خطوات الاستخدام
الخطوة 1: فهم الثابت السيكرومتري (γ): يمثل الثابت السيكرومتري نسبة بين الحساسية الضغطية والبخارية في الهواء، ويستخدم بشكل أساسي في حسابات درجة حرارة البصيلة الرطبة والرطوبة النسبية. يعتمد على الضغط الجوي والحرارة الكامنة لتبخر الماء. كلما زاد الضغط الجوي، زاد الثابت السيكرومتري، مما يؤدي إلى تقليل الفرق بين درجة حرارة البصيلة الجافة والرطبة.
الخطوة 2: إدخال قيم المدخلات: أدخل قيمة الضغط الجوي (P) بوحدة الكيلوباسكال (kPa). القيمة النموذجية عند مستوى سطح البحر هي 101.325 kPa. أدخل قيمة الحرارة الكامنة لتبخر الماء (L) بوحدة kJ/kg. القيمة النموذجية عند 20°C هي حوالي 2454 kJ/kg، لكن يمكن استخدام القيمة القياسية 2501 kJ/kg عند 0°C. كلما زادت درجة الحرارة، تقل L قليلاً.
الخطوة 3: حساب الثابت السيكرومتري: الصيغة المستخدمة هي γ = (cp * P) / (ε * L)، حيث cp هي الحرارة النوعية للهواء الجاف عند ضغط ثابت (1.006 kJ/kg·K) وε هي نسبة الكتلة الجزيئية لبخار الماء إلى الهواء الجاف (0.622). بتبسيط الثوابت نحصل على: γ = 1.617 * (P / L) بوحدة kPa/°C. أدخل القيم في المعادلة واحصل على النتيجة.
الخطوة 4: تفسير النتيجة: القيمة المحسوبة للثابت السيكرومتري تتراوح عادة بين 0.05 و 0.08 kPa/°C. على سبيل المثال، عند مستوى سطح البحر (P=101.325 kPa) و L=2501 kJ/kg، تكون γ ≈ 0.0655 kPa/°C. قيمة أقل تعني أن الهواء يستطيع امتصاص بخار ماء أكثر بسهولة. استخدم هذه القيمة في حسابات الرطوبة أو معادلة سبرونج (Sprung) لتصحيح درجة حرارة البصيلة الرطبة.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على الثابت السيكرومتري بخطوات الحل كاملة.
الحل
نستخدم الصيغة γ = 1.617 * (P / L). بالتعويض: P = 101.325 kPa، L = 2501 kJ/kg. إذن γ = 1.617 * (101.325 / 2501) = 1.617 * 0.04051 ≈ 0.0655 kPa/°C. هذه القيمة هي الثابت السيكرومتري القياسي المستخدم في علم الأرصاد الجوية. يمكن استخدامها في معادلة درجة حرارة البصيلة الرطبة: T_w = T_d - (γ * (e_s - e_a)) / (Δ + γ)، حيث T_d درجة حرارة البصيلة الجافة، e_s ضغط بخار التشبع، e_a ضغط البخار الفعلي، وΔ ميل منحنى ضغط البخار. قيمة γ الصغيرة تجعل الفرق بين T_d و T_w أصغر في الظروف الرطبة.
الحل
نطبق الصيغة: γ = 1.617 * (P / L) = 1.617 * (85 / 2470) = 1.617 * 0.03441 ≈ 0.0557 kPa/°C. النتيجة أقل من القيمة عند مستوى سطح البحر، مما يعني أن الهواء على الارتفاعات العالية له قدرة أكبر على تبخر الماء (لأن γ أصغر). هذا يؤثر على حسابات التبريد التبخيري والرطوبة النسبية. على سبيل المثال، في جهاز قياس الرطوبة بالبصيلة الرطبة، يكون الفرق بين درجة حرارة البصيلة الجافة والرطبة أكبر عند نفس الرطوبة النسبية مقارنة بمستوى سطح البحر.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة الثابت السيكرومتري.
قيم مُدخَلة قياسية
- الضغط الجوي (kPa)
- 50
- الحرارة الكامنة (MJ/kg)
- 22