Quelle est la température de bulbe humide?
Quelle est la température de bulbe humide?
La température de bulbe humide est cruciale pour la conception et le dimensionnement d'une tour de refroidissement. Une tour de refroidissement refroidit l'eau par évaporation à des températures inférieures à la température ambiante et proches de la température de bulbe humide. Mais quelle est exactement la température de bulbe humide et comment pouvez-vous la mesurer?
Quelle est la température de bulbe humide?
La température de bulbe humide est la température la plus basse obtenue par évaporation adiabatique (= sans addition de chaleur ou à enthalpie égale) de l'eau dans l'air jusqu'à saturation de l'air (humidité absolue augmente).
La chaleur est nécessaire pour évaporer l'eau. Si cette évaporation est adiabatique, la chaleur est extraite de l'environnement (par exemple de l'air), ce qui refroidit l'air et le rend plus humide. La même chose arrive quand on sort de la douche ou de la piscine. L'eau sur notre corps s'évapore, extrait la chaleur de notre corps et nous nous refroidissons.
Comment mesurez-vous la température de bulbe humide?
La température de bulbe humide peut être mesurée à l'aide d'un thermomètre dont le réservoir de mercure est contenu dans un bas de coton. Ce bas est maintenu humide en le reliant à un réservoir d'eau avec un fil de coton. Le thermomètre est placé dans un courant d'air. Comme l'eau s'évapore, la chaleur est extraite de l'environnement, y compris du réservoir de mercure, et la température mesurée diminue. L'eau continue à s'évaporer jusqu'à ce que l'air soit saturé; l'humidité relative est alors de 100%. La température atteint un équilibre. Et ça c'est la température de bulbe humide.
Lorsque l'air est sec, une quantité plus grande plus d'eau peut s'évaporer et la température de bulbe humide sera plus basse. Plus la différence entre la température de bulbe sec (ou la température normale) et la température de bulbe humide est grande, plus l'air est sec et plus l'eau peut s'évaporer.
Différence avec la température du point de rosée?
La température de bulbe humide n'est pas la même que celle du point de rosée. Le point de rosée est la température à laquelle la vapeur d'eau commence à se condenser en refroidissant l'air (enthalpie inférieure) sans ajouter ou enlever d'humidité (l'humidité absolue reste constante). Le point de rosée est inférieur à la température de bulbe humide, qui, à son tour, est inférieure à la température de bulbe sec (si l'humidité relative est inférieure à 100%).
Comment pouvez-vous mesurer la température de bulbe humide?
On peut donc conclure qu'il y a un lien entre la température de bulbe sec, la température de bulbe humide, le point de rosée et l'humidité. Cette relation peut être démontrée au moyen d'un diagramme psychrométrique.
- Les lignes verticales noires correspondent à la température de bulbe sec (°C)
- Les lignes noires horizontales sont l'humidité absolue (kg/kg)
- Les lignes obliques violettes sont des lignes d'enthalpie égale (kJ/kg)
- Les lignes vertes courbes sont l'humidité relative (%)
Pour déterminer la température de bulbe humide, nous devons déterminer l'intersection entre la verticale de la température de bulbe sec et la ligne courbe de l'humidité relative. De là, vous tracez un parallèle avec les lignes obliques d'enthalpie égale. A l'intersection avec la ligne courbe de 100% d'humidité relative, vous pouvez lire la température sur l'axe horizontal.
Le point de rosée est déterminé en traçant une ligne horizontale à partir de l'intersection de la température verticale du bulbe sec et de la courbe de l'humidité relative. A l'intersection avec la ligne courbe de 100% d'humidité relative, vous pouvez lire la température sur l'axe horizontal.
Exemple: à une température ambiante de 30°C et une humidité relative de 40%, la température humide est de 20°C et le point de rosée de 15°C.
Comment appliquer la température de bulbe humide dans les tours de refroidissement?
Le mécanisme de refroidissement d'une tour de refroidissement fonctionne, dans une faible mesure, par convection par contact de l'eau chaude avec l'air plus frais. Le refroidissement s'obtient principalement par évaporation: une partie de l'eau s'évapore. La chaleur (énergie) nécessaire à l'évaporation est extraite de l'eau à refroidir (évaporation adiabatique). Cette évaporation sature d'eau l'air traversant la tour de refroidissement et augmente l'humidité relative de l'air. Cette évaporation permet de refroidir l'eau à des températures inférieures à la température ambiante et d'approcher la température de bulbe humide. C'est pourquoi la température de bulbe humide est si importante lors de la conception d'une tour de refroidissement.
Le dimensionnement d'une tour de refroidissement dépend d'une part de la puissance à évacuer (en fonction de la différence de température et de débit) mais aussi de la distance limite de refroidissement (approche) entre la température de l'eau froide sortante et la température de bulbe humide. Plus la distance limite de refroidissement est petite, plus la tour de refroidissement doit être grande pour la même puissance de sortie. Ainsi, une tour de refroidissement pour une puissance de 500 kW avec une distance limite de refroidissement de 4° sera plus grande qu'une tour de refroidissement pour 500 kW et une distance limite de refroidissement de 7°.
Température actuelle du bulbe humide
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