Calcul de la Pression de Vapeur Saturante
Comprendre le Calcul de la Pression de Vapeur Saturante
Vous êtes ingénieur en thermique des bâtiments et travaillez sur la conception d’un système de ventilation pour un petit immeuble de bureaux.
Le système doit être capable de gérer efficacement la température et l’humidité pour fournir un confort optimal aux occupants tout en étant énergétiquement efficace.
Une des étapes critiques de la conception implique le calcul de la pression de vapeur saturante de l’air à différentes températures pour s’assurer que la condensation ne se produise pas à l’intérieur des conduits de ventilation.
Pour comprendre le Calcul du point de rosée à l’intérieur du mur, cliquez sur le lien.
Données
- La température à l’intérieur du bâtiment est maintenue à 22°C durant la journée.
- Vous devez calculer la pression de vapeur saturante à cette température pour évaluer le risque de condensation.
- Utilisez la formule de Magnus-Tetens pour estimer cette pression, qui est une bonne approximation pour les calculs HVAC (Heating, Ventilation, and Air Conditioning).
Questions:
1. Calculer la pression de vapeur saturante à 22°C en utilisant la formule donnée.
2. Discutez brièvement de l’importance de connaître la pression de vapeur saturante dans la conception des systèmes de ventilation pour les bâtiments.
Correction : Calcul de la Pression de Vapeur Saturante
1. Calcul de la Pression de Vapeur Saturante à 22°C
Nous utilisons la formule de Magnus-Tetens pour calculer la pression de vapeur saturante. La formule est la suivante:
\[ E(T) = 0.61078 \times e^{\left(\frac{17.27 \times T}{T + 237.3}\right)} \]
où \(E(T)\) est la pression de vapeur saturante en kPa, et \(T\) est la température en degrés Celsius, ici \(T = 22^\circ C\).
Substitution et Calcul
- Substituons \(T\) par 22 dans la formule:
\[ E(22) = 0.61078 \times e^{\left(\frac{17.27 \times 22}{22 + 237.3}\right)} \]
- Calculons le dénominateur:
\[ = 22 + 237.3 \] \[ = 259.3 \]
- Calculons le numérateur:
\[ = 17.27 \times 22 \] \[ = 379.94 \]
- Calculons le quotient:
\[ = \frac{379.94}{259.3} \] \[ \approx 1.465 \]
- Calculons maintenant l’exponentielle:
\[ e^{1.465} \approx 4.330
\] (valeur obtenue en utilisant une calculatrice scientifique ou un logiciel).
Multiplions enfin par 0.61078:
\[ E(22) = 0.61078 \times 4.330 \] \[ E(22) \approx 2.644 \text{ kPa} \]
Résultat:
La pression de vapeur saturante à une température de 22°C est d’environ 2.644 kPa.
2. Discussion sur l’Importance de la Pression de Vapeur Saturante
Connaître la pression de vapeur saturante dans la conception des systèmes de ventilation est crucial pour plusieurs raisons :
- Prévention de la condensation :
Si la pression partielle de la vapeur d’eau dans l’air dépasse la pression de vapeur saturante, la condensation peut se produire, ce qui peut mener à des problèmes de moisissure, de corrosion, et d’autres dommages structurels.
- Confort thermique :
La gestion de l’humidité est essentielle pour le confort thermique des occupants. Une humidité trop élevée ou trop basse peut affecter négativement le bien-être et la santé.
- Efficacité énergétique :
Un système de ventilation conçu en tenant compte de la pression de vapeur saturante peut fonctionner plus efficacement, en réduisant les coûts d’exploitation et en améliorant la performance énergétique du bâtiment.
Calcul de la Pression de Vapeur Saturante
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