Влажности единица измерения: Расчёт влажности в различных единицах измерения

Содержание

Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета

Измерение влажности

 

Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве. 

Что такое влажность воздуха

 

Существуют несколько единиц измерения относительной влажности воздуха. 
1. Абсолютная влажность — это количество воды в единице объёма воздуха, А(г/м3). 
2. Для определения второй единицы измерения нужно внимательно посмотреть на рисунок, отображающий движение молекул воды в закрытом сосуде, залитом до определённого уровня водой. Через некоторое время в этом сосуде два процесса: испарения и конденсации молекул воды выровняются и мы получим насыщенный водяной пар, который создаёт давление на стенки сосуда равное давлению насыщенного водяного пара, Ps(Ра). В воздухе всегда присутствуют молекулы воды, но их концентрация ниже, чем над водной поверхностью. Они так же, как и другие молекулы воздуха создают давление. Это давление, создаваемое именно молекулами воды, называется парциальным давлением водяного пара, P(Па). Отношение парциального давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха:

Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится. 

3. Из второй единицы измерения следует третья. Если в замкнутом объёме с определённой влажностью уменьшать температуру, то будет увеличиваться относительная влажность воздуха. При определённой температуре относительная влажность станет равной 100 %. Эта температура называется температурой точки росы. Для отрицательных температур существует своя точка росы — точка инея. Само определение подсказывает один из способов определения влажности воздуха в некотором объёме. Нужно медленно охлаждать какой-то предмет, контролируя его температуру. Температура, при которой на предмете возникнет водяная плёнка сконденсировавшихся молекул воды, будет равна температуре точки росы в данном объёме. 

Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:

 

Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)

Таблица 1.  

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi,Па

-50

6,453

3,924

-33

38,38

27,65

-16

176,37

150,58

-49

7,225

4,438

-32

42,26

30,76

-15

191,59

165,22

-48

8,082

5,013

-31

46,50

34,18

-14

207,98

181,14

-47

9,030

5,657

-30

51,11

37,94

-13

225,61

198,45

-46

10,08

6,38

-29

56,13

42,09

-12

244,56

217,27

-45

11,24

7,18

-28

61,59

46,65

-11

264,93

237,71

-44

12,52

8,08

-27

67,53

51,66

-10

286,79

259,89

-43

13,93

9,08

-26

73,97

57,16

-9

310,25

283,94

-42

15,48

10,19

-25

80,97

63,20

-8

335,41

310,02

-41

17,19

11,43

-24

88,56

69,81

-7

362,37

338,26

-40

19,07

12,81

-23

96,78

77,06

-6

391,25

368,84

-39

21,13

14,34

-22

105,69

85,00

-5

422,15

401,92

-38

23,40

16,03

-21

115,32

93,67

-4

455,21

437,68

-37

25,88

17,91

-20

125,74

103,16

-3

490,55

476,32

-36

28,60

19,99

-19

136,99

113,52

-2

528,31

518,05

-35

31,57

22,30

-18

149,14

124,82

-1

568,62

563,09

-34

34,83

24,84

-17

162,24

137,15

0

611,65

611,66

 

Значения давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Рsw) 

Таблица 2.  

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

0

611,65

26

3364,5

52

13629,5

78

43684,4

1

657,5

27

3568,7

53

14310,3

79

45507,1

2

706,4

28

3783,7

54

15020,0

80

47393,4

3

758,5

29

4009,8

55

15759,6

81

49344,8

4

814,0

30

4247,6

56

16530,0

82

51363,3

5

873,1

31

4497,5

57

17332,4

83

53450,5

6

935,9

32

4760,1

58

18167,8

84

55608,3

7

1002,6

33

5036,0

59

19037,3

85

57838,6

8

1073,5

34

5325,6

60

19942,0

86

60143,3

9

1148,8

35

5629,5

61

20883,1

87

62524,2

10

1228,7

36

5948,3

62

21861,6

88

64983,4

11

1313,5

37

6282,6

63

22878,9

89

67522,9

12

1403,4

38

6633,1

64

23936,1

90

70144,7

13

1498,7

39

7000,4

65

25034,6

91

72850,8

14

1599,6

40

7385,1

66

26175,4

92

75643,4

15

1706,4

41

7787,9

67

27360,1

93

78524,6

16

1819,4

42

8209,5

68

28589,9

94

81496,5

17

1939,0

43

8650,7

69

29866,2

95

84561,4

18

2065,4

44

9112,1

70

31190,3

96

87721,5

19

2198,9

45

9594,6

71

32563,8

97

90979,0

20

2340,0

46

10098,9

72

33988,0

98

94336,4

21

2488,9

47

10625,8

73

35464,5

99

97795,8

22

2646,0

48

11176,2

74

36994,7

100

101359,8

23

2811,7

49

11750,9

75

38580,2

 

 

24

2986,4

50

12350,7

76

40222,5

 

 

25

3170,6

51

12976,6

77

41923,4

 

 

 

Относительная влажность при отрицательной температуре Ψi

поправочный коэффициент k = psw / psi. 

Значения поправочного коэффициента «k» при различной температуре:

Таблица 3.  

Т,⁰С

0

-10

-20

-30

-40

0

1

1,104

1,219

1,347

1,489

-1

1,01

1,115

1,231

1,361

1,504

-2

1,02

1,126

1,243

1,374

1,519

-3

-1,03

1,137

1,256

1,388

1,534

-4

1,04

1,148

1,269

1,402

1,549

-5

1,05

1,16

1,281

1,416

1,565

-6

1,061

1,171

1,294

1,43

1,58

-7

1,071

1,183

1,307

1,445

1,596

-8

1,082

1,195

1,32

1,459

1,612

-9

1,093

1,207

1,334

1,474

1,628

 

Значения абсолютной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при различной температуре

Таблица 4.

 

Примеры расчёта относительной влажности и точки росы

Пример 1. 

Задача. Относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 55%. Определить точку росы воздуха. 

Решение. Из Таблицы 2. давление насыщенного водяного пара при температуре 20⁰С равно 2340 Па. Определяем парциальное давление водяного пара в воздухе: 

p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Па 

Из Таблицы 2.находим температуру: 10,5⁰С. 

Пример 1. 

Задача. Параметры воздуха снаружи: Т = -10⁰С, Ψ=100%; в помещении: Т = 20⁰С. Чему равна отн. влажность в помещении? 

Решение. Из Таблицы 2. находим значение давления насыщенного водяного пара Рsн при температуре -10⁰С. Это давление равно парциальному давлению водяного пара в помещении. Из Таблицы 2. находим, чему равно давление насыщенного водяного пара Psп при 20⁰С в помещении. 

Ψп = Рsн / Psп х 100%
Ψп = 286/ 2340 х 100 % = 12,2%

Сенсоры для измерения влажности воздуха


Для определения влажности воздуха существуют как прямые, так и косвенные методы. Из прямых можно привести метод определения температуры точки росы по конденсации на зеркале. Это очень точный метод, позволяющий измерять малые значения влажности. Однако сами приборы — достаточно дорогие. Метод требует времени и неприспособлен для контроля быстрых процессов. В основном его используют в лабораториях для определения влажности сухих газов. 


Существует также спектрометрический метод прямого подсчёта молекул воды в воздухе. Но он также не подходит для промышленного применения. Наиболее популярным методом измерения является психрометрический, по разнице показаний сухого и влажного термометров. Но этот метод требует чётко задаваемой постоянной скорости обдува влажного термометра. Большинство же психрометров просто крепятся на стене и верить им, конечно же, нельзя. И из-за неконтролируемой скорости обдува и из-за недостоверного измерения температуры воздуха. 

Беда в том, что люди привыкли к этим приборам и ссылаются на их показания, как единственно верные. 

Для производства электронных датчиков и измерителей относительной влажности чаще всего используют емкостные полимерные чувствительные элементы. Данные сенсоры представляют собой подложку с нанесённым нижним металлическим слоем, слой полимера, легко адсорбирующего влагу, верхний пористый слой металлизации. При изменении влажности меняется как толщина полимера, так и его диэлектрические параметры, что приводит к изменению ёмкости сенсора. В последнее время внимание к этим сенсорам сильно выросло, так как появилась возможность создания датчиков с цифровым выходом с уже откалиброванным выходным сигналом. 

Особенности применения измерителей влажности воздуха с емкостным чувствительным элементом

 

К сожалению, емкостные чувствительные элементы реагируют не только на влажность, но и на большинство неинертных газов, что приводит к дополнительной погрешности, а часто и к полной деградации сенсора. При длительном нахождении сенсора при высокой влажности его необходимо просушить при повышенной температуре по методике, предоставляемой изготовителем. Полимер не может работать при высокой температуре, ограничивая диапазон использования измерителя. Нельзя допускать конденсации влаги на чувствительном элементе, так как это приведёт к коррозии тонкоплёночной структуры сенсора. Сенсор необходимо защищать от воздействия солнечных лучей, касания руками, различных загрязнений. Именно сенсор влажности определяет технические параметры и срок службы измерителя влажности. Поэтому так важно, чтобы сенсоры были взаимозаменяемы. Именно поэтому межповерочный интервал для измерителей влажности равен всего 1-му году. Лучшее значение абсолютной погрешности для измерителя влажности промышленного применения на сегодня, это — ±2,0%. 

Необходимо помнить, что относительная влажность воздуха по определению очень сильно зависит от температуры. Колебания температуры воздуха по объёму помещения в ±1⁰С могут приводить к колебаниям относительной влажности в ±5% и более. Если зимой ваш электронный гигрометр показывает отн. влажность в 7%, а психрометр – 30%, то это отнюдь не означает, что гигрометр сломался. Так и есть. Просто снимите со стены психрометр и положите подальше в шкаф. 

Директор НПК «Рэлсиб» Игорь Ландочкин

Влажность воздуха. Единицы измерения. Влияние на работу авиации.

 

Вода является веществом, которое может при одной и той же температуре одновременно находиться в различных агрегатных состояниях: газообразном (водяной пар), жидком (вода), твердом (лёд). Эти состояния и называют иногда фазовым состоянием воды.

При определенных условиях вода из одного (фазового) состояния может переходить в другое. Так водяной пар может перейти в жидкое состояние (процесс конденсации), или, минуя жидкую фазу, перейти в твердое состояние – лёд (процесс сублимации). В свою очередь вода и лёд могут перейти в газообразное состояние – водяной пар (процесс испарения).

Под влажностью понимается одно из фазовых состояний – содержащийся в воздухе водяной пар.

Он поступает в атмосферу путем испарения с водных поверхностей, почвы, снега, растительного покрова.

В результате испарения часть воды переходит в газообразное состояние, образуя над испаряющей поверхностью слой пара. Этот пар воздушными потоками переносится в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Процесс испарения продолжается до тех пор, пока над испаряющей поверхностью количество водяного пара не достигнет полного насыщения, то есть максимального количества возможного в данном объёме при неизменных давлении и температуре воздуха.

Количество водяного пара, находящегося в воздухе, характеризуют следующие единицы:

Упругость водяного пара. Как и всякий другой газ, водяной пар имеет собственную упругость и оказывает давление, которое измеряется в мм.рт.ст или гПа. Количество водяного пара в этих единицах обозначается: фактическое – е, насыщающее — Е. На метеостанциях путем измерения упругости в гПа производят наблюдения за влажностью водяного пара.

Абсолютная влажность. Представляет собой количество водяного пара в граммах, содержащихся в одном кубическом метре воздуха (г/ ). Буквой а – обозначается фактическое количество, буквой А – насыщающее пространство. Абсолютная влажность по своей величине близка к упругости водяного пара, выражаемой в мм рт ст, но не в гПа, при температуре 16,5 С е и а равны между собой.

Удельная влажность представляет собой количество водяного пара в граммах, содержащихся в одном килограмме воздуха (г/кг). Буквой q —обозначается фактическое количество, буквой Q —насыщающее пространство. Удельная влажность является удобной величиной для теоретических расчетов, так как она не меняется при нагревании, охлаждении, сжатии и расширении воздуха (если только при этом не происходит конденсация воздуха). Величина удельной влажности применяется для всевозможных расчетов.

Относительная влажность представляет собой процентное отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к тому количеству, которое насыщало бы данное пространство при одной и той же температуре.

Относительная влажность обозначается буквой r. Согласно определению

r=e/E*100%

Количество водяного пара, насыщающего пространство, может быть различным, и зависит от того, сколько молекул пара может вылететь из испаряющейся поверхности.

Насыщение воздуха водяным паром зависит от температуры воздуха, чем выше температура, тем больше количество водяного пара, и чем ниже температура, тем оно меньше.

 

Точка росы – это температура, до которой надо охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг полного насыщения (при r = 100%). Разность между температурой воздуха и температурой точки росы (Т-Тd) называется дефицитом точки росы.

Он показывает насколько надо охладить воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения.

При малом дефиците насыщение воздуха происходит значительно быстрее, чем при большом дефиците насыщения.

Количество водяного пара зависит так же от агрегатного состояния испаряющей поверхности, от её кривизны.

При одной и той же температуре количество насыщающего пара бывает больше над одной и меньшим надо льдом ( лёд имеет прочные молекулы).

При одной и той же температуре количество пара будет большим над выпуклой поверхностью (поверхность капель), чем над ровной испаряющей поверхностью.

Все эти факторы играют большую роль в процессе образования туманов, облаков и осадков. Понижение температуры приводит к насыщению имеющегося в воздухе водяного пара, а затем и к конденсации этого пара.

Влажность воздуха оказывает существенное влияние на характер погоды, определяя условия полёта. Наличие водяного пара приводит к образованию тумана, дымки, облачности, усложняющие полёт грозы, ледяной дождь.

 


Узнать еще:

Метеорологические величины — Моряк

Температура (воздуха, почвы, воды) – это характеристика теплового состояния тела, мера нагретости тела.

Воздух, как и всякое тело, всегда имеет температуру, отличную от абсолютного нуля. Температура воздуха в каждой точке атмосферы непрерывно изменяется; в разных местах Земли в одно и то же время она также различна. У земной поверхности температура воздуха варьирует в довольно широких пределах: крайние ее значения, наблюдавшиеся до сих пор, немного ниже +60 °С (в тропических пустынях) и около —90 °С (на материке Антарктиды).

С высотой температура воздуха изменяется в разных слоях и в разных случаях по-разному. В среднем она сначала понижается до высоты 10—15 км, затем растет до 50—60 км, потом снова падает и т. д.

Температура воздуха, а также почвы и воды в системе СИ выражается в градусах международной температурной шкалы, или шкалы Цельсия (°С), общепринятой в физических измерениях. Нуль этой шкалы приходится на температуру, при которой тает лед, а 100°С—на температуру кипения воды (то и другое при давлении 1013 гПа).

Наряду со шкалой Цельсия широко распространена (особенно в теории) абсолютная шкала температуры (шкала Кельвина). Нуль этой шкалы отвечает полному прекращению движения молекул, т.е. самой низкой температуре. По шкале Цельсия это будет –273,1°С. Единица абсолютной шкалы, называемая Кельвином, равна единице шкалы Цельсия: 1К = 1°С. По абсолютной шкале температура может быть только положительной, т.е. выше абсолютного нуля. В формулах температура по абсолютной шкале обозначается через Т, а температура по Цельсию – через t.

Для перехода от температуры по Цельсию к температуре по Кельвину используется формула:

ТК = t°С+273,1

Еще одна температурная шкала, которая применяется, в частности, в США ,предложенная Г. Фаренгейтом в 1724, – шкала Фаренгейта, 1 градус которой (1 °F) равен 1/180 разности температур кипения воды и таяния льда, а точка таяния льда имеет температуру +32°F. Температура по шкале Фаренгейта связана с температурой по шкале Цельсия (t °С) соотношением

t °С = 5/9 (t°F-32),

Таким образом, градус Фаренгейта почти вдвое меньше градуса стоградусной шкалы и нули у этих шкал не совпадают. Нуль по шкале Фаренгейта соответствует температуре -17.8° по стоградусной шкале

Давление – сила гидростатического давления воздуха. приходящаяся на единицу площади.

Атмосферное давление измеряется весом вышерасположенного столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности. Общая масса атмосферы, которой она давит на поверхность Земли, составляет 5,15*1015 т.

Со времен Торичелли (ХУ11) давление воздуха измеряют высотой ртутного столба в миллиметрах или дюймах, когда в практику стали вводиться различные расчетные методы анализа и прогноза состояния атмосферы, оказалось, что линейная мера – миллиметры. не связанная с физической сущностью давления как силы, крайне неудобна. Поэтому в 20-х гг. норвежским метеорологом В.Бьеркенсом была предложена новая единица для измерения атмосферного давления – миллибар (мбар). Миллибар – это единица атмосферного давления, равная 1000 дин на 1 см2 (1 дин – сила, которая сообщает массе в 1 г ускорение движения в 1 см/с2).

В миллибарах нормальное давление (среднее давление на уровне моря на широте 45° при температуре воздуха 0°С) составляет 1013,25 мбар или 760 мм рт.ст., а за стандартное давление принимается 1000 мбар или 750 мм.рт.ст.

В настоящее время в системе единиц (СИ) давление измеряют в Паскалях (Па). Паскаль – давление, вызываемое силой в 1 Н, равномерно распределенное по площади 1 м2, 100 Па = 1гПа. Один гектопаскаль численно равен одному миллибару.

Единицы измерения давления: гПа, мб, мм.рт.ст.

[P] = [H/m] = [Па],

1гПа = 100Па = 1мб

1мм.рт.ст. = 4/3 =1 ,333 гПа

1гПа = ¾ = 0,75мм.рт.ст

Влажность воздуха

Одной из составляющих воздуха атмосферы является пар. Его большее или меньшее количество в воздухе определяет влажность или сухость климата, условия жизни человека и роста растений.

Поглощая большую часть собственного излучения земли и передавая часть полученного тепла подстилающей поверхности, образуя встречное излучение, водяной пар уменьшает интенсивность охлаждения подстилающей поверхности, когда нет поступления солнечной радиации. Следовательно, чем больше содержится водяных паров в атмосфере, тем медленнее понижается температура подстилающей поверхности, а отсюда и окружающего воздуха после захода солнца. А так как повышенная влажность воздуха, как правило, наблюдается при приближении теплого фронта или циклона, то повышение температуры воздуха вечером является одним из признаков ухудшения погоды.

Конденсация водяного г ара на наземных предметах приводит к образованию росы, инея. изморози и т.п. Конденсация водяного пара в приземном слое атмосферы приводит к образованию туманов, которые значительно ухудшают видимость. Конденсация водяного пара в свободной атмосфере приводит к образованию различных форм облаков и осадков. Конденсация и испарение сопровождается выделением и поглощением большого количества тепла, и это еще увеличивает роль пара в энергетике и термодинамике атмосферы.

Атмосферный воздух, особенно в нижних слоях, всегда содержит некоторое количество водяного пара. При определенной температуре, которая зависит от количества водяного пара, водяной пар в воздухе может достичь насыщения. В этом случае воздух называют насыщенным.

Для характеристики влажности воздуха применяют несколько величин, отражающих:

  1. 1.             абсолютное содержание водяного пара в воздухе (упругость, абсолютная, удельная влажность),
  2. 2.             степень близости водяного пара к состоянию насыщения (относительная влажность, дефицит влажности, точка росы).

1.         Водяной пар, как всякий газ, обладает упругостью (давлением). Упругость пара (е), Па меньше упругости насыщения (Е). Чем больше разность Е – е, тем суше воздух и интенсивнее испарение.

Абсолютная влажность (а) – масса водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха, кг/м3.

Соотношение между абсолютной влажностью и упругостью водяного пара следующее:

а =2,17*10-3 е/Т,

где а – абсолютная влажность, кг/ы3; е – упругость водяного пара, Па;

Т – температура воздуха, К

Удельная влажность (q) – масса водяного пара, содержащегося в единице массы влажного воздуха, г/кг:

q=622e/P,

где Р- давление воздуха, Па; е – упругость водяного пара, Па.

2.         Ощущение сухости или сырости воздуха связано не с абсолютным влагосодержанием (упругостью, абсолютной или удельной влажностью), а с тем, насколько водяной пар близок к насыщению, и характеризуется дефицитом влажности и относительной влажностью.

Дефицит влажности(d), гПа – это разность между упругостью насыщения (Е) при данной температуре и упругостью водяного пара (е), содержащегося в воздухе;

d = Е – е

Относительная влажность (r), % – отношение массы водяного пара, содержащегося в воздухе к массе водяных паров, необходимых для насыщения воздуха при данной температуре

r=e/E*100

Если количество водяного пара остается тем же, а температура воздуха увеличивается, то относительная влажность уменьшается. Когда температура воздуха понижается, то при неизменном количестве водяного пара в воздухе относительная влажность увеличивается.

Каждому значению температуры воздуха соответствует вполне определенное количество водяных паров, которые будут насыщать воздух, причем чем ниже температура, тем меньшее количество водяных паров требуется для его насыщения.

Если содержащий водяной пар воздух начнет охлаждаться, то при некоторой температуре он окажется насыщенным водяными парами и при дальнейшем охлаждении излишек водяных паров будет конденсироваться или сублимироваться.

Температура, до которой нужно охладить воздух при постоянном давлении, чтобы водяной пар, содержащийся в нем, достиг состояний насыщения, называется точкой росы и обозначается греческой буквой τ. Точка росы – важная и удобная характеристика влагосодержания воздуха. В частности, по ней легко судить о вероятности образования тумана. При насыщенном воздухе она совпадает с температурой воздуха, во всех остальных случаях – ниже.

Ветер

В зависимости от распределения атмосферного давления воздух постоянно перемещается в горизонтальном направлении. Это горизонтальное перемещение называется ветром. Скорость и направление ветра все время меняются. Средние скорости ветра у земной поверхности близки к 5—10 м/с. Но иногда, в сильных атмосферных вихрях, скорости ветра у земной поверхности могут достигать и превышать 50 м/с. В высоких слоях атмосферы, в так называемых струйных течениях, регулярно наблюдаются скорости ветра до 100 м/с и более.

К горизонтальному переносу воздуха присоединяются и вертикальные составляющие. Они обычно малы по сравнению с горизонтальным переносом, порядка сантиметров или десятых долей сантиметра в секунду. Только в особых условиях, при так называемой конвекции, в небольших участках атмосферы вертикальные составляющие скорости движения воздуха могут достигать нескольких метров в секунду.

Ветер всегда обладает турбулентностью. Это значит, что отдельные количества воздуха в потоке ветра перемещаются не по параллельным путям. В воздухе возникают многочисленные беспорядочно движущиеся вихри и струи разных размеров. Отдельные количества воздуха, увлекаемые этими вихрями и струями, так называемые элементы турбулентности, движутся по всем направлениям, в том числе и перпендикулярно к общему или среднему направлению ветра и даже против него. Эти элементы турбулентности—не молекулы, а крупные объемы воздуха, линейные размеры которых измеряются сантиметрами, метрами, десятками метров. Таким образом, на общий перенос воздуха в определенном направлении и с определенной скоростью налагается система хаотических, беспорядочных движений отдельных элементов турбулентности по сложным переплетающимся траекториям.

Турбулентный характер движения воздуха можно хорошо видеть, наблюдая за падением снежинок при ветре. Снежинки падают не вертикально вниз и не под одним и тем же углом к вертикали. Они беспорядочно пляшут в воздухе, то взлетая вверх, то опускаясь, описывая сложные петли. Это объясняется именно тем, что снежинки участвуют в движении элементов турбулентности, тем самым делая это движение видимым. Турбулентный характер ветра обнаруживается и при наблюдениях над распространением дыма в атмосфере.

Характеристики ветра – скорость и направление.

Скорость ветра. Измеряется в м/с и км/ч, узлы и баллы шкалы Бофорта..

1м/с = 3,6 км/ч

1 узел = 1 морская миля/час = 0,51 м/с

Направление ветра  – направление, откуда дует ветер. Выражается в румбах горизонта или угловых градусах.

Облачность В атмосфере в результате конденсации водяного пара образуются скопления продуктов конденсации — капель и кристаллов. Их называют облаками. Облачные элементы—капли и кристаллы—настолько малы, что они уравновешиваются силой трения. Установившаяся скорость падения капель в неподвижном воздухе равна нескольким долям сантиметра в секунду, а падения кристаллов—еще меньше. При наличии турбулентного движения малые капли и кристаллы длительное время остаются во взвешенном состоянии—несколько смещаются то вниз, то вверх.

Облака переносятся воздушными течениями. Если относительная влажность воздуха уменьшается, то облака испаряются. При определенных условиях часть облачных элементов укрупняется настолько, что выпадает из облака в виде осадков. Таким путем вода возвращается из атмосферы на земную поверхность.

При конденсации непосредственно у земной поверхности образующиеся скопления продуктов конденсации называют туманами. Принципиальной разницы в строении облаков и туманов нет. В горах возможны такие случаи, когда облако возникает на самом горном склоне. Для наблюдателя, смотрящего снизу, из долины, явление представится облаком; для наблюдателя на самом склоне—туманом. Облака существуют иногда очень короткое время. Например, время существования отдельного кучевого облака может исчисляться 10—15 мин. Но даже когда облако существует длительное время, это не означает, что оно находится в неизменном состоянии. В действительности элементы облака постоянно испаряются и возникают заново. Длительно существует определенный процесс облакообразования; облако же является только видимой в данный момент частью общей массы воды, вовлекаемой в этот процесс. Это особенно заметно при образовании облаков над горами. При непрерывном перетекании воздуха через гору он адиабатически охлаждается при подъеме настолько, что на некоторой высоте возникают облака. Эти облака кажутся неподвижно привязанными к гребню хребта. Но в действительности они перемещаются вместе с воздухом и все время испаряются в передней части, где перетекающий воздух начинает опускаться, и заново образуются в тыловой части из водяного пара, поступающего с поднимающимся воздухом.

Взвешенность облаков также обманчива. Если облако не меняет своей высоты, то это еще не означает, что составляющие его элементы не выпадают. Капли в облаке могут опускаться, но, достигая нижней границы облака, они переходят в ненасыщенный воздух и здесь испаряются. В результате облако будет казаться длительно находящимся на одном уровне.

Метеорологическая дальность видимости

Отдаленные предметы видны хуже, чем близкие, не только потому, что уменьшаются их видимые размеры. Даже и очень большие предметы на том или ином расстоянии от наблюдателя становятся плохо различимыми вследствие мутности атмосферы, сквозь которую они видны. Эта мутность обусловлена рассеянием света в атмосфере. Понятно, что она увеличивается при возрастании аэрозольных примесей в воздухе.

Метеорологическая дальность видимости является одной из характеристик прозрачности атмосферы, и ее следует отличать от реальной дальности видимости различных объектов, которая зависит не только от прозрачности атмосферы, но и от цвета объектов, их размеров, удаленности от пункта наблюдений, освещенности и фона.

Метеорологической дальностью видимости называется то наибольшее расстояние, с которого в светлое время суток можно обнаружить на фоне неба вблизи горизонта (или на фоне воздушной дымки) абсолютно четкое тело достаточно больших угловых размеров (больше 15 угловых минут).

Дальность видимости чаще всего определяется на глаз по определенным, заранее выбранным объектам (темным на фоне неба), расстояние до которых известно. Но имеется и ряд фотометрических приборов для определения видимости.

В очень чистом воздухе, например арктического происхождения, дальность видимости может достигать сотен километров. Рассеяние света в таком воздухе производится преимущественно молекулами атмосферных газов. В воздухе, содержащем много пыли или продуктов конденсации, дальность видимости может понижаться до нескольких километров и даже до метров. Так, при слабом тумане дальность видимости составляет 500—1000 м, а при сильном тумане или сильной песчаной буре может снижаться до десятков и даже нескольких метров.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

В пирометрии объектами измерения являются содержащие вла­гу (влажные) газы, воздух и газовые смеси. Влажный незагрязнен­ный воздух можно рассматривать как бинарную смесь сухого воз­духа и водяного пара, для которой характерны изменения содержа­ния водяного пара в очень широких пределах (для атмосферного воздуха от 2-Ю-6 до 4—5% объемных). Критические температуры Тк всех газов, входящих в состав атмосферного воздуха, очень низки. Как известно, при температуре выше критической (Т>ТК) газ может находиться только в газообразном состоянии при любых значениях давления. Чем выше температура газа по сравнению с критической и чем меньше его давление по сравнению с давлением насыщения, тем ближе газ по своим физическим свойствам к идеальному газу. Поэтому при обычных температурах и давлениях влажные газовые смеси и воздух, а также их компоненты с точностью, достаточной для большинства практических задач, подчиняются законам идеаль­ных газов:

А)4 закону парциальных давлений Дальтона:

K

Р=£ Pi.

Ї—I

Где р — общее давление газа; K — общее число компонентов смеси идеальных газов; рt — парциальное давление £-го компонента.

Согласно этому закону полное (барометрическое) давление воз­духа:

Р=рс+е,

Где рс, Є — парциальные давленяя, соответственно сухого воздуха и водяного пара.

Б) уравнению состояния идеального газа: PiVi=RiTi,

Где Ри Vi, Ті — давление, объем и термодинамическая температура (°К) газа; Ri — удельная газовая постоянная і-го газа.

Удельная газовая постоянная связана с универсальной газовой постоянной R соотношением Ri=R/Mi І— молекулярная масса і-го газа). Значения удельной газовой постоянной равны: для сухого воздуха Rc = 287 м2/(сек2 ■ град), для водяного пара Ru = =461 м2/(сек2 • град), для влажного воздуха RB зависит от его влаж­ности.

В действительности воздух и газовые смеси представляют собой неидеальные газы, отклонение свойств которых от свойств идеального газа в общем увеличивается с понижением температуры и повыше­нием давления. Уравнение состояния чистого реального газа можно записать в виде {Л. 6-1]

PV/RT=Z(p, Т),

Где Z — коэффициент сжимаемости, являющийся функцией давления» р и температуры Т. Эту функцию описывает вириальное уравнение состояния:

PV/RT= 1 +BIV+CIV2+p/V3+

Где В, С, D — соответственно второй, третий, четвертый и т. д. ви — риальные коэффициенты, характеризующие отклонения от уравнения состояния идеального газа вследствие взаимодействия между парами, тройками, четверками и т. д. молекул. Коэффициенты В, С, D … являются функциями только температуры Т и химической природы данного газа; их определяют теоретическим расчетом или эксперимен­том. Характеристики влажного воздуха, рассчитанные по вириальному уравнению, имеют отклонения от значений, полученных для идеаль­ных газов; в обычных условиях эги отклонения незначительны.

Некоторые величины, характеризующие влажность газов (гигро — метрические характеристики), связаны с упругостью насыщения (ма­ксимальной упругостью) Е, которая характеризует состояние насы­щения газа водяным паром. При температурах ниже критической (для воды Ти=647,30 °К=+374,15 °С) вода может содержаться в газе в трех фазах: жидкой, газообразной (в виде водяного пара) и твердой (лед). Тройная точка воды на фазовой диаграмме, соот­ветствующая равновесию всех трех фаз, имеет координаты Тв= =273,16 °К (fc=+0,01°C) и ро=610,6 н/м2 (6,1114 мбар). В этой точ­ке упругость насыщения над водой и льдом одинакова и равна рв- Для гигрометрии важно то, что при температурах ниже Т0 водяной пар может находиться в динамическом равновесии с водой или со льдом. При данном значении температуры Т<То приходится рассматривать насыщение относительно воды и относительно льда, причем значение максимальной упругости водяного пара относительно плоской по­верхности чистой переохлажденной воды (£„) больше этой упругости относительно чистого льда (Ел), т.і-туг) _ JJ + 0,78614; (6-3)

Для льда при температурах от —1100 до 0°С:

Lg Ел =—9,09685(Тс/Т—1) —3,56654 lg (Тс/Т) +

+0,87682(1—Т/То) +0,78614,

. (£’и и Ел — в миллибарах).

Рассчитанные по этим формулам значения Еш и Ел JJI. 6-2] при­ведены в табл. 6-1.

Таблица 6-1

Упругость насыщенного водяного пара в равновесии — с водой (£„) или льдом (Z?,,)

Температура, °С

—90

—80

—70

—60

Ев, м бар

4,919-Ю-3

1,897-Ю-2

Еп, мбар

—9.665Х

5.468-Ю-*

2,614-Ю-3

1,080-Ю-2

ХЮ-*

Температура °С

—50

—40

—30

—20

—10

0

Мбар

6.354Х

ХЮ-»

1.891Х ХЮ-1

0,509

1,254

2,862

6,107

Ел, мбар

3.933Х

Х10-2

1.283Х ХЮ-1

0,380

1,032

2,597

6,106

Продолжение

Температура, СС

+10

+20

+30

+40

Ев, мбар

12,27

1

23,37

42,43

73,77

Температура, °С

+50

+60

+70

+80

+90

+ 100

Ев, Мбар

123,39

199,25 | 311,68 1473,66 | 701,13 |1013,25

Для количественной оценки влажности газов исполь­зуется целый ряд характеристик, причем в определенных областях науки и техники находят преимущественное применение те или иные из них. Гигрометрические ха­рактеристики можно разделить «а следующие группы:

А) Величины, характеризующие концен­трацию водяного пара

1. Абсолютная влажность а, т. е. масса водяного па­ра, содержащаяся в единице объема газа; обычно а вы­ражают в г/м3. Абсолютная влажность имеет тот же физический смысл, что и плотность водяного пара рп, выражаемая обычно в г/см3.

2. Упругость или парциальное давление водяного пара е, выражаемое в единицах давления-—- в мм рт. ст., А в метеорологии — в миллибарах. При данной темпера — 202 Туре Т значения упругости водяного пара могут изме­няться в — пределах от 0 до Е для пересыщенного газа возможно е>£.

Б)’ X а р а кте р ист и к и влажностных отно­шений

3. Влагосодержание ‘(отношение смеси) D, т. е. отно­шение массы водяного -пара к массе сухого газа в том же объеме, выраженное в безразмерных единицах (г/г Или кг/кг). Эту величину можно также рассматривать как отношение плотности водяного пара к плотности су­хого газа. в одинаковых условиях. Реже используется от­ношение массы водяного пара к массе -влажного газа, именуемое удельной влажностью. Эта — величина, обозна­чаемая Q, выражается в тех же единицах, что и влаго­содержание D.

4. ‘Объемное влагосодержание х, равное отношению объема водяного пара к объему газа. Эту безразмерную величину можно выразить по отношению к объему сухо­го или объему влажного газа; в первом случае будем ее обозначать через х0, во втором-—х.

Влагосодержание и объемное влагосодержание исполь­зуют для характеристики весьма малых содержаний во­дяного пара. В этом — случае удобной единицей измере­ния является миллионная доля ‘(м. д. — международное обозначение Ppm): 1 м. д. = 10~6= 10~4%. В иностранной литературе эту единицу измерения влагосодержания ча­сто обозначают Ppmw (м. д. массовая), а долю объемно­го влагосодержания — Ppmv (м. д. объемная).

5. Молярная доля водяного пара s, равная отноше­нию числа молей водяного пара к общему числу молей влажного газа.

В) Температура точки росы[3]

6. По определению, принятому іВМО, термодинами­ческая температура точки росы (льда) Тв(тл) влажного воздуха при давлении р и отношении смеси D есть тем­пература, лри которой влажный воздух, насыщенный по отношению к воде (льду) при том же давлении р, имеет отношение — смеси, равное данному отношению смеси D. Следовательно, точка росы ‘(льда) равна температуре, которую примет влажный газ, если охладить его изоба­рически до полного насыщения по отношению к — плоской поверхности воды (льда). При одном и том же состоя­нии влажного воздуха, у которого тл<0°С, точка росы всегда ниже точки льда тв<тл.

Г) Относительная влажность

7. Относительная влажность ср равна отношению дей­ствительной влажности газа к его максимальной воз­можной влажности, соответствующей насыщению при данной температуре. Следовательно, величина ф харак­теризует степень насыщения газа водяным паром и в связи с этим находит применение во многих отраслях науки и техники.фл — Общепринятым является определение — относительной влажности -при любых тем­пературах по Ев; ниже, при отсутствии оговорок, подра­зумевается Ср = фъ-

Приведенный перечень не охватывает некоторых ме­нее употребляемых величин, например: дефицит влаж­ности D (недостаток — насыщения)—разность (при дан­ном состоянии газа) максимальной возможной и дейст­вительной упругостей — газа D=E—Є, причем в отношении выбора величины Е остаются >B силе соображения, вы­сказанные для относительной влажности; дефицит точки росы — разность температур газа и его точки росы; осаж­денный слой воды — см. § 9-2. Однако наличие даже ше- сти-семи характеристик, выраженных различными еди­ницами измерения, — вызывает существенные неудобства. В частности, это обстоятельство препятствует унифика­ции гигрометров — существующие приборы имеют шка­лы, градуированные в разных единицах.

■Поэтому вполне закономерны попытки сокращения числа ‘ гигрометрических характеристик и выделения одной из них в качестве основной (базовой). Критерия­ми для сравнительной оценки различных характеристик являются простота расчета или получения’ данных, воз­можность создания инструментальных средств измерения и область применения, в частности наличие приложений, где эта характеристика является единственно возмож­ной. Важнейшее качество характеристики — ее консер­вативность, т. е. сохранение. при — различных процессах. С этой точки зрения в США в качестве базовой величи­ны выбрано отношение смеси D. При пользовании этой характеристикой отпадает необходимость указания тем­пературы и давления — газа, при которых определялось значение D. Кроме того, предлагалось ‘[Л. 6-3] сохранить относительную влажность и точку росы. Последние две характеристики позволяют вычислить и упругость водя­ного пара.

Зависимости, связывающие различные гигрометпиче — ские характеристики, легко вывести на основе свойств идеального газа. Г1пи этом переход от параметров газаГТ к рв, Тв выполняется из условия:

V„ = V — — їг-. Например, значение абсолютной ВЛаЖНО — Аі I

Сти, отнесенное-к газу при Г0= 273°К и /?0—760 мм рт. ст.,

Равно: аа=а— На основании закона Дальтона дав — Р ‘

Ление-сухого газа рс определяем из выражения рс=р—Е, причем E=Sup и Pc=Scp (Sn, Sc — молярные дбли водя­ного пара и сухого газа).

Уравнение состояния идеального газа можно запи­сать в следующем виде: для водяного пара

EV=m w

Для сухого газа

ІГЛ cW—— —

‘ м.

Где т, М — масса и молекулярная масса, а индексы «п» и «с» относятся к водяному пару и сухому газу.

■Отношение молекулярных масс водяного пара и су­хого газа, равное отношению их плотностей рп/рс, обо­значим у=MjJMc,=рп/.рс,; для воздуха принимаем v= = 0,62198 (в-расчетах v=0,622).

В табл. 6-2 — приведены основные характеристики влажности и соотношения между ними, рассчитанные на основании приведенных уравнений.

Психрометрический метод является одним из старей­ших и распространенных в ‘промышленности, метеороло­гии и научных исследованиях методов измерения влаж­ности воздуха при положительных температурах. Он основан на зависимости между влажностью воздуха и разностью …

М. А. БЕРЛИНЕР Методы измерения влажности твердых материалов, жидкостей и газов, основанные на преобразовании влаж­ности в другую физическую величину с использованием современной измерительной техники, насчитывают всего несколько десятилетий; некоторые из …

Задачи метрологического обслуживания измерений влажности возникли сравнительно недавно, после того как эти измерения заня­ли место одной из отраслей аналитической техники. Как и в других отраслях измерительной техники, основной метрологической’ зада­чей …

Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы — урок. Физика, 8 класс.

Вода покрывает две трети поверхности Земли.

 

 

С поверхностей рек, морей, водоёмов при любой температуре происходит испарение.3}\).

Насыщенный пар — это пар, в котором количество испаряющихся молекул равно количеству конденсирующихся за единицу времени.

В насыщенный пар можно добавить молекулы пара, но они будут возвращаться в жидкость.

Состояние воздуха описывают относительной влажностью воздуха.

Относительная влажность воздуха &phiv; — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах:
&phiv;=ρρ0⋅100%.

Из формулы следует: чем больше абсолютная влажность воздуха (т.е. плотность водяного пара) при данной температуре, тем выше относительная влажность (значение приближается к 100%). Из этого следует, что пар приближается к состоянию насыщения, и станет насыщенным при относительной влажности 100%.  

Всем доводилось наблюдать, когда при проветривании кабинета окно запотевает. Как правило, это случается зимой. При охлаждении воздуха до определенной температуры водяной пар может стать насыщенным. В этом случае может появиться роса или туман.

 

  

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точкой росы также характеризуется влажность воздуха.

Источники:

http://nearestspace.cc.ua/p/e.png Земля

http://www.topoboi.com/pic/201310/1024×600/topoboi.com-21824.jpg роса

https://w-dog.net/wallpaper/tree-fog-rapeseed-nature-landscape/id/312476/ туман

Основные физические величины, применяемые в кондиционировании

Поскольку системы кондиционирования воздействуют на воздух, очень важно знать его состав и прочие параметры. Воздух состоит водяного пара и из сухой части (кислород, азот и другие газы). Но для систем отопления и кондиционирования важны и такие параметры воздуха как температура (Т), атмосферное давление (В) и содержание влаги (D), а также давление сухого воздуха (Pg), относительная влажность (Ф), плотность воздуха (Р), энтальпия (Н), содержание примесей.

Основные понятия и определения

Температура

Это термин, отражающий насколько вещество или тело нагрето или охлаждено. Чаще всего температура измеряется в градусах Кельвина (термодинамическая или абсолютная температура), а также в градусах Цельсия.
1.Шкала Цельсия (°С): температура кипения воды равна 100 градусам, а температура замерзания — 0 градусов.
2.Шкала Кельвина (К): за абсолютный нуль этой шкалы взята температура, когда прекращается тепловое движение частиц. По шкале Кельвина температура кипения равна 373,15 К, а температура замерзания — 273,15 К.
Чтобы пересчитать температуру в шкалу Кельвина из шкалы Цельсия нужно воспользоваться такой формулой: T (температура по шкале Кельвина) = t + 273,15.
На практике температура измеряется двумя видами термометров: термометром со смоченным шариком и с сухим.

Если относительная влажность воздуха меньше 100% (то есть воздух не представляется водяным паром), то мокрый и сухой термометры будут демонстрировать совершенно различную температуру. По сухому термометру температура будет выше, чем по мокрому. И разница температур будет больше при меньшей относительной влажности воздуха.

Влажность

1.Содержание влаги (d), которое выражается в г/кг и является количеством пара в килограмме сухого воздуха.
2.Абсолютная влажность измеряется в кг/куб. м и отображает сколько пара в кубометре воздуха.
3.Относительная влажность (Ф) — это отношение максимально возможного содержания влаги при данной температуре и давлении к ее фактическому содержанию. Если Ф=0, значит, в воздухе нет водяного пара и абсолютно сухой. Ф=100% соответствует влажному пару. Для людей комфортная влажность равна примерно 50-70%.

Количество теплоты

Это энергия, которая передается веществу или телу в результате его теплообмена с внешней средой. Единица измерения — джоуль (Дж).
Мощность обогрева или охлаждения — это количественная характеристика способности охладить или нагреть тела. Обозначается в ваттах (Вт), а 1000 Вт равна киловатту (кВт). Мощность также зависит от времени, за которое передается теплота. Например, если мощность вашего обогревателя 3000 Вт, то это значит, что он отдает 3000 Дж теплоты за одну секунду.

Единицы измерений физических величин

СИ — международная система единиц измерения в настоящее время признана как основная система единиц в физике (в том числе и холодильной технике и кондиционировании). Ее основные единицы: метр (длина), секунда (время), килограмм (масса), кельвин (температура), ампер (сила тока), кандела (сила света) и моль (количество вещества).

В кондиционировании также используется много производных величин, таких как удельная теплоемкость. Она равна количеству тепла, которое, чтобы увеличить температуру тела на 1К, надо подвести к единице его массы. Удельная теплоемкость измеряется в Дж/(кг * К).

В зарубежной технической литературе часто используются и внесистемные единицы измерения.

Единица измерения гигрометра погоды – Статьи на сайте Четыре глаза

Главная » Статьи и полезные материалы » Какие элементы погоды измеряют гигрометром

Одним из важных погодных факторов является влажность воздуха, которую измеряют гигрометром. Понять, какие элементы погоды измеряют гигрометром, можно рассмотрев виды, конструкцию и принцип действия этого прибора. В основе работы всех устройств для определения количества влаги в воздухе лежит принцип изменения физических показателей под действием влажности. С помощью гигрометра можно определить значение абсолютной или относительной влажности. Единица измерения гигрометра погоды выражается в процентах и показывает количество влаги, находящейся в воздухе при текущей температуре, по отношению к максимальному значению, равному 100%.

Гигрометр и его единицы измерения

Понижение или повышение влажности непосредственно влияет на формирование погоды в конкретном месте. Когда воздух насыщен влагой, восходящие потоки поднимают пары в верхнюю часть атмосферы, где он остывает, а пар конденсируется и превращается в туман, который воспринимается с земли как облака. Этот процесс называется облакообразование, он непосредственно влияет на количество осадков и температуру на поверхности Земли. Быстрое насыщение воздуха влагой, стремительное восхождение в верхние слои атмосферы и последующее распределение в зоны низкого давления оборачивается формированием темных облаков, появлением сильного ветра и дождей с грозами. Информация о количестве влаги в воздухе может служить основанием для предсказания погоды. Гигрометр может определять погоду за неделю, поэтому очень важно правильно выбрать подходящий прибор, который дает показания с минимальной погрешностью.

Относительную влажность воздуха показывает гигрометр, единицы измерения данного элемента погоды выражаются в процентах. Это значение сравнивается с абсолютной влажностью, которая не зависит от температуры и является отношением водяного пара к сухому воздуху в определенном объеме. Комфортным для проживания и работы показателем влажности является диапазон от 40 до 60%. Значения влаги в воздухе могут меняться в пределах диапазона в зависимости от существующих условий. Очень важно знать относительную влажность в помещении, которую можно измерить с помощью гигрометра и создавать оптимальный микроклимат с помощью специальных приборов и вентиляционного оборудования.

4glaza.ru
Май 2020

Использование материала полностью для общедоступной публикации на носителях информации и любых форматов запрещено. Разрешено упоминание статьи с активной ссылкой на сайт www.4glaza.ru.

Производитель оставляет за собой право вносить любые изменения в стоимость, модельный ряд и технические характеристики или прекращать производство изделия без предварительного уведомления.


Рекомендуемые товары


Смотрите также

Другие обзоры и статьи:

Что такое влажность? Как измеряется влажность?

Что такое влажность?

Легко сказать, что влажность — это просто количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Водяной пар — это газообразное состояние воды. По мере увеличения температуры воздуха может удерживаться больше водяного пара, поскольку движение молекул при более высоких температурах предотвращает конденсацию.

Существует три основных способа измерения влажности: относительная, абсолютная и удельная.

Абсолютная влажность (единицы — граммы водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара в воздухе, независимо от температуры воздуха. Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубометровом объеме воздуха с температурой в середине 80-х годов.

Относительная влажность , выраженная в процентах, является мерой количества водяного пара, удерживаемого воздухом, по сравнению с количеством, которое он может удерживать при определенной температуре.Теплый воздух может содержать больше водяного пара (влаги), чем холодный воздух, поэтому при одинаковом количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность. Относительная влажность 50% означает, что воздух в этот день (определенная температура) содержит 50% воды, необходимой для насыщения воздуха. Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%.

Относительная влажность воздушно-водяной смеси также определяется как отношение парциального давления водяного пара в смеси к давлению насыщенного пара воды при данной температуре (см. Что такое давление пара). Таким образом, относительная влажность воздуха зависит как от содержания воды, так и от температуры.

Удельная влажность означает вес водяного пара, содержащегося в единице веса (количества) воздуха (выраженный в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

Что такое точка росы?

Точка росы — это температура, при которой воздух насыщается водой и начинается конденсация влаги.Чем выше точка росы, тем больше влаги в воздухе.

Какая связь между точкой росы и относительной влажностью?

По сравнению с относительной влажностью, точка росы часто упоминается как более точный способ измерения влажности и комфорта воздуха, поскольку это абсолютное измерение (в отличие от относительной влажности).

Относительная влажность составляет 100 процентов, когда точка росы и температура совпадают.Если температура упадет еще больше, произойдет конденсация и начнется образование жидкой воды.

Если относительная влажность составляет 100 процентов (т.е. температура точки росы и фактическая температура воздуха совпадают), это не обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха. Насыщение может привести к появлению тумана на земле и облаков вверху (которые состоят из крошечных капелек воды, взвешенных в воздухе).

В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, поскольку влажность связана с температурой воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха.

Относительная влажность — это также приблизительно отношение фактического давления пара к давлению насыщения.

RH = (Фактическое давление пара) / (Давление насыщенного пара) X 100%

Где фактическое давление пара является мерой количества водяного пара в объеме воздуха и увеличивается по мере увеличения количества водяного пара.

Давление насыщенного пара — это максимальное значение VP, которое может существовать при любой заданной температуре.

Воздух с относительной влажностью (RH) 100% содержит водяной пар, VP которого является его SVP при данной температуре. Это соответствует воздуху, который находится в равновесии с жидкой водой. RH — это отношение VP / SVP, выраженное в процентах. «Сухой» воздух будет содержать водяной пар с VP, которая меньше SVP при данной температуре.

Как измеряется влажность?

Устройство для измерения относительной влажности называется гигрометром.Самый простой гигрометр — строп-психрометр — состоит из двух установленных вместе термометров с ручкой, закрепленной на цепочке. Один градусник обычный. Другой имеет тканевый фитиль над колбой и называется термометром с мокрым термометром.

Как психрометр измеряет относительную влажность?

Психрометр, также называемый пращевым психрометром, имеет два прикрепленных термометра. Один из них является сухим (его часто называют термометром с сухим термометром) и измеряет фактическую температуру воздуха.Другой, называемый термометром с влажным термометром, имеет на кончике влажную ткань. Когда молекулы воды испаряются с поверхности влажного термометра, они будут забирать тепло, снижая показания термометра. Скорость испарения зависит от давления пара или количества водяного пара в воздухе. При относительной влажности 100% вода не будет испаряться из влажного термометра, и показания обоих термометров будут одинаковыми. Сравнение двух температур в таблице даст относительную влажность.

Sper Scientific Sling Psychrometer для измерения влажности — верхняя часть — влажный термометр — нижняя часть — сухой термометр

Для таблицы относительной влажности,% — Разница между показаниями влажных и сухих ламп

См .: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПСИХРОМЕТРА

Единица влажности — Единица абсолютной, относительной и удельной влажности

Возможно, вы часто слышали, как люди замечают, что влажность невыносима.Вы когда-нибудь задумывались, что такое влажность? Влажность — это не что иное, как мера водяного пара в воздухе. Влажность в сочетании с высокими температурами может усилить страдания, вызванные жарой. Поскольку влажность является измеримой величиной, существует единица измерения влажности в системе СИ.

Тем не менее, прежде чем изучать единицу измерения влажности, вы должны узнать о различных способах измерения влажности людьми.

Абсолютная влажность

В этой форме измерения вы можете учитывать массу водяного пара, присутствующего в определенном объеме воздуха.Благодаря такому прямому и конкретному подходу этот прибор для измерения влажности является наиболее точным с научной точки зрения методом.

Абсолютная влажность выражается в граммах на кубический метр воздуха.

Пример 1

Ваши измерения показывают, что в 2 кубических метрах воздуха содержится 7 граммов водяного пара. В таком случае можно сказать, что абсолютная влажность равна 3,5 г / м3.

Хотя эта единица измерения точна с научной точки зрения, она трудна для понимания населением в целом.Поэтому более популярны другие формы единиц измерения влажности.

Относительная влажность

Относительная влажность означает количество водяного пара, присутствующего в воздухе, по отношению к максимальному количеству водяного пара, которое он может удерживать. В большинстве случаев единицы относительной влажности выражаются в процентах.

Пример 2

Предположим, что воздух способен удерживать 10 г / м3 водяного пара. А теперь посмотрим, погодные аналитики определили, что в настоящее время воздух содержит 8 г / м3. Исходя из этого, они могут легко получить относительную влажность (RH) по следующей формуле —

RH = 8/10 x 100

Следовательно, RH = 80%

Это наиболее распространенный метод, используемый для измерения влажности. .Прогнозы погоды в новостях также обычно содержат прогнозы влажности в формате относительной влажности. Это значительно облегчает понимание.

Quick Exercise

В. В 6 м3 воздуха содержится 22 грамма водяного пара. Этот объем воздуха может содержать максимум 25 граммов водяного пара. Рассчитайте относительную влажность и абсолютную влажность.

Раствор

Абсолютная влажность (AH)

Относительная влажность (RH)

AH = 22 граммов водяного пара / кубические метры воздуха

AH 6

RH = существующий водяной пар / Максимальный водяной пар x 100

RH = 22/25 x 100

AH = 3.66 г / м3

RH = 88%

Удельная влажность

Удельная влажность — это метод измерения, который аналогичен абсолютному методу. Единственное отличие состоит в том, что вместо учета объема воздуха этот расчет учитывает общую массу воздуха. Таким образом, единицей измерения удельной влажности является г / кг. Это означает, что такая влажность выражается как количество водяного пара (в граммах), присутствующее в каждом килограмме воздуха.

Удельная влажность остается постоянной до тех пор, пока не удаляется или не добавляется влага из воздуха.Поэтому показатель остается постоянным даже при изменении давления и температуры.

Верно или неверно

Относительная влажность никогда не может быть 100%.

Отв. Неверно

Относительная влажность во многих случаях может составлять 100%, особенно в сезон дождей, когда воздух насыщен влагой.

Точка росы

Помимо понимания различных единиц влажности, вам также следует узнать о точке росы. Точка росы — это температура, при которой содержание водяного пара в воздухе достигает максимальной точки.В точке росы скорость конденсации воды равна скорости испарения.

Вы также можете определить это как температуру, при которой воздух достигает точки насыщения, когда речь идет о задержке воды. Температура ниже точки росы приведет к образованию конденсата в виде облаков, тумана или росы (это можно увидеть на листьях и травинках).

Влажность — сложный показатель, от которого зависит погода, температура и даже осадки. Уникальные онлайн-классы и материалы Веданту могут помочь учащимся лучше понять концепцию.Загрузите наше приложение на свои телефоны и начните обучение в более интерактивном и удобном виде!

Относительная влажность (RH) | NFSA

Количество воды в воздухе по отношению к максимальному количеству воды, которое воздух может удерживать при данной температуре. Относительная влажность (RH) — это отношение фактического давления водяного пара к давлению насыщенного водяного пара при преобладающей температуре. Например, если кубический метр может вместить 100 мл воды при температуре 20 градусов по Цельсию (273 К) и содержит 100 мл, то считается, что относительная влажность 100%.Если один и тот же кубический метр воздуха при той же температуре содержит только 50 мл воды, то он описывается как 50% относительной влажности.

RH = p / ps

RH обычно выражается в процентах, а не в виде дробей. RH — это соотношение. Он не определяет содержание воды в воздухе, если не указана температура. Причина, по которой относительная влажность так широко используется в консервации, заключается в том, что большинство органических материалов имеют равновесное содержание воды, которое в основном определяется относительной влажностью и лишь незначительно зависит от температуры.

Обратите внимание, что воздух не участвует в определении относительной влажности. В безвоздушном пространстве может быть относительная влажность. Воздух является переносчиком водяного пара в атмосфере и в системах кондиционирования воздуха, поэтому фраза «относительная влажность воздуха» используется обычно и лишь изредка вводит в заблуждение. Независимость относительной влажности от атмосферного давления не важна на земле, но она имеет некоторое отношение к расчетам, касающимся воздушной перевозки произведений искусства и консервации с помощью сублимационной сушки.

Калькулятор атмосферной влажности

Температура воздуха ° C Температура влажного воздуха ° C RH% Точка росы ° C Замок DP

Давление пара Па.Давление насыщенного пара (svp) Па. концентрация паров кг / м 3 . Кг водяного пара / кг сухого воздуха кг / кг сухого воздуха.

Инструкции:

Введите температуру воздуха (в ° C) плюс температуру по влажному термометру, температуру точки росы или относительную влажность%. Все другие значения, кроме температуры по влажному термометру, будут пересчитаны, когда вы «щелкаете» мышью или «табуляцией» от ввода.

Вариант:

Щелкните поле «Lock DP», чтобы ввести новую температуру при той же точке росы.Это позволяет рассчитать относительную влажность воздуха при другой температуре.

Примечание. Этот калькулятор делает приблизительные вычисления, которые ограничивают его использование естественным климатом вблизи уровня моря.

Описание расчетов

Калькулятор © Copyright Тим Падфилд

Связанные темы Гигроскопический

единиц СИ в Финляндии, температура и

Калибровка радиационных термометров

Излучатели черного тела используются при калибровке радиационных термометров.Диапазон работы радиаторов MIKES от -40 ° C до 1500 ° C.

В MIKES радиационные термометры калибруются с помощью калиброванного эталонного пирометра или эталонных излучателей.

Размер источника излучения (эффект размера источника, SSE) влияет на результаты калибровки радиационного термометра. По запросу размер эффекта источника измеряется в VTT MIKES.

Калибровка фиксированной точки платинового термометра сопротивления

Стандартные платиновые термометры сопротивления (SPRT) хорошего качества (т.е.е. стабильный) калибруются по фиксированным точкам температурной шкалы ИТС-90. Ячейка с фиксированной точкой обычно содержит чистый металл, например олово, цинк, алюминий или серебро, запечатанные в тигле из очищенного графита. Графитовый тигель заключен в трубку из плавленого кварца.

Ячейку с фиксированной точкой помещают в вертикальную трубчатую печь и медленно повышают температуру до полного плавления. На этом этапе температура печи снижается до значения, немного ниже температуры расплава, чтобы начать затвердевание.Когда металл находится в переохлажденном состоянии, калибруемый термометр осторожно вставляют в ячейку. Термометр соединен с мостом сопротивления с помощью четырехпроводной связи. Мост сопротивления используется для измерения электрического сопротивления термометра в состоянии затвердевания. Термометры обычно калибруются с использованием трех или пяти различных фиксированных точек.

Калибровка гигрометров

Большинство измерителей точки росы калибруются с помощью генератора точки росы.Эталоны влажности лаборатории MIKES охватывают диапазон температуры точки росы от -80 ° C до +84 ° C. Калибровка точки росы также выполняется как калибровка сравнения в калибраторах, например, для емкостных измерителей точки росы.

Большинство датчиков относительной влажности калибруются в климатической камере. Относительная влажность рассчитывается на основе измеренной температуры и температуры точки росы. Если достижимая погрешность недостаточна или диапазон температур простирается ниже +10 ° C, калибровка выполняется с помощью генератора влажности.Датчики относительной влажности калибруются в диапазоне от 10% до 95% при температуре от -20 ° C до +85 ° C.

Абсолютная и относительная влажность — в чем разница?

25.09.2014

Абсолютная влажность — это мера водяного пара (влаги) в воздухе независимо от температуры. Выражается в граммах влаги на кубический метр воздуха (г / м3).

Максимальная абсолютная влажность теплого воздуха при 30 ° C / 86 ° F составляет примерно 30 г водяного пара — 30 г / м3.Максимальная абсолютная влажность холодного воздуха при 0 ° C / 32 ° F составляет примерно 5 г водяного пара — 5 г / м3.

Относительная влажность также измеряет водяной пар, но ОТНОСИТЕЛЬНАЯ — к температуре воздуха. Он выражается как количество водяного пара в воздухе в виде процентов от общего количества, которое могло удержать при текущей температуре.

Теплый воздух может содержать гораздо больше влаги, чем холодный, а это означает, что относительная влажность холодного воздуха была бы намного выше, чем теплый воздух, если бы их абсолютные уровни влажности были равны.

Относительная влажность указывается в прогнозах погоды, поскольку она влияет на то, как мы «ощущаем» температуру .

В качестве примера рассмотрим два контейнера:

Первый контейнер имеет максимальный объем 30 г воды и наполовину заполнен — ​​ он вмещает 50% своей вместимости.

Второй контейнер имеет максимальный объем 5 г воды и заполнен на три четверти — он вмещает 75% своей емкости.

Емкость 1 содержит , в четыре раза больше, чем воды, чем емкость 2, но на самом деле содержит меньший процент.

Если мы теперь назовем первый контейнер «летним» и второй контейнер «зима» , , мы сможем различать «абсолютную» и «относительную» влажность.

Температура человеческого тела зависит от воздуха, поскольку он поглощает и удаляет влагу с нашей кожи, чтобы охладить нас. Если относительная влажность высока, количество воды, испаряющейся с нашей кожи, ограничено, поэтому мы чувствуем тепло и удушье.

Каковы возможные последствия экстремальной влажности?

Высокая и низкая относительная влажность в доме может иметь неблагоприятные последствия для жителей, а также для самого жилища.Гигиена, здоровье, сохранение ценности, эстетика и комфорт — все это области, на которые может повлиять несоблюдение оптимального уровня относительной влажности.

Здоровье и комфорт

Этот график показывает, что при поддержании оптимальной относительной влажности в помещении на уровне 40-60% потенциальные неблагоприятные последствия для жителей и самого жилища находятся на самом низком уровне.

Приятный микроклимат в помещении важен для хорошего самочувствия в доме. Влажность в помещении может иметь большое влияние на качество жилой среды.Относительная влажность (RH) 40-60% обычно считается оптимальной для комфортного и здорового дома. Слишком много влаги может привести к появлению плесени и перегреву. Слишком мало вызывает сухость глаз, потрескавшиеся губы и среду, в которой могут процветать бактерии и вирусы.

Колебания относительной влажности в помещении вызваны следующими факторами:

  • Ежедневная работа по дому
  • Использование душа и ванны
  • Естественное испарение людей, животных

Чем помогает теплообменник энтальпии Zehnder?

Энтальпийный (энергетический) теплообменник Zehnder извлекает как тепловую энергию, так и энергию влажности из застоявшегося воздуха, удаляемого из влажных помещений дома.Эта дополнительная энергия влажности, которая в противном случае была бы потеряна, передается входящему потоку свежего воздуха перед подачей в жилые помещения. Выбор теплообменника энтальпии вместо стандартного теплообменника означает, что установка становится системой вентиляции с рекуперацией энергии (ERV), а не только системой вентиляции с рекуперацией тепла (HRV). Теплообменник Zehnder Enthalpy Exchanger разработан для поддержания комфортного уровня влажности в доме.

Абсолютная влажность — обзор

Абсолютная влажность — отношение массы пара (влаги) к массе, присутствующей в потоке газа-носителя.Пример: 0,02 фунта воды на фунт воздуха. Это число можно использовать для определения относительной влажности на психометрических диаграммах. Это также полезно для кумулятивных количеств в потоке из-за таких предметов, как продукты сгорания (когда используется газовый обогреватель), испарения и количества окружающей среды. Это необходимо для расчета количества конденсатора или вентиляции.

Связанная влага — жидкость, которая связана с твердым телом химическими связями или физической адсорбцией в молекулярных пустотах твердых тел.

Капиллярный поток — поток жидкости через поры твердого тела.

Критическое содержание влаги — средняя влажность твердых частиц по окончании периода сушки с постоянной скоростью.

Диффузия — процесс массопереноса жидкости из пустот твердого тела к поверхности твердого тела.

Сухая основа — средство измерения содержания влаги в единицах содержания влаги на количество сухого продукта, например, фунтов воды на фунт сухого продукта.(См. Также Wet Basis. )

Равновесное содержание влаги — предельное содержание влаги, до которого продукт может быть высушен при фиксированных условиях, таких как температура, влажность и давление.

Испарительное охлаждение — при сушке твердого вещества со свободной или связанной влагой эффект фазового перехода из жидкого состояния в парообразное отнимает энергию у жидко-твердой массы. Это приводит к снижению температуры в неадиабатическом режиме, тогда как в адиабатическом режиме с постоянным подводом тепла температура может упасть или, что более вероятно, будет поддерживать уровень температуры (псевдо-влажный термометр).

Период уменьшения скорости — это период сушки, при котором мгновенная скорость сушки постоянно уменьшается.

Исходный материал — это описание материала, который сушится перед его поступлением в сушилку.

Конечная влажность — желаемый уровень влажности продукта, необходимый после завершения процесса сушки.

Свободный поток — относится к характеристикам сырья и продукта, как у сыпучего порошка.Это состояние, при котором высушиваемый материал не прилипает к себе, образуя большие куски или, возможно, закупориваясь в бункере.

Свободная влага — жидкость, которая быстро удаляется благодаря ее наличию на границе раздела между поверхностью частиц (твердых частиц) и газовым потоком.

Гигроскопичный материал — твердые вещества, обладающие сродством к жидкостям из-за химического или физического притяжения между твердыми частицами и жидкостью.

Исходная влажность — средняя влажность, содержащаяся во влажном материале перед началом процесса сушки. Если указано в процентах, необходимо указать влажную или сухую основу.

Штекерный поток — термин, используемый для описания разделения непрерывного процесса на небольшие сегменты партии. Термин может происходить из-за того, что трубка реактора заполняется или забивается небольшим количеством материала с помощью поршневого насоса. Реактор будет обрабатывать объем материала в каждой полости поршня как небольшую партию, но когда материал рассматривается как большое количество, он кажется однородным.Этот термин используется в связи с полунепрерывными операциями.

Продукт — это описание твердого материала после его сушки.

Относительная влажность — процент водяного пара в потоке газа относительно уровня его насыщения. Пример: 100% относительная влажность — это полное насыщение потока газа-носителя, в результате чего любой дополнительный пар не может быть поглощен газом и будет конденсироваться или выпадать в осадок в жидкой фазе.Между жидко-твердой массой и потоком газа (несущей средой) существует равновесие. Это равновесие является результатом сочетания способности среды к насыщению при данной температуре. При более высоких температурах несущая среда имеет более высокий предел насыщения и, следовательно, более низкую относительную влажность при той же абсолютной влажности.

Влажная основа — средство измерения содержания влаги в количестве влаги на количество влажного материала. Например, если у нас есть 1000 фунтов.влажного торта с 200 фунтами. воды, наша влажность составляет 20% по мокрой основе и 25% по сухой. (См. Сухая основа. )

Температура по влажному термометру — температура динамического равновесия, достигаемая поверхностью воды, когда скорость теплопередачи за счет конвекции равна скорости массопереноса от поверхности.

Что такое относительная и абсолютная влажность?

мес. Объясняет: Относительная и абсолютная влажность — это способы измерения влажности воздуха.

Когда мы читаем о сушке пластмасс, снова и снова возникают определенные термины: относительная и абсолютная влажность, точка росы и дефицит давления пара. Нам нужно четкое определение этих понятий, если мы хотим понимать их в контексте.

Водяной пар всегда присутствует в атмосферном воздухе. И чем горячее воздух, тем больше воды он может удерживать. Сначала это может показаться противоречием, но на самом деле это легко заметить. Подумайте о влажных летних днях или о холодной зимней погоде.Капли дождя, падающие во время тропических штормов, больше по размеру и содержат больше воды. Зимой люди в очках часто обнаруживают, что их линзы запотевают, когда они входят в дом.

Относительная влажность — это единица измерения влажности воздуха. Он описывает объем водяного пара на м3 воздуха в процентах от его максимальной влагоудерживающей способности при данной температуре и давлении. Или, проще говоря, относительная влажность указывает фактическое содержание воды в воздухе в процентах от максимального количества, которое он может вместить.

Термин «абсолютная влажность» встречается реже: он описывает фактическое количество водяного пара в воздухе в г / м3. Это также зависит от температуры воздуха.

Воздух при температуре 25 ° C, например, с относительной влажностью 100%, будет иметь абсолютную влажность 23 г / м3 (A). Отсюда следует, что если относительная влажность воздуха при 25 ° C упадет до 50 процентов, абсолютная влажность составит 11,5 г / м3 — или вдвое меньше (B). Если бы воздух был охлажден до 14 ° C, его максимальная влагоудерживающая способность уменьшилась бы.Абсолютная влажность 11,5 г / м3 будет тогда соответствовать 100% относительной влажности, и воздух будет насыщенным (C). 100-процентная относительная влажность холодного воздуха представляет собой значительно более низкую абсолютную влажность, чем, например, 25-процентная относительная влажность в теплом воздухе.

Если воздух до 14 ° C охладится еще больше, его влагоудерживающая способность снизится, что приведет к перенасыщению воздуха (D). Это можно наблюдать при конденсации водяного пара или когда начинается дождь.

Вам нужно подходящее оборудование для процесса сушки? Для получения дополнительной информации посетите сайт www.motan-colortronic.com

. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*