Tout savoir sur la Psychrométrie
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Qu'est-ce que les notions d'humidité relative et absolue ?
L'air est composé principalement d'azote (78,10 % vol), d'oxygène (20,93 % vol) et de divers autres gaz tels que l'argon, le dioxyde de carbone, l'hydrogène, l'hélium, le krypton et le xénon, avec des molécules d'eau présentes sous forme de vapeur d'eau ou d'humidité.
L'humidité dans l'air a un impact significatif sur le confort des individus et joue également un rôle crucial dans la conservation des aliments, ce qui la rend essentielle dans la conception des systèmes de climatisation et de réfrigération. Un air sans humidité est appelé "air sec", tandis qu'un air saturé à 100 % d'humidité est appelé "air saturé".
L'humidité absolue d'une masse d'air représente la quantité de vapeur d'eau en grammes par kilogramme d'air sec dans un volume donné d'air sec (1m3). Cette valeur reste constante même si la température de l'air change et reste supérieure à la température du point de rosée. L'humidité relative, exprimée en pourcentage, compare la quantité d'eau présente dans l'air avec la quantité maximale qu'il peut contenir à une température donnée avant de se condenser.
Il existe plusieurs méthodes pour mesurer l'humidité, notamment le psychromètre à deux thermomètres, l'hygromètre à cheveux, l'hygromètre capacitif et l'hygromètre résistif. Une table psychrométrique est également utilisée pour visualiser et comprendre la relation entre l'humidité et la température.
En utilisant deux thermomètres à alcool, un sec et un entouré d'ouate humide, et en observant la différence de température entre les deux, on peut déterminer l'humidité relative en se référant à la table psychrométrique. Il est important de noter que plus la différence de température est faible, plus le taux d'humidité est élevé.
Qu'est-ce que la psychrométrie ?
L'air que nous respirons est constitué d'un mélange de gaz tels que l'azote, l'oxygène, l'hydrogène, etc., ainsi que d'humidité, de poussières et de bactéries, formant ce que l'on appelle l'air humide pollué. Cet air humide se compose d'un mélange de gaz et de vapeur d'eau, n'étant ni complètement sec, ni complètement humide. Le confort thermique pour les êtres humains dépend principalement de deux facteurs : la température de l'air environnant et son taux de saturation en vapeur d'eau.
La psychrométrie, tirée des termes grecs "psuchron" signifiant "froid" et "métron" signifiant "mesure", concerne l'étude des propriétés physiques et thermodynamiques d'un mélange de gaz et de vapeur. Comme l'air humide est un tel mélange, l'analyse de ses caractéristiques est connue sous le nom de "Psychrométrie".
Pour mesurer le taux de saturation de l'air, un outil fréquemment utilisé est le psychromètre. Ce dispositif, composé de deux thermomètres, permet de mesurer la température sèche de l'air ainsi que la température humide obtenue par évaporation de l'eau sur un tissu enveloppé autour du thermomètre. Ces mesures permettent de définir précisément les propriétés de l'air humide, incluant l'humidité relative.
Aujourd'hui, les instruments de mesure numériques permettent une détermination rapide et précise de toutes les caractéristiques de l'air humide avec une faible marge d'erreur. Entre autres outils, le diagramme psychrométrique offre une représentation visuelle claire des différentes propriétés telles que la température sèche, la température humide, la température de rosée, l'enthalpie, l'humidité absolue, l'humidité relative, et le volume massique de l'air humide.
Qu'est-ce que le diagramme de Carrier ?
Le diagramme de Carrier, aussi connu sous le nom de diagramme de l’air humide (DAH) ou diagramme psychrométrique, représente graphiquement les principales caractéristiques physiques et thermodynamiques de l’air humide pour une pression donnée. Il est utile pour les professionnels du froid et de la climatisation car il évite les calculs fastidieux en permettant de connaître les propriétés de l’air traité.
Il est important de noter que le diagramme Carrier est applicable à tout mélange gaz-vapeur, et dans ce contexte, nous examinons le mélange air-vapeur.
Les données du diagramme de l’air humide varient en fonction de la pression atmosphérique. Chaque diagramme Carrier est défini à une pression atmosphérique spécifique. Généralement, on utilise la pression atmosphérique au niveau de la mer, équivalant à 1013 hPa.
Le diagramme comporte différentes composantes telles que l’axe de température sèche, l’axe d’humidité absolue, la courbe d’humidité relative, l’axe d’enthalpie, la température de rosée, la température humide, la température sèche, et le volume spécifique de l’air. Ces éléments permettent de caractériser et d’étudier l’air humide de manière détaillée.
Le diagramme de Carrier trouve des applications pratiques dans le domaine de la climatisation et du traitement de l’air. Il permet aux professionnels frigoristes de maintenir des conditions spécifiques de l’air, de diagnostiquer la qualité de l’air et de suivre les évolutions des propriétés de l’air lors de différents traitements.
En outre, le diagramme de Carrier peut être utilisé avec des logiciels informatiques pour obtenir des résultats précis rapidement. En combinant au moins deux caractéristiques de l’air, les techniciens peuvent déduire toutes les autres par simple lecture graphique du diagramme de l’air humide.
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