مفاهیم پایه سایکومتریک

‍مفاهیم پایه سایکومتریکرطوبت نسبی (RH)مقیاسی است برای اندازه گیری مقدار آبی که هوا در یک دمای خاص می تواند در خود نگه دارد. دمای هوا (Dry-Bulb)در این مورد برای ما مهم است زیرا هوای گرمتر رطوبت بیشتری نسبت به هوای سردتر در خود نگه می دارد. به عنوان یک قاعده کلی، بیشترین مقدار آبی که هوا می تواند دو برابرش را به ازای هر 20 درجه فارنهایت افزایش دما در خود نگه دارد.همانطور که در پیوست مشاهده می کنید خطوط رطوبت نسبی از پایین و سمت چپ نمودار آغاز شده و با قوس به بالا و سمت راست چارت امتداد یافته. خط رطوبت نسبی 100% و در حقیقت هوای اشباع به عنوان بالاترین خط در نظر گرفته شده است.خط رطوبت نسبی 0 % پایین تر از مقیاس بندی دمای خشک هوا قرار گرفته و در منحنی رسم نشده است.میدانیم که هوا با افزایش دما می تواند آب بیشتری را به بخار تبدیل کند، هوایی که دارای رطوبت نسبی 60 % شامل 60 درصد از آبی است که بصورت بالقوه می تواند در آن دما در خود نگه دارد.از آنجایی که رطوبت نسبی به طور قابل ملاحظه ای با مای خشک هوا در ارتباط است معمولا در کنار هم آنها را ذکر می کنند، بطور مثال (Tdb=70 f and RH= 50%)نکته ای که وجود دارد این است که ما نباید رطوبت نسبی را با رطوبت مطلق که مشخص کننده مقدار واقعی رطوبت موجود در هوا است (بر حسب پوند رطوبت\پوند هوای خشک lb/lb of dry air)اشتباه بگیریم.رطوبت نسبی مقیاسی برای اندازه گیری این است که چه مقدار رطوبت در حال حاضر در هوا موجود است و مقایسه آن با اینکه چه مقدار رطوبت هوا می تواند در آن دما در خود نگه دارد، در حقیقت RH یک درصد است.رطوبت مطلق Absolute Humidity یا نسب رطوبت در حقیقت مقدار بخار هوا است که بر حسب پوند بخار آب بر پوند هوای خشک بیان می گردد(البته بر جسب گرم هم می توان گفت، lb of moisture/lb of dry air).هوا در یک دمای خاص توانایی نگهداری مقدار خاصی رطوبت را دارد و به آن رطوبت اشباع می گویند.همانطور که در شکل هم مشاهده می کنید خطوط آن بصورت افقی در امتداد چارت و از پایین تا بالا بر حسب مقدار هستند.دمای نقطه شبنم Dew Point نشان دهنده ی دمایی است که آب موجود در هوای مرزوب شروع به تقطیر می کند. وقتی هوا سرد می شود، رطوبت نسبی افزایش پیدا می کند تا زمانی که به اشباع برسد و تقطیر صورت گیرد. در واقع تقطیر بر روی سطحی صورت می گیرد که دمایش پایین تر از دمای نقطه شبنم باشد.همانطور که در شکل مشاهده می کنید، خطوط نقطه شبنم بصورت افقی در امتداد سایکرومتریک به نمایش در آمده اند، در نقطه شبنم دمای حباب خشک و حباب تر هوا کاملا یکی هستند.نقطه شبنم رابطه نزدیکی با دمای کم شب دارد! وقتی دمای هوا به Dew Point افت می کند، انرژی بصورت شبنم منجمد یا به شکل قطره شبنم به هوا بر می گردد و دما روی دمای نقطه شبنم ثابت می گردد. دمای نقطه شبنم مستقیما به مقدار واقعی رطوبت هوا وابسته است و در طی روز خیلی تغییر نمی کند، مگر اینکه یک جبهه هوا از یک منطقه دیگر حرکت کند و مقدار زیادی رطوبت به محیط بیافزاید و یا کم کند.از این رو نقطه شبنم اندازه گیری شده در طول ساعات روز می تواند به عنوان برآورد درجه حرارت کم شب استفاده شود.حجم مخصوص هوا Specific Air Volume حجمی است که وزن معینی از هوا اشغال می کند در یک مجموعه از شرایط خاص. حجم مخصوص هوا در حقیقت بر عکس چگالی هوا می باشد، از اینرو زمانی که دمای هوا افزایش میابد، چگالی آن کاهش میابد به دلیل اینکه مولکول ها جنبش بیشتری پیدا می کنند و فضای بیشتری را اشغال می کنند (طبق قانون بویل)، بنابر این حجم مخصوص وقتی افزایش میابد که دما افزایش پیدا کند.هوای گرم به دلیل چگالی کمتری که از هوای سرد دارد باعث می شود که بالا بیاید، این پدیده به عنوان رانش حرارتی (thermal buoyancy)شناخته شده است، با استدلالی مشابه نتیجه گرفته می شود که هوای گرمتر دارای حجم مخصوص بیشتری است و در نتیجه سبک تر از هوای سرد است(حجم مخصوص همانطور که ذکر گردید بر عکس چگالی می باشد).حجم مخصوص هوا از نسبت رطوبت (Humidity Levels)و فشار کلی اتمسفر نیز تاثیر می پذیرد. هرچه بخار موجود در هوا بیشتر باشد حجم مخصوص هوا نیز بیشتر خواهد شد و با افزایش فشار اتمسفر (و درنتیجه افزایش چگالی هوا)حجم مخصوص کم می شود.واحد اندازه گیری حجم مخصوص فوت مکعب بر پوند هوای خشک است (cubic feet/lb of dry air).همانطور که در شکل نیز مشاهده می کنید خطوط حجم مخصوص هوا بصورت شیبدار از پایین تا بالای منحنی بصورت ممتد کشیده شده اند.