Погода и климат
В атмосферном воздухе всегда имеется водяной пар, содержание которого меняется по объему в пределах от 0 до 4 %. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется различными величинами.
Абсолютная влажность q, или плотность водяного пара — количество водяного пара в одном кубическом метре воздуха в граммах.
Упругость (давление) водяного пара e, содержащегося в воздухе выражается в гектопаскалях (гПа).
Упругость насыщения E — максимально возможная упругость водяного пара при данной температуре (гПа).
Относительная влажность f — процентное отношение упругости водяного пара e, находящегося в воздухе, к упругости насыщения E при данной температуре.
Дефицит влажности d — разность между максимально возможной при данной температуре упругостью водяного пара (упругостью насыщения) и фактической упругостью водяного пара.
Точка росы — температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, достигает состояния насыщения.
Основным методом для измерения влажности воздуха является психрометрический. Определение влажности этим методом осуществляется по показанию психрометра — прибора, состоящего из двух термометров с ценой деления 0,2°. Резервуар одного из термометров (в психрометрической будке — правый) плотно обертывается кусочком тонкой ткани, конец которой опускается в стаканчик с дистиллированной или дождевой водой. Стаканчик закрывается крышкой с прорезью для батиста. С поверхности резервуара смоченного термометра происходит испарение, на которое затрачивается тепло. Сухой термометр показывает температуру воздуха, а смоченный — свою собственную, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности резервуара. Чем больше дефицит влажности, тем интенсивнее будет происходить испарение и, следовательно, тем ниже будут показания смоченного термометра. Для удобства определения влажности воздуха по разности показаний двух термометров составлены психрометрические таблицы. Таблицы рассчитываются по основной психрометрической формуле:
где E’ — максимальная упругость водяного пара при температуре испаряющей поверхности, A — постоянная психрометра, обычно принимается равной 0,0007947; P — атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа, (t — t’) — разность показаний сухого и смоченного термометров.
Наблюдения по психрометру. Отсчеты по термометрам должны проводиться как можно быстрее, так как присутствие наблюдателя вблизи термометров может исказить их показания. Наблюдения проводятся при любой положительной температуре воздуха, а при отрицательной — только до -10°, так как при более низкой температуре результаты наблюдений становятся ненадежными. При температуре воздуха ниже 0° кончик ткани (батиста) на смоченном термометре обрезается; батист смачивается за полчаса до наблюдений, погружая резервуар термометра в стаканчик с водой. При отрицательной температуре воздуха вода на батисте может быть не только в твердом состоянии (лед) но и в жидком (переохлажденная вода). Учет агрегатного состояния воды на резервуаре смоченного термометра весьма важен, так как максимальная упругость водяного пара, входящая в психрометрическую формулу, над водой и льдом различна. По этой же причине при отрицательных температурах показания смоченного термометра при 100 %-ной влажности выше, чем сухого. В этом случае водяной пар над поверхностью льда пересыщен, происходит его намерзание на резервуар с выделением тепла.
При температурах ниже -10° велика погрешность определения влажности воздуха психрометрическим методом. При низких температурах влажность воздуха измеряется с помощью волосяного или пленочного гигрометра.
1. Сухой термометр показывает 10,4°, смоченный — 8,1°. Округляем показания сухого термометра: 10,0°. Находим разность показаний: 2,3°. По таблице определяем влажность воздуха: 71 %.
2. Сухой термометр показывает -3,5°, смоченный -3,4° (лед). Округляем показания сухого термометра: -4,0°. Находим разность показаний: -0,1°. По таблице определяем влажность воздуха: 99 %.
3. И, наконец, пример расчета относительной влажности воздуха по основной психрометрической формуле, без использования таблиц. Пусть сухой термометр показывает 15,0°, а смоченный показывает 12,5°. По таблице Насыщающая упругость водяного пара над поверхностью воды при различных температурах находим значения E=17,042 гПа (для 15,0°) и E’=14,485 гПа (для 12,5°). Разность показаний термометров t — t’ = 2,5°. Подставляем все значения в формулу и находим упругость (давление) водяного пара e, содержащегося в воздухе: e = 14,485 — 0,0007947*(15,0 — 12,5)*1000 = 12,498 (гПа). Находим относительную влажность воздуха f = (e / E)*100%. f = (12,498 / 17,042)*100% = 73 %.
Как видно из примера 3, можно обойтись и без объемных психрометрических таблиц. Более того, при расчете влажности воздуха по основной психрометрической формуле, учитывается значение атмосферного давления, поэтому результат будет более точным. Однако и в этом случае нам пришлось пользоваться таблицей насыщающей упругости водяного пара для различных температур. Все дело в том, что насыщающая упругость водяного пара зависит от температуры по такому сложному закону, что формула, которой описывается эта зависимость, очень громоздкая и совершенно неприменима на практике.
Примечание: для удобства использования рекомендуется импортировать таблицы в Excel.
Источник статьи: http://www.pogodaiklimat.ru/table.php
Определение влажности воздуха психрометрическим методом
Калькулятор определяет влажности воздуха психрометрическим методом — по разнице между показаниями сухого и смоченного термометра
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.
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
Источник статьи: http://planetcalc.ru/246/
Определение влажности
Влажность воздуха определяют психрометрами и гигрометрами. Психрометры показывают температуру сухого и влажного термометров, по показаниям которых рассчитывается абсолютная и относительная влажность воздуха. Гигрометры показывают непосредственно относительную влажность воздуха.
Для определения влажности воздуха пользуются двумя видами психрометров: станционным (Августа) и аспирационным (Ассмана).
Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, шарик одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра будут ниже, чем показания сухого. На основании показаний двух термометров вычисляют относительную влажность воздуха расчетным методом и по таблицам.
В точке измерения психрометр Августа устанавливают так, чтобы на него не влияли тепловые излучения или движение воздуха, которые могут изменить точность показаний прибора. Отсчет показаний производят через 10 — 15 мин.
Абсолютную влажность определяют по формуле:
A = f — a(t1 — t2) в мм рт. ст.,
где: f — максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра, мм рт. ст.; а — психромстрнческнй коэффициент (0,00074 для атмосферы; 0,0011 для закрытых помещений); t1 — температура сухого термометра, °С; t2 — температура влажного термометра, °С; Б — барометрическое давление, мм рт. ст.
Максимальное напряжение водяных паров в зависимости от температуры воздуха
| Темпсратурл воздуха, °С | Напряжение водяных паров, мм рт. ст. | Температура воздуха, “С | Напряжение водяных паров, мм рт. ст. |
| — 5 | 3,16 | 19 | 16,477 |
| — 4 | 3,67 | 20 | 17,735 |
| — 3 | 4,256 | 21 | 18,650 |
| 0 | 4,579 | 22 | 19,827 |
| 1 | 4,926 | 23 | 21,068 |
| 2 | 5,294 | 24 | 22,377 |
| 3 | 5,685 | 25 | 23,756 |
| 4 | 6,101 | 26 | 25,209 |
| 5 | 6,543 | 27 | 26,739 |
| G | 7,103 | 28 | 28,35 |
| 8 | 8,045 | 30 | 31,842 |
| 10 | 9,209 | 32 | 35,663 |
| 11 | 9,844 | 35 | 42,175 |
| 12 | 10,518 | 37 | 47,067 |
| 13 | 11,234 | 40 | 55,324 |
| 14 | 11,987 | 45 | 71,88 |
| 15 | 12,788 | 55 | 118,04 |
| 16 | 13,634 | 70 | 233,7 |
| 17 | 14,530 | 100 | 760,0 |
| 18 | 15,477 | — | — |
Относительную влажность определяют по фоомуле:
«Руководство к практическим занятиям по методам
санитарно-гигиенических исследований», Л.Г.Подунова
Источник статьи: http://www.meddr.ru/rukovodstvo_k_prakticheskim_zanyatiyam_po_me/issledovanie_fizicheskih_svoystv_i_otbor_pro/11037.html
Гигиеническая оценка микроклимата лечебных учреждений (стр. 3 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 |
Максимальная влажность — упругость водяных паров при полном насыщении воздуха влагой при данной температуре, или количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения 1 м3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность воздуха зависит от температуры. Чем выше температура воздуха, тем больше требуется водяных паров для полного его насыщения.
Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.
Дефицит насыщения — разность между максимальной и абсолютной влажностью.
Физиологический дефицит насыщения — разность между максимальной влажностью воздуха при температуре 37°С (температура тела) и абсолютной влажностью воздуха в момент исследования. Он указывает, сколько граммов воды может извлечь из организма кубический метр вдыхаемого воздуха.
Точка росы — температура, при которой воздух становится насыщенным водяными парами.
Абсолютная влажность воздуха определяется приборами, которые называются психрометрами. Психрометры бывают двух типов: стационарные и аспирационные.
Стационарный психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных или спиртовых термометров, условно называемых «влажным» и «сухим». Резервуар «влажного» термометра обернут кусочком тонкой материи (батист, марля), конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. Верхний край сосуда должен находиться на расстоянии 3-4 см от резервуара термометра. С поверхности влажной материи происходит испарение воды. На процесс испарения затрачивается тепло, поэтому «влажный» термометр будет охлаждаться и показывать более низкую температуру, чем «сухой». При определении влажности воздуха прибор следует оградить от источников излучения и случайных движений воздуха. Отсчеты показаний обоих термометров производят через 10-15 мин после установки прибора. Абсолютную влажность вычисляют по следующей формуле:
где А — искомая абсолютная влажность;
f — максимальное напряжение водяных паров при температуре «влажного» термометра;
а — психрометрический коэффициент, который при определении влажности атмосферного воздуха принимается равным 0,00074, при определении влажности комнатного воздуха — 0,0011;
tl — показания сухого термометра;
t2 — показания влажного термометра;
В — барометрическое давление в момент наблюдения.
Пример. При исследовании влажности воздуха в операционной сухой термометр показал 21°С, влажный — 17°С. Барометрическое давление 756 мм. рт. ст.
По табл. 1 находим максимальную влажность при температуре влажного термометра, т. е. при 17°С. Она равна 14,53 мм. Подставляем все значения в формулу:
А = 14,53 — 0,0011 x (21 — 17) x 756 = 11,21 мм. рт. ст.
Максимальное напряжение водяных паров в мм. рт. столба
Источник статьи: http://pandia.ru/text/80/244/47161-3.php
