1.2. Определение характеристик влажности воздуха.
Требуется рассчитать характеристики влажности по данным измерений психрометра.
Влажность воздуха – это содержание водяного пара в воздухе. В нижних слоях атмосферы всегда содержится водяной пар.
Влажность воздуха характеризуют следующими основными величинами: парциальным давлением (упругостью) водяного пара, абсолютной влажностью, относительной влажностью, дефицитом влажности и точкой росы.
Парциальное давление - упругость водяного пара е, находящегося в воздухе при данной температуре может быть измерено в миллиметрах ртутного столба(мм.рт.ст.), миллибарах (мб), или гектопаскалях (гПа). Предельным значением парциального давления водяного пара, находящегося в воздухе, является парциальное давление насыщенного водяного пара Е.
Парциальное давление насыщенного пара Е растет с температурой, т.е. при более высокой температуре воздух способен содержать больше водяного пара, чем при более низкой температуре.
Абсолютная влажность α – количество водяного пара в граммах, содержащееся в одном метре кубическом воздуха.
Относительная влажность f – отношение парциального давления водяного пара е к парциальному давлению насыщенного водяного пара Е при данной температуре, выраженное в процентах.
Дефицит влажности d, или недостаток насыщения – разность между парциальным давлением насыщенного водяного пара Е и фактическим парциальным давлением пара е.
Дефицит влажности выражается в миллибарах или гектопаскалях. При увеличении относительной влажности дефицит упругости d уменьшается, а при f =100% становится равным нулю. Следует отметить, что Е зависит от температуры воздуха, а е – от содержания в нем водяного пара. Поэтому дефицит влажности является комплексной характеристикой, выражающей условия температуры и влажности воздуха.
Точка росы td – это температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения.
Определение показателей влажности воздуха следует начать с расчета парциального давления водяного пара по психрометрической формуле:
гПа, (1.1)
где Е1 – давление насыщенного водяного пара при температуре «смоченного» термометра, гПа; определяется по таблице 1,
Р – атмосферное давление, гПа;
t – температура воздуха (по «сухому» термометру), °С;
-
температура испаряющей поверхности
(по «смоченному» термометру), °С;
А – постоянная психрометра, зависящая главным образом от скорости движения воздуха около резервуара термометра, а также от конструкции прибора.
Для станционного психрометра А=0,0007947, для аспирационного прихрометра А=0,000662.
Если е и Р выражены в мб (1мб=1гПа), то абсолютная влажность определяется по зависимости
г/м3, (1.2)
где
-
температурный коэффициент объемного
расширения воздуха;
Относительная влажность вычисляется как:
(1.3)
Е – давление насыщенного пара при температуре «сухого» термометра, определяется по таблице 1.
Дефицит влажности воздуха есть недостаток насыщения, он вычисляется по формуле
(1.4)
Точка росы td определяется по парциальному давлению в таблице 1 . Для этого определяется температура, при которой парциальное давление водяного пара будет равно давлению насыщенного водяного пара, т.е. е=Е.
Например при е=13,6 мб по таблице 1, точка росы будет равна температуре td=11,5°С.
Таблица 1.1 - Парциальное давление насыщенного водяного пара (мб) над водой при температуре выше 0°
Целые градусы |
Десятые доли градуса |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0 |
6,1 |
6,2 |
6,2 |
6,2 |
6,3 |
6,3 |
6,4 |
6,4 |
6,5 |
6,5 |
1 |
6,6 |
6,6 |
6,7 |
6,7 |
6,8 |
6,8 |
6,9 |
6,9 |
7,0 |
7,0 |
2 |
7,0 |
7,1 |
7,2 |
7,2 |
7,3 |
7,3 |
7,4 |
7,4 |
7,5 |
7,5 |
3 |
7,6 |
7,6 |
7,7 |
7,7 |
7,8 |
7,8 |
7,9 |
8,0 |
8,0 |
8,1 |
4 |
8,1 |
8,2 |
8,2 |
8,3 |
8,4 |
8,4 |
8,5 |
8,5 |
8,6 |
8,7 |
5 |
8,7 |
8,8 |
8,8 |
8,9 |
9,0 |
9,0 |
9,1 |
9,2 |
9,2 |
9,3 |
6 |
9,4 |
9,4 |
9,5 |
9,5 |
9,6 |
9,7 |
9,7 |
9,8 |
9,9 |
10,0 |
7 |
10,0 |
10,1 |
10,2 |
10,2 |
10,3 |
10,4 |
10,4 |
10,5 |
10,6 |
10,6 |
8 |
10,7 |
10,8 |
10,9 |
11,0 |
11,0 |
11,1 |
11,2 |
11,2 |
11,3 |
11,4 |
9 |
11,5 |
11,6 |
11,6 |
11,7 |
11,8 |
11,9 |
12,0 |
12,0 |
12,1 |
12,2 |
10 |
12,3 |
12,4 |
12,4 |
12,5 |
12,6 |
12,7 |
12,8 |
12,9 |
13,0 |
13,0 |
11 |
13,1 |
13,2 |
13,3 |
13,4 |
13,5 |
13,6 |
13,7 |
13,8 |
13,8 |
13,9 |
12 |
14,0 |
14,1 |
14,2 |
14,3 |
14,4 |
14,5 |
14,6 |
14,7 |
14,8 |
14,9 |
13 |
15,0 |
15,1 |
15,2 |
15,3 |
15,4 |
15,5 |
15,6 |
15,7 |
15,8 |
15,9 |
14 |
16,0 |
16,1 |
16,2 |
16,3 |
16,4 |
16,5 |
16,6 |
16,7 |
16,8 |
17,0 |
15 |
17,1 |
17,2 |
17,3 |
17,4 |
17,5 |
17,6 |
17,7 |
17,8 |
18,0 |
18,1 |
16 |
18,2 |
18,3 |
18,4 |
18,5 |
18,7 |
18,8 |
18,9 |
19,0 |
19,1 |
19,3 |
17 |
19,4 |
19,5 |
19,6 |
19,8 |
19,9 |
20,0 |
20,1 |
20,3 |
20,4 |
20,5 |
18 |
20,6 |
20,8 |
20,9 |
21,0 |
21,2 |
21,3 |
21,4 |
21,6 |
21,7 |
21,8 |
19 |
22,0 |
22,1 |
22,3 |
22,4 |
22,5 |
22,7 |
22,8 |
23,0 |
23,1 |
23,2 |
20 |
23,4 |
23,5 |
23,7 |
23,8 |
24,0 |
24,1 |
24,3 |
24,4 |
24,6 |
24,7 |
21 |
24,9 |
25,0 |
25,2 |
25,4 |
25,5 |
25,7 |
25,8 |
26,0 |
26,1 |
26,3 |
22 |
26,5 |
26,6 |
26,8 |
26,9 |
27,1 |
27,3 |
27,4 |
27,6 |
27,8 |
27,9 |
23 |
28,1 |
28,3 |
28,5 |
28,6 |
28,8 |
29,0 |
29,2 |
29,3 |
29,5 |
29,7 |
24 |
29,9 |
30,0 |
30,2 |
30,4 |
30,6 |
30,8 |
31,0 |
31,1 |
31,3 |
31,5 |
25 |
31,7 |
31,9 |
32,1 |
32,3 |
32,5 |
32,7 |
32,9 |
33,0 |
33,2 |
33,4 |
26 |
33,6 |
33,8 |
34,0 |
34,2 |
34,4 |
34,6 |
34,9 |
35,1 |
35,3 |
35,5 |
27 |
35,7 |
35,9 |
36,1 |
36,3 |
36,5 |
36,8 |
37,0 |
37,2 |
37,4 |
37,6 |
28 |
37,8 |
38,1 |
38,3 |
38,5 |
38,7 |
39,0 |
39,2 |
39,4 |
39,6 |
39,9 |
29 |
40,1 |
40,3 |
40,6 |
40,8 |
41,0 |
41,3 |
41,5 |
41,8 |
42,0 |
42,2 |
30 |
42,5 |
42,7 |
43,0 |
43,2 |
43,5 |
43,7 |
44,0 |
44,2 |
44,5 |
44,7 |
31 |
45,0 |
45,2 |
45,5 |
45,8 |
46,0 |
46,3 |
46,5 |
46,8 |
47,1 |
47,3 |
32 |
47,6 |
47,9 |
48,1 |
48,4 |
48,7 |
49,0 |
49,2 |
49,5 |
49,8 |
50,1 |
33 |
50,4 |
50,6 |
50,9 |
51,2 |
51,5 |
51,8 |
52,1 |
52,4 |
52,7 |
53,0 |
34 |
53,3 |
53,6 |
53,8 |
54,2 |
54,5 |
54,8 |
55,1 |
55,4 |
55,7 |
56,0 |
35 |
56,3 |
56,6 |
56,9 |
57,2 |
57,6 |
57,9 |
58,2 |
58,5 |
58,8 |
59,2 |
36 |
59,5 |
59,8 |
60,1 |
60,5 |
60,8 |
61,1 |
61,5 |
61,8 |
62,2 |
62,5 |
37 |
62,8 |
63,2 |
63,5 |
63,9 |
64,2 |
64,6 |
64,9 |
65,3 |
65,6 |
66,0 |
38 |
66,3 |
66,7 |
67,0 |
67,4 |
67,8 |
68,2 |
68,5 |
68,9 |
69,3 |
69,6 |
39 |
70,0 |
70,4 |
70,8 |
71,1 |
71,5 |
71,9 |
72,3 |
72,7 |
73,1 |
73,5 |
Продолжение таблицы 1.1
Парциальное давление насыщенного водяного пара (мб) над водой при температуре ниже 0°
Десятки градусов |
Единицы градусов |
|||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Над переохлажденной водой |
||||||||||
-40 |
0,19 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-30 |
0,51 |
0,46 |
0,42 |
0,38 |
0,34 |
0,31 |
0,28 |
0,26 |
0,23 |
0,21 |
-20 |
1,25 |
1,15 |
1,05 |
0,96 |
0,88 |
0,80 |
0,73 |
0,67 |
0,61 |
0,56 |
-10 |
2,86 |
2,64 |
2,44 |
2,25 |
2,07 |
1,91 |
1,76 |
1,61 |
1,48 |
1,36 |
0 |
6,11 |
5,68 |
5,27 |
4,90 |
4,54 |
4,21 |
3,90 |
3,61 |
3,34 |
3,09 |
Над льдом |
||||||||||
-40 |
0,13 |
0,12 |
0,10 |
0,09 |
0,08 |
0,07 |
0,06 |
0,06 |
0,05 |
0,04 |
-30 |
0,38 |
0,35 |
0,31 |
0,28 |
0,25 |
0,23 |
0,20 |
0,18 |
0,16 |
0,15 |
-20 |
1,05 |
0,95 |
0,86 |
0,78 |
0,71 |
0,64 |
0,58 |
0,52 |
0,47 |
0,43 |
-10 |
2,62 |
2,40 |
2,19 |
2,00 |
1,83 |
1,67 |
1,52 |
1,39 |
1,26 |
1,15 |
0 |
6,11 |
5,63 |
5,18 |
4,77 |
4,39 |
4,03 |
3,70 |
3,40 |
3,12 |
2,86 |