वायुवाष्पमितीय: Difference between revisions
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साइकोमेट्रिक्स (या साइकोमेट्री, {{ety|el|''ψυχρόν'' (psuchron)|cold||''μέτρον'' (metron)|means of measurement}};<ref>{{citation|url=https://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%23115938|title=''psychron''|work=A Greek-English Lexicon|author=Henry George Liddell, Robert Scott}}</ref><ref>{{citation|title=''metron''|work=A Greek-English Lexicon|url=https://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%2367261|author=Henry George Liddell, Robert Scott}}</ref> हाइग्रोमेट्री भी कहा जाता है) [[गैस]]-वाष्प [[मिश्रण]] के भौतिक और [[ thermodynamic ]] गुणों से संबंधित इंजीनियरिंग का क्षेत्र है। | साइकोमेट्रिक्स (या साइकोमेट्री, {{ety|el|''ψυχρόν'' (psuchron)|cold||''μέτρον'' (metron)|means of measurement}};<ref>{{citation|url=https://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%23115938|title=''psychron''|work=A Greek-English Lexicon|author=Henry George Liddell, Robert Scott}}</ref><ref>{{citation|title=''metron''|work=A Greek-English Lexicon|url=https://www.perseus.tufts.edu/cgi-bin/ptext?doc=Perseus%3Atext%3A1999.04.0057%3Aentry%3D%2367261|author=Henry George Liddell, Robert Scott}}</ref> हाइग्रोमेट्री भी कहा जाता है) [[गैस]]-वाष्प [[मिश्रण]] के भौतिक और [[ thermodynamic |thermodynamic]] गुणों से संबंधित इंजीनियरिंग का क्षेत्र है। | ||
==सामान्य अनुप्रयोग== | ==सामान्य अनुप्रयोग== | ||
यद्यपि साइकोमेट्री के सिद्धांत गैस-वाष्प मिश्रण से युक्त किसी भी भौतिक प्रणाली पर लागू होते हैं, एचवीएसी | हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग और मौसम विज्ञान में इसके अनुप्रयोग के कारण, रुचि की सबसे आम प्रणाली जल वाष्प और वायु का मिश्रण है। मानवीय शब्दों में, हमारा थर्मल आराम काफी हद तक न केवल आसपास की हवा के तापमान का परिणाम है, बल्कि (क्योंकि हम पसीने के माध्यम से खुद को ठंडा करते हैं) वह हवा किस हद तक जल वाष्प से संतृप्त है। | यद्यपि साइकोमेट्री के सिद्धांत गैस-वाष्प मिश्रण से युक्त किसी भी भौतिक प्रणाली पर लागू होते हैं, एचवीएसी | हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग और मौसम विज्ञान में इसके अनुप्रयोग के कारण, रुचि की सबसे आम प्रणाली जल वाष्प और वायु का मिश्रण है। मानवीय शब्दों में, हमारा थर्मल आराम काफी हद तक न केवल आसपास की हवा के तापमान का परिणाम है, बल्कि (क्योंकि हम पसीने के माध्यम से खुद को ठंडा करते हैं) वह हवा किस हद तक जल वाष्प से संतृप्त है। | ||
कई पदार्थ [[ हीड्रोस्कोपी ]] हैं, जिसका अर्थ है कि वे पानी को आकर्षित करते हैं, आमतौर पर सापेक्ष आर्द्रता के अनुपात में या | कई पदार्थ [[ हीड्रोस्कोपी |हीड्रोस्कोपी]] हैं, जिसका अर्थ है कि वे पानी को आकर्षित करते हैं, आमतौर पर सापेक्ष आर्द्रता के अनुपात में या [[महत्वपूर्ण सापेक्ष आर्द्रता]] से ऊपर। ऐसे पदार्थों में कपास, कागज, सेलूलोज़, अन्य लकड़ी के उत्पाद, चीनी, [[कैल्शियम ऑक्साइड]] (जला हुआ चूना) और कई रसायन और उर्वरक शामिल हैं। जो उद्योग इन सामग्रियों का उपयोग करते हैं वे ऐसी सामग्रियों के उत्पादन और भंडारण में सापेक्ष आर्द्रता नियंत्रण से चिंतित हैं। सापेक्ष आर्द्रता को अक्सर विनिर्माण क्षेत्रों में नियंत्रित किया जाता है जहां ज्वलनशील पदार्थों को संभाला जाता है, जिससे स्थैतिक बिजली के निर्वहन के कारण होने वाली आग से बचा जा सके जो बहुत शुष्क हवा में हो सकती है। | ||
औद्योगिक सुखाने के अनुप्रयोगों में, जैसे कागज सुखाने में, निर्माता आमतौर पर कम सापेक्ष आर्द्रता के बीच | औद्योगिक सुखाने के अनुप्रयोगों में, जैसे कागज सुखाने में, निर्माता आमतौर पर कम सापेक्ष आर्द्रता के बीच इष्टतम प्राप्त करने का प्रयास करते हैं, जिससे सुखाने की दर बढ़ जाती है, और ऊर्जा का उपयोग होता है, जो निकास सापेक्ष आर्द्रता बढ़ने के साथ कम हो जाता है। कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में संक्षेपण से बचना महत्वपूर्ण है जो उत्पाद को बर्बाद कर देगा या संक्षारण का कारण बनेगा। | ||
सापेक्ष आर्द्रता कम रखकर फफूंद और कवक को नियंत्रित किया जा सकता है। लकड़ी को नष्ट करने वाले कवक आम तौर पर 75% से कम सापेक्ष आर्द्रता पर विकसित नहीं होते हैं। | सापेक्ष आर्द्रता कम रखकर फफूंद और कवक को नियंत्रित किया जा सकता है। लकड़ी को नष्ट करने वाले कवक आम तौर पर 75% से कम सापेक्ष आर्द्रता पर विकसित नहीं होते हैं। | ||
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लगभग 1-2 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए गीले बल्ब तापमान को स्क्रीन तापमान के रूप में जाना जाता है, जबकि लगभग 3.5 मीटर/सेकेंड या उससे अधिक की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए तापमान को स्लिंग तापमान के रूप में जाना जाता है। | लगभग 1-2 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए गीले बल्ब तापमान को स्क्रीन तापमान के रूप में जाना जाता है, जबकि लगभग 3.5 मीटर/सेकेंड या उससे अधिक की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए तापमान को स्लिंग तापमान के रूप में जाना जाता है। | ||
[[साइक्रोमीटर]] | [[साइक्रोमीटर]] उपकरण है जिसमें ड्राई-बल्ब और वेट-बल्ब थर्मामीटर दोनों शामिल होते हैं। स्लिंग साइकोमीटर को बल्बों पर वायु प्रवाह बनाने के लिए मैन्युअल ऑपरेशन की आवश्यकता होती है, लेकिन संचालित साइकोमीटर में इस कार्य के लिए पंखा शामिल होता है। ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी) और वेट-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी) दोनों को जानकर, कोई भी वायु दबाव के लिए उपयुक्त साइकोमेट्रिक चार्ट से सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) निर्धारित कर सकता है। | ||
===ओसांक तापमान=== | ===ओसांक तापमान=== | ||
{{main article|Dew point temperature}} | {{main article|Dew point temperature}} | ||
हवा के नमूने में मौजूद नमी का संतृप्ति तापमान, इसे उस तापमान के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है जिस पर वाष्प तरल (संघनन) में बदल जाता है। आमतौर पर वह स्तर जिस पर जलवाष्प तरल में परिवर्तित होता है, वायुमंडल में बादल के आधार को चिह्नित करता है, इसलिए इसे संघनन स्तर कहा जाता है। तो वह तापमान मान जो इस प्रक्रिया (संक्षेपण) को होने की अनुमति देता है उसे 'ओस बिंदु तापमान' कहा जाता है। | हवा के नमूने में मौजूद नमी का संतृप्ति तापमान, इसे उस तापमान के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है जिस पर वाष्प तरल (संघनन) में बदल जाता है। आमतौर पर वह स्तर जिस पर जलवाष्प तरल में परिवर्तित होता है, वायुमंडल में बादल के आधार को चिह्नित करता है, इसलिए इसे संघनन स्तर कहा जाता है। तो वह तापमान मान जो इस प्रक्रिया (संक्षेपण) को होने की अनुमति देता है उसे 'ओस बिंदु तापमान' कहा जाता है। सरलीकृत परिभाषा वह तापमान है जिस पर जल वाष्प ओस में बदल जाता है (चामुनोडा ज़ंबुको 2012)। | ||
===आर्द्रता=== | ===आर्द्रता=== | ||
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===साइकोमेट्रिक अनुपात=== | ===साइकोमेट्रिक अनुपात=== | ||
साइकोमेट्रिक अनुपात | साइकोमेट्रिक अनुपात गीली सतह पर द्रव्यमान स्थानांतरण गुणांक और आर्द्र गर्मी के उत्पाद के लिए गर्मी हस्तांतरण गुणांक का अनुपात है। इसका मूल्यांकन निम्नलिखित समीकरण से किया जा सकता है:<ref>http://www.che.iitb.ac.in/courses/uglab/manuals/coollabmanual.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110721151550/http://www.che.iitb.ac.in/courses/uglab/manuals/coollabmanual.pdf |date=2011-07-21 }}, accessed 20080408</ref><ref>http://www.probec.org/fileuploads/fl120336971099294500CHAP12_Dryers.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110727185143/http://www.probec.org/fileuploads/fl120336971099294500CHAP12_Dryers.pdf |date=2011-07-27 }}, accessed 20080408</ref> | ||
:<math> | :<math> | ||
r = \frac {h_c} {k_y c_s}\, | r = \frac {h_c} {k_y c_s}\, | ||
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::*<math>c_s</math>= आर्द्र गर्मी, जे किग्रा<sup>−1</sup>के<sup>−1</sup> | ::*<math>c_s</math>= आर्द्र गर्मी, जे किग्रा<sup>−1</sup>के<sup>−1</sup> | ||
साइकोमेट्री के क्षेत्र में साइकोमेट्रिक अनुपात | साइकोमेट्री के क्षेत्र में साइकोमेट्रिक अनुपात महत्वपूर्ण गुण है, क्योंकि यह पूर्ण आर्द्रता और संतृप्ति आर्द्रता को शुष्क बल्ब तापमान और [[रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान]] के बीच के अंतर से जोड़ता है। | ||
वायु और जल वाष्प का मिश्रण साइकोमेट्री में सामने आने वाली सबसे आम प्रणालियाँ हैं। वायु-जल वाष्प मिश्रण का साइकोमेट्रिक अनुपात लगभग एकता है, जिसका अर्थ है कि वायु-जल वाष्प मिश्रण के रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान और गीले बल्ब तापमान के बीच अंतर छोटा है। वायु-जल वाष्प प्रणालियों की यह संपत्ति सुखाने और शीतलन गणना को सरल बनाती है जो अक्सर साइकोमेट्रिक संबंधों का उपयोग करके की जाती है। | वायु और जल वाष्प का मिश्रण साइकोमेट्री में सामने आने वाली सबसे आम प्रणालियाँ हैं। वायु-जल वाष्प मिश्रण का साइकोमेट्रिक अनुपात लगभग एकता है, जिसका अर्थ है कि वायु-जल वाष्प मिश्रण के रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान और गीले बल्ब तापमान के बीच अंतर छोटा है। वायु-जल वाष्प प्रणालियों की यह संपत्ति सुखाने और शीतलन गणना को सरल बनाती है जो अक्सर साइकोमेट्रिक संबंधों का उपयोग करके की जाती है। | ||
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==साइकोमेट्रिक चार्ट== | ==साइकोमेट्रिक चार्ट== | ||
<ref>{{Cite book |title=औद्योगिक और भवन अनुप्रयोगों में निरार्द्रीकरण|year=2012}}</ref> | <ref>{{Cite book |title=औद्योगिक और भवन अनुप्रयोगों में निरार्द्रीकरण|year=2012}}</ref> | ||
[[Image:PsychrometricChart.SeaLevel.SI.svg|thumb|upright=1.6|समुद्र-स्तर की ऊंचाई के लिए | [[Image:PsychrometricChart.SeaLevel.SI.svg|thumb|upright=1.6|समुद्र-स्तर की ऊंचाई के लिए साइकोमेट्रिक चार्ट]] | ||
===शब्दावली=== | ===शब्दावली=== | ||
साइकोमेट्रिक चार्ट | साइकोमेट्रिक चार्ट स्थिर दबाव पर नम हवा के थर्मोडायनामिक मापदंडों का ग्राफ है, जो अक्सर समुद्र स्तर के सापेक्ष ऊंचाई के बराबर होता है। यहां दिखाया गया [[ASHRAE]]-शैली साइकोमेट्रिक चार्ट, 1904 में [[विलिस कैरियर]] द्वारा शुरू किया गया था।<ref>{{cite journal |last=Gatley |first=D.P. |date=2004 |title=साइकोमेट्रिक चार्ट 100वीं वर्षगांठ मनाता है|journal=ASHRAE Journal |volume=46 |issue=11 |pages=16–20 |url=http://www.hevac-heritage.org/history_of_psychrometrics/history_of_psychrometrics.htm}}</ref> यह इन मापदंडों को दर्शाता है और इस प्रकार राज्य का ग्राफिकल समीकरण है। पैरामीटर हैं: | ||
*ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी) | *ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी) हवा के नमूने का तापमान है, जो साधारण थर्मामीटर द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसे आम तौर पर ग्राफ़ के x-अक्ष|abscissa (क्षैतिज अक्ष) के रूप में प्लॉट किया जाता है। तापमान के लिए SI इकाइयाँ [[केल्विन]] या [[डिग्री सेल्सियस]] हैं; अन्य इकाइयाँ [[डिग्रीज़ फारेनहाइट]] और [[डिग्री रैंकिन]] हैं। | ||
*वेट-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी) | *वेट-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी) हवा के नमूने का वह तापमान है जो निरंतर-दबाव, आदर्श, रुद्धोष्म संतृप्ति प्रक्रिया से गुजरने के बाद होता है, यानी, हवा अछूता चैनल में तरल पानी की बड़ी सतह से गुजरने के बाद। व्यवहार में यह थर्मामीटर की रीडिंग है जिसका सेंसिंग बल्ब गीले मोज़े से ढका होता है जो नमूना हवा की तीव्र धारा में वाष्पित हो जाता है ([[ आर्द्रतामापी | आर्द्रतामापी]] देखें)। जब हवा का नमूना पानी से पूर्व-संतृप्त होता है, तो WBT DBT के समान ही पढ़ेगा। स्थिर WBT की रेखाओं का ढलान पानी के वाष्पीकरण की गर्मी और शुष्क हवा की विशिष्ट गर्मी के बीच का अनुपात है, लगभग 0.4। | ||
*ओस बिंदु तापमान (डीपीटी) वह तापमान है जिस पर समान दबाव पर नम हवा का नमूना जल वाष्प संतृप्ति तक पहुंच जाएगा। इस बिंदु पर गर्मी को और हटाने से जलवाष्प संघनित होकर तरल पानी के कोहरे में बदल जाएगा या, यदि हिमांक बिंदु से नीचे है, तो ठोस पाला बन जाएगा। ओस बिंदु तापमान आसानी से मापा जाता है और उपयोगी जानकारी प्रदान करता है, लेकिन आम तौर पर इसे हवा के नमूने की | *ओस बिंदु तापमान (डीपीटी) वह तापमान है जिस पर समान दबाव पर नम हवा का नमूना जल वाष्प संतृप्ति तक पहुंच जाएगा। इस बिंदु पर गर्मी को और हटाने से जलवाष्प संघनित होकर तरल पानी के कोहरे में बदल जाएगा या, यदि हिमांक बिंदु से नीचे है, तो ठोस पाला बन जाएगा। ओस बिंदु तापमान आसानी से मापा जाता है और उपयोगी जानकारी प्रदान करता है, लेकिन आम तौर पर इसे हवा के नमूने की स्वतंत्र संपत्ति नहीं माना जाता है क्योंकि यह अन्य आर्द्रता गुणों और संतृप्ति वक्र के माध्यम से उपलब्ध जानकारी की नकल करता है। | ||
*[[सापेक्षिक आर्द्रता]] (आरएच) | *[[सापेक्षिक आर्द्रता]] (आरएच) ही तापमान और दबाव पर जल वाष्प के मोल अंश और संतृप्त नम हवा के मोल अंश का अनुपात है। आरएच आयामहीन है, और आमतौर पर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। स्थिर आरएच की रेखाएं हवा और पानी की भौतिकी को दर्शाती हैं: वे प्रयोगात्मक माप के माध्यम से निर्धारित की जाती हैं। यह अवधारणा कि हवा नमी रखती है, या कि नमी शुष्क हवा में घुल जाती है और कुछ अनुपात में घोल को संतृप्त करती है, गलत है (यद्यपि व्यापक है); अधिक जानकारी के लिए सापेक्षिक आर्द्रता देखें। | ||
*मिश्रण अनुपात दी गई स्थितियों (डीबीटी, डब्ल्यूबीटी, डीपीटी, आरएच, आदि) पर शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान में जल वाष्प के द्रव्यमान का अनुपात है। इसे नमी की मात्रा या मिश्रण अनुपात के रूप में भी जाना जाता है। इसे आम तौर पर ग्राफ़ के y-अक्ष|ऑर्डिनेट (ऊर्ध्वाधर अक्ष) के रूप में प्लॉट किया जाता है। किसी दिए गए डीबीटी के लिए | *मिश्रण अनुपात दी गई स्थितियों (डीबीटी, डब्ल्यूबीटी, डीपीटी, आरएच, आदि) पर शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान में जल वाष्प के द्रव्यमान का अनुपात है। इसे नमी की मात्रा या मिश्रण अनुपात के रूप में भी जाना जाता है। इसे आम तौर पर ग्राफ़ के y-अक्ष|ऑर्डिनेट (ऊर्ध्वाधर अक्ष) के रूप में प्लॉट किया जाता है। किसी दिए गए डीबीटी के लिए विशेष आर्द्रता अनुपात होगा जिसके लिए हवा का नमूना 100% सापेक्ष आर्द्रता पर है: संबंध पानी और हवा की भौतिकी को दर्शाता है और माप द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए। आयामहीन आर्द्रता अनुपात आमतौर पर प्रति किलोग्राम शुष्क हवा में ग्राम पानी, या प्रति पाउंड हवा में पानी के कण (7000 ग्रेन 1 पाउंड के बराबर) के रूप में व्यक्त किया जाता है। | ||
*[[ तापीय धारिता ]], जिसे एच द्वारा दर्शाया जाता है, प्रश्न में नम हवा की आंतरिक (ऊष्मा) ऊर्जा का योग है, जिसमें हवा की गर्मी और जल वाष्प शामिल है। इसे प्रति इकाई द्रव्यमान में ऊष्मा सामग्री भी कहा जाता है। आदर्श गैसों के सन्निकटन में, स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ स्थिर WBT की रेखाओं के समानांतर होती हैं। एन्थैल्पी (एसआई) जूल प्रति किलोग्राम हवा या बीटीयू प्रति पाउंड शुष्क हवा में दी जाती है। | *[[ तापीय धारिता ]], जिसे एच द्वारा दर्शाया जाता है, प्रश्न में नम हवा की आंतरिक (ऊष्मा) ऊर्जा का योग है, जिसमें हवा की गर्मी और जल वाष्प शामिल है। इसे प्रति इकाई द्रव्यमान में ऊष्मा सामग्री भी कहा जाता है। आदर्श गैसों के सन्निकटन में, स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ स्थिर WBT की रेखाओं के समानांतर होती हैं। एन्थैल्पी (एसआई) जूल प्रति किलोग्राम हवा या बीटीयू प्रति पाउंड शुष्क हवा में दी जाती है। | ||
*[[विशिष्ट आयतन]] उस मिश्रण (शुष्क वायु और जलवाष्प) का आयतन है जिसमें शुष्क वायु के द्रव्यमान की | *[[विशिष्ट आयतन]] उस मिश्रण (शुष्क वायु और जलवाष्प) का आयतन है जिसमें शुष्क वायु के द्रव्यमान की इकाई होती है। एसआई इकाइयां शुष्क हवा के प्रति किलोग्राम घन मीटर हैं; अन्य इकाइयाँ घन फीट प्रति पाउंड शुष्क हवा हैं। विशिष्ट आयतन के व्युत्क्रम को आमतौर पर मिश्रण का घनत्व समझ लिया जाता है।<ref>{{cite web |url=https://www.cibsejournal.com/cpd/modules/2009-08/ |title=Module 7: Applying the psychrometric relationships |access-date=2021-10-13}}</ref> हालाँकि, वास्तविक मिश्रण घनत्व प्राप्त करने के लिए (<math> \rho </math>) किसी को विशिष्ट आयतन के व्युत्क्रम को एकता और रुचि के बिंदु पर आर्द्रता अनुपात मान से गुणा करना होगा:<ref>{{cite book |title=2001 ASHRAE Handbook - Fundamentals (SI) |publisher=Scott A. Zeh, Nancy F. Thysell, and Jayne E. Jackson |date=2001 |page=6.8}}</ref> | ||
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\rho = \frac {M_{da} + M_w} {V}\, = \left ( \frac {1}{v} \right ) (1+W) | \rho = \frac {M_{da} + M_w} {V}\, = \left ( \frac {1}{v} \right ) (1+W) | ||
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::*<math>W = \frac {M_w} {M_{da}}\,</math>= आर्द्रता अनुपात | ::*<math>W = \frac {M_w} {M_{da}}\,</math>= आर्द्रता अनुपात | ||
साइकोमेट्रिक चार्ट कुछ नम हवा के सभी मापदंडों को किन्हीं तीन स्वतंत्र मापदंडों से निर्धारित करने की अनुमति देता है, जिनमें से | साइकोमेट्रिक चार्ट कुछ नम हवा के सभी मापदंडों को किन्हीं तीन स्वतंत्र मापदंडों से निर्धारित करने की अनुमति देता है, जिनमें से दबाव होना चाहिए। ''स्थिति'' में परिवर्तन, जैसे कि जब दो वायु धाराएं मिलती हैं, को स्थान के वायु दबाव या समुद्र तल के सापेक्ष ऊंचाई के लिए सही साइकोमेट्रिक चार्ट का उपयोग करके आसानी से और कुछ हद तक ग्राफिक रूप से मॉडल किया जा सकता है। 2000 फीट (600 मीटर) से अधिक ऊंचाई वाले स्थानों के लिए समुद्र-स्तरीय साइकोमेट्रिक चार्ट का उपयोग करना आम बात है। | ||
''ω''-''t'' चार्ट में, शुष्क बल्ब तापमान (''t'') एब्सिस्सा (क्षैतिज अक्ष) के रूप में प्रकट होता है और आर्द्रता अनुपात (''ω'') कोटि के रूप में प्रकट होता है ( ऊर्ध्वाधर अक्ष)। | ''ω''-''t'' चार्ट में, शुष्क बल्ब तापमान (''t'') एब्सिस्सा (क्षैतिज अक्ष) के रूप में प्रकट होता है और आर्द्रता अनुपात (''ω'') कोटि के रूप में प्रकट होता है ( ऊर्ध्वाधर अक्ष)। चार्ट किसी दिए गए वायु दबाव (या समुद्र तल से ऊंचाई) के लिए मान्य है। छह मापदंडों में से किन्हीं दो स्वतंत्र मापदंडों में से सूखा बल्ब तापमान, गीला बल्ब तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, आर्द्रता अनुपात, विशिष्ट एन्थैल्पी और विशिष्ट आयतन, अन्य सभी निर्धारित किए जा सकते हैं। वहाँ हैं <math>\left({6 \atop 2}\right) = 15</math> स्वतंत्र और व्युत्पन्न मापदंडों के संभावित [[संयोजन]]। | ||
===चार्ट पर मापदंडों का पता लगाना=== | ===चार्ट पर मापदंडों का पता लगाना=== | ||
* शुष्क बल्ब तापमान: ये रेखाएँ सीधी खींची जाती हैं, हमेशा | * शुष्क बल्ब तापमान: ये रेखाएँ सीधी खींची जाती हैं, हमेशा दूसरे के समानांतर नहीं, और ऊर्ध्वाधर स्थिति से थोड़ी झुकी हुई होती हैं। यह ''t''-अक्ष, भुज (क्षैतिज) अक्ष है। प्रत्येक पंक्ति स्थिर तापमान का प्रतिनिधित्व करती है। | ||
* ओस बिंदु तापमान: राज्य बिंदु से 100% आरएच के अवरोधन के लिए निरंतर आर्द्रता अनुपात की क्षैतिज रेखा का पालन करें, जिसे ''संतृप्ति वक्र'' के रूप में भी जाना जाता है। ओस बिंदु तापमान पूरी तरह से संतृप्त सूखे बल्ब या गीले बल्ब तापमान के बराबर होता है। | * ओस बिंदु तापमान: राज्य बिंदु से 100% आरएच के अवरोधन के लिए निरंतर आर्द्रता अनुपात की क्षैतिज रेखा का पालन करें, जिसे ''संतृप्ति वक्र'' के रूप में भी जाना जाता है। ओस बिंदु तापमान पूरी तरह से संतृप्त सूखे बल्ब या गीले बल्ब तापमान के बराबर होता है। | ||
* आर्द्र बल्ब तापमान: ये रेखाएँ तिरछी रेखाएँ होती हैं जो एन्थैल्पी रेखाओं से थोड़ी भिन्न होती हैं। वे समान रूप से सीधे हैं लेकिन | * आर्द्र बल्ब तापमान: ये रेखाएँ तिरछी रेखाएँ होती हैं जो एन्थैल्पी रेखाओं से थोड़ी भिन्न होती हैं। वे समान रूप से सीधे हैं लेकिन दूसरे के बिल्कुल समानांतर नहीं हैं। ये संतृप्ति वक्र को डीबीटी बिंदु पर काटते हैं। | ||
* सापेक्ष आर्द्रता: ये अतिशयोक्तिपूर्ण रेखाएं 10% के अंतराल में दिखाई जाती हैं। संतृप्ति वक्र 100% आरएच पर है, जबकि शुष्क हवा 0% आरएच पर है। | * सापेक्ष आर्द्रता: ये अतिशयोक्तिपूर्ण रेखाएं 10% के अंतराल में दिखाई जाती हैं। संतृप्ति वक्र 100% आरएच पर है, जबकि शुष्क हवा 0% आरएच पर है। | ||
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* आर्द्रता अनुपात: ये चार्ट पर क्षैतिज रेखाएँ हैं। आर्द्रता अनुपात आमतौर पर शुष्क हवा के प्रति द्रव्यमान नमी के द्रव्यमान के रूप में व्यक्त किया जाता है (क्रमशः पाउंड या किलोग्राम नमी प्रति पाउंड या किलोग्राम शुष्क हवा)। शुष्क हवा के लिए सीमा 0 से लेकर दाहिनी ओर ''ω''-अक्ष, चार्ट की कोटि या ऊर्ध्वाधर अक्ष पर 0.03 (lbmw/lbma) तक है। | * आर्द्रता अनुपात: ये चार्ट पर क्षैतिज रेखाएँ हैं। आर्द्रता अनुपात आमतौर पर शुष्क हवा के प्रति द्रव्यमान नमी के द्रव्यमान के रूप में व्यक्त किया जाता है (क्रमशः पाउंड या किलोग्राम नमी प्रति पाउंड या किलोग्राम शुष्क हवा)। शुष्क हवा के लिए सीमा 0 से लेकर दाहिनी ओर ''ω''-अक्ष, चार्ट की कोटि या ऊर्ध्वाधर अक्ष पर 0.03 (lbmw/lbma) तक है। | ||
* विशिष्ट एन्थैल्पी: ये चार्ट पर बाएं से दाएं नीचे की ओर विकर्ण रूप से खींची गई तिरछी रेखाएं हैं जो | * विशिष्ट एन्थैल्पी: ये चार्ट पर बाएं से दाएं नीचे की ओर विकर्ण रूप से खींची गई तिरछी रेखाएं हैं जो दूसरे के समानांतर हैं। ये गीले बल्ब तापमान रेखाओं के समानांतर नहीं हैं। | ||
* विशिष्ट आयतन: ये समान दूरी वाली सीधी रेखाओं का | * विशिष्ट आयतन: ये समान दूरी वाली सीधी रेखाओं का परिवार है जो लगभग समानांतर हैं। | ||
संतृप्ति वक्र के ऊपर का क्षेत्र दो-चरण वाला क्षेत्र है जो थर्मल संतुलन में संतृप्त नम हवा और तरल पानी के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है। | संतृप्ति वक्र के ऊपर का क्षेत्र दो-चरण वाला क्षेत्र है जो थर्मल संतुलन में संतृप्त नम हवा और तरल पानी के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है। | ||
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साइकोमेट्रिक चार्ट <ref>{{Cite book |title=हवाई ऊर्जा और पर्यावरण प्रौद्योगिकी (HEET) पहल|date=July 2016}}</ref>एसआई (मीट्रिक) और आईपी (यू.एस./इंपीरियल) इकाइयों में उपलब्ध हैं। वे निम्न और उच्च तापमान रेंज और विभिन्न दबावों के लिए भी उपलब्ध हैं। | साइकोमेट्रिक चार्ट <ref>{{Cite book |title=हवाई ऊर्जा और पर्यावरण प्रौद्योगिकी (HEET) पहल|date=July 2016}}</ref>एसआई (मीट्रिक) और आईपी (यू.एस./इंपीरियल) इकाइयों में उपलब्ध हैं। वे निम्न और उच्च तापमान रेंज और विभिन्न दबावों के लिए भी उपलब्ध हैं। | ||
*सापेक्षिक आर्द्रता का निर्धारण: प्रतिशत सापेक्षिक आर्द्रता ऊर्ध्वाधर शुष्क बल्ब और तिरछे नीचे की ओर झुकी हुई गीली बल्ब तापमान रेखाओं के चौराहे पर स्थित हो सकती है। मीट्रिक (एसआई): 25 डिग्री सेल्सियस के सूखे बल्ब और 20 डिग्री सेल्सियस के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। यू.एस./इंपीरियल (आईपी): 77°F के सूखे बल्ब और 68°F के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। इस उदाहरण में आर्द्रता अनुपात 0.0126 किग्रा पानी प्रति किग्रा शुष्क हवा है। | *सापेक्षिक आर्द्रता का निर्धारण: प्रतिशत सापेक्षिक आर्द्रता ऊर्ध्वाधर शुष्क बल्ब और तिरछे नीचे की ओर झुकी हुई गीली बल्ब तापमान रेखाओं के चौराहे पर स्थित हो सकती है। मीट्रिक (एसआई): 25 डिग्री सेल्सियस के सूखे बल्ब और 20 डिग्री सेल्सियस के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। यू.एस./इंपीरियल (आईपी): 77°F के सूखे बल्ब और 68°F के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। इस उदाहरण में आर्द्रता अनुपात 0.0126 किग्रा पानी प्रति किग्रा शुष्क हवा है। | ||
*सापेक्षिक आर्द्रता पर तापमान परिवर्तन के प्रभाव का निर्धारण: | *सापेक्षिक आर्द्रता पर तापमान परिवर्तन के प्रभाव का निर्धारण: निश्चित जल संरचना या नमी अनुपात की हवा के लिए, गीले और सूखे बल्ब तापमान रेखाओं के प्रतिच्छेदन से प्रारंभिक सापेक्षिक आर्द्रता ज्ञात करें। पिछले उदाहरण की स्थितियों का उपयोग करते हुए, विभिन्न शुष्क बल्ब तापमानों पर सापेक्ष आर्द्रता 0.0126 की क्षैतिज आर्द्रता अनुपात रेखा के साथ पाई जा सकती है, या तो प्रति किलोग्राम सूखी हवा में किलोग्राम पानी या प्रति पाउंड शुष्क हवा में पाउंड पानी में। | ||
:इस समस्या का | :इस समस्या का सामान्य रूप एयर कंडीशनर के बाष्पीकरणकर्ता कुंडल से निकलने वाली हवा की अंतिम आर्द्रता का निर्धारण करना है, जिसे फिर उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। मान लें कि कॉइल से निकलने वाला तापमान 10°C (50°F) है और इसे कमरे के तापमान (कमरे की हवा के साथ मिश्रित नहीं) तक गर्म किया जाता है, जो कि ओस बिंदु या संतृप्ति रेखा से कमरे के शुष्क होने तक क्षैतिज आर्द्रता अनुपात का पालन करके पाया जाता है। बल्ब तापमान रेखा और सापेक्ष आर्द्रता पढ़ना। सामान्य व्यवहार में वातानुकूलित हवा को कमरे की हवा के साथ मिलाया जाता है जो बाहरी हवा के साथ घुसपैठ कर रही होती है। | ||
*सापेक्षिक आर्द्रता को कम करने या बढ़ाने के लिए हटाए जाने या जोड़े जाने वाले पानी की मात्रा का निर्धारण: यह प्रारंभिक और अंतिम स्थितियों के बीच शुष्क हवा के वजन के बीच आर्द्रता अनुपात का अंतर है। | *सापेक्षिक आर्द्रता को कम करने या बढ़ाने के लिए हटाए जाने या जोड़े जाने वाले पानी की मात्रा का निर्धारण: यह प्रारंभिक और अंतिम स्थितियों के बीच शुष्क हवा के वजन के बीच आर्द्रता अनुपात का अंतर है। | ||
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===मोलियर आरेख=== | ===मोलियर आरेख=== | ||
1923 में [[रिचर्ड मोलियर]] द्वारा विकसित मोलियर आई-एक्स (एन्थैल्पी - आर्द्रता मिश्रण अनुपात) आरेख,<ref>Mollier, R. 1923. "Ein neues diagram für dampfluftgemische." ZVDI 67(9)</ref> | 1923 में [[रिचर्ड मोलियर]] द्वारा विकसित मोलियर आई-एक्स (एन्थैल्पी - आर्द्रता मिश्रण अनुपात) आरेख,<ref>Mollier, R. 1923. "Ein neues diagram für dampfluftgemische." ZVDI 67(9)</ref> वैकल्पिक साइकोमेट्रिक चार्ट है, जिसे जर्मनी, ऑस्ट्रिया, स्विट्जरलैंड, नीदरलैंड, बेल्जियम, फ्रांस, स्कैंडिनेविया, पूर्वी यूरोप और रूस में कई उपयोगकर्ताओं द्वारा पसंद किया जाता है।<ref>Todorovic, B., ASHRAE Transactions DA-07-024 (113-1), 2007</ref> | ||
साइकोमेट्रिक चार्ट और मोलियर आरेख के लिए अंतर्निहित साइकोमेट्रिक पैरामीटर डेटा समान हैं। पहली नज़र में चार्ट के बीच थोड़ी समानता दिखती है, लेकिन अगर चार्ट को नब्बे डिग्री तक घुमाया जाए और दर्पण में देखा जाए तो समानता स्पष्ट हो जाती है। मोलियर आरेख निर्देशांक एन्थैल्पी और आर्द्रता अनुपात हैं। एन्थैल्पी निर्देशांक विषम है और स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ समानांतर और समान दूरी पर हैं। 1961 से ASHRAE साइकोमेट्रिक चार्ट समान प्लॉटिंग निर्देशांक का उपयोग करते हैं। कुछ साइकोमेट्रिक चार्ट शुष्क-बल्ब तापमान और आर्द्रता अनुपात निर्देशांक का उपयोग करते हैं। | साइकोमेट्रिक चार्ट और मोलियर आरेख के लिए अंतर्निहित साइकोमेट्रिक पैरामीटर डेटा समान हैं। पहली नज़र में चार्ट के बीच थोड़ी समानता दिखती है, लेकिन अगर चार्ट को नब्बे डिग्री तक घुमाया जाए और दर्पण में देखा जाए तो समानता स्पष्ट हो जाती है। मोलियर आरेख निर्देशांक एन्थैल्पी और आर्द्रता अनुपात हैं। एन्थैल्पी निर्देशांक विषम है और स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ समानांतर और समान दूरी पर हैं। 1961 से ASHRAE साइकोमेट्रिक चार्ट समान प्लॉटिंग निर्देशांक का उपयोग करते हैं। कुछ साइकोमेट्रिक चार्ट शुष्क-बल्ब तापमान और आर्द्रता अनुपात निर्देशांक का उपयोग करते हैं। | ||
==यह भी देखें== | ==यह भी देखें== | ||
Revision as of 08:23, 30 September 2023
| Humidity and hygrometry |
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| Specific concepts |
| General concepts |
| Measures and instruments |
साइकोमेट्रिक्स (या साइकोमेट्री, from Greek ψυχρόν (psuchron) 'cold', and μέτρον (metron) 'means of measurement';[1][2] हाइग्रोमेट्री भी कहा जाता है) गैस-वाष्प मिश्रण के भौतिक और thermodynamic गुणों से संबंधित इंजीनियरिंग का क्षेत्र है।
सामान्य अनुप्रयोग
यद्यपि साइकोमेट्री के सिद्धांत गैस-वाष्प मिश्रण से युक्त किसी भी भौतिक प्रणाली पर लागू होते हैं, एचवीएसी | हीटिंग, वेंटिलेशन और एयर कंडीशनिंग और मौसम विज्ञान में इसके अनुप्रयोग के कारण, रुचि की सबसे आम प्रणाली जल वाष्प और वायु का मिश्रण है। मानवीय शब्दों में, हमारा थर्मल आराम काफी हद तक न केवल आसपास की हवा के तापमान का परिणाम है, बल्कि (क्योंकि हम पसीने के माध्यम से खुद को ठंडा करते हैं) वह हवा किस हद तक जल वाष्प से संतृप्त है।
कई पदार्थ हीड्रोस्कोपी हैं, जिसका अर्थ है कि वे पानी को आकर्षित करते हैं, आमतौर पर सापेक्ष आर्द्रता के अनुपात में या महत्वपूर्ण सापेक्ष आर्द्रता से ऊपर। ऐसे पदार्थों में कपास, कागज, सेलूलोज़, अन्य लकड़ी के उत्पाद, चीनी, कैल्शियम ऑक्साइड (जला हुआ चूना) और कई रसायन और उर्वरक शामिल हैं। जो उद्योग इन सामग्रियों का उपयोग करते हैं वे ऐसी सामग्रियों के उत्पादन और भंडारण में सापेक्ष आर्द्रता नियंत्रण से चिंतित हैं। सापेक्ष आर्द्रता को अक्सर विनिर्माण क्षेत्रों में नियंत्रित किया जाता है जहां ज्वलनशील पदार्थों को संभाला जाता है, जिससे स्थैतिक बिजली के निर्वहन के कारण होने वाली आग से बचा जा सके जो बहुत शुष्क हवा में हो सकती है।
औद्योगिक सुखाने के अनुप्रयोगों में, जैसे कागज सुखाने में, निर्माता आमतौर पर कम सापेक्ष आर्द्रता के बीच इष्टतम प्राप्त करने का प्रयास करते हैं, जिससे सुखाने की दर बढ़ जाती है, और ऊर्जा का उपयोग होता है, जो निकास सापेक्ष आर्द्रता बढ़ने के साथ कम हो जाता है। कई औद्योगिक अनुप्रयोगों में संक्षेपण से बचना महत्वपूर्ण है जो उत्पाद को बर्बाद कर देगा या संक्षारण का कारण बनेगा।
सापेक्ष आर्द्रता कम रखकर फफूंद और कवक को नियंत्रित किया जा सकता है। लकड़ी को नष्ट करने वाले कवक आम तौर पर 75% से कम सापेक्ष आर्द्रता पर विकसित नहीं होते हैं।
साइकोमेट्रिक गुण
ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी)
ड्राई-बल्ब तापमान प्रत्यक्ष सौर विकिरण से सुरक्षित स्थान पर हवा के संपर्क में आने वाले थर्मामीटर द्वारा दर्शाया गया तापमान है। शुष्क-बल्ब शब्द को गीले-बल्ब और ओस बिंदु तापमान से अलग करने के लिए तापमान में प्रथागत रूप से जोड़ा जाता है। मौसम विज्ञान और साइकोमेट्रिक्स में बिना किसी उपसर्ग के तापमान शब्द का अर्थ आमतौर पर शुष्क-बल्ब तापमान होता है। तकनीकी रूप से, साइकोमीटर के ड्राई-बल्ब थर्मामीटर द्वारा दर्ज किया गया तापमान। नाम से पता चलता है कि सेंसिंग बल्ब या तत्व वास्तव में सूखा है। विश्व मौसम विज्ञान संगठन तापमान की माप पर 23 पेज का अध्याय प्रदान करता है।[3]
गीला-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी)
थर्मोडायनामिक वेट-बल्ब तापमान वायु और जल वाष्प के मिश्रण का थर्मोडायनामिक गुण है। वेट-बल्ब थर्मामीटर द्वारा दर्शाया गया मान अक्सर थर्मोडायनामिक वेट-बल्ब तापमान का पर्याप्त अनुमान प्रदान करता है।
एक साधारण वेट-बल्ब थर्मामीटर की सटीकता इस बात पर निर्भर करती है कि बल्ब के ऊपर से हवा कितनी तेजी से गुजरती है और थर्मामीटर अपने आसपास के उज्ज्वल तापमान से कितनी अच्छी तरह सुरक्षित रहता है। 5,000 फीट/मिनट (~60 मील प्रति घंटे, 25.4 मीटर/सेकंड) तक की गति सर्वोत्तम है लेकिन उस गति से थर्मामीटर को हिलाना खतरनाक हो सकता है। यदि हवा की गति बहुत धीमी हो या बहुत अधिक तेज गर्मी मौजूद हो (उदाहरण के लिए, सूरज की रोशनी से) तो 15% तक त्रुटियां हो सकती हैं।
लगभग 1-2 मीटर/सेकेंड की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए गीले बल्ब तापमान को स्क्रीन तापमान के रूप में जाना जाता है, जबकि लगभग 3.5 मीटर/सेकेंड या उससे अधिक की गति से चलने वाली हवा के साथ लिए गए तापमान को स्लिंग तापमान के रूप में जाना जाता है।
साइक्रोमीटर उपकरण है जिसमें ड्राई-बल्ब और वेट-बल्ब थर्मामीटर दोनों शामिल होते हैं। स्लिंग साइकोमीटर को बल्बों पर वायु प्रवाह बनाने के लिए मैन्युअल ऑपरेशन की आवश्यकता होती है, लेकिन संचालित साइकोमीटर में इस कार्य के लिए पंखा शामिल होता है। ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी) और वेट-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी) दोनों को जानकर, कोई भी वायु दबाव के लिए उपयुक्त साइकोमेट्रिक चार्ट से सापेक्ष आर्द्रता (आरएच) निर्धारित कर सकता है।
ओसांक तापमान
हवा के नमूने में मौजूद नमी का संतृप्ति तापमान, इसे उस तापमान के रूप में भी परिभाषित किया जा सकता है जिस पर वाष्प तरल (संघनन) में बदल जाता है। आमतौर पर वह स्तर जिस पर जलवाष्प तरल में परिवर्तित होता है, वायुमंडल में बादल के आधार को चिह्नित करता है, इसलिए इसे संघनन स्तर कहा जाता है। तो वह तापमान मान जो इस प्रक्रिया (संक्षेपण) को होने की अनुमति देता है उसे 'ओस बिंदु तापमान' कहा जाता है। सरलीकृत परिभाषा वह तापमान है जिस पर जल वाष्प ओस में बदल जाता है (चामुनोडा ज़ंबुको 2012)।
आर्द्रता
विशिष्ट आर्द्रता
विशिष्ट आर्द्रता को नम हवा के नमूने (शुष्क हवा और जल वाष्प दोनों सहित) के द्रव्यमान के अनुपात के रूप में जल वाष्प के द्रव्यमान के रूप में परिभाषित किया गया है; इसका आर्द्रता अनुपात से गहरा संबंध है और इसका मूल्य हमेशा कम होता है।
पूर्ण आर्द्रता
जलवाष्प युक्त शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान में जलवाष्प का द्रव्यमान। इस मात्रा को जलवाष्प घनत्व के रूप में भी जाना जाता है।[4]
सापेक्षिक आर्द्रता
नमूने में नमी के वाष्प दबाव का नमूने के सूखे बल्ब तापमान पर संतृप्ति वाष्प दबाव से अनुपात।
विशिष्ट एन्थैल्पी
किसी शुद्ध पदार्थ की विशिष्ट एन्थैल्पी के अनुरूप। साइकोमेट्रिक्स में, यह शब्द प्रति किलोग्राम शुष्क हवा में शुष्क हवा और जल वाष्प दोनों की कुल ऊर्जा की मात्रा निर्धारित करता है।
विशिष्ट आयतन
किसी शुद्ध पदार्थ की विशिष्ट मात्रा के अनुरूप। हालाँकि, साइकोमेट्रिक्स में, यह शब्द शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान में शुष्क हवा और जल वाष्प दोनों की कुल मात्रा निर्धारित करता है।
साइकोमेट्रिक अनुपात
साइकोमेट्रिक अनुपात गीली सतह पर द्रव्यमान स्थानांतरण गुणांक और आर्द्र गर्मी के उत्पाद के लिए गर्मी हस्तांतरण गुणांक का अनुपात है। इसका मूल्यांकन निम्नलिखित समीकरण से किया जा सकता है:[5][6]
- कहाँ:
- = साइकोमेट्रिक अनुपात, आयामहीन
- = संवहन ताप अंतरण गुणांक, डब्ल्यू एम−2के−1
- = संवहन द्रव्यमान स्थानांतरण गुणांक, किग्रा मी-2 एस−1
- = आर्द्र गर्मी, जे किग्रा−1के−1
साइकोमेट्री के क्षेत्र में साइकोमेट्रिक अनुपात महत्वपूर्ण गुण है, क्योंकि यह पूर्ण आर्द्रता और संतृप्ति आर्द्रता को शुष्क बल्ब तापमान और रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान के बीच के अंतर से जोड़ता है।
वायु और जल वाष्प का मिश्रण साइकोमेट्री में सामने आने वाली सबसे आम प्रणालियाँ हैं। वायु-जल वाष्प मिश्रण का साइकोमेट्रिक अनुपात लगभग एकता है, जिसका अर्थ है कि वायु-जल वाष्प मिश्रण के रुद्धोष्म संतृप्ति तापमान और गीले बल्ब तापमान के बीच अंतर छोटा है। वायु-जल वाष्प प्रणालियों की यह संपत्ति सुखाने और शीतलन गणना को सरल बनाती है जो अक्सर साइकोमेट्रिक संबंधों का उपयोग करके की जाती है।
आर्द्र गर्मी
आर्द्र ऊष्मा, शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान, नम हवा की निरंतर दबाव वाली विशिष्ट ऊष्मा है।[7] आर्द्र ऊष्मा जल वाष्प-वायु मिश्रण के इकाई द्रव्यमान के तापमान को 1 डिग्री सेल्सियस तक बदलने के लिए आवश्यक ऊष्मा की मात्रा है।
दबाव
कई साइकोमेट्रिक गुण दबाव अवधारणा पर निर्भर हैं:
- पानी का वाष्प दबाव;
- नमूने के स्थान पर वायुमंडलीय दबाव।
साइकोमेट्रिक चार्ट
शब्दावली
साइकोमेट्रिक चार्ट स्थिर दबाव पर नम हवा के थर्मोडायनामिक मापदंडों का ग्राफ है, जो अक्सर समुद्र स्तर के सापेक्ष ऊंचाई के बराबर होता है। यहां दिखाया गया ASHRAE-शैली साइकोमेट्रिक चार्ट, 1904 में विलिस कैरियर द्वारा शुरू किया गया था।[9] यह इन मापदंडों को दर्शाता है और इस प्रकार राज्य का ग्राफिकल समीकरण है। पैरामीटर हैं:
- ड्राई-बल्ब तापमान (डीबीटी) हवा के नमूने का तापमान है, जो साधारण थर्मामीटर द्वारा निर्धारित किया जाता है। इसे आम तौर पर ग्राफ़ के x-अक्ष|abscissa (क्षैतिज अक्ष) के रूप में प्लॉट किया जाता है। तापमान के लिए SI इकाइयाँ केल्विन या डिग्री सेल्सियस हैं; अन्य इकाइयाँ डिग्रीज़ फारेनहाइट और डिग्री रैंकिन हैं।
- वेट-बल्ब तापमान (डब्ल्यूबीटी) हवा के नमूने का वह तापमान है जो निरंतर-दबाव, आदर्श, रुद्धोष्म संतृप्ति प्रक्रिया से गुजरने के बाद होता है, यानी, हवा अछूता चैनल में तरल पानी की बड़ी सतह से गुजरने के बाद। व्यवहार में यह थर्मामीटर की रीडिंग है जिसका सेंसिंग बल्ब गीले मोज़े से ढका होता है जो नमूना हवा की तीव्र धारा में वाष्पित हो जाता है ( आर्द्रतामापी देखें)। जब हवा का नमूना पानी से पूर्व-संतृप्त होता है, तो WBT DBT के समान ही पढ़ेगा। स्थिर WBT की रेखाओं का ढलान पानी के वाष्पीकरण की गर्मी और शुष्क हवा की विशिष्ट गर्मी के बीच का अनुपात है, लगभग 0.4।
- ओस बिंदु तापमान (डीपीटी) वह तापमान है जिस पर समान दबाव पर नम हवा का नमूना जल वाष्प संतृप्ति तक पहुंच जाएगा। इस बिंदु पर गर्मी को और हटाने से जलवाष्प संघनित होकर तरल पानी के कोहरे में बदल जाएगा या, यदि हिमांक बिंदु से नीचे है, तो ठोस पाला बन जाएगा। ओस बिंदु तापमान आसानी से मापा जाता है और उपयोगी जानकारी प्रदान करता है, लेकिन आम तौर पर इसे हवा के नमूने की स्वतंत्र संपत्ति नहीं माना जाता है क्योंकि यह अन्य आर्द्रता गुणों और संतृप्ति वक्र के माध्यम से उपलब्ध जानकारी की नकल करता है।
- सापेक्षिक आर्द्रता (आरएच) ही तापमान और दबाव पर जल वाष्प के मोल अंश और संतृप्त नम हवा के मोल अंश का अनुपात है। आरएच आयामहीन है, और आमतौर पर प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। स्थिर आरएच की रेखाएं हवा और पानी की भौतिकी को दर्शाती हैं: वे प्रयोगात्मक माप के माध्यम से निर्धारित की जाती हैं। यह अवधारणा कि हवा नमी रखती है, या कि नमी शुष्क हवा में घुल जाती है और कुछ अनुपात में घोल को संतृप्त करती है, गलत है (यद्यपि व्यापक है); अधिक जानकारी के लिए सापेक्षिक आर्द्रता देखें।
- मिश्रण अनुपात दी गई स्थितियों (डीबीटी, डब्ल्यूबीटी, डीपीटी, आरएच, आदि) पर शुष्क हवा के प्रति इकाई द्रव्यमान में जल वाष्प के द्रव्यमान का अनुपात है। इसे नमी की मात्रा या मिश्रण अनुपात के रूप में भी जाना जाता है। इसे आम तौर पर ग्राफ़ के y-अक्ष|ऑर्डिनेट (ऊर्ध्वाधर अक्ष) के रूप में प्लॉट किया जाता है। किसी दिए गए डीबीटी के लिए विशेष आर्द्रता अनुपात होगा जिसके लिए हवा का नमूना 100% सापेक्ष आर्द्रता पर है: संबंध पानी और हवा की भौतिकी को दर्शाता है और माप द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए। आयामहीन आर्द्रता अनुपात आमतौर पर प्रति किलोग्राम शुष्क हवा में ग्राम पानी, या प्रति पाउंड हवा में पानी के कण (7000 ग्रेन 1 पाउंड के बराबर) के रूप में व्यक्त किया जाता है।
- तापीय धारिता , जिसे एच द्वारा दर्शाया जाता है, प्रश्न में नम हवा की आंतरिक (ऊष्मा) ऊर्जा का योग है, जिसमें हवा की गर्मी और जल वाष्प शामिल है। इसे प्रति इकाई द्रव्यमान में ऊष्मा सामग्री भी कहा जाता है। आदर्श गैसों के सन्निकटन में, स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ स्थिर WBT की रेखाओं के समानांतर होती हैं। एन्थैल्पी (एसआई) जूल प्रति किलोग्राम हवा या बीटीयू प्रति पाउंड शुष्क हवा में दी जाती है।
- विशिष्ट आयतन उस मिश्रण (शुष्क वायु और जलवाष्प) का आयतन है जिसमें शुष्क वायु के द्रव्यमान की इकाई होती है। एसआई इकाइयां शुष्क हवा के प्रति किलोग्राम घन मीटर हैं; अन्य इकाइयाँ घन फीट प्रति पाउंड शुष्क हवा हैं। विशिष्ट आयतन के व्युत्क्रम को आमतौर पर मिश्रण का घनत्व समझ लिया जाता है।[10] हालाँकि, वास्तविक मिश्रण घनत्व प्राप्त करने के लिए () किसी को विशिष्ट आयतन के व्युत्क्रम को एकता और रुचि के बिंदु पर आर्द्रता अनुपात मान से गुणा करना होगा:[11]
- कहाँ:
- = शुष्क हवा का द्रव्यमान
- = जलवाष्प का द्रव्यमान
- = कुल आयतन
- = नम वायु विशिष्ट आयतन, मी3कि.ग्रा−1
- = आर्द्रता अनुपात
साइकोमेट्रिक चार्ट कुछ नम हवा के सभी मापदंडों को किन्हीं तीन स्वतंत्र मापदंडों से निर्धारित करने की अनुमति देता है, जिनमें से दबाव होना चाहिए। स्थिति में परिवर्तन, जैसे कि जब दो वायु धाराएं मिलती हैं, को स्थान के वायु दबाव या समुद्र तल के सापेक्ष ऊंचाई के लिए सही साइकोमेट्रिक चार्ट का उपयोग करके आसानी से और कुछ हद तक ग्राफिक रूप से मॉडल किया जा सकता है। 2000 फीट (600 मीटर) से अधिक ऊंचाई वाले स्थानों के लिए समुद्र-स्तरीय साइकोमेट्रिक चार्ट का उपयोग करना आम बात है।
ω-t चार्ट में, शुष्क बल्ब तापमान (t) एब्सिस्सा (क्षैतिज अक्ष) के रूप में प्रकट होता है और आर्द्रता अनुपात (ω) कोटि के रूप में प्रकट होता है ( ऊर्ध्वाधर अक्ष)। चार्ट किसी दिए गए वायु दबाव (या समुद्र तल से ऊंचाई) के लिए मान्य है। छह मापदंडों में से किन्हीं दो स्वतंत्र मापदंडों में से सूखा बल्ब तापमान, गीला बल्ब तापमान, सापेक्ष आर्द्रता, आर्द्रता अनुपात, विशिष्ट एन्थैल्पी और विशिष्ट आयतन, अन्य सभी निर्धारित किए जा सकते हैं। वहाँ हैं स्वतंत्र और व्युत्पन्न मापदंडों के संभावित संयोजन।
चार्ट पर मापदंडों का पता लगाना
- शुष्क बल्ब तापमान: ये रेखाएँ सीधी खींची जाती हैं, हमेशा दूसरे के समानांतर नहीं, और ऊर्ध्वाधर स्थिति से थोड़ी झुकी हुई होती हैं। यह t-अक्ष, भुज (क्षैतिज) अक्ष है। प्रत्येक पंक्ति स्थिर तापमान का प्रतिनिधित्व करती है।
- ओस बिंदु तापमान: राज्य बिंदु से 100% आरएच के अवरोधन के लिए निरंतर आर्द्रता अनुपात की क्षैतिज रेखा का पालन करें, जिसे संतृप्ति वक्र के रूप में भी जाना जाता है। ओस बिंदु तापमान पूरी तरह से संतृप्त सूखे बल्ब या गीले बल्ब तापमान के बराबर होता है।
- आर्द्र बल्ब तापमान: ये रेखाएँ तिरछी रेखाएँ होती हैं जो एन्थैल्पी रेखाओं से थोड़ी भिन्न होती हैं। वे समान रूप से सीधे हैं लेकिन दूसरे के बिल्कुल समानांतर नहीं हैं। ये संतृप्ति वक्र को डीबीटी बिंदु पर काटते हैं।
- सापेक्ष आर्द्रता: ये अतिशयोक्तिपूर्ण रेखाएं 10% के अंतराल में दिखाई जाती हैं। संतृप्ति वक्र 100% आरएच पर है, जबकि शुष्क हवा 0% आरएच पर है।
- आर्द्रता अनुपात: ये चार्ट पर क्षैतिज रेखाएँ हैं। आर्द्रता अनुपात आमतौर पर शुष्क हवा के प्रति द्रव्यमान नमी के द्रव्यमान के रूप में व्यक्त किया जाता है (क्रमशः पाउंड या किलोग्राम नमी प्रति पाउंड या किलोग्राम शुष्क हवा)। शुष्क हवा के लिए सीमा 0 से लेकर दाहिनी ओर ω-अक्ष, चार्ट की कोटि या ऊर्ध्वाधर अक्ष पर 0.03 (lbmw/lbma) तक है।
- विशिष्ट एन्थैल्पी: ये चार्ट पर बाएं से दाएं नीचे की ओर विकर्ण रूप से खींची गई तिरछी रेखाएं हैं जो दूसरे के समानांतर हैं। ये गीले बल्ब तापमान रेखाओं के समानांतर नहीं हैं।
- विशिष्ट आयतन: ये समान दूरी वाली सीधी रेखाओं का परिवार है जो लगभग समानांतर हैं।
संतृप्ति वक्र के ऊपर का क्षेत्र दो-चरण वाला क्षेत्र है जो थर्मल संतुलन में संतृप्त नम हवा और तरल पानी के मिश्रण का प्रतिनिधित्व करता है।
चार्ट के ऊपर बाईं ओर चांदे पर दो पैमाने हैं। आंतरिक पैमाना समझदार-कुल ताप अनुपात (एसएचएफ) का प्रतिनिधित्व करता है। बाहरी पैमाना एन्थैल्पी अंतर और आर्द्रता अंतर का अनुपात बताता है। इसका उपयोग दो प्रक्रियाओं के बीच स्थिति रेखा का ढलान स्थापित करने के लिए किया जाता है। स्थिति रेखा का क्षैतिज घटक संवेदी ऊष्मा में परिवर्तन है जबकि ऊर्ध्वाधर घटक गुप्त ऊष्मा में परिवर्तन है।[12][13][14]
चार्ट कैसे पढ़ें: मौलिक उदाहरण
साइकोमेट्रिक चार्ट [15]एसआई (मीट्रिक) और आईपी (यू.एस./इंपीरियल) इकाइयों में उपलब्ध हैं। वे निम्न और उच्च तापमान रेंज और विभिन्न दबावों के लिए भी उपलब्ध हैं।
- सापेक्षिक आर्द्रता का निर्धारण: प्रतिशत सापेक्षिक आर्द्रता ऊर्ध्वाधर शुष्क बल्ब और तिरछे नीचे की ओर झुकी हुई गीली बल्ब तापमान रेखाओं के चौराहे पर स्थित हो सकती है। मीट्रिक (एसआई): 25 डिग्री सेल्सियस के सूखे बल्ब और 20 डिग्री सेल्सियस के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। यू.एस./इंपीरियल (आईपी): 77°F के सूखे बल्ब और 68°F के गीले बल्ब का उपयोग करके, सापेक्ष आर्द्रता लगभग 63.5% पढ़ें। इस उदाहरण में आर्द्रता अनुपात 0.0126 किग्रा पानी प्रति किग्रा शुष्क हवा है।
- सापेक्षिक आर्द्रता पर तापमान परिवर्तन के प्रभाव का निर्धारण: निश्चित जल संरचना या नमी अनुपात की हवा के लिए, गीले और सूखे बल्ब तापमान रेखाओं के प्रतिच्छेदन से प्रारंभिक सापेक्षिक आर्द्रता ज्ञात करें। पिछले उदाहरण की स्थितियों का उपयोग करते हुए, विभिन्न शुष्क बल्ब तापमानों पर सापेक्ष आर्द्रता 0.0126 की क्षैतिज आर्द्रता अनुपात रेखा के साथ पाई जा सकती है, या तो प्रति किलोग्राम सूखी हवा में किलोग्राम पानी या प्रति पाउंड शुष्क हवा में पाउंड पानी में।
- इस समस्या का सामान्य रूप एयर कंडीशनर के बाष्पीकरणकर्ता कुंडल से निकलने वाली हवा की अंतिम आर्द्रता का निर्धारण करना है, जिसे फिर उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। मान लें कि कॉइल से निकलने वाला तापमान 10°C (50°F) है और इसे कमरे के तापमान (कमरे की हवा के साथ मिश्रित नहीं) तक गर्म किया जाता है, जो कि ओस बिंदु या संतृप्ति रेखा से कमरे के शुष्क होने तक क्षैतिज आर्द्रता अनुपात का पालन करके पाया जाता है। बल्ब तापमान रेखा और सापेक्ष आर्द्रता पढ़ना। सामान्य व्यवहार में वातानुकूलित हवा को कमरे की हवा के साथ मिलाया जाता है जो बाहरी हवा के साथ घुसपैठ कर रही होती है।
- सापेक्षिक आर्द्रता को कम करने या बढ़ाने के लिए हटाए जाने या जोड़े जाने वाले पानी की मात्रा का निर्धारण: यह प्रारंभिक और अंतिम स्थितियों के बीच शुष्क हवा के वजन के बीच आर्द्रता अनुपात का अंतर है।
फ़ाइल:मोलियर.पीडीएफ|अंगूठा|सीधा=1.6|मोलियर आरेख (चार्ट), आईपी इकाइयाँ
मोलियर आरेख
1923 में रिचर्ड मोलियर द्वारा विकसित मोलियर आई-एक्स (एन्थैल्पी - आर्द्रता मिश्रण अनुपात) आरेख,[16] वैकल्पिक साइकोमेट्रिक चार्ट है, जिसे जर्मनी, ऑस्ट्रिया, स्विट्जरलैंड, नीदरलैंड, बेल्जियम, फ्रांस, स्कैंडिनेविया, पूर्वी यूरोप और रूस में कई उपयोगकर्ताओं द्वारा पसंद किया जाता है।[17] साइकोमेट्रिक चार्ट और मोलियर आरेख के लिए अंतर्निहित साइकोमेट्रिक पैरामीटर डेटा समान हैं। पहली नज़र में चार्ट के बीच थोड़ी समानता दिखती है, लेकिन अगर चार्ट को नब्बे डिग्री तक घुमाया जाए और दर्पण में देखा जाए तो समानता स्पष्ट हो जाती है। मोलियर आरेख निर्देशांक एन्थैल्पी और आर्द्रता अनुपात हैं। एन्थैल्पी निर्देशांक विषम है और स्थिर एन्थैल्पी की रेखाएँ समानांतर और समान दूरी पर हैं। 1961 से ASHRAE साइकोमेट्रिक चार्ट समान प्लॉटिंग निर्देशांक का उपयोग करते हैं। कुछ साइकोमेट्रिक चार्ट शुष्क-बल्ब तापमान और आर्द्रता अनुपात निर्देशांक का उपयोग करते हैं।
यह भी देखें
- वायु
- एयर कंडीशनिंग
- डाल्टन का नियम|डाल्टन का आंशिक दबाव का नियम
- ओसांक
- सूखे बिजली के गोले का तापमान
- वाष्पशील शीतलन
- नमी
- परिचालन तापमान
- सापेक्षिक आर्द्रता
- गीले बल्ब का तापमान
संदर्भ
- ↑ Henry George Liddell, Robert Scott, "psychron", A Greek-English Lexicon
- ↑ Henry George Liddell, Robert Scott, "metron", A Greek-English Lexicon
- ↑ World Meteorological Organisation. (2008) Guide to Meteorological Instruments and Methods Of Observation. WMO-8. Seventh edition. Chapter 2, Measurement of Temperature.
- ↑ "एएमएस मौसम शब्दावली". American Meteorological Society. Archived from the original on 16 October 2012. Retrieved 18 September 2011.
- ↑ http://www.che.iitb.ac.in/courses/uglab/manuals/coollabmanual.pdf Archived 2011-07-21 at the Wayback Machine, accessed 20080408
- ↑ http://www.probec.org/fileuploads/fl120336971099294500CHAP12_Dryers.pdf Archived 2011-07-27 at the Wayback Machine, accessed 20080408
- ↑ "संग्रहीत प्रति". Archived from the original on 2006-10-30. Retrieved 2008-04-10.
- ↑ औद्योगिक और भवन अनुप्रयोगों में निरार्द्रीकरण. 2012.
- ↑ Gatley, D.P. (2004). "साइकोमेट्रिक चार्ट 100वीं वर्षगांठ मनाता है". ASHRAE Journal. 46 (11): 16–20.
- ↑ "Module 7: Applying the psychrometric relationships". Retrieved 2021-10-13.
- ↑ 2001 ASHRAE Handbook - Fundamentals (SI). Scott A. Zeh, Nancy F. Thysell, and Jayne E. Jackson. 2001. p. 6.8.
- ↑ Kutz, Myer (Ed). (2006) The Mechanical Engineers’ Handbook. New Jersey: John Wiley & Sons.
- ↑ American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (1997). ASHRAE Fundamentals Handbook
- ↑ Biasca, Karyn. "Psychrometric Chart Tutorial" Archived 2011-01-02 at the Wayback Machine, accessed November 20, 2010.
- ↑ हवाई ऊर्जा और पर्यावरण प्रौद्योगिकी (HEET) पहल. July 2016.
- ↑ Mollier, R. 1923. "Ein neues diagram für dampfluftgemische." ZVDI 67(9)
- ↑ Todorovic, B., ASHRAE Transactions DA-07-024 (113-1), 2007
बाहरी संबंध
- Western Cooling Efficiency Center Psych: An Open Source Psychrometric Plug-in for Microsoft Excel by Kevin Brown.
- Xchanger Inc, webpage Calculator for humidity, dew point, mass flows & heat flux for variable pressure systems with compressors, blowers, vacuum pumps and heat exchangers.
- Corwin's Calculators Calculator for humidity, dew point.
- How to read and use a psychrometric chart
- Free Online Interactive Psychrometric Chart
- Psychrometric Chart Calculator and Sketcher
