今回は “空気” ですか。こいつが意外と曲者でありまして、2年前はここでワケがわからなくなって勉強する気がなくなって、結果的に試験にも落ちました。逆に言えば、ここさえ乗り切れば明るい未来が見えてくるのか?…という希望がないわけでもないんですが、ま、多分、見えてこないでしょう。
・ 100℃の蒸気を噴霧すると乾球温度はわずかに[上がり]、絶対湿度は[増加]し、比エンタルピーは[増加]する。 ・ ある温度で、もうそれ以上は水蒸気として水分を含み得ない状態の空気を[飽和湿り空気]といい、その水蒸気分圧はその温度における[飽和蒸気圧]に等しい。 ・ 比エンタルピーを一定に保ちながら相対湿度を上げると、乾球温度は[下がる]。これはエアワッシャーで水を循環噴霧するケースである。 ・ ダルトンの分圧の法則により、湿り空気中の乾き空気の分圧と水蒸気の分圧の和が全圧力となる。 |
とまあ、難しいことはあまり考えないことにして、100℃の蒸気を噴霧。加湿とか、折檻とか、幼児虐待に有効な手段でありますが、乾球温度と湿球温度に関しては下のほうに登場するのでまた後述するとして。で、100℃の蒸気を噴霧すりゃ、温度は上昇しますわいな。問題は絶対湿度なんですがこれも詳しくは下を見て貰うとして、蒸気を噴霧すりゃ、湿度も増加しますわいな。で、エントロではなくて比エンタルピーのほうなんですが、何となく蒸気からパワーを貰って、こちらのほうも増加しちゃうような気がします。
で、飽和湿り空気。もう、目一杯湿っちゃってる状態でありますな。もう、グチョグチョのベチョベチョで、ほわ〜♪…って、そんな無理のある覚え方をしなくても大丈夫だと思いますが、とにかくまあ、そういうことです。 で、比エンタルピーを一定に保ちながら相対湿度を上げると、どうなるか。しらん、そんなことは。…という気がするんですが、乾球温度が下がるんだそうです。湿度が上がったら蒸し暑くなるぢゃないか!…という気がするんですが、逆なんですな。タルタル中毒で、痛ぇ〜、冷や汗タラタラ。冷えるけど、汗で湿度は上がるということで。 で、ダルトンの分圧の法則という言葉が問題に出てくることはまずないものと思われ、湿り空気というのは乾き空気と水蒸気を足したものなんだね、…ということだけを覚えておきましょう。乾いた煎餅に水蒸気を当てたら、湿った。…って、いや、当たり前のような気もするんですけどね。
・ 湿り空気に含まれている乾き空気1kgに対する水分の質量を[絶対湿度]という。空気中に含み得る水蒸気の量は、温度が高くなるほど[ 多く ]なる。ある温度でもうそれ以上は水蒸気として水分を含み得ない状態の空気を[飽和湿り空気]といい、まだ含み得る状態の空気を[不飽和湿り空気]という。したがって、飽和湿り空気の温度を下げると、下げる前の状態に比べて含み得る水蒸気の量は[少なく]なるから、余分な水蒸気は[結露]となり、空気に含まれている水蒸気量は[減少]し、絶対湿度は[下がる]ことになる。 ・ 物体の温度を上昇させるために使われる熱を[顕熱]といい、温度変化を伴わない状態変化のみに消費される熱を[潜熱]という。また、熱には冷暖房における負荷計算により求まる熱負荷にはガラスからの日射負荷のような[顕熱]と、人体よりの発汗負荷のような[潜熱]があり、全熱量の変化に対する顕熱量の変化の割合を[顕熱比] (SHF) という。 ・ 通常用いる空気の温度で、乾いた感熱部を持つ温度計で測った温度を[乾球温度]といい、温度計の感熱部を布で包み、その一端を水につけ感熱部を湿らせた状態で使う、いわゆる[湿球温度計]で測った空気温度のことを[湿球温度]という。すなわち、湿球温度は空気中の水蒸気量の多寡を示すものであり、同じ乾球温度では湿球温度が高いほどその空気中に含まれる水蒸気量は[ 多い ]ことになる。飽和湿り空気では水分の蒸発はないから乾球温度と湿球温度は[等しく]、乾球温度を一定のまま加湿するとその空気中に含まれる水蒸気量は[増加]するので湿球温度は[上昇]する。 ・ [露点温度]とは、その空気と同じ絶対湿度を持つ飽和湿り空気の温度をいう。湿り空気をこの温度以下の物体に触れさせると、物体の表面に[ 露 ]または[ 霜 ]が生じる。 |
で、乾球温度と湿球温度。温度計が2本あって、そのうち1本にはガーゼが巻いてあって、その先が水の中に浸けてある乾湿時計、なつかしいですなぁ。子供の頃、夏休みの自由研究か何かのために買った覚えがあります。ズボラな性格の子供だとツボの中の水がすべて蒸発してガーゼがカピカピになって、乾球温度と湿球温度が同じ値になったりするんですが、そういう状態のことを飽和湿り空気と言うんですな。…って、違うぞ、多分。 正しい測定のためには水をこまめに補給しましょうね。 そもそも、どうしてガーゼを巻いて水に漬けたりしているのかと言うと、水分が蒸発して気化熱を奪って、温度が低くなることを期待しているんだと思うんですけどね。湿度が高いとあまり水が蒸発しなくて湿球温度は高くなって、同じ乾球温度では湿球温度が高いほどその空気中に含まれる水蒸気量は多いことになる。…というわけですな。
で、露点温度。何か、書いてあることは今ひとつよくわからんのですが、部屋の中に冷たい水の入ったコップを置いておくと、コップの表面に水滴がつく。あの現象であります。露天商、吉野家でツユだくを注文。 外の暑いところで仕事をしているので、水分が恋しくなるのでありましょう。
・ 熱水分比とは、空気が他より熱と水分を受ける場合、その空気の[エンタルピー]の変化量と[絶対湿度]の変化量との比をいう。 ・ 噴霧水がすべて蒸発し有効に加湿される場合は、空気線図上水温と等しい熱水分比の示す方向に動く。実用上は温水温度は高くても、ほとんど[湿球温度]一定の変化と考えて良い。蒸気加湿の場合、空気線図上はほぼ真上、すなわち[乾球温度]一定の変化と考えて良い。 |
で、空気線図などという言葉が登場しておりますが、これはまあ、見なかったことにしておきましょう。2年前はここで躓きましたからね。とりあえず水加湿と蒸気加湿の違いだけを押えておくことにして、熱い水蒸気なんか噴霧したら温度は高くなるような気がするんですが、確か、一番上のところにもそう書いてありましたよね。が、その変化はごくわずかなので、乾球温度はほぼ一定だよね。…ということに見解が変化したようでありまして、一方、水加湿の場合は湿球温度一定となる…と。 理屈はともかく、ここは丸暗記で強引に押し切ったほうが賢明でありますな。乾麺を蒸気で蒸し、シップ(湿)を水に流すとは、一体(一定)、何てことをするんだ。…って、いや、言われるほど大したことはしてないような気もするんですけど。
・ [乾き空気]の定圧比熱は一定値として扱ってよいが、[湿り空気]の定圧比熱は[絶対温度]により変化する。 ・ 湿り空気を加熱する場合、絶対湿度が一定であれば相対湿度は[低下]する。 |
・ 多層壁の内部結露を防止するためには、構造体内部の各点の水蒸気圧がその点における飽和水蒸気圧より[小さい]ことが必要である。 ・ 一般に防湿層を[高温]側に設けると、湿流が妨げられ、水蒸気圧が抑えられるため結露が進行しにくくなる。 ・ 部屋の隅の部分は見かけの伝熱量が[増す]ことにより、表面温度が[低く]なるため冬季は結露が起こりやすい。 ・ コンクリートブロックを積むと、壁体の熱貫流抵抗が[大きく]なり、結露対策に有効である。 |
・ 乾き空気および水蒸気は理想気体と見なせるため、両者を混合した湿り空気も理想気体として取り扱える。よって湿り空気の比エンタルピーは、その成分である乾き空気と水蒸気のエンタルピーの[ 和 ]として表される。 ・ [アスマン湿度計]は、強制的に風を与えて、湿球からの水分の蒸発を促しており、その湿球温度は熱力学的湿球温度にほぼ近い値となる。 ・ 断熱飽和温度は、湿球に触れる空気の流速が5m/s以上ある場合の湿球温度をいう。代表的なものに[アスマン湿度計]があり、[オーガスト乾湿計]では測定が出来ない。 |
・ 水スプレーで加湿する場合、湿り空気の状態は、近似的に[湿球温度]一定で変化し、比エンタルピーの変化量はほぼ[ゼロ]である。 ・ 温水コイルで加熱する場合、湿り空気の比エンタルピーは加熱により[増加]する。 ・ 冷水コイルで冷却する場合、湿り空気の比エンタルピーは冷却減湿により[減少]する。 ・ 蒸気スプレーで加湿する場合、湿り空気の状態は、ほぼ[乾球温度]一定で変化し、比エンタルピーは加湿により[増加]する。 |
とまあそういうことで、今日のところはおしまい。