Igrometria
Misura diretta di U CA Aqua-boy
U CA (%) d equilibrio Diagramma d equilibrio igrometrico (EMC) Ad una data T, per ogni valore di UR, U CA tende a un valore d equilibrio (EMC) ricavabile dal T=16 C UR (%) Ogni materiale igroscopico ha il suo diagramma EMC Per ogni temperatura c è un diagramma EMC specifico
Note sul diagramma EMC Il diagramma EMC è un diagramma isotermo. Infatti vale per una data temperatura Per un dato materiale, le curve EMC valide alle diverse temperature mostrano come i meccanismi di ritenzione idrica siano meno efficienti a T maggiore curve di assorbimento Nota: se varia la temperatura non basta mantenere costante UR per non far variare U CA
Igrometro a capello
Termoigrografi
Termoigrografi
U S ( g / m 3 ) Determinazione di UR dalla misura di T e T R 1. Misuro T 2. Misuro T R (raffreddando l aria fino quando non la vedo condensare) 30 20 U S 10 temperatura T e umidità U ambiente U 0 0 T 10 T 20 30 R 3. Dalla curva dell umidità di saturazione ricavo U S (T) ed U S (T R ) T ( C) UR U U S ( TR ) 100 U ( T ) U ( T ) S S 100
Igrometro a condensazione (a punto di rugiada) noti T e T R, dalla curva dell umidità di saturazione ricavo U S (T) ed U S (T R ) U S ( TR ) UR 100 U ( T ) S
Psicrometro (igrometro di Assman)
Psicrometro (igrometro di Assman)
Psicrometri
Carta psicrometrica T b T a
30 U 20 U S ( T ) 10 0 0 10 20 30 T a
U 25 20 T b 15 10 0 5 0 10 20 30 T a
Uso della carta psicrometrica
30 U 20 10 0 0 10 20 30 T a
Esempi Noti T, UR U U se T IN T FIN Noti T IN, UR IN UR FIN Noti T, U DPS ecc
30 25 T b 15 20 20 U 0 5 10 10 0 0 10 20 30 T a Nota: la grandezza in ordinata è un parametro di umidità
Principali parametri microclimatici monitorati Temperatura T [ C] Umidità relativa UR [ % ] Umidità assoluta U [ g/m 3 ] Mixing ratio (rapporto di mescolanza) MR [g/kg] Umidità specifica US [g/kg] Distanza dal punto di rugiada DPS [ C]
Umidità assoluta (densità di vapor acqueo) U [g/m 3 ] U m V v [ U] g / m 3 dipende da: V T P Q
Mixing ratio (rapporto di mescolanza) MR [g/kg] MR m m v aria [ MR ] g / kg Non dipende da: T V P Q Varia in presenza di : condensazione evaporazione miscelamento con altre masse d aria
Analogia col contenuto d acqua U CA U CA m m H 2 O SEC 100 m H2 O m SEC massa d acqua presente nel materiale massa anidra del materiale MR m m v aria
Umidità specifica US [g/kg] US m aria m v m v [ US ] g / kg Non differisce molto da MR ( <1% ) Distanza dal punto di rugiada DPS [ C] DPS T T R
Carte MR psicrometriche U US
Esempio 1: Dell aria umida è a 80 F (dry bulb) e 50% di umidità relativa (RH). Quali sono le altre proprietà di questa aria? Property Value Dry bulb temperature (given) 80 F Relative humidity (given) 50% Wet bulb temperature 67 F Dew point temperature 59 F
Esempio 2: L aria in un deposito ha una temperatura di bulbo asciutto (dry bulb) di 80 F e un umidità relativa al 70%. Quale deve essere la temperatura minima delle pareti per prevenire fenomenni di condensazione?
T T w T R T D -T W DPS RH 15 C 12 C 25 C 10 C 30 C 23 C 35 C 7 C 20 C 24% 90 F 79 F 80 F 20 F 70 F 53 F 60 F 35 F 50 F 10%
T T w T R T D -T W DPS RH 15 C 12 C 25 C 10 C 30 C 23 C 35 C 7 C 20 C 24% 90 F 79 F 80 F 20 F 70 F 53 F 60 F 35 F 50 F 10%
Esempio 3: Facendo evaporare dell acqua si vuole raffreddare un ambiente la cui aria è a 90 F (dry bulb) e 35% di umidità relativa (RH). Qual è la temperatura minima che si può raggiungere?
Entalpia specifica (energia di trasformazione per unità di massa) H [kj/kg] Nota H varia quasi come T b
Entalpia specifica (energia di trasformazione per unità di massa) H [kj/kg] Es.: da 5 C, 40% a 20, 55% 1. Pre-heat: Q dall esterno aumenta T 2. Spray: evaporazione d acqua che assorbe Q dall ambiente interno (T dim., UR aumenta) 3. Re-heat: Q dall esterno aumenta T Collocando il sistema in un punto A con il pre-heat, si fissa l entalpia specifica H che caratterizzerà la trasformazione spray. Nell esempio: H = 31 kj/kg, valore approssimativamente ricavabile anche dal prolungamento - - - - - - della linea di T b che parte da A 3. Re-heat 1. Pre-heat A
Example 1--Question: Moist air is at 80 F (dry bulb) and 50 percent relative humidity. What are the other properties of this air? Answer: First locate the intersection of the 80 F dry bulb temperature line and the 50 percent relative humidity line. From this intersection, follow the appropriate lines to the correct scales Property Value Dry bulb temperature (given) 80 F Relative humidity (given) 50% Wet bulb temperature 67 F Dew point temperature 59 F Example 2--Question: The air in a repository building has a dry bulb temperature of 80 F and is at 70 percent relative humidity. How warm do the walls have to be to prevent condensation? Answer: In this example, we need to know the dew point temperature. Locate the intersection of the 80 F dry bulb temperature line and the 70 percent relative humidity line. Proceed horizontally to the left until the dew point temperature scale is intersected. This gives the dew point temperature as 69 F. The wall temperatures must be warmer than this to prevent condensation. Example 3--Question: Someone is considering installing evaporative cooling in a given environment. What is the lowest temperature that can theoretically be obtained from the air coming off the cooling system if the air has a 90 F dry bulb temperature and 35 percent relative humidity? Answer: Locate the intersection of the 90 F dry bulb temperature line and the 35 percent relative humidity line (which is not shown on the chart, but is mid-way between the 30 and 40 percent lines). Since evaporative cooling is the same process that determines wet bulb temperature, follow the wet bulb temperature line upward and to the left until the wet bulb temperature scale is intersected. The lowest possible temperature for these conditions would be the wet bulb temperature of 69 F.