めに伸びた直線(緑)。空気1kgの体積で、単位は【m3

気温、湿度が高ければ比エンタルピー(J/g DA)は高い。例えば、

  1. 気温25℃、湿度30 %の比エンタルピーは40
  2. 気温25℃、湿度50 %の比エンタルピーは50
  3. 気温35℃、湿度50 %の比エンタルピーは80
  4. 気温35℃、湿度70 %の比エンタルピーは100
  5. 気温45℃、湿度35 %の比エンタルピーは100

と読み取ることができる。状態2.に冷却するために必要なエネルギーを考えると、3.から温度だけを下げる時の比エンタルピーの差は30、4.から温度と湿度を両方下げるときの比エンタルピーの差は50となり、湿度を下げながら温度を下げる方がより大きなエネルギーが必要なことがわかる[2]

脚注[編集]

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出典[編集]

  1. ^ エンタルピーと空気線図について アピステテクニカルノート
  2. ^ 空調プロセスと空気線図 アピステテクニカルノート