湿り空気の基礎パラメータ図38-1に蒸気の等温過程を示します。図38-1は一定温度において、蒸気は三つの状態を示しています。
1点は水分が過飽和であり、蒸気の乾き度は1以下であり、一部が霧になっている状態です。この状態は相対湿度がψ＝1以上の状態です。
2点は飽和蒸気の状態であり、温度が決まると圧力も決まります。この飽和蒸気圧力ps＝ｐ2は空気の圧力Pに依存せずに一定となり、温度 だけで決まります。この状態は相対湿度ψ＝1に相当します。
3点は過熱蒸気であり、ｐｖ＝RTの基礎方程式が適用できる領域です。この状態は相対湿度ψ＝1未満となります。。
水蒸気と乾燥空気の分圧圧力の記号を以下のように定義します。
相対湿度ψと飽和蒸気の分圧psと蒸気の分圧の関係は
となります。また
の関係があります。
混合気体の圧力・体積比温度が一定の混合気体の圧力p、体積をVとしたときpV=一定の関係があります。
湿り空気の体積をV、乾燥空気の分体積をVa、蒸気の分体積をVvとしたとき
の関係が成立します。乾燥空気の圧力・体積比をra、蒸気の圧力・体積比をrvとしたとき
の関係が成立します。
（ここでは比容積ｖではなく、体積Vを使用していますので注意が必要です。）
混合気体の質量比混合気体の質量をG、乾燥空気の質量をGa、蒸気の質量をGv、乾燥空気の質量比をga、蒸気の質量比をｇｖとしたとき
ここで
（38.8）式に（38.9）式と（38.10）式を代入すると
同様にして
となります。
混合気体のガス定数R（38.11）式と（38.12）式を加算すると1になります。
（38.13）式を変形すると
となります。
比容積蒸気の比容積vvは蒸気のガス定数をRv、分圧をｐｖ、温度をTとすると
乾燥空気の比容積vaは乾燥空気のガス定数をRa、分圧をｐa、温度をTとすると
混合空気の比容積vは混合空気のガス定数をR、圧力をｐ、温度をTとすると
または
の関係が成立します。
エンタルピ蒸気のエンタルピをiv、乾燥空気のエンタルピをia、混合空気のエンタルピをiとしたとき
となります。
エントロピ蒸気のエントロピをｓv、乾燥空気のエントロピをｓa、混合空気のエントロピをｓとしたとき
となります。
湿り蒸気計算のワークブック「湿り空気.xls」のダウンロード湿り蒸気の具体的な計算はかなり厄介です。蒸気の物性は実験による数表であり、理論式として表現できません。また、乾燥空 気の比熱は温度で変化するためこれも数表となります。
このような場合、EXCELのワ−クブックを利用すると効率的に計算できます。
下記のワークブック「湿り空気.xls 」をダウンロードしてください。
ダウンロード後はダブルクリックで解凍してから使用してください。
ワークブック「湿り空気.xls.xls 」をダウンロードする。ワークブック「湿り空気.xls 」説明- シート「湿り空気」は計算条件の設定と計算結果の表示を行います。
- シート「乾燥空気」は乾燥空気数表です。
- シート「拡張湿り蒸気表」は拡張湿り蒸気数表です。
- シート「拡張加熱蒸気ｓ」はエントロピs数表です。
- シート「拡張加熱蒸気i」はエンタリピi数表です。
- シート「拡張加熱蒸気v」は比容積ｖ数表です。
注（２）計算はシート「湿り空気」の温度と混合空気圧力と相対湿度のみを設定してください。
３９章：ワークブック「湿り空気.xls」の演習に行く。