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湿り空気の混合問題

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湿り空気の混合について

湿り空気の混合問題については、設問に図がついている場合がありますが、解答を求めるうえでは図の利用は必須ではありません。

解答の手順としては、

  1. 混合空気の割合を求めA点、B点のどちら寄りなのか確認する。
  2. 各点(乾球温度、絶対湿度、比エンタルピー)の差を計算する。
  3. 各点と混合空気の割合から、混合した後の位置を確定する。

になります。

2020年問題(改変)

空気A:乾球温度26.0℃、絶対湿度0.0105kg/kg(DA)の空気1,000kg/hと、空気B:乾球温度34.4℃、絶対湿度0.0194kg/kg(DA)の空気500kg/hを混合した場合の空気について、乾球温度と絶対湿度との組み合わせを求めよ。

空気A1,000kg/hと、空気B500kg/hを混合するということは、

  • 空気Aが1,000/1,500kg/h→混合した空気の2/3がA
  • 空気Bが500/1,500kg/h→混合した空気の1/3がB
  • Aの混合空気割合が多い→A点寄りとなる。(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)

乾球温度

  • 空気Aの乾球温度26.0℃と、空気Bの乾球温度34.4℃の温度差は8.4℃
  • 8.4℃を3で割ると2.8℃(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 26.0℃+2.8℃=28.8℃

絶対湿度

  • 空気Aの絶対湿度0.0105kg/kg(DA)と、空気Bの絶対湿度0.0194kg/kg(DA)の差は0.0089kg/kg(DA)
  • 0.0089kg/kg(DA)を3で割ると約0.0030(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 0.0105kg/kg(DA)+0.0030kg/kg(DA)=0.0135kg/kg(DA)
2019年問題(改変)

空気A:比エンタルピー50kg/kg(DA)、絶対湿度0.010kg/kg(DA)、空気B:比エンタルピー68kg/kg(DA)、絶対湿度0.016kg/kg(DA)とした場合の空気Aと空気Bを2:1で混合した後の比エンタルピーと絶対湿度を求めよ。

空気Aと空気Bを2:1で混合するということは、

  • 空気A:混合した空気の2/3がA
  • 空気B:混合した空気の1/3がB
  • Aの混合空気割合が多い→A点寄りとなる。(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)

比エンタルピー

  • 空気Aの比エンタルピー50kg/kg(DA)と、空気Bの比エンタルピー68kg/kg(DA)の比エンタルピー差は18kg/kg(DA)
  • 18kg/kg(DA)を3で割ると6kg/kg(DA)(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 50kg/kg(DA)+6kg/kg(DA)=56kg/kg(DA)

絶対湿度

  • 空気Aの絶対湿度0.010kg/kg(DA)と、空気Bの絶対湿度0.016kg/kg(DA)の差は0.006kg/kg(DA)
  • 0.006kg/kg(DA)を3で割ると0.002(A点→B点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 0.010kg/kg(DA)+0.002kg/kg(DA)=0.012kg/kg(DA)
2016年問題(改変)

湿り空気線図上のA点は、乾球温度26℃、絶対湿度0.013kg/kg(DA)である。また、B点は乾球温度34℃、絶対湿度0.025kg/kg(DA)である。A点の空気300kg/hとB点の空気100kg/hを混合した空気の乾球温度と絶対湿度を求めよ。

空気A300kg/hと、空気B100kg/hを混合するということは、

  • 空気Aが300/400kg/h→混合した空気の3/4がA
  • 空気Bが100/400kg/h→混合した空気の1/4がB
  • Aの混合空気割合が多い→A点寄りとなる。(A点→B点の1/4の位置が混合空気となる。)

乾球温度

  • 空気Aの乾球温度26℃と、空気Bの乾球温度34℃の温度差は8℃
  • 8℃を4で割ると2℃(A点→B点の1/4の位置が混合空気となる。)
  • 26℃+2℃=28℃

絶対湿度

  • 空気Aの絶対湿度0.013kg/kg(DA)と、空気Bの絶対湿度0.025kg/kg(DA)の差は0.012kg/kg(DA)
  • 0.012kg/kg(DA)を4で割ると0.003kg/kg(DA)(A点→B点の1/4の位置が混合空気となる。)
  • 0.013kg/kg(DA)+0.003kg/kg(DA)=0.016kg/kg(DA)
2013年問題(改変)

湿り空気線図上で、乾球温度22℃、絶対湿度0.013kg/kg(DA)の状態をA点とし、乾球温度34℃、絶対湿度0.025kg/kg(DA)をB点とする。A点の空気100kg/hとB点の空気200kg/hを混合した空気の乾球温度と絶対湿度を求めよ。

空気A100kg/hと、空気B200kg/hを混合するということは、

  • 空気Aが100/300kg/h→混合した空気の1/3がA
  • 空気Bが200/300kg/h→混合した空気の2/3がB
  • Bの混合空気割合が多い→点寄りとなる。(B点→A点の1/3の位置が混合空気となる。)

乾球温度

  • 空気Aの乾球温度22℃と、空気Bの乾球温度34℃の温度差は12℃
  • 12℃を3で割ると4℃(B点→A点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 34℃-4℃=30℃

絶対湿度

  • 空気Aの絶対湿度0.013kg/kg(DA)と、空気Bの絶対湿度0.025kg/kg(DA)の差は0.012kg/kg(DA)
  • 0.012kg/kg(DA)を3で割ると0.004kg/kg(DA)(B点→A点の1/3の位置が混合空気となる。)
  • 0.025kg/kg(DA)-0.004kg/kg(DA)=0.021kg/kg(DA)

「湿り空気の混合問題」は以上となります。

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