i-d диаграмма влажного воздуха онлайн: параметры воздуха и процессы

Задайте состояние воздуха любыми двумя параметрами (t, φ, d, i, температура мокрого термометра, точка росы) — калькулятор найдёт остальные и покажет точку на i-d диаграмме. Добавьте процесс: нагрев, охлаждение с осушением, смешение двух потоков или адиабатное увлажнение — получите конечное состояние, мощность и количество влаги. Кликните по диаграмме, чтобы поставить точку.

Состояние воздуха (два любых параметра)

B, ПаДавление насыщения

Влагосодержание d — в г на кг сухого воздуха, энтальпия i — в кДж на кг сухого воздуха, относительная влажность φ — в процентах. Барометрическое давление B по умолчанию 101 325 Па (уровень моря). Расход L — объёмный, в состоянии потока на входе.

Рассчитать

Что показывает i-d диаграмма

Диаграмма Рамзина (i-d диаграмма) связывает параметры влажного воздуха при постоянном давлении: температуру t, относительную влажность φ, влагосодержание d (г влаги на кг сухого воздуха), энтальпию i (кДж на кг сухого воздуха), температуру точки росы и мокрого термометра. Состояние воздуха — точка на диаграмме; любые два независимых параметра определяют её однозначно. Диаграмма косоугольная: линии d = const вертикальны, линии i = const идут вниз вправо под углом, а изотерма 0 °C горизонтальна — так поле диаграммы используется полностью.

Формулы расчёта

Давление насыщения pн(t) — по уравнению Hyland–Wexler (ASHRAE Handbook — Fundamentals, 2017, гл. 1) или по формуле Магнуса: 6,112·exp(17,62·t/(243,12 + t)) гПа над водой.
Парциальное давление пара pп = φ·pн.
Влагосодержание d = 0,621945·pп / (B − pп), где B — барометрическое давление.
Энтальпия i = 1,006·t + d·(2501 + 1,86·t) кДж/кг сухого воздуха.
Точка росы — температура, при которой pн равно pп.
Мокрый термометр — по уравнению ASHRAE, связывающему d, t и температуру адиабатного насыщения.
Плотность влажного воздуха ρ = (B − pп)/(Rс·T) + pп/(Rп·T).

Процессы

Нагрев идёт по d = const вверх, φ падает. Охлаждение — вниз по той же вертикали; если воздух достиг точки росы, он идёт дальше по линии насыщения и осушается (конденсат). Мощность Q = G·(i₂ − i₁).
Смешение двух потоков: d и i смеси — средние, взвешенные по расходам сухого воздуха; точка смеси лежит на прямой между точками потоков. Если она оказалась выше линии насыщения, выпадает туман.
Адиабатное увлажнение (форсунки, сотовые увлажнители) идёт по i = const: влагосодержание растёт, температура падает, предел — насыщение при температуре мокрого термометра.

Давление и высота

Диаграмма строится для одного барометрического давления. На высоте над уровнем моря давление ниже, и при том же φ влагосодержание выше — поэтому в калькуляторе давление B задаётся отдельно (на высоте 1000 м около 89 900 Па).

Источники

ASHRAE Handbook — Fundamentals, глава «Psychrometrics»; Sonntag D., Advancements in the field of hygrometry, 1990 (формула Магнуса); Ramzin L. K., диаграмма влажного воздуха; СП 60.13330 (отопление, вентиляция и кондиционирование).

Частые вопросы

Как найти точку росы по температуре и влажности?

Выберите параметры t и φ и введите значения — калькулятор найдёт температуру, при которой давление насыщения равно парциальному давлению пара. Например, при 20 °C и 50 % точка росы около 9,3 °C. На диаграмме это пересечение вертикали d = const с линией насыщения.

Как определить влажность воздуха по психрометру?

Выберите «t» и «температура мокрого термометра», введите показания сухого и мокрого термометров. Например, 25 и 18 °C дают влажность около 52 %. Используется уравнение ASHRAE для давления B; задайте реальное давление, если оно сильно отличается от 101 325 Па.

Как рассчитать мощность нагревателя или охладителя по i-d диаграмме?

Q = G·(i₂ − i₁), где G — расход сухого воздуха в кг/с, i — энтальпия в кДж/кг. Выберите процесс «Нагрев / охлаждение», введите конечную температуру и расход в м³/ч — калькулятор переведёт расход в массовый и найдёт мощность в кВт. При осушении учитывается энтальпия конденсата.

Как посчитать смешение двух потоков воздуха?

Влагосодержание и энтальпия смеси — средние, взвешенные по расходам сухого воздуха. Выберите процесс «Смешение потоков», задайте оба потока и их расходы: калькулятор найдёт t, φ, d, i смеси и предупредит, если выпадет туман.

Чем отличаются ASHRAE и формула Магнуса?

Уравнение Hyland–Wexler (ASHRAE) точнее в широком диапазоне от −100 до 200 °C. Формула Магнуса проще и в бытовом диапазоне −20…50 °C отличается от таблиц менее чем на 0,5 %, при отрицательных температурах — до 1 %. Для курсовых лучше ASHRAE.