Расчет относительной влажности воздуха психрометрическим методом: формулы и особенности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как рассчитать относительную влажность воздуха психрометрическим методом. Какие формулы используются для вычислений. На что обратить внимание при измерениях. Какова точность психрометрического метода.

Содержание

Что такое относительная влажность воздуха и как ее измерить

Относительная влажность воздуха — это отношение фактического содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах. Она показывает степень насыщения воздуха водяным паром.

Основные способы измерения относительной влажности воздуха:

Психрометрический метод — с помощью сухого и смоченного термометров
Гигрометрический метод — с использованием гигрометров различных типов
Конденсационный метод — по температуре точки росы

Психрометрический метод является одним из самых распространенных и точных способов определения влажности воздуха.

Принцип психрометрического метода измерения влажности

Метод основан на измерении разницы показаний сухого и смоченного термометров. Чем суше воздух, тем интенсивнее испаряется вода со смоченного термометра, охлаждая его. Разность показаний термометров позволяет рассчитать относительную влажность.

Для измерений используют психрометр — прибор, состоящий из двух одинаковых термометров:

«Сухой» термометр — измеряет температуру воздуха
«Влажный» термометр — его резервуар обернут смоченной тканью

При испарении воды с влажного термометра его показания понижаются. По разнице температур определяют влажность воздуха.

Формула для расчета относительной влажности психрометрическим методом

Основная психрометрическая формула для вычисления относительной влажности воздуха:

φ = 100% * (E — A * (t — t’) * P) / E

Где:

φ — относительная влажность воздуха в %
E — максимальная упругость водяного пара при температуре сухого термометра

A — психрометрический коэффициент (0,00066 при обдуве воздухом со скоростью 2 м/с)
t — температура сухого термометра в °C
t’ — температура влажного термометра в °C
P — атмосферное давление в мм рт. ст.

Особенности измерения влажности психрометром

При использовании психрометрического метода важно учитывать следующие факторы:

Точность измерения температуры должна быть не хуже 0,1°C
Необходимо правильно смачивать влажный термометр дистиллированной водой
Скорость обдува термометров воздухом должна быть около 2 м/с
Измерения проводят не менее чем через 5-10 минут после установки прибора
Важно учитывать атмосферное давление

Соблюдение этих условий позволяет повысить точность измерений психрометрическим методом.

Преимущества и недостатки психрометрического метода

Основные достоинства психрометрического метода измерения влажности:

Высокая точность измерений (до ±2-3%)
Простота конструкции психрометра
Возможность измерений в широком диапазоне температур
Низкая стоимость оборудования

Недостатки метода:

Необходимость постоянного увлажнения влажного термометра
Сложность измерений при отрицательных температурах
Инерционность показаний
Влияние скорости движения воздуха на результаты

Точность психрометрического метода измерения влажности

Точность психрометрического метода зависит от нескольких факторов:

Погрешности измерения температуры термометрами
Точности определения психрометрической разности
Правильности выбора психрометрического коэффициента
Соблюдения условий измерений

При правильном проведении измерений погрешность метода составляет ±2-3% относительной влажности. Для повышения точности рекомендуется:

Использовать термометры с ценой деления 0,1°C
Проводить измерения при скорости воздуха 2-3 м/с
Учитывать атмосферное давление
Применять психрометрические таблицы

Использование психрометрических таблиц

Для упрощения расчетов влажности психрометрическим методом применяют специальные психрометрические таблицы. Они позволяют определить относительную влажность по показаниям сухого и влажного термометров без сложных вычислений.

Порядок использования таблиц:

Измеряют температуру сухого и влажного термометров
Определяют психрометрическую разность (t — t’)
На пересечении значений t и (t — t’) в таблице находят относительную влажность

Применение психрометрических таблиц значительно упрощает и ускоряет процесс определения влажности воздуха.

Современные психрометры для измерения влажности

В настоящее время выпускаются различные типы психрометров:

Аспирационные психрометры с принудительной вентиляцией
Электронные психрометры с цифровым отсчетом
Стационарные психрометры для непрерывных измерений
Портативные психрометрические гигрометры

Современные приборы позволяют автоматизировать процесс измерений и расчетов, повысить точность и удобство определения влажности психрометрическим методом.

Определение влажности воздуха психрометрическим методом

В воздухе, как известно, находится водяной пар, который может составлять от 0% до 4% от объема воздуха.

Есть так называемая граница насыщения, то есть максимальное количество водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре. Чем выше температура, тем выше поглощающая способность воздуха.

Важной характеристикой водяного пара, содержащегося в воздухе является его давление (упругость).
Давление (упругость) насыщения — это максимально возможное давление водяного пара при заданной температуре.

Существует таблица, описывающая зависимость давления насыщения от температуры
Насыщающая упругость водяного пара над поверхностью воды при различных температурах, гПа.

Основным методом измерения влажности воздуха при положительной температуре является психрометрический. Определение влажности осуществляется по показаниям двух термометров с точностью 0.1 градус Цельсия. Один термометр (сухой) измеряет температуру воздуха, а второй термометр (смоченный) обертывают смоченной тканью, таким образом он показывает свою собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности. Чем меньше водяного пара в воздухе, тем сильнее испарение с поверхности смоченного термометра, и тем ниже его показания.
Собственно, такая система из двух термометров и называется психрометр.

Из разницы показаний температур определяется текущее давление водяного пара в воздухе по формуле
,
где — давление насыщения при температуре смоченного термометра,

— постоянная психрометра, принимаемая равной 0.0007947,
— атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа
— показания сухого термометра
— показания смоченного термометра

И наконец, относительная влажность воздуха — это соотношение текущего давления к давлению насыщения при данной температуре воздуха

Определение влажности воздуха психрометрическим методом

Показания сухого термометра (градусы Цельсия)

Показания смоченного термометра (градусы Цельсия)

Точность вычисления

Знаков после запятой: 4

Максимальное давление водяного пара в воздухе (при температуре сухого термометра)

Максимальное давление водяного пара над поверхностью воды (при температуре смоченного термометра)

Давление водяного пара, содержащегося в воздухе

Относительная влажность воздуха (%)

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Остается только добавить, что в пустынях относительная влажность воздуха 50% и ниже, а в тропиках — 85% и выше.

Расчёт влажности в различных единицах измерения

Согласие на обработку персональных данных

Для регистрации и оформления заказа на сайте www.eksis.ru (далее – Сайт), в соответствии с Федеральным законом от 27 июля 2006 года № 152-ФЗ «О персональных данных» Пользователь дает АО «ЭКСИС» (далее – Оператор), зарегистрированному по адресу 124460, город Москва, город Зеленоград, проезд 4922-й, дом 4, строение 2, пом I, ком. 25г свое согласие на обработку любой информации, размещенной на Сайте (включая, без ограничения: сбор, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), использование, распространение (в том числе передачу), обезличивание, блокирование, уничтожение, а также осуществление любых иных действий с персональными данными с учетом действующего законодательства РФ) и подтверждает, что давая такое согласие, Пользователь действует по своей воле и в своем интересе, а также в интересах третьих лиц.

Своим согласием Пользователь подтверждает согласие третьих лиц, информация о которых размещается на Сайте, на передачу и обработку их персональных данных и предоставляет право Оператору на осуществление любых действий в отношении персональных данных третьих лиц, которые необходимы для достижения целей обработки персональных данных, указанных в Политике обработки персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных, загруженных на Сайт Пользователем считается полученным Оператором от Пользователя с момента выбора варианта «Зарегистрироваться», расположенного в конце формы регистрации на Сайте.

Настоящее согласие на обработку персональных данных действует до момента его отзыва Пользователем. Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано в любое время путем направления Оператору официального запрос в порядке предусмотренным Политикой обработки персональных данных.

Оператор Системы обязуется в течение 30 (тридцати) рабочих дней с момента получения уведомления об отзыве согласия на обработку персональных данных Пользователя прекратить их обработку, уничтожить и уведомить Пользователя об уничтожении персональных данных.

Настоящее согласие распространяется исключительно на персональные данные Пользователя, размещенные на Сайте.

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении

Оптимальная влажность воздуха в жилых помещениях дома или квартиры – одна из важнейших составляющих комфортного микроклимата. И за эти показателем необходимо следить в не меньшей степени, чем за температурой. Слишком сухая атмосфера становится причиной раздражения слизистых оболочек глаз и органов дыхания, головных болей, быстрой утомляемости, раздражительности, постоянного чувства жажды. Значительно увеличивается пылеобразование в комнате. Но и избыточная влажность «не подарок»: атмосфера «влажных тропиков» вызывает быструю утомляемость, становится благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий, плесени и грибка. Окна – постоянно запотевшие, белье в шкафах – влажное, пищевые продукты быстро приходят в негодность. Особо опасны любые аномалии влажности для детей и людей почтенного возраста, для предрасположенных к аллергии или страдающих хроническими заболеваниями органов дыхания.

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении

Оптимальным уровнем относительной влажности считается 40÷60%. Если она падает ниже 30% или перескакивает границу в 65-70% — требуется принятие срочных мер для ее нормализации. А как точно определить текущее значение? Для этого в доме рекомендуется иметь специальный приор – гигрометр. Но вполне можно обойтись и без него, сняв необходимые показания с помощью обычного термометра, а затем применив калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении. Результат получится гарантированно точным.

Необходимые пояснения читатель найдет ниже, в отдельном подразделе под калькулятором.

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

В продаже представлено немало приборов для измерения влажности – они могут очень серьезно различаться и принципом действия, и конструкцией, и способом представления показаний. Но один из наиболее простых по устройству, и одновременно – наиболее точных гигрометров является психрометр.

Это – два одинаковых термометра, размещённых рядом на одной поставке. Разница в том, что колба у одного – сухая, а у второго – постоянно поддерживается во влажном состоянии за счет матерчатого чехольчика-фитиля, опущенного в емкость с водой.

Испарение влаги, естественно, вызывает охлаждение колбы, и показания «мокрого» термометра всегда ниже, чем «сухого». Интенсивность испарения напрямую зависит от плотности водяных паров, уже имеющихся в воздухе, то есть от абсолютной влажности. По температуре воздуха в комнате (а это, по сути – значение на «сухом» термометре), и по разнице показаний («сухой» минус «мокрый») входят в специальную психрометрическую таблицу — и получают значение относительной влажности.

Не беда, если дома нет психрометра или иного гигрометра заводского изготовления. Вполне будет достаточно хорошего точного спиртового или ртутного термометра.

Для начала его размещают на столе в затененном месте комнаты, не ближе 1 метра от стен, окон, приборов отопления. Важно исключить сквозняк. Через 10 минут — снимают и записывают его показания.
Следующим шагом колбу термометра обёртывают тряпочкой (салфеткой), намоченной в воде комнатной температуры, и оставляют на том же месте, что и в первой половине опыта. Через 15 минут – снимают показания.

После этого можно воспользоваться психрометрической таблицей (недостатка в них в интернете нет), либо применить предлагаемый калькулятор. С калькулятором будет точнее, так как предоставляется возможность принять во внимание еще и атмосферное давление, а оно тоже оказывает влияние на получаемый результат.

Давление можно узнать по комнатному барометру или даже просто уточнить для своего населенного пункта на удобном для пользователя гидрометеорологическом сайте, который постоянно обновляет текущие показания.

Для примера — показатели давления на сайте «Gismeteo»

Значения температуры для «сухого» и «влажного» термометров и показатель атмосферного давления (в миллиметрах ртутного столба) указываются в соответствующих полях калькулятора. И останется только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ», чтобы сразу получить готовый результат – относительную влажность в процентах.

В психрометрической формуле имеется еще и специальный коэффициент, который учитывает аспирацию — скорость перемещения воздушного потока. Для калькулятора взято и заложено в алгоритм расчета значение этого коэффициента, соответствующее скорости движения воздуха, которая является обычной при нормальной работе естественной вентиляции при отсутствии сквозняка. То есть именно для создаваемых при проведении замеров условий.

Калькулятор в равной степени подходит и для обычного психрометра. А точность получаемого результата – ничуть не ниже, чем при использовании любых других гигрометров заводского производства.

Какие приборы позволяют контролировать влажность в помещениях?

Разнообразие гигрометров велико: от простейших приборов, изобретённых несколько столетий назад и успешно применяемых по сей день, и до современных электронных метеостанций, представляющих хозяевам целый массив информации о микроклимате в квартире и погоде на улице. Подробнее об этом — в публикации нашего портала, целиком посвященной приборам для измерения влажности воздуха в помещении.

Расчет параметров влажного воздуха | Remak.eu

Перейти к основному содержанию Login

Форма поиска

Найти

Продукты
Установки
AeroMaster Cirrus
AeroMaster XP
AeroMaster FP
Vento
CAKE
Зaвeсы
DoorMaster C
DoorMaster D
DoorMaster P
Управление
VCS
Мобильное приложение
Приложения
Стандартная вентиляция
Бассейновые помещения
Чистые помещения и здравоохранение
Взрывозащищенная среда
Референции
Поддержка
Программное обеспечение AeroCAD
Бланк претензии
Услуги
О компании
Новости
Профиль компании
Представительства в Роcсии
Материалы для загрузки
Контакты
Головной офис
Торговая команда ЧР / СР
Бизнес представительство
Сервисный отдел
Отдел кадров
Скачать
h-x diagram
Расчет параметров влажного воздуха
Расчет площади машинного зала
Подбор профиля канального воздуховода
Расчет толщины изоляции и потерь тепла воздуховода
Расчет удельной потери давления воздуховода
Конвертор установок объемного расхода воздуха
Общий расчет потерь давления местным сопротивлением
Расчет состояния воздуха при обогреве и мощность обогревателя
tel.+420 571 877 778
fax +420 571 877 777
e-mail [email protected]
© 2021 REMAK a.s. | Administration by Gapanet solution s.r.o.

Как рассчитать относительную влажность воздуха
Влажность воздуха относится к такой категории определений, которые решительным образом вносят коррективы в здоровье людей, растений и окружающих предметов.
Чтобы понять, что такое влажность, нужно рассмотреть ее основные составляющие:
абсолютная влажность;
относительная влажность.
Абсолютная влажность представляет собой количество влаги, содержащейся определенном объеме воздуха. Измерять влажность принято в г/м³. Измерить и рассчитать абсолютную влажность можно с помощью психрометра Августа. Для определения количества водяного пара в единице воздуха можно воспользоваться также аспирационным психрометром Ассмана.
Что такое относительная влажность? Само ее название говорит о том, что это какое-то отношение. Остается понять, что это за отношение, чего и к чему? Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги. Соотношение будет представлять собой следующую формулу:
RH (относительная влажность) = АВ (абсолютная влажность) / МВВ (максимально возможная влажность) х 100%.
Как найти относительную влажность воздуха
Если приобрести специальные приборы, электронные или механические, то определение относительной влажности происходит без участия человека. Приборы сами показывают какая относительная влажность в данный момент в помещении. Такие приборы носят название гигрометров.
Если же нет возможности такие устройства приобрести, или их просто в данный момент нет под руками, а относительную влажность нужно измерить, то сделать это можно с помощью двух термометров и психрометрической таблицы.
Можно прикрепить на дощечку два термометра. Один будет обычно измерять температуру, а у второго головку со ртутью надо обернуть мокрой тканью, ватой, марлей, он будет измерять влажную температуру. Затем производится замер показаний обоих термометров. По психрометрической таблице на пересечении температур сухого и влажного термометров, будет находиться искомая относительная влажность. А сам такой прибор, которым измеряли разные температуры, называется психрометр.
Производительность 3 л/ч, без управления
Производительность 3 л/ч, датчик емкостного типа
Производительность 6 л/ч, без управления, корпус из нержавеющей стали
Испаряет 3 л/ч, датчик психометрического типа, корпус — нержавеющая сталь
6 литров/ч, психометрический тип, корпус из нержавеющей стали
6 литров/ч, датчик емкостного типа, корпус из нержавеющей стали
Большой производительности: 15 литров в час, ультразвуковой. Датчик психометрического типа
Большой ультразвуковой увлажнитель на 15 л/ч, емкостный датчик, корпус из нержавейки
Образует 15 кг тумана за час, без управления
Модель на 12 литров, психометрический датчик, корпус из нержавеющей стали
Промышленный увлажнитель на 12 литров в час, датчик емкостного типа, корпус — нержавеющая сталь
Испаряет 12 литров в час, без управления, корпус — нержавеющая сталь
Производительность 9 л/ч, с датчиком психометрического типа
Генератор холодного сухого тумана, производит 9 литров в час, с модулем управления, корпус из нержавеющей стали, датчик емкостного типа
Увлажнитель воздуха 9 л/ч, без модуля управления
Психометрическая таблица
Показания сухого
термометра Разность показаний сухого и влажного термометров
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 100 81 63 45 28 11 — — — — —
1 100 83 65 48 32 16 — — — — —
2 100 84 68 51 35 20 — — — — —
3 100 84 69 54 39 24 10 — — — —
4 100 85 70 56 42 28 14 — — — —
5 100 86 72 58 45 32 19 6 — — —
6 100 86 73 60 47 35 23 10 — — —
7 100 87 74 61 49 37 26 14 — — —
8 100 87 75 63 51 40 28 18 7 — —
9 100 88 76 64 53 42 34 21 10 — —
10 100 88 76 65 54 44 34 24 14 5 —
11 100 88 77 66 56 46 36 26 17 8 —
12 100 89 78 68 57 48 38 29 20 11 —
13 100 89 79 69 59 49 40 31 23 14 6
14 100 89 79 70 60 51 42 34 25 17 9
15 100 90 80 71 61 52 44 36 27 20 12
16 100 90 81 71 62 54 46 37 30 22 15
17 100 90 81 72 64 55 47 39 32 24 17
18 100 91 82 73 65 56 49 41 34 27 20
19 100 91 82 74 65 58 50 43 35 29 22
20 100 91 83 74 66 59 51 44 37 30 24
21 100 91 83 75 67 60 52 46 39 32 26
22 100 92 83 75 68 61 54 47 40 34 28
23 100 92 84 76 69 61 55 48 42 36 30
24 100 92 84 77 69 62 56 49 43 37 31
25 100 92 84 77 70 63 57 50 44 38 33
26 100 92 85 78 71 64 58 51 46 40 34
27 100 92 85 78 71 65 59 52 47 41 36
28 100 93 85 78 72 65 59 53 48 42 37
29 100 93 85 79 72 66 60 54 49 43 38
30 100 93 86 79 73 67 61 55 50 44 39

Твитнуть
Поделиться
Плюсануть
Поделиться
Отправить
Класснуть
Запинить
Загрузка.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 ϕ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах:
ϕ=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
Технологии — ТЭРА Чернигов
Психрометрический метод вычисления влажности основан на том, что разность температур сухого и смоченного термометров зависит от влажности воздуха.

Погрешность вычисления влажности состоит из двух составляющих: погрешности измерения температуры и погрешности вычисления влажности по результатам измерения температуры.
Если посмотреть на любую психрометрическую таблицу, в которой температуры указаны с точностью до 0,1°С, то можно увидеть, что при влажности около 70% погрешность измерения разности температур сухого и мокрого термометров 0,2°С приводит к ошибке вычисления влажности 2%. При больших значениях влажности влияние погрешности термометров уменьшается, при меньших увеличивается.
Поэтому при измерении влажности психрометрическим способом следует обращать особое внимание на точность измерения температуры.

Основная психрометрическая формула выглядит следующим образом:
F= [E´ A (t-t´) P]/e,
где:
e — максимальная упругость водяного пара при температуре сухого термометра;
E´ — максимальная упругость водяного пара при температуре мокрого термометра;
A — постоянная психрометра, зависит от скорости потока;
P — атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа= 100000 Па;
(t-t´) — разность показаний сухого и мокрого термометров.

Эта формула позволяет получить точное значение относительной влажности. Как видно из формулы, на результат вычисления, кроме температур оказывают влияние давление и коэффициент, зависящий от скорости потока.

Для примера примем Тс=20,0 °С Тм=16,5 °С.

Истинное
значение
Народная
формула
Диаграмма
аспирац.
психрометра
Таблица
гигрометра
ВИТ-2
Значение
64% 65% 70% 67%
Ошибка
1% 6% 3%
Причина
ошибки
Неточность
формулы Не введены
поправки на
скорость потока Не введены
поправки на
скорость потока

Будем считать, что давление в помещении равно нормальному атмосферному давлению и составляет Р=1100гПа, воздушный поток v=0,2 м/с. При таких условиях истинное значение относительной влажности воздуха будет равно 64%.

Существуют различные способы определения влажности по показаниям сухого и мокрого термометров.
Самый простой способ оценки: от 100% вычесть разность показаний сухого и мокрого термометров, умноженную на 10. Этот способ очень хорошо работает при высоких значениях влажности, нормальном давлении, скорости потока 2 м/с, температуре воздуха от 15 °С до 18 °С. При других условиях этот «народный» способ дает ошибку. В нашем примере Rh = 100-3,5*10 = 65% — ошибка вычисления 1%.

Другой популярный способ определить влажность по психрометричесой таблице или диаграмме. Широко распространено ошибочное мнение, что психрометрическая таблица едина и всегда одинакова. На самом деле психрометрические таблицы составляются для различных типов гигрометров и психрометров с учетом конструктивных особенностей термометров и скорости потока.
Например, по диаграмме аспирационного психрометра относительная влажность составит 70% — ошибка больше, чем при народном способе. Ошибка в 6% объясняется тем, что диаграмма, как указано в руководстве по эксплуатации этого прибора, рассчитана для скорости потока 2 м/с.
По таблице гигрометра ВИТ-2 относительная влажность воздуха составит 67%. Ошибка в 3% объясняется тем, что психрометрическая таблица гигрометра ВИТ-2, как указано на лицевой панели этого прибора, рассчитана для скорости потока 0,5 до 1,0 м/с.

Приборы нашего производства с функцией вычисления влажности позволяют ввести в память прибора параметр «скорость потока».

Для измерения скорости потока воздуха используются анемометры. Измерение скоростей потока менее 2 м/с возможно только дорогими цифровыми анемометрами. Сравнительно недорогие механические анемометры работают в диапазоне 2 -10 м/с.
Заказчикам, не имеющим анемометра, мы рекомендуем установить параметр «скорость потока» таким, чтобы показания прибора и образцового влагомера стали одинаковыми.
Калькулятор относительной влажности
С помощью этого метода можно определить, сколько влаги должно распылять увлажняющее средство. На практике следует придерживаться наихудшего сценария. Например, зимой при температуре наружного воздуха -10 ° C и относительной влажности 30% желательно создать в помещении удовлетворительный климат (например, 20 ° C и минимальную относительную влажность 40%). По-видимому, существует прямая связь между относительной влажностью и психологическим благополучием человека. Лучше всего люди чувствуют себя при относительной влажности 40% и выше.
Эти данные основаны на оценках, поскольку относительную влажность нельзя точно измерить в наружном воздухе. Во время дождя относительная влажность приближается к 100%, а в холодный день относительная влажность очень низкая. В принципе, когда воздух теплее, он может содержать больше жидкости. Когда воздух нагревается, но не увлажняется, относительная влажность снижается, в то время как количество граммов H ₂ O на килограмм остается прежним.
Другой пример: сколько воды улетучивается из дымовой трубы, которая выделяет 80 000 Нм ³ / час водонасыщенного воздуха (относительная влажность 100%) с температурой 75 ° C? (ответ = 31 394 л / час — или перевернутый водопад).
Естественно, всем этим можно управлять с помощью диаграммы Молье. Пример: при температуре 20 ° C относительная влажность измеряется 50%. Теперь можно назначить плотность 1,20 кг / м ³, и на 1 кг воздуха будет приходиться около 7,3 г воды.
Какая относительная влажность является правильной для окружающей среды?
Для создания приятной рабочей среды важно следить за тем, чтобы относительная влажность не опускалась ниже 40%. При относительной влажности менее 40% повышается риск заболевания.В целом можно констатировать, что симптомы, вызванные сухим воздухом, различаются, но можно выделить три основных фактора: статическое электричество, устойчивость к влаге и воздействие на здоровье.
Статическое электричество
Сухой воздух может вызвать статическое электричество в окружающей среде. Статическое электричество можно уменьшить, увеличив относительную влажность воздуха. Машины в машинном парке выделяют статическое электричество в результате трения. Когда присутствует больше машин, которые работают в течение более длительного периода времени, возникает большее трение и возрастает риск статического электричества.В основном это происходит на сухих элементах машин. В компьютерных залах также существует опасность статического электричества. В большинстве случаев статическое электричество возникает при относительной влажности от 30 до 35%.
Влагостойкость
Влагостойкость означает способность материала или продукта поддерживать определенный уровень влажности, несмотря на колебания относительной влажности в окружающей среде. Большинство материалов выделяют или впитывают влагу. Это может привести к повреждению материала или продукта. Во многих отраслях, таких как овощи, фрукты, цветы и крупы, этот процесс необратим.Слишком высокая относительная влажность также может вызвать проблемы с антиквариатом, картинами, книгами, бумагами и т. Д. Большинство повреждений старых изделий вызвано колебаниями влажности воздуха.
Влияние на здоровье
При повышении температуры относительная влажность снижается. Сухой воздух может вызвать такие последствия для здоровья, как сухость в носу и горле. Это вызывает более высокую восприимчивость к патогенам, таким как вирусы. Когда холодно, люди думают, что на улице тепло, из-за более высокой влажности воздуха. Это приводит к тому, что нагреватель включается реже.
Похоже, что климат для роста бактерий хуже всего, когда относительная влажность составляет от 40 до 60%. Вирусы могут выжить при относительной влажности от 47 до 70%. Для людей наиболее приятна относительная влажность от 40 до 60%. Для людей, страдающих аллергией и астмой, относительная влажность должна быть от 45 до 55%.
Высокая относительная влажность может вызвать сужение.
Желательные относительная влажность и температура для каждого вида деятельности
Ниже приведена таблица, в которой указаны идеальные температуры и относительная влажность для каждого сектора в данной ситуации.Эта таблица взята из JDK по обработке воздуха.
9004 9
24-27
900
24
Активность
Температура (° C)
Относительная влажность (%)
Активность
Температура (° C)
Относительная влажность (%)
Хлебобулочные изделия
Кожа
1

Печенье и печенье
16-18
50
Кладовая
10-16
40-60
Ферментация
70-75
Хранилище муки
18-27
50-65
Библиотеки и музеи
21-27
40-50
Хлебохладитель
21
60-70
Кондитерские изделия
24-27
65-70
Бумажные изделия
Смешивание хлебное тесто
24-27
40-50
Переплет
21
50-65
Помещение для хранения дрожжей
0-7
60-75
Сморщивание
24
60-65
Типография
24-27
45-55
Грань
Склад
Склад
24–27
40-60
Упаковка
24-27
45-50
Текстиль
Кондитерские изделия
Переработка хлопка
24-27
50-55
Продажа шоколада
17-18
50-65
Хлопковое прядение
16-27
50-70
Кладовая
16-20
50-65
Искусственное прядение шелка
20-24
85
Хлопчатобумажное ткачество
27
56-60
Пищевая промышленность
Проволока торсиарная шёлковая
21
60
-1
75-85
Обработка шелка
24-27
9008 4 65-70
Созревание бананов
20
90-95
Очистка шерсти
27-29
65-70
Помещение для хранения бананов
16
85-90
Прядение шерсти
27-29
50-60
Помещение для хранения цитрусовых
16
85
Плетение шерсти
-29
60
Помещение для хранения яиц
2-13
75-80
Помещение для хранения гранул
900 16
30-45
Помещение для хранения грибов
0-2
80-85
Табак
Помещение для хранения картофеля
4-16
85-90
Сигары и сигареты
3 21
55 -65
Сахар
27
30
Обработка и хранение
24
70-
Помещение для хранения томатов
1
85
Упаковка
32
88-95
Камера созревания томатов
21
85
Обработка древесины
900 79
Больницы
Готовые продукты
18-21
35-40
Детское отделение
50-65
Крепление
24-24
40-50
Операционная
24
55
Обработка
18-24
35-40
Больничные палаты
24
40-50
Зимние сады
27
70-80
Малярные предприятия
22-24
40-50
Прочие калькуляторы
!!! Lenntech BV не несет ответственности за ошибки в расчетах,
самой программе или объяснениях.Если у вас возникнут вопросы или замечания, свяжитесь с нами.
Относительная влажность
Осторожно! В этих общих утверждениях об относительной влажности есть опасности и возможные заблуждения.
Относительная влажность — это количество влаги в воздухе по сравнению с тем, что воздух может «удерживать» при этой температуре. Когда воздух не может «удерживать» всю влагу, он конденсируется в виде росы.
Из всех утверждений об относительной влажности, которые я слышал в повседневной беседе, приведенное выше, вероятно, является наиболее распространенным. Это может отражать понимание явления и иметь некоторую полезность для здравого смысла, но может отражать полное непонимание того, что происходит физически. Воздух не «удерживает» водяной пар в том смысле, что он обладает некоторой силой притяжения или захватывающим влиянием. Молекулы воды на самом деле легче и быстрее, чем молекулы азота и кислорода, составляющие основную часть воздуха, и они определенно не прилипают к ним и никоим образом не удерживаются ими.Если вы исследуете тепловую энергию молекул в воздухе при комнатной температуре 20 ° C, вы обнаружите, что средняя скорость молекулы воды в воздухе составляет более 600 м / с или более 1400 миль / час! Вы не собираетесь «удерживать» эту молекулу!
Другой, возможно, полезный подход — рассмотреть пространство между молекулами воздуха при нормальных атмосферных условиях. Зная атомные массы и плотности газа, а также моделируя длину свободного пробега молекул газа, мы можем сделать вывод, что расстояние между молекулами воздуха при атмосферном давлении и 20 ° C примерно в 10 раз больше их диаметра.Обычно они проходят расстояние в 30 раз больше, чем расстояние между столкновениями. Таким образом, молекулы воды в воздухе имеют много места для перемещения и не «удерживаются» молекулами воздуха.
Когда кто-то говорит, что воздух может «удерживать» определенное количество водяного пара, речь идет о том, что определенное количество водяного пара может находиться в воздухе как составная часть воздуха. Молекулы воды с высокой скоростью в хорошем приближении действуют как частицы идеального газа.При атмосферном давлении 760 мм рт. Ст. Количество воды в воздухе можно выразить через парциальное давление в мм рт. Ст., Которое представляет собой давление пара, создаваемое молекулами воды. Например, при 20 ° C давление насыщенного пара для водяного пара составляет 17,54 мм рт.
Но водяной пар — это компонент воздуха, который совсем не похож на кислород и азот.Кислород и азот всегда являются газами при земных температурах и имеют точки кипения 90K и 77K соответственно. Практически они всегда действуют как идеальные газы. Но необычная вода имеет температуру кипения 100 ° C = 373,15K и может существовать на Земле в твердой, жидкой и газообразной фазах. По сути, он всегда находится в процессе динамического обмена молекулами между этими фазами. В воздухе при 20 ° C, если давление пара достигло 17,54 мм рт. Ст., То в жидкую фазу входит столько же молекул воды, сколько уходит в газовую фазу, поэтому мы говорим, что пар «насыщен».Это не имеет ничего общего с воздухом, «удерживающим» молекулы, но обычное употребление часто предполагает это. Когда воздух приближается к насыщению, мы говорим, что приближаемся к «точке росы». Молекулы воды полярны и будут проявлять некоторую суммарную силу притяжения друг к другу и, следовательно, начнут отклоняться от поведения идеального газа. Собираясь вместе и переходя в жидкое состояние, они могут образовывать капли в атмосфере, образуя облака, или вблизи поверхности, чтобы образовывать туман, или на поверхностях, образуя росу.
Другой подход, который может помочь прояснить тот факт, что воздух на самом деле не «удерживает» воду, состоит в том, чтобы отметить, что относительная влажность на самом деле не имеет ничего общего с молекулами воздуха (т.е.е., N ₂ и О ₂). Если бы в закрытой колбе при 20 ° C была жидкая вода, но совсем не было воздуха, она достигла бы равновесия при давлении насыщенного пара 17,54 мм рт. В этот момент он будет иметь плотность пара 17,3 г / м ³ чистого водяного пара в газовой фазе над поверхностью воды. Но если бы вы только что удалили воздух и запечатали контейнер с жидкой водой, у вас может возникнуть ситуация, когда в этот конкретный момент в газовой фазе находится только 8,65 г / м ³.Мы бы сказали, что в этот момент относительная влажность в колбе составляет 50%, потому что плотность остаточного водяного пара составляет половину его плотности насыщения. Это точно то же самое, что мы сказали бы, если бы присутствовал воздух — 8,65 г / м 2 ³ водяного пара в воздухе при 20 ° C соответствует относительной влажности 50%. В этих условиях молекулы воды будут испаряться с поверхности в газовую фазу быстрее, чем они попадут на поверхность воды, поэтому давление водяного пара над поверхностью будет возрастать в сторону давления насыщенного пара.
Индекс
Концепции кинетической теории
Приложения кинетической теории
Концепции использования пара
Влажность / температура — Rotronic USA
Что такое относительная влажность? ROTRONIC уже почти 50 лет занимается вопросом относительной влажности, и за это время постоянно растет не только ноу-хау, но и ноу-то и ноу-почему. Пришло время передать эти знания по частям.
Академия влажности Humidity Academy , созданная ROTRONIC USA , — это способ, которым мы решили поделиться своими знаниями. Начнем с первой темы, относящейся к теории относительной влажности. Мы будем работать с главой за главой, выводя свет в темноту или, на нашем языке, влажность на засуху.
Что такое влажность?
Влажность определяется как некоторая мера содержания водяного пара в воздухе (или другом газе). Термин «влажность» — это общий термин для количественной оценки количества водяного пара в газе.
Термин «влажность» часто взаимозаменяем с «относительной влажностью», но между этими двумя терминами существует значительная разница в контексте точного измерения. В этой главе объясняется, почему разница между этими двумя терминами имеет значение для людей, которые занимаются измерением водяного пара в чувствительных средах, и рассматриваются термины и определения, используемые для количественной оценки количества водяного пара в газе.
Водяной пар играет решающую роль в поддержании качества и эффективности продуктов, которые улучшают нашу повседневную жизнь — продукты, которым доверяют потребители, производятся в соответствии со спецификациями.Производителям в различных отраслях важно понимать, как работают точные измерения влажности и какую роль играет ваш измерительный прибор.
Важность точности
Влажность измеряется с помощью гигрометра, инструмента, который использует различные материалы и измерения для измерения уровня водяного пара в комнате или пространстве. Хотя никакие научные измерения не являются абсолютно верными, получение как можно более точных измерений влажности имеет решающее значение во всех отраслях промышленности.Поскольку водяной пар выше определенного уровня может привести к конденсации и, в конечном итоге, к коррозии или плесени, высокоточные измерения влажности жизненно важны для предотвращения деградации всего, начиная от деревянных строительных материалов, пищевых продуктов, фармацевтических препаратов, топлива, бумаги, электронных компонентов и многих других материалов. Измерения влажности помогают поддерживать оптимальные условия окружающей среды для продуктов и предотвращать дорогостоящие повреждения ценных товаров.
Техническая информация
В этом разделе мы раскроем основные законы физики, регулирующие относительную влажность.В диапазоне температур от -50 до 150 ° C и давлениях не выше 1000 кПа водяной пар практически ведет себя как идеальный газ. Мы будем использовать примеры, чтобы проиллюстрировать влияние температуры и давления на относительную влажность и как преобразовать относительную влажность в точку росы и абсолютную влажность.
Сначала давайте рассмотрим основы с обзором общих свойств водяного пара во влажном газе.
Свойства водяного пара во влажном газе
Испарение
Когда молекула воды покидает поверхность и принимает форму газа, она испаряется.За счет поглощения или высвобождения кинетической энергии молекула воды переходит из жидкого состояния в парообразное. Жидкая вода, которая превращается в водяной пар, забирает с собой часть тепла в процессе, называемом испарительным охлаждением. Испарительное охлаждение — это снижение температуры воздуха в результате испарения жидкости, которое отводит тепло с поверхности, с которой происходит испарение. Энергия, удаляемая при испарительном охлаждении, называется «скрытой теплотой». Испарительное охлаждение ограничено атмосферными условиями.Процесс испарения потребляет больше тепла, когда воздух очень горячий и сухой, что делает охлаждающий эффект более выраженным по сравнению с испарительным охлаждением в горячем и влажном воздухе.
Конденсация
Преобразование водяного пара в жидкость называется конденсацией. Водяной пар будет конденсироваться на поверхности только тогда, когда температура поверхности ниже температуры точки росы или когда равновесие водяного пара в воздухе было превышено. Когда водяной пар конденсируется на поверхности, происходит чистое нагревание.Молекула воды выделяет тепло, и, в свою очередь, температура атмосферы немного повышается.

«Болотный охладитель» кондиционирует воздух в жаркую погоду за счет испарения воды. Они хорошо работают в сухом климате, таком как Денвер или Феникс, но не будут хорошо работать в Хьюстоне или Бостоне, где в воздухе больше влаги.
Химические реакции
В результате многих химических реакций в качестве продукта образуется вода. Если реакции происходят при температурах выше точки росы окружающего воздуха, вода будет образовываться в виде пара и увеличивать количество водяного пара в газе.Если они происходят при температурах ниже точки росы, произойдет конденсация, и водяной пар уйдет из газа.
В присутствии водяного пара происходят другие химические реакции, в результате чего образуются новые химические вещества, например ржавчина на железе или стали.
Relative Feuchte, Druck und Temperatur
Изучение законов физики, регулирующих водяной пар во влажном газе, может помочь вам лучше понять свойства того, что вы измеряете. Понимание этих свойств поможет вам проводить более точные измерения и более эффективно выполнять свою работу, будь то защита продукта от коррозии или поддержание точной среды для хранения или производства.
Влажность и законы физики
От давления до температуры следующие законы идеального газа помогают нам понять, как уровни влажности меняются в зависимости от окружающей среды.
Имя Определение Закон Банкноты
Закон Бойля
При постоянной температуре произведение объема и давления данного количества газа является постоянным.
P x V = постоянная
Значение постоянной зависит от того, сколько газа находится в объеме.
Стандартные температура и давление (STP) устанавливаются при температуре 0 ° C, 32 ° F и давлении 101,3 кПа на одну атмосферу.
Имя Определение Закон Банкноты
Закон Чарльза
При постоянном давлении объем заданного количества газа пропорционален абсолютной температуре (° K).Или при постоянном объеме давление данного количества газа пропорционально абсолютной температуре.
V = q x T Или P = j x T
P = j x Tq — константа пропорциональности, которая зависит от количества газа. j — константа пропорциональности, которая зависит от конкретной пробы газа и ее объема. Чтобы преобразовать температуру в ° C в абсолютную температуру в ° K, добавьте постоянную 273,15 Закон парциальных давлений Дальтона. Общее давление смеси газов равно сумме давлений, которые оказывал бы каждый газ, если бы он присутствовал отдельно.Pt = P1 + P2 + P3 +… P1, P2 и т. Д., Являются парциальными давлениями газов 1, 2 и т. Д., Равные объемы Авогадро Пример: один литр Температура Гипотезы газы при одинаковой температуре любого идеального газа с температурой 0 ° C и при темп. 0 ° C давление 101,3 давление содержит и давление кПа является стандартным равным числом 101,3 кПа, температуры и молекул. содержит 2,688 x состояние давления 1022 молекул. или стандартное давление.
Экспериментально установлено, что количество атомов в 12 граммах 12C равно 6.022 x 1023. Этот номер называется числом Авогадро.
Имя Определение Закон Банкноты
Объем моля газа при стандартных температуре и давлении (STP)
Поскольку один литр газа в STP содержит 2,688 x 1022 молекул (или атомов в случае одноатомного газа), отсюда следует, что моль газа (6,022 x 1023 молекулы) занимает объем 22.4 л на СТП.
См. Определения крота и числа Авогадро ниже.
Закон об идеальном газе
Произведение объема и давления данного количества газа пропорционально абсолютной температуре.
P x V = n x R x T
n — количество молей газа, R — молярная газовая постоянная. Константа R равна: 0,08206 атм x литр / K x моль 8.30928 Па x м3 / К x моль
Мольные доли и парциальное давление
D Состав одного моля газовой смеси можно выразить через мольные доли ее компонентов. Мольная доля конкретного компонента определяется как общее количество молей компонента, деленное на общее количество молей всех компонентов. Из этого определения следует, что сумма всех мольных долей равна единице. Моль любого элемента определяется как количество этого элемента, которое содержит такое же количество молекул (или атомов в случае одноатомного элемента), что и ровно 12 г 12C (углерода 12). Пример: сухой воздух около уровня моря
Азот: мольная доля: 0,78084
Кислород: молярная доля: 0,20948
Двуокись углерода: мольная доля: 0,0004
Если Pt — полное давление газовой смеси, а n1, n2 и т. Д. — мольные доли ее компонентов, то следует, что: Pt = Pt x (n1 + n2 +…) и Pt = Pt x n1 + Pt x n2 + … Где Pt x n1, Pt x n2 и т. Д. — парциальные давления компонентов 1, 2 и т. Д. Приведенное выше уравнение является другой формой закона Дальтона.Водяной пар — один из нескольких газов, составляющих воздух. Например, если общее давление такой системы, как воздух на уровне моря, составляет 1013 кПа (или 29,9 дюйма ртутного столба), и этот воздух состоит из азота, кислорода, водяного пара и других следовых газов, каждый из этих газов вносит свой вклад в общее давление 1013 кПа. Часть водяного пара называется парциальным давлением водяного пара. Парциальное давление водяного пара является ключевым показателем, входящим в состав формул, определяющих все остальные параметры влажности.Согласно закону Дальтона полное давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений ее компонентов. Это означает, что парциальное давление компонента равно произведению полного давления на мольную долю компонента.
Эффект изменения давления
Следовательно, изменение общего давления газовой смеси при постоянном составе приводит к одинаковому изменению парциального давления каждого компонента. Например, удвоение общего давления газовой смеси приводит к удвоению парциального давления каждого компонента.По мере увеличения общего давления парциальное давление водяного пара пропорционально увеличивается. Это важный факт, который необходимо понять, как вы увидите, когда мы определим относительную влажность и температуру точки росы. Увеличение давления закрытой системы приведет к увеличению относительной влажности и повышению температуры точки росы до достижения насыщения.
Давление пара над жидкостью
Поскольку молекулы в жидкости расположены ближе друг к другу, чем в газе, межмолекулярные силы сильнее, чем в газе.Для испарения жидкости необходимо преодолеть межмолекулярные силы за счет кинетической энергии молекул. Если жидкость помещена в закрытый контейнер, частицы, попадающие в паровую фазу, не могут выйти. В своем беспорядочном движении частицы ударяются о жидкость и снова захватываются межмолекулярными силами. Таким образом, одновременно происходят два процесса: испарение и конденсация, скорость испарения увеличивается с повышением температуры. Это связано с тем, что повышение температуры соответствует увеличению кинетической энергии молекул.В то же время скорость конденсации увеличивается по мере увеличения числа частиц в фазе пара
: большее количество молекул ударяется о поверхность жидкости. Когда эти два процесса становятся равными, число частиц и, следовательно, давление в паровой фазе стабилизируется. Значение равновесного давления пара зависит от сил притяжения между частицами жидкости и от температуры жидкости. Давление пара над жидкостью увеличивается с повышением температуры.
Давление водяного пара
Давление водяного пара сильно увеличивается с повышением температуры.
Давление пара над льдом
Когда вода замерзает, молекулы принимают структуру, которая допускает максимальное количество взаимодействий водородных связей между молекулами. Поскольку эта структура имеет большие шестиугольные отверстия, лед более открытый и менее плотный, чем жидкая вода. Поскольку водородные связи сильнее во льду, чем в жидкой воде, силы межмолекулярного притяжения наиболее сильны во льду.Вот почему давление пара над льдом меньше, чем давление пара над жидкой водой.
Определения влажности
Концентрация паров (абсолютная влажность)
Концентрация пара или абсолютная влажность смеси водяного пара и сухого воздуха определяется как отношение массы водяного пара Mw к объему V, занимаемому смесью.
Dv = Mw / V, выраженное в граммах / м3 или в зернах / куб. Фут // Значение Dv может быть получено следующим образом из уравнения PV = nRT // Mw = nw x mw, где // nw = количество молей водяной пар, присутствующий в объеме V // mw = молекулярная масса воды // Dv = Mw / V = nw x mv / V = mw xp / RT, где // mw = 18.016 грамм // p = парциальное давление водяного пара [Па] // R = 8,31436 Па x м3 / K x моль // T = температура газовой смеси в K // Dv = p / 0,4615 x T [г / м3] // 1 г (зерно) = 0,0648 г (грамм) // 1 куб. фут = 0,0283168 м3 // Dv [гр / куб. фут] = 0,437 x Dv [г / м3] .
Удельная влажность
Удельная влажность — это отношение массы водяного пара Mw к массе (Mw + Ma) влажного воздуха. Q = Mw / (Mw + Ma) // Q = p mw / (p mw + (Pb — p) ma) // Q = 1000 p / (1.6078 Pb — 0,6078 p) [г / кг] // 1 г (зерно) = 0,0648 г (грамм) // 1 фунт = 0,4535923 кг // Q [г / фунт] = 7 x Q [г / кг]
Соотношение компонентов
Коэффициент смешения r влажного воздуха — это отношение массы Mw водяного пара к массе Ma сухого воздуха, с которым связан водяной пар: Mw = nw x mw = mw xp V / RT // Ma = na x ma = ma x pa V / RT = ma x (Pb — p) V / RT, где nw = количество молей водяного пара, присутствующего в объеме V // na = количество молей сухого воздуха, присутствующего в объеме V / / mw = 18.016 грамм // ma = 28,966 грамм // p = парциальное давление водяного пара [Па] // pa = парциальное давление сухого воздуха [Па] // Pb = полное или барометрическое давление [Па] // R = 8,31436 Па x м3 / K x моль // T = температура газовой смеси в K // V = объем, занимаемый паровоздушной смесью // r = mw p / ma (Pb — p) // r = 621,97 xp / (Pb — p) [г / кг] // 1 г (зерно) = 0,0648 г (грамм) // 1 фунт = 0,4535923 кг // r [г / фунт] = 7 xr [г / кг]
r = Mw / млн лет
Объем
мкм Соотношение смешивания
Объемный коэффициент смешения — это отношение количества молей водяного пара nw к количеству молей сухого воздуха na, с которым связан водяной пар.Обычно это выражается в миллионных долях: PPMv = 106 x nw / na // nw = p V / RT // na = pa V / RT = ma x (Pb — p) V / RT, где: p = частичное давление водяного пара [Па] // па = парциальное давление сухого воздуха [Па] // Pb = полное или барометрическое давление [Па] // R = 8,31436 Па x м3 / K x моль // T = температура газа смесь в K // V = объем, занимаемый паровоздушной смесью // PPMv = 106 xp / (Pb — p)
Относительная влажность
Относительная влажность — это соотношение двух давлений: % RH = 100 x p / ps , где p — фактическое парциальное давление водяного пара, присутствующего в окружающей среде, а ps — давление насыщения воды при температуре окружающей среды.Датчики относительной влажности обычно калибруются при нормальной комнатной температуре (значительно выше нуля). Следовательно, общепринято, что этот тип датчика показывает относительную влажность по отношению к воде при всех температурах (в том числе ниже нуля). Как уже отмечалось, лед производит более низкое давление пара, чем жидкая вода. Следовательно, когда присутствует лед, насыщение происходит при относительной влажности менее 100%. Например, показание влажности 75% при температуре -30 ° C соответствует насыщению над льдом.
Температура точки росы и точки замерзания
Температура точки росы влажного воздуха при температуре T, давлении Pb и соотношении компонентов r — это температура, до которой воздух должен быть охлажден, чтобы он стал насыщенным по отношению к воде (жидкости). Температура точки замерзания влажного воздуха при температуре T, давлении Pb и соотношении смеси r — это температура, до которой воздух должен быть охлажден, чтобы он стал насыщенным по отношению ко льду.
Температура влажного термометра
Температура влажного воздуха по влажному термометру при давлении Pb, температуре T и соотношении смешивания r — это температура, которую принимает воздух, когда вода вводится постепенно в бесконечно малых количествах при текущей температуре и испаряется в воздух посредством адиабатического процесса при постоянном давлении до тех пор, пока насыщение достигается.
Влияние температуры и общего давления на давление пара
Одна из распространенных ошибок при измерении влажности — неспособность различить влияние температуры и давления на водяной пар. При рассмотрении влияния температуры, давления и пространства на парциальное давление пара необходимо различать следующие ситуации:
Насыщение (жидкость или лед) в сравнении с отсутствием насыщения (только пар)
Закрытый контейнер фиксированного объема vs.открытое пространство
Насыщенность
Парциальное давление пара равно давлению насыщения и его величина зависит только от температуры. Нет никакой разницы между ситуацией в открытой среде и в закрытом контейнере.
Без насыщения
Водяной пар ведет себя почти как идеальный газ, и следующее уравнение применимо к парциальному давлению пара: p x V = n x R x T
В открытом пространстве объем V, занимаемый паром, может расширяться.Следовательно, на парциальное давление p не влияет температура. Парциальное давление p может изменяться только при изменении n (добавляется или удаляется пар) или при изменении общего давления (закон парциальных давлений Дальтона). Например, полное давление падает с увеличением высоты, что приводит к уменьшению парциального давления пара.
Закон Далтона
В закрытом контейнере фиксированного объема пар занимает весь объем контейнера, и этот объем постоянен.Парциальное давление водяного пара (p) может изменяться только при изменении абсолютной температуры (градусов К) или количества водяного пара p. Парциальное давление p не изменяется с изменением общего давления, если только изменение общего давления не связано с изменением парциального давления водяного пара p.
Влияние температуры и давления на относительную влажность,%
Давление насыщенного пара зависит только от температуры. Нет эффекта от общего давления, и нет разницы между ситуацией в открытом пространстве и в закрытом контейнере. На открытом пространстве , при постоянном уровне влажности и температуре, относительная влажность% прямо пропорциональна общему давлению. Однако значение% RH ограничено 100%, поскольку p не может быть больше ps. В закрытом контейнере фиксированного объема относительная влажность % уменьшается с повышением температуры, но не так сильно, как в открытом пространстве.
Примеры
(А) Офисное здание
С практической точки зрения офисное здание можно рассматривать как открытую среду.Например, локальное повышение температуры, создаваемое обогревателем или офисной машиной, не изменяет значение парциального давления водяного пара, поэтому локальное давление пара одинаково во всем здании. Однако давление насыщенного пара локально увеличивается. Следовательно, относительная влажность в непосредственной близости от источника тепла снижается. Если предположить, что в другом месте здания температура составляет 25 ° C, а относительная влажность составляет 50%, локальное повышение температуры до 30 ° C снижает относительную влажность следующим образом: ps при 25 ° C = 3.17 кПа // пс при 30 ° C = 4,24 кПа // p = 0,5 x 3,17 кПа = 1,585 кПа, что соответствует 50% относительной влажности // Локализованная относительная влажность% = 100 x 1,585 / 4,24 = 37,4%
(B) Роса на охлажденном зеркале
W Если температура зеркала понижается точно до значения, при котором на поверхности появляется роса, значение температуры зеркала называется точкой росы. Используя предыдущий пример, точку росы, соответствующую условию относительной влажности 50% и 25 ° C, можно найти следующим образом: ps при 25 ° C = 3,17 кПа // p = 0.5 x 3,17 кПа = 1,585 кПа, что соответствует относительной влажности 50%. Если существует равновесие между росой на зеркале и окружающей средой, из этого следует, что ps при температуре охлажденного зеркала должно быть равно давлению пара p. Основываясь на простой интерполяции значений таблиц насыщенного пара, мы находим, что значение пс 1,585 кПа соответствует температуре 13,8 ° C. Эта температура является точкой росы. Пример выше показывает, что преобразование относительной влажности в точку росы и наоборот требует использования термометра и таблиц насыщенного пара.
(C) Сжатие в закрытой камере
Если общее давление внутри закрытой камеры увеличивается с одной до полутора атмосфер и поддерживается постоянная температура, парциальное давление водяного пара увеличивается в 1,5 раза. Поскольку температура одинакова, давление насыщения ps одинаково. Если мы предположим, что до сжатия у нас была относительная влажность 50% и температура 25 ° C, то после этого состояние будет 75% относительной влажности и 25 ° C.
(D) Впрыск сухого газа в закрытую камеру
Если сухой азот впрыскивается в закрытую камеру, где уже есть воздух с относительной влажностью 50% и температура поддерживается постоянной, общее давление в камере увеличивается.Однако парциальное давление водяного пара p остается постоянным, поскольку мольная доля водяного пара в камере уменьшается на величину, которая точно уравновешивает увеличение общего давления (см. Закон Дальтона). Поскольку температура поддерживается постоянной, давление насыщенного пара ps также остается неизменным. Таким образом, относительная влажность остается на уровне 50%, несмотря на то, что в камеру был введен сухой газ.
Практические правила относительной влажности при влажном воздухе
Напомним, что% RH = p / ps x 100
По мере увеличения температуры системы относительная влажность будет уменьшаться, потому что ps будет увеличиваться, а p останется прежним.Аналогичным образом, когда температура системы снижается, относительная влажность будет увеличиваться, потому что ps будет уменьшаться, в то время как p остается неизменным. При понижении температуры система в конечном итоге достигнет насыщения, когда p = ps, а температура воздуха = температуре точки росы.
По мере уменьшения общего давления в системе относительная влажность будет уменьшаться, потому что p будет уменьшаться, но ps не изменится, потому что температура не изменилась. Аналогичным образом, по мере увеличения общего давления в системе относительная влажность будет увеличиваться до тех пор, пока в конечном итоге не будет достигнуто насыщение.
Расчет относительной влажности воздуха
Относительная влажность — один из параметров, которые выражают состояние воздуха. Относительная влажность выражается в процентах. Если относительная влажность слишком высока, это означает, что в воздухе много воды, что некомфортно для человеческого организма.

Как выразить влажность?
Влажность выражается двумя способами: относительная влажность и абсолютная влажность.Относительная влажность выражается как процентная и абсолютная влажность выражается как содержание влаги на единицу объема.
В этом руководстве мы сначала рассмотрим определения и уравнения относительной влажности, а затем обсудим проблемы .

Что такое насыщенный воздух?
Когда воздух насыщен, воздух не может удерживать больше водяного пара и начинают конденсироваться в виде жидкой воды .

Со временем количество воды в баке увеличивается.Через какое-то время прирост количества воды в баке прекращается и становится постоянным. ценить. Мы называем это насыщенное состояние достигнутым системой. Теперь в воздухе содержится максимальное количество водяного пара.
До достижения состояния насыщения давление водяного пара увеличивается и достигает постоянного значения давления, если температура не изменилось.

Определение относительной влажности — RH
количество водяного пара, присутствующего в воздухе, выраженное в процентах от количества, необходимого для насыщения при той же температуре .
Относительная влажность не имеет единиц измерения и зависит от температуры . Относительная влажность выражается в процентах.

Уравнения относительной влажности
Уравнение относительной влажности выражается двумя способами: от количества (массы) и давления пара.

Уравнение относительной влажности в количестве (массе) водяного пара

Уравнение относительной влажности для давления водяного пара

Изменение давления насыщенного пара в зависимости от температуры
Давление насыщенного пара увеличивается с повышением температуры.
Загрузить Изменение давления водяного пара в зависимости от температуры — Лист Excel
Понять, почему относительная влажность увеличивается при понижении температуры
При повышении температуры давление насыщенного водяного пара увеличивается. Затем посмотрите уравнение относительной влажности, которое было выражено в условиях давления. В этом уравнении член давления насыщенного пара находится ниже деления. Итак, когда это число уменьшается (с температурой уменьшение), соответствующее значение влажности увеличивается до тех пор, пока воздух не станет насыщенным.
Но помните, что абсолютная влажность остается постоянной , в то время как относительная влажность уменьшается.
Проблемы с относительной влажностью — Вопросы и ответы
Проблема 1
В замкнутом пространстве содержится 47,7 г водяного пара. Если в замкнутое пространство подается 12,5 водяного пара, система насыщается.
Какая масса водяного пара требуется для насыщения замкнутого пространства?
Какова текущая относительная влажность помещения?
Ответ
Масса водяного пара, когда система насыщена = текущая масса водяного пара + предоставленная масса водяного пара
масса водяного пара при насыщении системы = 47.7 г + 12,5 г
масса водяного пара при насыщении системы = 60,2 г

относительная влажность = масса водяного пара в воздухе / масса водяного пара для насыщения
масса водяного пара при насыщении системы = (47,7 г / 60,2 г) * 100
масса водяного пара при насыщении системы = 79,24%
Задача 2
В комнате содержится 10 г водяного пара.Объем помещения 9 м ³, температура 25 ⁰ С. Рассчитайте относительную влажность в помещении. Помещение герметично, массообмен не допускается.
Данные: Давление насыщенного водяного пара при 25 ⁰ C = 3,17 кПа
Ответ
Нам известно давление насыщенного водяного пара при 25 ⁰ C. Единственное, что нам нужно знать, это настоящая вода. давление пара помещения.
Мы можем рассчитать фактическое давление водяного пара в помещении по уравнению PV = nRT,
P = фактическое давление водяного пара, Па (найдем)
V = Объем помещения (м ³)
n = количество водяного пара в моль
R = 8,314 Дж моль ^-1 K ^-1 = газовая постоянная
T = температура в Кельвинах
Количество воды можно определить по следующей формуле.
Количество (моль) = масса / молярная масса
Количество водяного пара = 72 г / 18 г моль ^-1
Количество водяного пара = 4 моль
Замените эти значения в PV = nRT
P * 10 м ³ = 4 моль * 8,314 Дж моль ^-1 K ^-1 * 298 K
P = 991,03 Па
P = 0.99103 кПа
Теперь мы знаем фактическое давление водяного пара.

относительная влажность = (фактическое давление водяного пара / давление насыщенного водяного пара) * 100
относительная влажность = (0,99103 / 3,17) * 100
относительная влажность = 31,26%

Проблема 3
Резервуар имеет объем 1 м ³ и содержит воздух.Вначале в баке 50 ⁰ C воздуха, и он начинает охлаждаться. до 20 ⁰ C. Начальная относительная влажность (RH) 80% и, наконец, воздух насыщается из-за процесса охлаждения. Подсчитайте количество подписок.
Общее количество водяного пара в баке в кг при 50 ⁰ C?
Общая масса конденсированной воды внутри резервуара после насыщения?
Вам предоставляются следующие данные.
Константа водяного пара (R) = 461,5 Дж / кг · K
Давление пара воды на
50 ⁰ C, P ₁ ⁰ = 12,171 кПа
20 ⁰ C, P ₂ ⁰ = 2.302 кПа

Ответ

Предположения, которые вы должны сделать в этом вопросе
Водяной пар действует как идеальный газ.
Без изменения громкости.
Относительная влажность увеличивается при понижении температуры.
Когда воздух охлаждается, относительная влажность увеличивается, поскольку количество водяного пара, необходимое для насыщения, также уменьшается. В одной точке, воздух насыщен водяным паром. Затем при дальнейшем охлаждении водяной пар начинает конденсироваться в жидкую воду. При этом масса воды пар в воздухе уменьшается.
Сначала следует рассчитать массу водяного пара (m ₁) в исходном воздухе.Затем окончательная масса воды пар (m ₂) рассчитывается. Разница между m ₁ и m ₂ — вот ответ. (м ₁> м ₂)
Масса конденсированного водяного пара = м ₁ — м ₂
Уравнения относительной влажности
Относительная влажность (RH) = Давление водяного пара (P) / Давление насыщенного водяного пара (P ⁰)
RH = P / P0
Давление насыщенного водяного пара (P ⁰) зависит от температуры.

Два государства
Государство 1
Фактическое давление водяного пара в начале = P ₁
RH = 80%
Давление насыщенного водяного пара в начале = P ₁ ⁰ = 12,171 кПа
Состояние 2
Фактическое давление водяного пара при 20 ⁰ C = P ₂
RH = 100% (насыщенный)
Давление насыщенного водяного пара при 20 ⁰ C = P ₂ ⁰ = 2.302 кПа

Определите фактическое давление водяного пара в состоянии 1
P ₁ = RH * P ₁ ⁰
P ₁ = (80/100) * 12,171
P ₁ = 9,737 кПа

Определите фактическое давление водяного пара в состоянии 2
P ₂ = RH * P ₂ ⁰
P ₂ = (100/100) * 2.302 = 2,302 кПа
P ₂ = 2,302 кПа
Определить массу влаги (водяного пара) в состоянии 1
Применить PV = mRT для водяного пара
P ₁ = 9,737 кПа
9,737 * 10 ³ * 1 = м ₁ * 461,5 * 323
м ₁ = 0,065 кг
м ₁ = 65 г

Определить массу влаги (водяного пара) в состоянии 2
Применить PV = mRT для водяного пара
P ₂ = 2.737 кПа
2,737 * 10 ³ * 1 = м ₂ * 461,5 * 293
м ₂ = 0,065 кг
м ₂ = 17 г
Масса конденсированного водяного пара = м ₁ — м ₂
Масса конденсированного водяного пара = 48 г
Мы решили вышеуказанную задачу с помощью уравнений. Также мы можем использовать психрометрическую диаграмму, чтобы очень легко решить эту проблему.Если вы не изучили психрометрическую таблицу, научитесь читать психрометрическую диаграмму и ее оси.
Вопросы

Как кондиционер поддерживает относительную влажность.
Кондиционер выполняет работу по удалению водяного пара, когда содержание водяного пара превышает ожидаемый уровень, чтобы поддерживать комфортную среду.
рассчитать количество воды для повышения относительной влажности
Если вы хотите повысить относительную влажность (RH) при той же температуре, вы должны увеличить давление водяного пара, добавив немного воды в пространство.Вы можете рассчитать необходимое количество воды для повышения относительной влажности, выполнив следующие действия.
На основе текущего значения RH и требуемых значений RH можно рассчитать текущее давление водяного пара и требуемое давление водяного пара.
Значения текущего давления водяного пара и требуемого давления водяного пара можно использовать для определения текущей массы водяного пара и требуемой массы водяного пара в заданном пространстве. (примените PV = mRT дважды для текущего давления водяного пара и требуемого давления водяного пара)
Возьмите разницу между требуемой массой водяного пара и текущей массой водяного пара.
Как рассчитать водяной пар в воздухе?
Если вам известны относительная влажность и температура воздуха, вы можете рассчитать массу водяного пара в несколько этапов вычислений.
Зная относительную влажность, можно рассчитать фактическое давление водяного пара.
См. Приведенное выше уравнение относительной влажности.
Фактическое давление водяного пара = (относительная влажность * давление водяного пара в насыщенном воздухе) / 100
Затем примените газовый закон, чтобы узнать больше массы водяного пара в рассматриваемом объеме.

P = Фактическое давление водяного пара
В = объем рассматриваемого пространства
T = температура в K
m = Фактическая масса водяного пара
R = Универсальная газовая постоянная
формула относительной влажности давление пара?
Давление пара или равновесное давление пара определяется как давление, оказываемое паром в термодинамическом равновесии с его конденсированными фазами при заданной температуре в замкнутой системе.
Связь формулы относительной влажности с давлением пара
относительная влажность = (фактическое давление пара / давление пара) * 100
Относительная влажность выражается в процентах.

что такое насыщенный воздух
Насыщенный воздух не может удерживать больше водяного пара. При повышении температуры воздух может поглощать больше водяного пара. Также, если температура повышается и больше нет воды для испарения, влажность уменьшается.

определение влажности
Влажность определяется как концентрация водяного пара в воздухе.Водяной пар образуется за счет испарения жидкой воды. Влажность можно менять время от времени или от места к месту.
Калькулятор относительной влажности
Калькулятор относительной влажности
Этот калькулятор показывает взаимосвязь температуры и влажности воздуха с точкой росы и температурой по влажному термометру, измеренной психрометрическим термометром. Относительная влажность и соотношение смешивания рассчитываются на основе введенных значений.
Используемые термины
Количество влаги, которую может удерживать воздух, зависит от его температуры и давления.Чем теплее воздух, тем большее количество водяного пара он может содержать. Температура воздуха измеряется обычным термометром, это показание Dry-Bulb . Фактическое количество влаги, известное как соотношение смешивания , измеряется в граммах воды на килограмм сухого воздуха. Когда воздух определенной температуры насыщен, он больше не может удерживать влагу. Относительная влажность воздуха — это отношение фактического количества влаги в воздухе к количеству полностью насыщенного воздуха.
Мы можем использовать испарение, чтобы измерить количество влаги в воздухе. Влажную ткань кладут на колбу термометра, а затем обдувают ткань воздухом, вызывая испарение воды. Поскольку при испарении выделяется тепло, термометр остынет до более низкой температуры, чем термометр с сухой лампочкой в то же время и в том же месте. Понижение температуры Wet-Bulb позволяет рассчитать влажность. Если воздух полностью насыщен (относительная влажность 100%), вода не может испаряться, поэтому температуры по влажному и сухому термометрам одинаковы.Если температуры по сухому и влажному термометрам установлены на одно и то же значение, калькулятор покажет соотношение насыщения при смешивании количество воды в насыщенном воздухе при этой температуре.
Если частично насыщенный воздух охлаждается без изменения его давления или количества водяного пара, достигается точка, когда он становится насыщенным. Влага будет выделяться в виде кристаллов росы или льда. Это температура , точка росы . Вот почему на бутылке холодного пива образуется конденсат, так как воздух в непосредственной близости от бутылки охлаждается ниже точки росы.В метеорологических отчетах обычно указываются температура и точка росы, а также давление на станции. По этим цифрам можно рассчитать содержание влаги и относительную влажность.
Психрометр — это название устройства, содержащего как влажный, так и сухой термометр. Это может быть стационарное устройство для метеорологии или переносной психрометр, который часто используется в системах кондиционирования воздуха.
Калькуляторы относительной влажности в абсолютную и наоборот
Первый калькулятор преобразует относительную влажность в абсолютную влажность для заданной температуры и атмосферного давления.Следующий калькулятор делает обратное — преобразует абсолютную влажность в относительную для заданной температуры и атмосферного давления. Некоторые теории и формулы находятся под калькулятором.
Калькулятор относительной влажности и абсолютной влажности
Точность вычисления
Цифры после десятичной точки: 3
Абсолютная влажность, кг / м3
content_copy Ссылка сохранить Сохранить расширение Виджет
Калькулятор абсолютной влажности и относительной влажности
content_copy Ссылка сохранить Сохранить расширение Виджет
Во-первых, полезно определить относительную и абсолютную влажность.Ниже приведены несколько определений, взятых из Австралийского бюро метеорологии
.
Относительная влажность (RH)
Отношение фактического количества водяного пара в воздухе к количеству, которое он может удерживать при насыщении, выраженное в процентах, или отношение фактического давления пара к давлению насыщенного пара, выраженное в процентах.
Абсолютная влажность (AH)
Масса водяного пара в единице объема воздуха. Это мера фактического содержания водяного пара в воздухе.
Благодаря Всемирной метеорологической организации мы можем найти давление насыщенного пара по температуре и атмосферному давлению (подробнее см. Давление насыщенного пара)
По относительной влажности и давлению насыщенного пара можно определить фактическое давление пара.
Тогда мы можем использовать общий закон идеальных газов
В нашем случае это
, где R — универсальная газовая постоянная, определяемая как 8313,6, а Rv — удельная газовая постоянная для водяного пара, определяемая как 461.5
Таким образом, отношение массы к объему можно выразить как
,
, что соответствует абсолютной влажности.
Итак, при 25 градусах Цельсия и относительной влажности 60% в одном кубическом метре влажного воздуха содержится около 14 граммов воды, что соответствует значениям таблицы преобразования, которые я нашел ранее.
Относительная влажность — как она определяется и рассчитывается?
Первым шагом на пути к изучению параметров влажности является понимание парциальных давлений. Мы начнем наше путешествие у моря, с нарисованного на песке квадрата размером один метр.Теперь представьте, что через атмосферу в космос поднимается столб воздуха с массой около 10300 кг. Эта воздушная масса создает гидростатическое давление с силой 101 325 Ньютонов на квадратный метр.
Это определяет единицу давления, называемую Паскаль [Па]: Ньютоны на квадратный метр. Это полное давление. Воздух, которым мы дышим, представляет собой смесь газов, основными компонентами которой являются азот (N ₂), кислород (O ₂), водяной пар (H ₂ O), аргон (Ar) и диоксид углерода ( CO ₂).Эти компоненты могут быть выражены с помощью закона парциальных давлений Дальтона:
Компонент с наиболее изменчивой концентрацией — это водяной пар, который играет важную роль в воздействии на погоду и климат, а также на многочисленные производственные процессы и другие аспекты нашей повседневной жизни.
На Земле вода существует в трех различных формах: лед, вода и газ. Максимальное количество газообразной воды определяется температурой: чем выше температура, тем выше парциальное давление водяного пара, т.е.е. в воздухе больше растворенной воды. Максимальное давление водяного пара при определенной температуре называется давлением насыщения водяного пара. Давление водяного пара не может превышать этот предел, и простой способ доказать этот факт — посмотреть на облака в небе. Облака образуются, когда достигается давление насыщения водяным паром, и окружающая среда больше не может удерживать воду в парообразной фазе, а это означает, что часть ее конденсируется в крошечные капли, которые в конечном итоге могут упасть на нас в виде дождя.
Относительная влажность (% RH) — это понятие, которое определяет, какой процент водяного пара присутствует при данной температуре относительно точки насыщения. Когда идет дождь, очевидно, что там, в облаках, где образуются капли, относительная влажность 100%. Хотя доступные нам инструменты и технологии значительно улучшились с годами, погода все же иногда может нас удивлять. Мы, люди, стараемся контролировать окружающую среду, и это привело к большим успехам в технологическом и промышленном развитии.Мы можем создать контролируемую среду в зависимости от наших потребностей, будь то сушка белья или производство передовых технологий из высокочувствительных материалов.
Что общего у влажной хлопковой рубашки, проводящих солей, используемых для производства литиевых батарей, и тонкопленочного полимерного сенсора HUMICAP ^®? Ответ заключается в том, что все они гигроскопичные материалы, что означает, что они притягивают молекулы воды из окружающей среды до тех пор, пока не достигнут состояния равновесия.Здесь относительная влажность играет важную роль, поскольку равновесное содержание влаги в материале тесно связано с уровнем относительной влажности. К счастью, я могу быть уверен, что аккумулятор в моем мобильном телефоне был изготовлен в контролируемой среде и защищен таким образом, чтобы выдерживать случайные брызги. А как насчет хлопковой рубашки, промокшей под дождем? Во время дождя он не так хорошо сохнет на открытом воздухе, даже если я защищаю его от дождя. Однако я могу значительно повысить скорость высыхания рубашки, поместив ее в сушилку для одежды.Почему рубашка сохнет быстрее при высокой температуре? В сушильном шкафу меньше влажности? Короткий ответ заключается в том, что при повышенных температурах воздух относительно суше. Это означает, что относительная влажность внутри сушилки ниже, поэтому хлопковая рубашка стремится достичь равновесия с окружающей средой и в конечном итоге становится более сухой.
Относительная влажность — это отношение давления водяного пара к давлению насыщенного пара при заданной температуре.