Как рассчитывается относительная влажность воздуха: Как рассчитать относительную влажность воздуха

Относительная влажность воздуха, %

content_copy Ссылка save Сохранить extension Виджет

Начнем с нескольких определений
Относительная влажность воздуха — отношение парциального давления водяного пара к его предельному значению (давлению насыщенного водяного пара) над плоской поверхностью чистой воды, при постоянном давлении и температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность показывает соотношение между количеством водяного пара в воздухе и количеством водяного пара в воздухе в состоянии насыщение, то есть максимальным количеством водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре и давлении.

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Абсолютная влажность показывает количественное содержание воды в воздухе.

Благодаря Всемирной метеорологической организации, мы можем найти значение давления насыщенного водяного пара при заданной температуре и давлении (подробнее смотри Давление насыщенного водяного пара).
Зная давление насыщения и относительную влажность, мы можем найти соответствующее давление водяного пара.

Перейти к абсолютной влажности поможет известное уравнение Менделеева-Клапейрона.

В нашем случае это будет

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8313.6, а Rv — газовая постоянная для водяного пара, равная 461.5

Откуда можно выразить соотношение массы к объему:

Вот так — для температуры 25 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха 60% мы получаем, что в кубометре воздуха содержится примерно 14 грамм воды, что, в общем-то, соответствует тем таблицам перевода относительной влажности в абсолютную, что я находил.

КАК РАССЧИТАТЬ ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА | ФабрикаТумана.РФ

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%.

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.

Перейти в контакты

Источник статьи: https://fabrica-tumana. ru/kak-rasschitat-otnositelnuyu-vlazhnost-vozduxa/

8 (800) 505-17-53 — бесплатный звонок из РФ

 +7 (937) 006-89-53 — принимаем звонки со всего мира

[email protected] — отдел продаж, прием заявок, оптовые продажи

[email protected] — письмо директору

Опросный лист для подбора увлажнителя

Все наши продукты

Калькулятор расчет увлажнителя

Ответы на вопросы

Наш сайт

Мы ВК

Мы в ФБ

Мы в ОК

Мы в Моем Мире

Мы в Инстаграме

Как вычислить относительную влажность воздуха в процентах

Перевод относительной влажности воздуха в абсолютную влажность воздуха и наоборот при заданной температуре и атмосферном давлении.

Этот калькулятор переводит относительную влажность воздуха в абсолютную влажность воздуха при заданной температуре и атмосферном давлении. Калькулятор под ним выполняет обратную операцию — переводит абсолютную влажность воздуха в относительную. Немного теории и формулы находятся под калькулятором.

Абсолютная влажность воздуха

Относительная влажность воздуха

Начнем с нескольких определений
Относительная влажность воздуха — отношение парциального давления водяного пара к его предельному значению (давлению насыщенного водяного пара) над плоской поверхностью чистой воды, при постоянном давлении и температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность показывает соотношение между количеством водяного пара в воздухе и количеством водяного пара в воздухе в состоянии насыщение, то есть максимальным количеством водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре и давлении.

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Абсолютная влажность показывает количественное содержание воды в воздухе.

Благодаря Всемирной метеорологической организации, мы можем найти значение давления насыщенного водяного пара при заданной температуре и давлении (подробнее смотри Давление насыщенного водяного пара).
Зная давление насыщения и относительную влажность, мы можем найти соответствующее давление водяного пара.

Перейти к абсолютной влажности поможет известное уравнение Менделеева-Клапейрона.

В нашем случае это будет

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8313.6, а Rv — газовая постоянная для водяного пара, равная 461.5

Откуда можно выразить соотношение массы к объему:

Вот так — для температуры 25 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха 60% мы получаем, что в кубометре воздуха содержится примерно 14 грамм воды, что, в общем-то, соответствует тем таблицам перевода относительной влажности в абсолютную, что я находил.

Вспомним основное, что мы знаем о влажности воздуха.

Так как на нашей планете очень много открытых водных поверхностей – моря, океаны, реки и озера, то безусловно, вода испаряется с этих огромных площадей и пар присутствует в воздухе абсолютно везде, даже в жаркой пустыне. Сколько этой самой воды в виде пара присутствует в одном кубическом метре воздуха – показывает абсолютная влажность , выражается она в г/м куб. Вы наверное заметили, что единицы измерения абсолютной влажности – такие же, как и у плотностей веществ. Действительно, абсолютная влажность – это и есть плотность водяного пара.

Абсолютная влажность – это количество граммов водяного пара, содержащееся в кубическом метре воздуха при данных условиях

Испарение – это вылет молекул вещества с поверхности жидкости, и, как белые шахматы не могут без черных, так испарение не обходится без обратного процесса – конденсации. Часть молекул неизбежно возвращается обратно в жидкость. Если количество молекул, покидающих жидкость в единицу времени, равно количеству молекул, возвращающихся обратно – то пар называется насыщенным, то есть в пространстве над жидкостью не может уже находиться большее количество молекул. Понятно, что если температура высокая – то плотность такого насыщенного пара одна, а если низкая – то другая. Существует таблица , в которой указано, как изменяется давление и плотность насыщенного водяного пара в зависимости от температуры.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре.

Относительную влажность выражают в процентах: . Плотность водяного пара по-другому – это количество молекул в данном объеме, то есть она непосредственно связана с концентрацией молекул. А от концентрации зависит давление пара . Поскольку мы рассматриваем все при одной и той же температуре, и нас не интересуют молекулы других газов, которые тоже присутствуют в воздухе, а только молекулы воды, можем записать относительную влажность как процентное отношение парциального давления пара пара в воздухе к давлению насыщенного пара :

Парциальным называют давление водяного пара, которое он производил бы в отсутствие других газов в воздухе.

Что будет происходить с паром, если его охлаждать, как это происходит при наступлении летней ночи? Будем считать, что атмосферное давление этой ночью не меняется. Согласно уравнению , при снижении температуры и постоянном давлении концентрация молекул n должна расти, то есть плотность пара будет увеличиваться, пока он не станет насыщенным.

Точкой росы называется такая температура, при которой насыщенный пар начинает конденсироваться (выпадает роса).

Точка росы зависит от относительной влажности воздуха: если воздух сухой, и пара в нем мало, то температура должна сильно понизиться, чтобы пар стал насыщенным, и затем начал конденсироваться. А если влажность высокая – то воздуху достаточно немного охладиться, чтобы пар достиг состояния насыщения и выпала бы роса. Если относительная влажность равна 100% – то мы находимся в точке росы, то есть текущая температура – это и есть точка росы.

Теперь подумаем, что будет, если изменять объем сосуда, в котором находится насыщенный пар – а именно, уменьшать. Будет ли расти плотность пара или нет? Как мы уже заметили, плотность водяного пара можно записать как число молекул в объеме сосуда. А если пар насыщенный, то в данном объеме не может содержаться большее число молекул. Поэтому, если объем сосуда уменьшить, “лишние” молекулы конденсируются, и плотность пара останется той же, что и была.

Ну а теперь применим эти знания, и попробуем решать задачи.

1. Давление водяного пара при температуре было равно 1 кПа. Был ли этот пар насыщенным?

По таблице , которую можно найти на странице Справочник , определяем, что давление насыщенного пара при температуре должно быть равно 1, 6 кПа. Давление нашего пара меньше, значит, он не насыщенный.

2. В закрытом сосуде емкостью 5 л находится ненасыщенный водяной пар массой 50 мг. При какой температуре пар будет насыщенным?

Найдем плотность водяного пара: . Нам нужно найти плотность в , значит, перевести милиграммы в граммы, а литры – в . Тогда плотность . В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры – .

3. Во сколько раз концентрация молекул насыщенного водяного пара при больше, чем при ?

По уравнению состояния идеального газа . Выражаем концентрацию: . Находим отношение концентраций: . Давление насыщенного пара опять найдем по таблице : при это 12,33 кПа, а при – 0,87 кПа. Не забудем также перевести температуру в в температуру по абсолютной шкале: , . Теперь считаем: . Между прочим, плотность, как уже было сказано ранее, это количество молекул в единице объема, поэтому задачу можно было решить проще: найти отношение плотностей насыщенного пара при этих температурах: .

4. Парциальное давление водяного пара в воздухе при было 1,1 кПа. Найти относительную влажность.

Для того, чтобы воспользоваться формулой , нам нужно знать давление насыщенного пара, а его можно определить по таблице, оно равно 2,2 кПа. Определяем влажность:

5. Относительная влажность воздуха вечером при равна 50%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до ?

Нужно узнать, является ли температура точкой росы, то есть будет ли пар насыщенным при такой температуре. Определить, будет ли пар насыщенным, можно по его плотности, а плотность найдем по формуле относительной влажности: , откуда . По уже знакомой нам таблице определяем, что при плотность насыщенного пара равна 8,3 , что больше, чем найденная нами. Поэтому пар не будет насыщенным и роса не выпадет. А вот если бы температура опустилась бы до и ниже, то роса выпала бы, так как при такой влажности – точка росы.

6. В цилиндре под поршнем находится водяной пар массой 0,4 г при температуре 290 К. Этот пар занимает объем 40 л. Как можно сделать пар насыщенным?

Найдем плотность пара в сосуде:

. Теперь перейдем от абсолютной температуры к температуре в : . В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры насыщенного пара – . То есть первый путь сделать наш пар насыщенным – это понизить его температуру на 6 градусов. Однако есть еще один путь: можно уменьшить объем. Действительно, плотность насыщенного пара при температуре составляет 14,4 . Зная массу пара, найдем по плотности объем: – то есть, если объем сосуда станет равным 27,7 л, то пар в нем будет насыщенным. Таким образом, второе решение – уменьшить объем сосуда на 12,3 л.

7. Сухой термометр психрометра показывает , а влажный . Относительная влажность, измеренная по волосному гигрометру , равна 30%. Правильны ли показания гигрометра?

Воспользуемся психрометрической таблицей , чтобы по показаниям сухого и влажного термометров определить относительную влажность. Сначала найдем разность показаний термометров: . Теперь по этой разности находим в таблице нужный столбец, и двигаемся по нему вниз до строки – показаний сухого термометра. В ячейке на пересечении столбца и строки находим значение относительной влажности – 30%. Значит, волосяной гигрометр показывает верную влажность.

8. Дав­ле­ние пара в по­ме­ще­нии при тем­пе­ра­ту­ре равно 756 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при этой же тем­пе­ра­ту­ре равно 880 Па. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна (ответ округ­лить до целых)

9. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна 42%, пар­ци­аль­ное дав­ле­ние пара при тем­пе­ра­ту­ре рано 980 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при за­дан­ной тем­пе­ра­ту­ре равно (ответ округ­лить до целых)

1) 980 Па
2) 2333 Па
3) 1022 Па
4) 412 Па

10. В со­су­де с по­движ­ным порш­нем на­хо­дят­ся вода и её на­сы­щен­ный пар. Объём пара изо­тер­ми­че­ски умень­ши­ли в 2 раза. Кон­цен­тра­ция мо­ле­кул пара при этом

1) умень­ши­лась в 2 раза
2) не из­ме­ни­лась
3) уве­ли­чи­лась в 2 раза
4) уве­ли­чи­лась в 4 раза

Так как температура не менялась, то плотность пара при данной температуре неизменна, а значит, количество молекул в объеме одно и то же. То есть концентрация остается точно такой же, просто часть пара перейдет в жидкое состояние (конденсируется).

11. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха в ци­лин­дре под порш­нем равна 60%. Воз­дух изо­тер­ми­че­ски сжали, умень­шив его объём в два раза. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха стала

1) 120 %
2) 100 %
3) 60 %
4) 30 %

12. Ка­ко­ва от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха при тем­пе­ра­ту­ре , если точка росы ? Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при равно 2,33 кПа, а при – 1,4 кПа. Ответ вы­ра­зи­те в про­цен­тах и округ­ли­те до целых.

В точке росы относительная влажность равна 100%, поэтому, зная давление насыщенного пара, можем определить парциальное давление:

, , кПа.

Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Количественная оценка влажности.

Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, поняти­ями абсолю­тной и относительной влажности.

Абсолютная влажность — это количество граммов водяного пара, содержащееся в 1 м 3 возду­ха при данных условиях, т. е. это плотность водяного пара ρ, выраженная в г/м 3 .

Относительная влажность воздуха φ — это отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ насыщенного пара при той же температуре. Относительную влажность выражают в процентах:

.

Концентрация пара связана с давлением (p = nkT), поэтому относительную влажность можно определить как процентное отношение парциального давления p пара в воздухе к давлению pнасыщенного пара при той же температуре:

.

Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар мож­но довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

Абсолютная влажность и относительная влажность воздуха

Влажность воздуха (ВВ) — показатель, который определяет количество воды в воздухе.

Влажность воздуха

Абсолютно сухого воздуха в природе практически не встречается. В воздухе всегда присутствует некая толика воды, которая, как правило, находится в газообразном состоянии.

Водяной пар попадает в воздух через испарение воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосферу испаряется с поверхности океанов, морей … и растений.

Состав сухого воздуха

Вначале разберёмся с составом сухого воздуха, т. е. с воздухом который не содержит влаги вообще.

Сухой воздух, в большей своей части, содержит азот (N₂) 72% и кислород (O₂) 21%. Остальная часть содержит разнообразные газы в относительно небольших объёмах.

Так же состав сухого воздуха можно определить через массу газов на один m³ воздуха. В этом случае имеем таки е цифры: N₂ — 1,165 кг/м³, а O₂ — 1,331 кг/м³. Данные цифры верны при температуре 20 °C и давлении 1 атм.

Абсолютная влажность воздуха или Absolute humidity (AH) — что это …

Влажный воздух получается в результате попадания в сухой воздух влаги в виде водяного пара.

Абсолютная влажность воздуха (AH) определяет количество или концентрацию воды в м³, то есть определяет фактическую массу воды в одном кубическом метре воздуха.

Так например, для температуре 30 °C абсолютная ВВ может колебаться от 0 до 30 грамм на метр кубический.

Формула абсолютной влажности — как рассчитывается AH воздуха

Как вы уже могли догадаться абсолютная ВВ рассчитывается по такой формуле:

AH = M / V

Где, AH — абсолютная влажность, M – масса водяного пара, V – объём воздуха.

Единицы измерения абсолютной влажности: СИ — кг/м³ ; СГС — г/см³.

Где, СИ — международная система измерений, а СГС — абсолютная физическая система единиц (сантиметр-грамм-секунда), которая активно использовалась до утверждения СИ.

Количество воды в объёме воздуха имеет свои предельные значения. При достижении предельных значений происходит насыщение и водяной пар переходит в жидкое состояние воды — водяной пар конденсируется в малые капельки воды. Этот процесс в природе мы можем наблюдать, например, в виде тумана или росы на поверхности каких либо тел.

Момент конденсации, после достижения предельных значений, называется точкой росы. Предельные значения массы воды в воздухе зависит от температуры окружающей среды. Чем ниже температура воздуха, тем меньше воды он может содержать до момента насыщения или точки росы.

Относительная влажность воздуха или Relative humidity (RH) — что это …

Как было сказано выше, количество воды, которое воздух способен поглощать и удерживать зависит от температуры воздуха. Т. е. каждой конкретной температуре воздуха соответствует определённое максимальное количество водяного пара которое может в нём присутствовать. Эта величина называется — плотность насыщенного пара, воздух соответственно называется насыщенным.

Относительная влажность воздуха — определяется как отношение абсолютной влажности к её максимально возможному значению при той же температуре — предельное значение абсолютной влажности (точка росы). Чем ниже относительная влажность, тем воздух более сухой.

Формула относительной влажности воздуха — как рассчитывается RH воздуха

Относительная влажность воздуха рассчитывается по такой формуле, и измеряется в процентах:

RH = AH / maxAH x100%

Где, RH — относительная влажность воздуха, AH — абсолютная влажность воздуха, maxAH – предельная абсолютная ВВ для определённой температуры (точка росы).

Точка росы

Ещё раз остановимся на таком важном значении как точка росы.

Точка росы — это определённое соотношение температуры и влажности воздуха, когда вода переходит из газообразного состояния в жидкое — или, иначе говоря, водяной пар конденсируется. При этом выделяется тепло, которое замедляет понижение температуры, если таковое происходит.

Это значение весьма важно для многих аспектов жизни человека и в том числе в метеорологии. Напомним, что метеорология — это наука изучающая погоду. Метеорологам её важно знать, в том числе, для прогнозирования осадков. Метеорологи, зная прогнозируемую температуру воздуха для определённого региона и другие необходимые метеорологические параметры, могут прогнозировать вероятность осадков. При этом необходимо понимать — 100% относительная влажность ещё не означает, что обязательно будут осадки.

Влажность и метеорология — несколько простых примеров

Приведем несколько простых примеров, которые покажут как ВВ может помочь нам ориентироваться в окружающем мире.

• Если абсолютная влажность уменьшается, вероятнее всего погода будет улучшаться.
• Ждите ясную погоду если относительная влажность к вечеру возрастает.
• Ждите осадки если заметно растут влажность и температура, а давление понижается. Летом возможны грозы.
• Если абсолютная влажность в течении суток изменялась не сильно и в соответствии с температурой. То вероятнее всего погода будет хорошей.
• Жди улучшения погоды если относительная влажность меняется резко.

Влажность воздуха и погода в народных приметах

• Соль стало сырой и влажной — жди осадков.
• Когда у музыкальных инструментах струны натянуты — жди сухую погоду, и наоборот.
• Волосы на голове становятся более мягкими — жди осадков.

Влажность воздуха и самочувствие человека

Отметим, что ВВ является весьма важным фактором для самочувствия и комфортности окружающей среды для человека.

Например, существует такой термин — ИНДЕКС ТЕПЛА, который говорит о том, что одна и та же температура может ощущаться человеком по разному в зависимости от параметров окружающей среды. То есть, при одной и той же температуре, человеку может быть, по ощущениям, или холоднее или теплее, в зависимости от других метеорологических параметров. Чем выше ВВ тем выше по ощущению температура окружающей среды, чем ниже влажность тем ниже.

Заключение

Исходя из выше сказанного, можем сказать, что каждый человек должен понимать суть абсолютной и относительной влажности. Это поможет принимать более правильные решения при прогнозировании погоды, создавать комфортный микроклимат у себя дома и заботиться о своём здоровье.

Рекомендуем к изучению по теме

• Норма влажности в квартире, или что такое микроклимат в помещении (читать → )
• Какая должна быть влажность воздуха в квартире.
• Какая влажность воздуха комфортная для человека.
• Какие приборы измеряют влажность воздуха.
• Как в квартире снизить влажность воздуха.

Источники:

Абсолютная и относительная влажность воздуха — как их рассчитать и как влажность влияет на погоду и самочувствие

Влажность | Техническая библиотека ПромВентХолод

Абсолютная и относительная влажность.

Влажность воздуха – это содержание парообразной воды в атмосфере. Эта характеристика во многом определяет самочувствие многих живых существ, а также влияет на погоду и климатические условия на нашей планете. Для нормальной работы человеческого организма она должна находиться в определённом диапазоне, вне независимости от температуры воздуха. Известны две основных характеристики влажности воздуха – абсолютная и относительная:

• Абсолютная влажность – это масса водяного пара, содержащаяся в одном кубическом метре воздуха. Единица измерения абсолютной влажности — г/м3. Относительная влажность определяется как отношение текущего и максимального значения абсолютной влажности при определенной температуре воздуха.
• Относительную влажность принято измерять в %. По мере увеличения температуры абсолютная влажность воздуха также растет от 0,3 при -30°С до 600 при +100°С. Величина относительной влажности зависит в основном от климатических зон Земли (средние, экваториальные или полярные широты) и сезона года (осень, зима, весна, лето).

Существуют вспомогательные термины для определения влажности. Например, влагосодержание (г/кг), т.е. вес водяных паров на один килограмм воздуха. Или температура «точки росы», когда воздух считается полностью насыщенным, т.е. его относительная влажность равна 100%. В природе и холодильной технике это явление можно наблюдать на поверхностях тел, температура которых меньше температуры точки росы в виде капель воды (конденсата), изморози или инея.

Энтальпия

Также существует такое понятие, как энтальпия. Энтальпия — это свойство тела (вещества), определяющее количество энергии, сохраненной в его молекулярной структуре, которая доступна для преобразования в теплоту при определённой температуре и давлении. Но не всю энергию можно преобразовать в теплоту, т.к. часть внутренней энергии тела остается в веществе для поддержания его молекулярной структуры.

Расчет влажности

Для расчета значений влажности применяют несложные формулы. Так, абсолютную влажность принято обозначать p и определять как

p = m_{вод. пара} / V_{воздуха}

где m_{вод. пара} – масса водяного пара (г)
V_{воздуха} — объем воздуха (м³), в котором он содержится.

Общепринятое обозначение относительной влажности — φ. Относительную влажность рассчитывают по формуле:

φ = (p/p_н) * 100%

где p и p_н – текущее и максимальное значение абсолютной влажности. Наиболее часто применяется величина относительной влажности, так как на состояние человеческого организма в большей степени влияет не вес влаги в объеме воздуха (абсолютная влажность), а именно относительное содержание воды.

Влажность весьма важна для нормальной жизнедеятельности практически всех живых существ и, в особенности — человека. Ее величина (по опытным данным) должна находиться в пределах от 30 до 65%, вне зависимости от температуры. Например, низкая влажность зимой (по причине малого количества воды в воздухе) приводит к пересыханию у человека всех слизистых оболочек, тем самым увеличивается риск простудных заболеваний. Высокая влажность наоборот, ухудшает процессы терморегуляции и потоотделения через кожные покровы. При этом появляется ощущение духоты. Кроме того, поддержание влажности воздуха является важнейшим фактором:

• для проведения многих технологических процессов на производстве;
• эксплуатации механизмов и устройств;
• сохранности от разрушения строительных конструкций зданий, элементов интерьера из древесины (мебели, паркета и т.п.), археологических и музейных артефактов.

Расчет энтальпии

Энтальпия это потенциальная энергия, которая содержится в одном килограмме влажного воздуха. Причем при равновесном состоянии газа она не поглощается и не излучается во внешнюю среду. Энтальпия влажного воздуха равна сумме энтальпий составляющих его частей: абсолютно сухого воздуха, а также паров воды. Ее величину рассчитывают по следующей формуле:

I = t + 0,001(2500 +1,93t)d

Где t – температура воздуха (°С), а d – его влагосодержание (г/кг). Энтальпия (кДж/кг) является удельной величиной.

Температура по мокрому термометру

Температура по мокрому термометру – это такое ее значение, при котором идет процесс адиабатного (энтальпия постоянна) насыщения воздуха парами воды. Для определения ее конкретного значения используют I – d диаграмму. Вначале на нее наносят точку, соответствующую заданному состоянию воздуха. Затем через эту точку проводят луч адиабаты, пересекая его с линией насыщения (φ = 100%). А уже из точки их пересечения опускают проекцию в виде отрезка с постоянной температурой (изотерма) и получают температуру мокрого термометра.

I – d диаграмма влажного воздуха

I-d диаграмма является основным инструментом для расчетов/построений разных процессов, связанных с изменением состояния воздуха – нагрева, охлаждения, осушения и увлажнения. Ее появление значительно облегчило понимание процессов, происходящих в системах и агрегатах для сжатия воздуха, вентиляции и кондиционирования. Эта диаграмма графически показывает полную взаимозависимость основных параметров (температуры, относительной влажности, влагосодержания, энтальпии и парциального давления паров воды), определяющих тепло-влажностный баланс. Все значения указаны при определенном значении атмосферного давления. Обычно это 98 кПа.

Диаграмма выполнена в системе косоугольных координат, т.е. угол между ее осями составляет 135°. Это способствует увеличению зоны ненасыщенного влажного воздуха (φ = 5 – 99%) и сильно облегчает графическое нанесение происходящих с воздухом процессов. На диаграмме представлены следующие линии:

• криволинейные — влажности (от 5 до 100%).
• прямые — постоянной энтальпии, температуры, парциального давления и влагосодержания.

Ниже кривой φ = 100% воздух полностью насыщен влагой, находящейся в нем в виде жидкости (вода) или твердом (иней, снег, лед) состоянии. Определить состояние воздуха во всех точках диаграммы можно, зная любые два его параметра (из четырех возможных). Графическое построение процесса изменения состояния воздуха значительно облегчается с помощью дополнительно нанесенной круговой диаграммы. На ней под разными углами показаны значения тепло-влажностного отношения ε. Эта величина определяется наклоном луча процесса и рассчитывается как:

ε = Q / W

где Q – теплота (кДж/кг) и W — влага (кг/ч), поглощаемые или выделяемые из воздуха. Значение ε делит всю диаграмму на четыре сектора:

• ε = +∞ … 0 (нагрев + увлажнение).
• ε = 0 … -∞ (охлаждение + увлажнение).
• ε = -∞ … 0 (охлаждение + осушение).
• ε = 0 … +∞ (нагрев + осушение).

Измерение влажности

Измерительные приборы для определения значений относительной влажности называются гигрометрами. Для замера величины влажности воздуха используют несколько основных методов. Рассмотрим три из них.

1. Для сравнительно неточных замеров в быту применяют волосяные гигрометры. В них чувствительным элементом является конский или человеческий волос, который в натянутом состоянии установлен в стальную рамку. Оказалось, что этот волос в обезжиренном виде способен чутко реагировать на малейшие изменения относительной влажности воздуха, изменяя свою длину. По мере увеличения влажности волос удлиняется, при уменьшении – наоборот, укорачивается. Стальная рамка, на которой закреплен волос, связана со стрелкой прибора. Стрелка воспринимает от рамки изменение размера волоска и вращается вокруг своей оси. При этом она указывает на градуированной шкале (в %) относительную влажность.
2. При более точных теплотехнических измерениях во время научных исследований применяют гигрометры конденсационного типа и психрометры. Они осуществляют косвенный замер относительной влажности. Гигрометр конденсационного типа изготовлен в виде закрытой цилиндрической емкости. Одна из ее плоских крышек отполирована до состояния зеркала. Внутрь емкости устанавливают термометр и наливают какую-нибудь легкокипящую жидкость, например эфир. Затем ручным резиновым диафрагменным насосом в емкость закачивается воздух, который начинает там интенсивно циркулировать. Из-за этого эфир вскипает, понижает температуру (охлаждает) поверхность емкости и ее зеркало соответственно. На зеркале появятся капли воды, сконденсированной из воздуха. В этот момент времени необходимо зафиксировать показания термометра, который покажет температуру «точки росы». Потом с помощью специальной таблицы определяют соответственную плотность насыщенного пара. А по ним уже и величину относительной влажности.
3. Психрометрический гигрометр это пара термометров, установленных на основание с общей шкалой. Один из них называют сухим, он измеряет действительную температуру воздуха. Второй называют – мокрым. Температура мокрого термометра – это температура, которую принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении постоянной энтальпии воздуха, равной начальной, т. е. это предельная температура адиабатического охлаждения. У мокрого термометра шарик оборачивают тканью из батиста, которую погружают в емкость с водой. На ткани происходит испарение воды, что ведет к понижению температуры воздуха. Этот процесс охлаждения идет до момента, когда воздух вокруг шарика не станет полностью насыщенным (т.е. с относительной влажностью 100%). Этот термометр покажет «точку росы». На шкале прибора имеется и т.н. психрометрическая таблица. С ее помощью по данным сухого термометра и разности температур (сухой минус мокрый) определяют текущее значение относительной влажности.

Регулирование влажности

Для повышения влажности (увлажнения воздуха) применяют увлажнители. Увлажнители отличаются большим разнообразием, которое определяется способом увлажнения и дизайном. По способу увлажнения увлажнители делятся на: адиабатические (форсуночные) и паровые. В паровых увлажнителях водяной пар образуется при нагреве воды на электродах. Как правило, в быту наиболее часто используются паровые увлажнители. В системах вентиляции и центрального кондиционирования применяются увлажнители как парового, так и форсуночного типа. В промышленных вентиляционных системах увлажнители могут размещаться как непосредственно в самих вентиляционных установках, так и в виде отдельной секции в вентиляционном канале.

• бытовые мобильные;
• профессиональные;
• стационарные для бассейнов.

Сопутствующее оборудование

Относительная влажность

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 также является приблизительно отношением 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 на графике даст относительную влажность.

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

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

См .: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПСИХРОМЕТРА

Формулы влажности — REA HVAC

Примечание: Во всех формулах здесь / означает деление, * означает умножение, ** означает, что следующий член является показателем (т.е. 10 ** (4) означает 10 в 4-й степени), — означает вычитание , + означает прибавление.Число, за которым следует «x10» рядом с некоторым показателем степени, указано в экспоненциальной нотации для экономии места. Стандартные правила алгебры применяются ко всем формулам.

Тепловой индекс, кажущаяся температура

Индекс жары и индекс летнего тушения используются для измерения степени дискомфорта в летние месяцы, когда жара и влажность часто сочетаются, чтобы почувствовать себя жарче, чем есть на самом деле. Индекс жары обычно используется для дневных высоких температур, а индекс летнего кипения — для низких ночных температур.Ниже приведены подробные уравнения, которые используются для расчета видимых температур в индексе жары и индексе летнего кипения.

Индекс жары: Если вам известны относительная влажность и температура сухого воздуха, вы можете использовать следующее уравнение для расчета индекса жары.

(1) Тепловой индекс (HI) или кажущаяся температура (AI) = -42,379 + 2,043 (Tf) + 10,14333127 (RH) — 0,22475541 (Tf) (RH) — 6,83783 × 10 ** (- 3) * (Tf ** (2)) — 5,481717 × 10 ** (- 2) * (RH ** (2)) + 1,22874 × 10 ** (- 3) * (Tf ** (2)) * (RH) + 8 .5282 × 10 ** (- 4) * (Tf) * (RH ** (2)) — 1,99 × 10 ** (- 6) * (Tf ** (2)) * (RH ** (2))

Примечание: Чтобы формула индекса жары работала правильно, необходимо использовать относительную влажность в процентах. Другими словами, если относительная влажность составляет 65%, используйте в формуле для относительной влажности 65, а не 0,65.

Индекс летнего кипячения: Если вам известны относительная влажность и температура сухого воздуха, то вы можете использовать следующее уравнение для расчета индекса летнего кипячения.

(2) Индекс летнего таяния (SSI) = 1.98 (Tf — (0,55 — 0,0055 (RH)) (Tf-58)) — 56,83

Tf = температура воздуха в градусах Фаренгейта, RH = относительная влажность, выраженная целым числом

Как высота влияет на расчет влажности

По мере набора высоты давление воздуха падает. Обсуждение здесь охватывает влияние этого снижения давления на формулы влажности на этой странице. Давление уменьшается с высотой в первые 100 километров над поверхностью земли в соответствии с формулой P (z) = P (уровень моря) * exp (-z / H).

P (z) = давление на высоте z, P (уровень моря) = давление на уровне моря (~ 1013 миллибар), z = высота в метрах, H = высота шкалы (~ 7 километров)

Наша оценка формул влажности на этой странице для различных высот показывает, что относительная влажность остается постоянной при изменении давления. Фактическое давление пара и давление насыщенного пара изменяются, но они изменяются в одинаковой степени. Это поддерживает постоянную относительную влажность. Коэффициент давления в формулах ниже для стандартной атмосферы равен 6.11. Применение приведенной выше формулы давления для высоты 7000 футов дает коэффициент давления 4,5. Этот более низкий коэффициент снижает как фактическое давление пара, так и давление насыщенного пара, но не изменяет относительную влажность.

На температуру точки росы влияет большая высота, так как на нее влияет давление. Используя значения давления насыщенного пара из приведенной ниже формулы, вы можете разделить значение формулы на отношение коэффициента давления на уровне моря к модифицированному коэффициенту.Например, на высоте 7000 футов соотношение будет 6,11 / 4,5 или 1,38. Перед использованием значения формулы для давления насыщенного пара в процедуре определения точки росы необходимо разделить значение формулы на 1,38.

Относительная влажность в зависимости от температуры и точки росы

Если вы знаете температуру и точку росы и хотите получить относительную влажность, формулы будут следующими:

Во-первых, чтобы преобразовать температуру и точку росы из Фаренгейта в Цельсия, используйте следующие формулы.

(3) Tc = 5,0 / 9,0 * (Tf-32,0)

(4) Tdc = 5,0 / 9,0 * (Tdf-32,0)

Tc = температура воздуха в градусах Цельсия, Tf = температура воздуха в градусах Фаренгейта

Tdc = температура точки росы в градусах Цельсия

Tdf = температура точки росы в градусах Фаренгейта

Примечание: Если ваша температура и точка росы уже указаны в градусах Цельсия, вы можете пропустить первый шаг и перейти ко второму.

Следующий набор формул предполагает стандартное атмосферное давление.Эти формулы позволяют рассчитать давление насыщенного пара (Es) и фактическое давление пара (E) в миллибарах.

(5) Es = 6,11 * 10,0 ** (7,5 * Tc / (237,7 + Tc))

(6) E = 6,11 * 10,0 ** (7,5 * Tdc / (237,7 + Tdc))

Если у вас есть давление насыщенного пара и фактическое давление пара, относительную влажность можно вычислить, разделив фактическое давление пара на давление насыщенного пара и затем умножив на 100, чтобы преобразовать количество в проценты.

(7) Относительная влажность (RH) в процентах = (E / Es) * 100

Например, если у вас есть отчет станции, который включает температуру воздуха 85 градусов по Фаренгейту и точку росы 65 градусов по Фаренгейту, и вы хотите вычислить относительную влажность, вы должны поступить следующим образом.

Сначала преобразуйте значения Фаренгейта в Цельсия, используя формулы (3) и (4). Полученные значения должны быть Tc = 29,4 и Tdc = 18,3

Затем рассчитайте давление насыщенного пара и фактическое давление пара по формулам (5) и (6) соответственно. Полученные значения должны быть Es = 40,9 и E = 21,0

Наконец, рассчитайте относительную влажность по формуле (7). Окончательный ответ должен быть RH = 51,3% (процент).

Примечание: Из-за округления десятичных знаков ваш ответ может немного отличаться от приведенного выше, но он должен быть в пределах 2%.

Точка росы по относительной влажности и температуре

Если вы знаете относительную влажность и температуру воздуха и хотите рассчитать точку росы, формулы будут следующими.

Во-первых, если ваша температура воздуха выражена в градусах Фаренгейта, вы должны преобразовать ее в градусы Цельсия, используя формулу Фаренгейта в Цельсия.

(8) Tc = 5,0 / 9,0 * (Tf-32,0)

Следующим шагом является получение давления насыщенного пара (Es) по формуле (5), как и раньше, когда температура воздуха известна.

(5) Es = 6,11 * 10,0 ** (7,5 * Tc / (237,7 + Tc))

Следующим шагом является использование давления насыщенного пара и относительной влажности для вычисления фактического давления пара (E) воздуха. Это можно сделать по следующей формуле.

(9) E = (RH * Es) / 100

RH = относительная влажность воздуха в процентах (т. Е. 80%)

Теперь вы готовы использовать следующую формулу для определения температуры точки росы.

Примечание: ln () означает использование натурального логарифма переменной в круглых скобках

(10) Tdc = (- 430.22 + 237,7 * ln (E)) / (- ln (E) +19,08)

При желании вы можете преобразовать точку росы по Цельсию обратно в шкалу Фаренгейта, используя следующую формулу.

(11) Tdf = (9,0 / 5,0) * Tdc + 32

Например, если у вас есть метеостанция, которая дала вам температуру воздуха 60 градусов по Фаренгейту и относительную влажность 47% (процентов), и вы хотите вычислить температуру точки росы, вы должны поступить следующим образом.

Сначала преобразуйте температуру воздуха в градусы Цельсия с помощью формулы (8).У вас должно получиться Tc = 15,6

Затем, снова используя формулу (5), вычислите давление насыщенного пара для температуры воздуха 15,6 градуса Цельсия. У вас должно получиться 17,7.

Затем вычислите фактическое давление пара по формуле (9). У вас должно получиться E = 8,3

Наконец, вы можете рассчитать температуру точки росы по формуле (10). У вас должно получиться Tdc = 4.3

Если вы хотите преобразовать эту температуру точки росы обратно в градусы Фаренгейта, вы можете сделать это с помощью формулы (11).У вас должно получиться Tdf = 39,7

Примечание: Из-за округления десятичных знаков ваш ответ может немного отличаться от приведенного выше, но он должен быть в пределах двух градусов.

Относительная влажность в зависимости от температуры и температуры влажного термометра

Если вам известны температура воздуха и температура по влажному термометру, сначала необходимо рассчитать фактическое соотношение смешивания воздуха (W) по следующей формуле.

(12) W = [(Tc-Twb) (Cp) -Lv (Eswb / P)] / [- (Tc-Twb) (Cpv) -Lv]

Вт = фактическая степень смешивания воздуха

Cp = удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении (Дж / г) ~ 1.005 Дж / г

Cpv = удельная теплоемкость водяного пара при постоянном давлении (Дж / г) ~ 4,186 Дж / г

Lv = Скрытая теплота парообразования (Дж / г) ~ 2500 Дж / г

Tc = температура воздуха в градусах Цельсия

Twb = температура влажного термометра в градусах Цельсия

Eswb = давление насыщенного пара при температуре влажного термометра (мбар)

P = атмосферное давление у поверхности ~ 1013 мбар на уровне моря

Получив фактическое давление пара, вы можете использовать следующую формулу для расчета коэффициента насыщения при смешивании воздуха.

(13) Ws = Es / P

После того, как у вас есть фактическое соотношение смешивания и соотношение насыщения при смешивании, вы можете использовать следующую формулу для расчета относительной влажности.

(14) Относительная влажность (RH) в процентах = (Вт / Вт) * 100

Примечание: Скрытая теплота парообразования (Lv) незначительно зависит от температуры. Приведенное выше значение является приблизительным значением для стандартной атмосферы при 0 градусах Цельсия.

Примечание: из-за большого количества приближений, использующих эти формулы, ваш окончательный ответ может отличаться на целых 10 процентов.

Плотность и абсолютная влажность воздуха

Для расчета плотности воздуха вам необходимо использовать уравнение закона идеального газа. Прежде чем вы сможете использовать уравнение закона газа, вы должны сначала преобразовать вашу температуру в градусах Цельсия в градусы Кельвина, просто добавив 273 к показанию температуры по Цельсию. (Tk = Tc + 273) Кроме того, вы должны преобразовать давление из кПа в Па, просто умножив полученное значение в кПа на 1000. (1 кПа = 1000 Па). Если показания или расчет давления даны в миллибарах, вы конвертируете их в Па, умножая показания в миллибарах на 100.(1 мб = 100 Па)

(15) Уравнение газового закона: D = P / (T * R)

P = давление в паскалях (Па)

D = плотность (кг / м3)

T = температура в градусах Кельвина

R = газовая постоянная для воздуха = 287 (Дж / кг * Кельвин)

Rw = газовая постоянная для водяного пара = 461,5 (Дж / кг * Кельвин)

Эта формула закона газа даст вам плотность воздуха для данной температуры и давления.

Абсолютная влажность — это плотность водяного пара в воздухе (кг / м3). Для расчета абсолютной влажности необходимо сначала использовать температуру точки росы и номер формулы (6) для расчета давления пара в миллибарах.Затем преобразуйте давление пара в миллибарах в Па, умножив на 100. Как только вы получите давление пара в Па, вы можете использовать газовый закон, описанный выше, для расчета плотности водяного пара (т. Е. Абсолютной влажности), подставив Rw вместо R и на используя давление пара в формуле закона газа, а не общее атмосферное давление, которое вы бы использовали для расчета плотности воздуха.

Примечание: Вы должны использовать Rw, газовую постоянную для водяного пара, когда вы вычисляете абсолютную влажность, поскольку вы рассчитываете эффект чистого водяного пара.Нормальная воздушная постоянная R не будет работать должным образом при расчете абсолютной влажности.

Что такое относительная влажность и как она влияет на мое самочувствие на улице?

Если вы когда-нибудь были в южном Арканзасе жарким июльским днем, вы знакомы с невероятной мерзостью, пограничным галлюцинаторным переживанием, когда вы чувствуете, будто идете по тушенке собственного пота. Но для понимания этого липкого, грубого ощущения нужно больше, чем просто взглянуть на показания синоптика влажности .Чтобы по-настоящему понять, как влажность влияет на ваше здоровье, дом и ваше рассудок, вам нужно получить представление о типах влажности, а также о концепции точки росы .

Влажность можно измерить несколькими способами, но относительная влажность (RH) является наиболее распространенным. Чтобы понять относительную влажность, полезно сначала понять абсолютную влажность.

Абсолютная влажность — это масса водяного пара, деленная на массу сухого воздуха в объеме воздуха при данной температуре.Чем горячее воздух, тем больше в нем воды. Абсолютная влажность выражается в граммах влаги на кубический метр воздуха (г / м3).

Относительная влажность — это отношение текущей абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности (которая зависит от текущей температуры воздуха). Относительная влажность 100% означает, что воздух полностью насыщен водяным паром и больше не может удерживаться, что может привести к дождю. Это не означает, что относительная влажность должна быть 100 процентов, чтобы пошел дождь — она ​​должна быть 100 процентов там, где формируются облака, но относительная влажность у земли может быть намного меньше [источник: Университет Иллинойса].

Люди очень чувствительны к влажности, так как кожа избавляется от влаги с помощью воздуха. Процесс потоотделения — это попытка вашего тела сохранять прохладу и поддерживать текущую температуру. Если относительная влажность воздуха составляет 100 процентов, пот не испаряется в воздух. В результате мы чувствуем себя намного жарче, чем реальная температура при высокой относительной влажности. Ваша рубашка может пропитаться потом, который никуда не денется, и вы почувствуете себя монстром отвратительных размеров болотным болотом.

Если относительная влажность низкая, мы можем чувствовать себя намного прохладнее, чем реальная температура, потому что наш пот легко испаряется, охлаждая нас. Например, если температура воздуха составляет 75 градусов по Фаренгейту (24 градуса по Цельсию), а относительная влажность равна нулю процентов, температура воздуха для нашего тела ощущается как 69 градусов по Фаренгейту (21 C). Если температура воздуха составляет 75 градусов по Фаренгейту (24 C), а относительная влажность равна 100 процентам, мы чувствуем, что на улице 80 градусов (27 C), и вы начинаете молиться, чтобы вы отремонтировали кондиционер прошлой осенью.

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. А 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 изменяющейся 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. в воздухе больше растворенной воды. Максимальное давление водяного пара при определенной температуре называется давлением насыщения водяным паром. 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 этой температуре относительно точки насыщения. Когда идет дождь, очевидно, что там, в облаках, где образуются капли, относительная влажность 100%. Несмотря на то, что доступные нам инструменты и технологии значительно улучшились с годами, погода 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? Он не так хорошо сохнет на открытом воздухе во время дождя, 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 данной температуре. Если вы хотите углубить свои знания о том, как рассчитать относительную влажность, относительные величины и многие другие параметры влажности, загрузите нашу техническую электронную книгу о формулах преобразования.

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 на улице невозможно точно измерить. Когда идет дождь, 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, из которой выделяется 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 должна быть 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 уменьшается. 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 представлена ​​таблица, в которой указаны идеальные температуры и относительная влажность для каждого сектора в данной ситуации.Эта таблица взята из JDK для кондиционирования воздуха.

5

печенье и

24-27