Pencampuran Aliran Udara dengan Tekanan Berbeda – Pendekatan Grafis

pengantar

Pencampuran aliran udara adalah skenario yang sering terjadi di banyak aplikasi rekayasa. Untuk keperluan diskusi ini, biarkan dua aliran yang masuk menjadi A dan B dan arus (output) yang dihasilkan adalah C. Biasanya, kita akan mengetahui kondisi A & B dan persyaratannya adalah untuk menentukan kondisi C. Namun , kadang-kadang persyaratannya adalah untuk menentukan B, mengetahui A dan C.

Sifat-sifat udara yang relevan dengan analisis situasi semacam itu adalah:

Suhu – terukur

Tekanan – terukur

Kepadatan (atau volume spesifik) – tidak terukur

Kandungan Kelembaban (juga ditunjukkan oleh kelembaban tertentu, kelembaban relatif, persentase saturasi, tekanan uap) – kelembaban relatif dapat diukur.

Latar Belakang Masalah

Satu asumsi dasar adalah bahwa kehilangan energi karena perilaku aliran dapat diabaikan, sehingga mengarah ke premis bahwa energi (entalpi spesifik * massa) dari arus output sama dengan jumlah energi dari aliran input. Juga diasumsikan bahwa tidak ada kehilangan massa selama proses pencampuran.

Pengukuran entalpi langsung tidak layak. Oleh karena itu ini harus dihitung menggunakan hubungan psychrometric. Tingkat aliran massa dapat berasal dari laju aliran volumetrik dan kepadatan. Kepadatan, tidak dapat diukur secara langsung, harus dikerjakan dari tekanan, suhu dan kelembaban relatif. Jadi parameter terukur adalah tekanan, suhu dan kelembaban relatif dan parameter yang perlu ditentukan adalah entalpi, dan laju aliran massa. Jelas bahwa hubungan psikrometrik harus digunakan untuk memecahkan masalah seperti itu.

Variasi Masalah

1. A, B dan C berada pada tekanan yang sama (suhu A dan B bisa sama atau berbeda)

2. A & B berada pada tekanan yang sama, tetapi C berada pada tekanan yang berbeda (suhu yang sama atau berbeda)

3. A, B & C semuanya memiliki tekanan yang berbeda. (suhu yang sama atau berbeda)

Metode Umum Solusi

Untuk Tipe 1 masalah, mengetahui suhu dan kelembaban relatif dari aliran yang datang (A & B) adalah mungkin untuk menandai poin (katakan P & Q) sesuai dengan kondisi A & B. Gambarkan garis antara P & Q dan temukan titik X sedemikian rupa sehingga jarak antara X dan P dan X dan Q sesuai dengan laju aliran massa B & A. Nilai-nilai psychrometric pada titik X kemudian akan menunjukkan kondisi aliran output. Jenis situasi ini mudah diwakili pada grafik psikrometrik normal karena tekanan dari ketiga aliran adalah sama.

Untuk Tipe 2 masalah, di mana aliran input berada pada tekanan yang sama, prosedur ini identik dengan Tipe 1, hingga tahap menemukan titik X. Namun, karena arus keluaran pada tekanan yang berbeda, sifat-sifat psikrometri pada titik X, seperti yang ditunjukkan pada grafik psikrometrik itu, tidak akan benar untuk tekanan aliran C. Dalam hal ini solusinya adalah menumpangkan grafik untuk tekanan C atas grafik sebelumnya dan membaca nilai dari grafik baru.

Untuk Ketik 3 masalah, kita akan membutuhkan 3 grafik, masing-masing untuk 3 tekanan yang terlibat. Pendekatan yang sama dapat digunakan karena entalpi tidak bergantung pada tekanan.

Kesimpulan

Sebuah solusi grafis untuk menangani masalah pencampuran aliran, akan menjadi lebih mudah di mana hubungan psikometrik pada ketiga tekanan bisa tersedia dari grafik yang sama. Sementara melapiskan grafik psychrometric penuh atas yang lain akan sangat membingungkan untuk membuat skema tidak layak, adalah mungkin untuk menarik hanya garis yang relevan untuk masing-masing dari dua atau tiga tekanan yang bersangkutan pada grafik yang sama dan menggunakan mekanisme pembacaan yang dinamis untuk menampilkan set nilai properti psychrometric dari tiga aliran yang bersangkutan.