Calculer et visualiser les résultats de l’humidité relative

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Comprendre l’humidité relative

L’air atmosphérique est un mélange d’air sec et de vapeur d’eau, chacun ayant une pression qui, combinée, est égale à la pression de vapeur. L’humidité relative fait référence à la quantité d’humidité dans l’air par rapport à la quantité maximale d’humidité que l’air peut contenir à une température donnée. Elle est généralement exprimée en pourcentage. Elle va de 0 (air sec) à 100 % (air saturé). L’expression ci-dessous montre la relation entre la pression de vapeur (Pv) et la pression de saturation (Psat), qui est la pression partielle de la vapeur d’eau dans l’air saturé,

Où f est l’humidité relative. La pression de saturation est disponible dans différentes sources dans la littérature. La compréhension de l’humidité relative est cruciale dans diverses applications, telles que les prévisions météorologiques, les systèmes CVC (confort) et la gestion de la qualité de l’air intérieur. Par exemple, lorsque les températures sont plus fraîches, l’air a moins de capacité à retenir l’humidité, ce qui fait que l’eau se condense plus facilement et se sépare de l’air.

Calcul

L’objectif principal est de calculer la fraction de masse de vapeur d’eau nécessaire pour les conditions limites du modèle CFD. Notez qu’il existe une fraction de masse spécifique pour une température de l’air et une humidité relative données. En fin de compte, ces équations doivent être créées dans CFD-Post sous forme d’expressions, comme expliqué dans la vidéo de la section suivante. Veuillez suivre les étapes suivantes :

• Trouvez la pression de saturation. Bien que des tableaux soient disponibles dans les livres, dans ce cas, l’équation de Tetens est utilisée à cette fin (Monteith, J.L., et Unsworth, M.H. 2008. Principles of Environmental Physics. Troisième édition. AP, Amsterdam). La pression est exprimée en Pascals.
• Comme l’humidité relative f est une valeur connue, l’équation présentée dans la section précédente est utilisée pour déterminer la pression de vapeur (ou pression partielle, Pp). Ensuite, identifiez votre pression absolue (Pabs) et calculez de manière itérative le rapport de mélange (MR) à l’aide de l’équation suivante,

• Enfin, déterminez la fraction de masse (MFw) de la vapeur d’eau en utilisant l’équation suivante,

Comment configurer votre modèle CFD

Pour cette démonstration, l’écoulement de deux cheminées est modélisé en régime permanent à l’aide d’Ansys CFX. L’air atmosphérique est également inclus, s’écoulant dans la direction positive de l’axe Y, comme le montre l’image ci-dessous. La vitesse, la température et l’humidité relative de l’air et de l’air provenant des cheminées sont spécifiées. Cela signifie que le modèle gère le transport des espèces.

Domaine fluide et lignes de courant colorées en fonction de l’humidité relative

La géométrie est créée dans Ansys SpaceClaim, et le maillage est créé dans Ansys Meshing en utilisant des éléments tétraédriques dans Workbench. Les étendues du domaine fluide ont été choisies arbitrairement et peuvent être ajustées en conséquence.

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