Componenti e parametri :

Il diagramma h,x indica tutti i parametri essenziali necessari alla descrizione dello stato dell'aria:

La costruzione

del sistema di coordinate consente di migliorare la precisione delle letture nella zona non satura dell'aria umida. Per tracciare il diagramma obliquo proposto da Mollier, si ruota l'asse delle x in senso orario fino a quando l'isoterma t = 0 °C risulta orizzontale nella zona non satura dell'aria umida. Le linee di entalpia specifica costante h si estendono dall’angolo superiore sinistro verso l’angolo inferiore destro. Le linee di contenuto d’acqua costante x sono verticali.

Per motivi pratici, l’asse orizzontale su cui è riportato il contenuto d’acqua x non passa per l’origine del sistema di coordinate. La pressione parziale del vapore acqueo può essere indicata come secondo asse x, poiché dipende solo dal tenore d’acqua x e dalla pressione atmosferica p. L’entalpia specifica h è riportata sulle linee diagonali. Il diagramma presenta famiglie di curve che rappresentano l’umidità relativa.

Utilizzando la scala riportata sul bordo, è possibile rappresentare facilmente in forma grafica i cambiamenti di stato, ad esempio il cambiamento di stato durante l’umidificazione con vapore d’acqua. L'indice 1× indica che l'entalpia dell'aria umida è composta dall'entalpia dell'aria secca e dall'entalpia dell'acqua.

Le linee a temperatura costante (isoterme) salgono leggermente nella zona dell’aria non satura, all’altezza della componente di entalpia sensibile del vapore acqueo. Nel punto di saturazione (umidità relativa = 1), le linee si inclinano verso il basso, poiché oltre il contenuto massimo di vapore l’acqua può essere presente nell’aria solo in forma liquida, sotto forma di piccole goccioline (nebbia). Nella zona di nebbia, l’isoterma si discosta dall’isentalpica che passa per il punto di saturazione solo della modesta entalpia sensibile della frazione d’acqua in eccesso.

Nella zona dell’aria non satura, esistono ora curve di umidità relativa identiche, che risultano da una divisione regolare dei rispettivi segmenti di isoterme tra = 0 e = 1. L'umidità relativa diminuisce quindi man mano che l'aria si riscalda, se la quantità d'acqua x rimane invariata.

Calcoli con l’ausilio del diagramma h,x

Riscaldamento a umidità assoluta costante

La quinta immagine qui a fianco illustra il processo di riscaldamento di una massa d'aria senza variazione del suo contenuto di vapore acqueo. Cosa si può dedurre da questo processo?

Il riscaldamento inizia a 11 °C (punto 1) e termina a 25 °C (punto 2). L'umidità assoluta x rimane costante a 4 g/kg durante questo processo. Al contrario, l'umidità relativa passa dal 50% a 11 °C al 20% a 25 °C. Inoltre, l'entalpia h (1+x) passa da 21,4 kJ/kg a 35 kJ/kg e, infine, la densità passa da 1,24 kg/m³ a 1,17 kg/m³.

Atomizzazione o evaporazione dell’acqua

(umidificazione adiabatica)

Quando l'acqua viene atomizzata o subisce l'evaporazione senza un apporto simultaneo di calore, l'energia necessaria all'evaporazione viene prelevata dall'aria ambiente. L'aria si raffredda quindi. Poiché il processo di raffreddamento segue le linee adiabatiche, si parla di raffrescamento evaporativo. Nel diagramma h,x, la direzione esatta della curva di raffreddamento durante l'umidificazione può essere dedotta dalla scala marginale ∆h/∆x.

Calcolo di ∆h/∆x:

∆h = kJ/kg

∆x kg H₂O / kg di aria secca

Umidificazione a vapore

(umidificazione isotermica)

Durante l'umidificazione dell'aria a vapore, la temperatura rimane praticamente costante, poiché il vapore d'acqua si trova allo stesso livello energetico dell'aria.

Calcolo di ∆h/∆x:

∆h = kJ/kg

∆x kg di aria secca