§1.14 Влажность воздуха.

Влажность воздуха - содержание водяного пара в воздухе, одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата. Количественно влажность воздуха может определяться упругостью водяного пара, абсолютной влажностью, относительной влажностью, дефицитом влажности, точкой росы (рис 1.5)

У земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объему в высоких широтах и до 2,5% в тропиках. Наиболее благоприятная для человека в средних климатических условиях является относительная влажность 40-60% . Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха.

Упругость водяного пара - основная характеристика влажности воздуха, определяется психрометром. Это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе. Измеряется в Па и мм.ртутного столба. Парциальное давление - компонента идеальной газовой смеси, которое он оказывал бы, если бы один занимал объем всей смеси. Парциальное давление используют в расчетах смесей идеальных газов применяя законы Дальтона:

• Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений.

• Растворимость каждого газа в массе растворителя пропорциональна парциальному давлению этого газа.

1Па = 1Н/м²= 10 дин/см² = 0,102 мм вод. ст.= 10^-5 бар = 7,5 • 10^-3 мм рт. ст. = 0,102 кгс/м².

Упругость насыщения водяного пара - максимально возможная при данной температуре. Она тем больше, чем выше температура воздуха. Это давление пара, находящегося в равновесии с соответствующей жидкой или твердой фазой.

Абсолютная влажность воздуха - количество водяного пара в единице объема воздуха (г/м³).

Рис 1.5 Влажность воздуха.

Относительная влажность воздуха - отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной (насыщающей) при данной температуре (%).

Дефицит влажности - разность между насыщающей упругостью водяного паров атмосфере при данных температуре и давлении и фактической его упругостью.

Точка росы - температура, до которой нужно охладить воздух или другой газ, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения. При этом температура в воздухе и на соприкасающихся с ним предметах наблюдается конденсация водяных паров (выпадает роса). Точку росы можно измерить конденсационными гигрометрами (гигро - влажный, метро - измеряю) и психрометрами.

Гигрометры - приборы для определения абсолютной или относительной влажности воздуха. Существуют конденсационные, электролитические, весовые и другие гигрометры, а также психрометры.

На метеостанциях используют гигрометры, чувствительным элементом которых служит человеческий волос или органическая (животная) пленка, обладающие свойствами изменять длину в зависимости от содержания водяного пара в воздухе.

Психрометр - (психрос - холодный и метро - измеряю) - прибор для определения влажности и температуры воздуха. Психрометр состоит из сухого и смоченного термометров. По разности показателей этих термометров с помощью таблиц и графиков определяют абсолютную и относительную влажность воздуха. Кроме того, по показаниям термометров и таблицам определяют точку росы, максимальное парциальное давление паров в воздухе, дефицит влажности. Распространены станционные, аспирационные и дистанционные психрометры. Диапазон измерений относительной влажности аспирационным психрометром (при температуре окружающей среды от -10 °С до 40°С) 10-100%, диапазон измерения температуры воздуха от -31 до 51°С.

Простейший психрометр можно легко сконструировать самому. Для этого необходимо взять два одинаковых термометра и убедиться что их показания совпадают. Затем нужно обернуть тонкий конец оного из термометров влажной тряпкой. Положите оба термометра рядом и подождите 10-15 минут. Зная разность показаний «сухого» и «влажного» термометров, можно с помощью психрометрической таблицы легко определить относительную влажность воздуха.

Если двух термометров не окажется, то можно обойтись и одним, использовав его сначала в качестве «сухого», а затем в качестве «влажного» и сравнить показания. В этом случае измерения надо проводить в одном и тоже месте.

Для определения относительной влажности по психрометрической таблице нужно взять столбец, соответствующий разности показаний «сухого» и «влажного» термометра, и строку соответствующую показанию сухого термометра. Если влажность ниже 47%, то для увеличения влажности в квартире необходимо под батарею поставить банку, наполненную водой.

Из рис.1.5 видно, что максимальное количество воды, которое может находиться вводном кубическом метре воздуха не превышает 600 г. По приведенным данным можно определить точку росы, дефицит влажности и т.д. Например: определить дефицит влажности и точку росы, если известна относительная влажность воздуха 25% при температуре воздуха 70°С. Дефицит влажности равен 100-25%=75%. Точка росы определяется в следующей последовательности:

• определяем абсолютное содержание влаги при относительной влажности 25%и температуре воздуха 70°С как произведение 25/100*200г/м3=50 г/м3;

• по таблице (рис. 3.3) находим, при какой температуре абсолютная влажность 50 г/м3 будет насыщающей (максимальной). Такая температура будет 40 °С. Эта температура и будет точкой росы для воздуха при относительной влажности 25% и температуре 70° С.