混合空気温度計算機
ダクト、混合室、空気調和システムで2つの気流が混ざるときの流量加重温度と絶対湿度を求めます。
混合空気温度を計算
流入する両方の気流の温度、絶対湿度、乾き空気質量流量を入力してください。
混合空気温度について
混合空気温度計算機は、乾球温度、絶対湿度、乾き空気質量流量がわかっている2つの気流を混合したときの平衡状態を求めます。空調や熱力学でよく使われる近似に基づき、定常状態で十分に混合される検査体積に2つの気流が流入し、周囲との熱交換や水の凝縮・蒸発がないと仮定します。この条件では、各気流の寄与は乾き空気質量流量に比例します。
温度は流量加重平均で計算します。一方の気流の温度にその流量を掛け、もう一方も同様に計算し、合計を総流量で割ります。絶対湿度は乾き空気の単位質量あたりの水蒸気質量を表すため、同じ方法で収支を求めます。混合後の絶対湿度は、流入する水蒸気の総質量を乾き空気の総質量で割った値です。表示される流量割合から重み付けを確認でき、どちらの気流が混合状態を支配するかがわかります。
この方法は、詳細な湿り空気計算で用いる完全なエンタルピー収支よりも意図的に簡略化されています。一般的な快適空調の温度域と比較的低い絶対湿度では湿り空気の比熱変化が小さいため、流量加重温度は工学的な概算に有用です。高温、高湿度の工程や精密な機器選定では、湿り空気のエンタルピー収支を取り、混合後のエンタルピーと絶対湿度から最終乾球温度を求めてください。
ここでいう絶対湿度は相対湿度とは異なります。0.010 kg/kg は、乾き空気1キログラムに 0.010 キログラム、つまり10グラムの水蒸気が含まれることを意味します。相対湿度は温度と圧力にも依存します。この計算機は、圧力入力なしで相対湿度を推定せず、保存される絶対湿度を表示します。混合温度と絶対湿度がわかれば、湿り空気線図や別の湿度計算機で相対湿度、露点、湿球温度を求められます。
主な用途は、外気と還気の混合、コイル上流の給気条件の概算、工程排気と補給空気の混合、並列ダクト分岐の解析、質量保存の学習です。流量は必ず同じ基準と単位で入力してください。体積流量しかわからない場合は、各気流の密度を使って質量流量に換算します。初期設計や現場確認に、迅速でわかりやすい収支計算を提供します。
混合温度の計算例
| 入力する気流 | 結果 | 解説 |
|---|---|---|
| 20°C、0.008 kg/kg、1 kg/s;30°C、0.012 kg/kg、1 kg/s | 25°C、0.010 kg/kg | 流量が同じなら、両方の気流の重みは等しくなります。 |
| 10°C、0.004 kg/kg、1 kg/s;40°C、0.010 kg/kg、2 kg/s | 30°C、0.008 kg/kg | 2つ目の気流が混合流量の3分の2を占めます。 |
| 15°C、0.006 kg/kg、3 kg/s;25°C、0.010 kg/kg、1 kg/s | 17.5°C、0.007 kg/kg | 低温で乾燥した気流が総流量の4分の3を占めます。 |
混合空気温度の計算方法
- 1つ目の気流の温度と絶対湿度を入力します。
- 1つ目の気流の乾き空気質量流量をキログラム毎秒で入力します。
- 同じ単位と測定基準で2つ目の気流も入力します。
- 「混合温度を計算」を選択し、加重温度、絶対湿度、総流量、流量割合を確認します。
- 相対湿度、露点、凝縮の解析も必要なら、湿り空気計算を行ってください。
混合空気温度のよくある質問
混合空気温度の計算式は?
各気流の温度に乾き空気質量流量を掛け、その和を総流量で割ります。これは加重平均であり、単純平均と一致するのは両方の流量が等しい場合だけです。
なぜ絶対湿度を使うのですか?
絶対湿度は乾き空気に対する水蒸気の質量比を表し、凝縮や蒸発のない混合では保存されます。相対湿度は温度に依存するため、直接平均できません。
立方メートル毎秒で入力できますか?
厳密な収支には質量流量が必要です。両方の気流の密度がほぼ等しい場合に限り、体積流量を近似として使えます。
凝縮も考慮されますか?
いいえ。流入する水はすべて蒸気のままと仮定します。混合状態が飽和境界を越える場合は、凝縮した液体の水を含む完全なエネルギー収支を使ってください。
完全なエンタルピー収支が必要なのはいつですか?
高湿度、大きな温度差、工業乾燥、機器選定ではエンタルピー収支を使ってください。温度の加重平均は通常の空調条件での簡易概算に適しています。