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Diagramm-Froid-Annexe (2).pdf
1. Cours Froid Industriel & Climatisation D. MOUHTADI
DEPARTEMENT DE PHYSIQUE, FST BENI MELLAL, BP 523
TABLEAUX & DIAGRAMMES
THERMODYNAMIQUES
Froid Industriel / Génie Climatique
2. 2
Sommaire :
𝐴1: Caractéristiques des Réfrigérants
𝐴2: Propriétés thermodynamiques du Réfrigérant 𝑅134𝑎
𝐴3: Diagramme enthalpique (𝐻, 𝑃) du 𝑅134𝑎
𝐴4: Propriétés thermodynamiques et diagramme enthalpique
(𝐻, 𝑃) du 𝑅12
𝐴5: Propriétés thermodynamiques et diagramme enthalpique
(𝐻, 𝑃) du l’ammoniac 𝑅717
𝐴6: Propriétés thermodynamiques et diagramme enthalpique
(𝐻, 𝑃) du l’ammoniac 𝑅1234𝑦𝑓
𝐴7: Propriétés thermodynamiques et diagramme enthalpique
(𝐻, 𝑃) du l’ammoniac 𝑅290
𝐴7: Propriétés thermodynamiques et diagramme enthalpique
(𝐻, 𝑃) du l’ammoniac 𝑅290
𝐴8: Diagramme de Merkel (𝐻, 𝑥) du 𝐻!𝑂 − 𝑁𝐻"
𝐴9: Diagramme enthalpie – concentration du solution 𝐻!𝑂 −
𝑁𝐻"
𝐴10: Diagramme enthalpie – concentration du solution 𝐿𝑖𝐵𝑟 − 𝐻!𝑂
𝐴11: Propriétés thermodynamiques de l’air humide et diagramme
psychrométrique.
𝐴12: Tableaux thermodynamiques de l’air humide.
20. 20
A11
Diagramme psychrométrique
L’état de l’air atmosphérique (air humide) à une pression donnée est complètement
déterminé par la connaissance de deux gradeurs intensives indépendantes. Les autres
grandeurs peuvent être calculées à partir des différentes équations développées pour
cette raison.
Le diagramme psychrométrique est basé sur ces équations et permet d’éviter ces calculs.
C’est un diagramme très utilisé dans plusieurs applications telles que le séchage et le
conditionnement d’air. Le diagramme psychrométrique est établi pour une pression
donnée. Celui fourni en annexe est pour 𝑃 = 1𝑎𝑡𝑚.
Les caractéristiques essentielles d’un tel diagramme sont illustrées dans la figure ci-
dessous.
- Température sèche, 𝑻𝒅𝒃 (axe horizontal (abscisse)).
- Température humide, 𝑻𝒘𝒃(°𝐶). Les iso-lignes de température humide (𝑇@A = 𝑐𝑠𝑡𝑒),
sont des lignes droites inclinées
- Humidité absolue, 𝒘 (axe vertical (ordonnée)), certains diagrammes comportent aussi
un axe vertical en 𝑃B. A P fixée, il y a une correspondance directe entre 𝑃B et 𝑤 ;𝑤 =
#.%!! 'C
(')'C)
- Humidité relative, 𝝓. Les iso-lignes de l’humidité relative (𝜙 = 𝑐𝑠𝑡𝑒) sont des
courbes qui augmentent de droite à gauche. A l’extrémité gauche, l’iso-ligne 𝜙 =
100 % représente la ligne de saturation. Les états de l’air saturé sont situés sur cette
ligne.
- Enthalpie spécifique, 𝒉 (𝑘𝐽/𝑘𝑔 𝑑′𝑎𝑖𝑟 𝑠𝑒𝑐) = 𝑐𝑠𝑡𝑒. Les iso-lignes de l’enthalpie
spécifique (ℎ = 𝑐𝑠𝑡𝑒) et celles de température humide ( 𝑇@A = 𝑐𝑠𝑡𝑒) sont des lignes
droites inclinées de pente très voisines ( presque // ).
- Volume massique, 𝒗(𝑚D
/𝑘𝑔 𝑑′𝑎𝑖𝑟 𝑠𝑒𝑐) . Les iso-lignes de volume massique (𝑣 =
𝑐𝑠𝑡𝑒) sont des droites inclinées avec pente plus importante.
Remarque :
La température de rosée, 𝑻𝒅𝒑, pour l’air dans un état donné (un point sur le diagramme)
21. 21
est déterminée en traçant une ligne horizontale à partir de ce point (𝑤 = 𝑐𝑠𝑡𝑒 et 𝑃B =
𝑐𝑠𝑡𝑒). Cette ligne rencontre la ligne de saturation en un point ou 𝑇FG = 𝑇FA = 𝑇@A.
Avec un tel diagramme et en connaissant seulement deux caractéristiques de l’air, on
peut retrouver l’ensemble des propriétés de l’air humide.
Exemple d’application :
1. Soit une chambre qui contient de l’air à 𝑃 = 1𝑎𝑡𝑚, 𝑇 = 35 °𝐶 et 𝜙 = 40 %. En
utilisant le diagramme psychrométrique, déterminer : l’humidité absolue,
l’enthalpie, la température humide et la température de rosée.
2. Déterminer, à l’aide du diagramme psychrométrique, l’état de l’air dans un local
(𝑃 = 1𝑎𝑡𝑚) où la température sèche 𝑇H = 35 °𝐶 et la température humide 𝑇I =
21 °𝐶.
•
§ Température de rosée : c’est la température à partir de laquelle la vapeur d’eau
contenue dans l’air commence à se condenser quand l’air se refroidit. Autrement dit,
c’est la température à laquelle la vapeur atteint la pression de vapeur saturante.
•
§ Température humide : c’est la température lue sur un thermomètre (appelé
thermomètre psychrométrique) dont le bulbe est recouvert d’un couton saturé d’eau
et placé dans un flux d’air (2m/s). L’air au contact avec le bulbe produit une
évaporation qui engendre un abaissement de la température du bulbe qui se stabilise
lorsque l’air se sature.
•
§ Température sèche : c’est la température de l’air repérée et lue sur un thermomètre
placé dans un courant d’air, à l’abri de tout rayonnement.
Nous avons toujours : 𝑇FG < 𝑇@A < 𝑇FA
§ Enthalpie spécifique notée ℎ en 𝑘𝐽/𝑘𝑔JK
𝑑′𝑎𝑖𝑟 𝑠𝑒𝑐 : c’est la quantité de chaleur
nécessaire pour modifier de 1°𝐶 la température de l’air. Certains diagrammes
proposent en plus une échelle en 𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑘𝑔JK
. ℎ =
+L,L - +M,M
+L
= ℎN + 𝑤ℎO
22. 22
Le contenu en vapeur d’eau dans l’air est spécifié de deux manières différentes :
§ Humidité absolue (ou spécifique) : teneur en eau de l’air ou encore teneur en
humidité. Elle représente la masse de l’humidité dans l’air : 𝑤 =
+M
+L
=
#.%!! 'M
(')'M)
.
•
§ Humidité relative (ou degré d’hygrométrie) : représente le pourcentage de
l’humidité dans l’air. C’est donc le rapport de la quantité de vapeur dans l’air
(𝑚O) à la quantité maximale que peut contenir l’air (𝑚OH) à la même
température : 𝜙 =
+M
+MP
=
'M
'MPLQ
.
•
On ajoute progressivement de la vapeur d’eau à l’air ;
𝑎𝚤𝑟 𝑠𝑒𝑐 𝑎𝚤𝑟 ℎ𝑢𝑚𝚤𝑑𝑒 𝑎𝚤𝑟 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟é
𝑇, 𝑚N 𝑇, 𝑚N, 𝑚O 𝑇, 𝑚N, 𝑚OHNR
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN⃗
23. 23
A11 – Suite 1
Annexe C
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