Penjenuhan Adiabatik dan Temperatur Wet-Bulb

Sangat sulit untuk mengukur kelembaban relatif dan rasio kelembaban secara langsung dengan akurat. Materi ini memberikan dua metode tidak langsung untuk menentukan kuantitas – kuantitas ini secara akurat.

Perhatikan sebuah saluran berinsulasi yang relatif panjang, yang ditunjukkan dalam Gbr. 12-2; udara dengan kelembaban relatif yang tidak diketahui masuk, uap ditambahkanke dalam udara oleh kolam air dan udara jenuh keluar. Proses ini tidak melibatkan perpindahan kalor karena saluran terinsulasi dan dengan demikian disebut proses penjenuhan adiabatik. Temperatur keluarnya adalah temperatur jenuh adiabatik. Kita akan mencaari ekspresi untuk rasio kelembabannya. Anggaplah bahwa air cari yang ditambahkan memiliki temperatur T₂. Penyeimbangan energi pada volume kontrol ini, dengan mengabaikan perubahan – perubahan energi kinetik dan potensial, dilakukan dengan memperhatikan komponen – komponen udara kering dan uap air. Dengan   kita memiliki

ṁ_v1h_v1 + ṁ_a1h_a1 + ṁ_f2h_f2 = ṁ_a2h_a2 + ṁ_v2h_v2

tapi dari kekekalan massa untuk udara kering dan uap air,

ṁ_a1 = ṁ_a2 = ṁ_a       ṁ_v1 + ṁ_f = ṁ_v2

dengan menggunakan definisi dari ɷ dalam      , persamaan – persamaan di atas memungkinkan kita untuk menuliskan

ṁ_aɷ₁ + ṁ_f = ɷ₂ ṁ_a

dengan memasukkan ini ke dalam rumus pertama, dihasilkan, dengan menggunakan h_v = h_g,

ṁ_aɷ₁h_g1 + ṁ_ah_a1 + (ɷ₂ - ɷ₁) ṁ_ah_f2 = ṁ_ah_a2 + ɷ₂ ṁ_ah_g2

pada keadan 2 kita tahu bahwa ф₂ = 1,0 dan dengan menggunakan ,

Jadi,   ṁ_aɷ₁h_g1 + ṁ_ah_a1 + (ɷ₂ - ɷ₁) ṁ_ah_f2 = ṁ_ah_a2 + ɷ₂ ṁ_ah_g2   menjadi

 

Di mana h_a2 – h_a1 = C_P (T₂ – T₁) untuk udara kering dan h_fg2 = h_g2-h_f2. Oleh karena itu, jika kita mengukue temperatur T₂ dan T₁ dari tekanan total P kita dapat menentukan ɷ₂ dari    di mana kuantitas – kuantitas sisanya dalam      diberikan dalam Apendiks C.

Karena T₂ jauh lebih kecil dari T₁, aparatus yan digambarkan dalam Gbr. 12-2 dapat digunakan untuk mendinginkan aliran udara. Ini dilakukan dalam iklim – iklim yang relatif kering sehingga T₂ berkurang tapi biasanya tidak sampai temperatur jenuh. Alat semacam ini seringkali disebut sebagai “pendingin rawa”. Sebuah kipas yang meniup udara melalui sederetan sumbu yang berdiri di air cukup efektif untuk mendinginkan udara berkelembaban rendah.

Menggunakan alat dalam gambar 12-2 untuk memperoleh temperatur jenuh adiabati merupakan proses yang cukup rumit. Pendekatan yang lebih sederhana adalah membungkus bulb dari sebuah termometer dengan sumbu kapas yang dijenuhkan dengan air dan kemudian meniupkan udara ke sumbu tersebut atau memutar – mutarkan termometer tersebut di udara hingga temperaturnya mencapai nilai yang stabil. Temperatur wet-bulb T_w.b ini dan temperatur jenuh adiabatik pada intinya adalah sama untuk air jika tekanannya kira – kira atmosfer.

Sumber: Potter, Merle C dan Somerton, Craig W. 2008. Termodinamika Teknik. Erlangga: Jakarta.