エンタルピー-エントロピーチャート

エンタルピー-エントロピー図は、 H - S図またはモリエル線図とも呼ばれ、全熱量をエントロピーに対してプロットし、^[1]熱力学系のエンタルピーを表します。^[2]典型的な図では、圧力範囲は0.01～1000 bar 、温度は摂氏 800度までです。^[3]この図では、内部エネルギー、圧力、体積の関係を使用してエンタルピーを示します（または、比エンタルピー、比エントロピー、比容積の観点から、）。 $H$ $U$ $p$ $V$ $H=U+pV\,\!$ $h=u+pv\!$

歴史

この図は1904年にリチャード・モリアーが全熱量^[4] $H$ とエントロピー $S$ ^[5]^[1]をプロットしたときに作成された。

1923年にロサンゼルスで開催された熱力学会議では、彼に敬意を表して、エンタルピーを軸の1つとして使用する熱力学図を「モリエル図」と名付けることが決定されました。^[6]

詳細

この図には、定圧、定温、定体積の線が描かれており、二相領域では定圧と定温の線が一致する。^[7] したがって、図上の座標はエントロピーと熱を表す。^[8]

蒸気サイクルの過程で行われる仕事はh $の$ 長さで表されるため直接測定できますが、T-s図では熱力学的特性間の熱力学的関係を使用して計算する必要があります。^[1]

等圧過程では圧力は一定に保たれるため、熱相互作用はエンタルピーの変化となる。^[2]

等エンタルピー過程においては、エンタルピーは一定である。^[2]図中の水平線は等エンタルピー過程を表す。

h-sチャートの垂直線は、等エントロピー過程を表します。ランキンサイクルの 3-4 の過程は、蒸気タービンが理想的なものであるとすれば、等エントロピー過程です。したがって、プロセスが理想的であると考えられる場合 (エンタルピー、エントロピーなどを計算する場合は通常、理想的です)、タービンの膨張過程は h-s チャートを使用して簡単に計算できます。その後、理想値からの偏差と、使用する蒸気タービンの等エントロピー効率を考慮して計算できます。

湿潤領域には一定の乾き度（x ）の線（品質とも呼ばれる）が描かれ、過熱領域には一定の温度の線が描かれます。^[3] xは湿潤領域における気体物質の割合（質量）を示し、残りはコロイド液滴です。太い線より上では温度が沸点を超えており、乾燥（過熱）物質はガスのみになります。

一般に、このようなチャートは比容積の値を示しておらず、火力発電所の凝縮器で経験されるような圧力での飽和水のエンタルピーも示していません。^[3]したがって、このチャートは蒸気サイクルの膨張過程におけるエンタルピーの変化にのみ役立ちます。^[3]

アプリケーションと使用方法

これは麦芽製造などの実際の用途で穀物・空気・水分のシステムを表現するために使用することができます。 ^[9]

モリエル線図の基礎となる特性データは、湿度線図と同一です。一見すると、線図の類似性はほとんどないように見えるかもしれませんが、線図を 90 度回転させて鏡で見ると、類似性が明らかになります。モリエル線図の座標は、エンタルピーhと湿度比xです。エンタルピー座標は歪んでおり、一定のエンタルピー線は平行で等間隔です。

参照

参考文献

^ abc RK Rajput (2009)、エンジニアリング熱力学、Infinity Science Series / Engineering series (第3版)、Jones & Bartlett Learning、p. 77、ISBN 978-1-934015-14-8、 2010年6月25日閲覧
^ abc YVC Rao (2004)、熱力学入門、Universities Press、p. 70、ISBN 978-81-7371-461-0、 2010年6月25日閲覧
^ abcd TD Eastop、A. Mcconkey（1993年3月15日）、工学技術者のための応用熱力学（第5版）、ロングマン、ISBN 978-0-582-09193-1
^ 「全熱」は「エンタルピー」と同義語として使われており、この用語は 1904 年以降に造られ、1920 年代頃から広く使われるようになった。
^ モリエ、R. (1904 年 2 月 20 日)。「Neue Diagramme zur technischen Wärmelehre」[工学熱力学の新しい図表]。Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (ドイツ語)。48 (8): 271–275。
^
参照:
- モリエ、R. (1923 年 9 月 8 日)。「Ein neues Diagramm für Dampfluftgemische」[水蒸気と空気の混合物の新しい図]。Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (ドイツ語)。67 : 869–872。
- 英語訳: Mollier, Richard (1923 年 12 月)。「水蒸気と空気の混合物に関する新しい図」。機械工学。45 : 703–705。
^ YVC ラオ (2001)、熱力学、大学出版局、p. 113、ISBN 978-81-7371-388-0、 2010年6月25日閲覧
^ Robert CH Heck (2008)、蒸気機関とタービン - 工学部向け教科書、Read Books、ISBN 978-1-4437-3134-8、 2010年6月25日閲覧
^ デニス・エドワード・ブリッグス（1998）、モルトとモルティング、シュプリンガー、p.499、ISBN 978-0-412-29800-4、 2010年6月25日閲覧

[n1-1] RK Rajput (2009)、エンジニアリング熱力学、Infinity Science Series / Engineering series (第3版)、Jones & Bartlett Learning、p. 77、ISBN 978-1-934015-14-8、 2010年6月25日閲覧

[rao-2] YVC Rao (2004)、熱力学入門、Universities Press、p. 70、ISBN 978-81-7371-461-0、 2010年6月25日閲覧

[east-3] TD Eastop、A. Mcconkey（1993年3月15日）、工学技術者のための応用熱力学（第5版）、ロングマン、ISBN 978-0-582-09193-1

[4] 「全熱」は「エンタルピー」と同義語として使われており、この用語は 1904 年以降に造られ、1920 年代頃から広く使われるようになった。

[5] モリエ、R. (1904 年 2 月 20 日)。「Neue Diagramme zur technischen Wärmelehre」[工学熱力学の新しい図表]。Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (ドイツ語)。48 (8): 271–275。

[6] 参照:
モリエ、R. (1923 年 9 月 8 日)。「Ein neues Diagramm für Dampfluftgemische」[水蒸気と空気の混合物の新しい図]。Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (ドイツ語)。67 : 869–872。

英語訳: Mollier, Richard (1923 年 12 月)。「水蒸気と空気の混合物に関する新しい図」。機械工学。45 : 703–705。

[7] モリエ、R. (1923 年 9 月 8 日)。「Ein neues Diagramm für Dampfluftgemische」[水蒸気と空気の混合物の新しい図]。Zeitschrift des Vereines Deutscher Ingenieure (ドイツ語)。67 : 869–872。

[8] 英語訳: Mollier, Richard (1923 年 12 月)。「水蒸気と空気の混合物に関する新しい図」。機械工学。45 : 703–705。

[7] YVC ラオ (2001)、熱力学、大学出版局、p. 113、ISBN 978-81-7371-388-0、 2010年6月25日閲覧

[steam-8] Robert CH Heck (2008)、蒸気機関とタービン - 工学部向け教科書、Read Books、ISBN 978-1-4437-3134-8、 2010年6月25日閲覧

[9] デニス・エドワード・ブリッグス（1998）、モルトとモルティング、シュプリンガー、p.499、ISBN 978-0-412-29800-4、 2010年6月25日閲覧