Termoigrometria e Benessere

Termodinamica dell'aria umida

L'atmosfera è uno dei sistemi termodinamici a più componenti

• Aria secca: 78% Azoto, 21% Ossigeno, 1% Gas rari, CO2
• Vapore d'acqua

Considero 1 e 2 come se fossero due gas perfetti. Nelle trasformazioni considerate varia solo 2 (l'aria secca è poco variabile considerare come una componente costante)

P_Tot = P_A + P_V legge di Dalton pressioni che si avrebbe nell'atmosfera se non ci fosse aria. Se ciascun componente occupasse tutto il volume.

P_Tot = P_A + P_S(T)

T < T_PS(T) - evaporazione

P_S = P_B ebollizione

L_V pressione max

La composizione di un miscuglio aria-vapore d'acqua è caratterizzata

• Umidità associata X = M_V/M_S = massa vap. d'acqua/massa aria secca
• Umidità relativa (φ): (φ) M_V/M_S = massa vapore in un certo volume/massa vapore saturo => 0 ≤ φ ≤ 1

Considero un gas perfetto

P_V V = n_V R T

P_S V = n_S R T (adu. saturazione)

Rapporto: P_V/P_S = n_V/n_S => φ = P_V/P_S (Legge di umidità relativa)

• M_V = n_V M_V (massa = n moli * massa molare)
• n_S > n_V

P < T < P_S ma T_P finché PS*PV > φ = 1 se continuo a raffreddare comincia a condensare l'ambiente non può più raccogliere calore.

Voglio tracciare i diagrammi di stato del sistema termodinamico costituito dalle componenti vapore d'acqua e aria secca.

Una miscela di aria + acqua è individuata da 3 variabili

V = h²-ft₂2 3

Servono 3 gradi di stato (P, t, x)

P_s, P_v = T^o di rugiada oltre la quale il contenutoQ si raffredda inizia a condensare una partedi vapore.

A P = cost le variazioni di entalpia corrispondono alle quantità di caloreceduto e acquistato da un’unità di massa del miscuglio

Data una pressione lo stato del miscuglio può essere dato da 2grandezze (h, l, x) al posto di T, prendo h come grandezza→ diagramma psicrometrico

Trovo l’eso di stato che lega h-x

h_miscela = h_v x + h_a con h_o; l_p; T; t; c.i.

h_t

Per una certa T?

Se non raggiungo valore

x_v=x_f

BILANCIO ENERGETICO:

G_vh + q₁₂ = G·h₂ q₁₂ = G(h₂ - h₁)

La diff di entalpia mi dà il calore scambiato.

Può essere utile per es. dimensionare la batteria di riscaldamento (SCAMBIATORE)

RAFFREDDAMENTO

In un canale all'interno del quale ho una batteria di raffr. in cui scorre h₂o fredda che port. via il calore dell'aria. Se ho uno MF attacco scambiatore all'evaporatore

che assorbe il calore raffreddando l'aria.

Passando da 1 a 2 h_v condensa, quindi nel bilancio dobbiamo tenerne conto.

BILANCIO ENERGETICO: G·h_v - G_wh_w - q₁₂ = G·h₂ h_w = G(h_v - h₂)

G_vh_w è molto piccolo e lo trascuro leggendo la differenza di entalpia ottengo: calori scambiati

BILANCIO DI MASSA: G·X₁ - G_w = G·X₂ → G_w = G(X₁ - X₂)

Ottengo l'H₂O condensato in Kg. Quindi le ΔX moltiplicate per G danno: Kg di vapore condensati

-BENESSERE TERMOIGROMETRICO-

INDIVIDUA LE CONDIZIONI AMBIENTALI CHE GENERANO IN UN SOGGETTO

SENSAZIONI DI CALDO E DI FREDDO. DIPENDE DA:

• PR. SOGGETTIVE
• Dalla diversità dell'organismo umano e risposta agli stimoli.
• Dagli stimoli che dovrebbero essere studiati nella totalità perché interagiscono contemporaneamente tra loro.
• Dalla ricerca di un indice globale che dovrebbe essere riferito a un individuo esente da affezioni patologiche e privo di stimoli emozionali.

Inquinamento interno dovuto alla presenza di un soggetto nell'ambiente.

Se corpo umano scambia con l'esterno una certa quantità di calore e per il benessere tutto il calore prodotto venga scambiato.

L'uomo a lavoro a 37°C se nell'ambiente T°