Характеристики влажности воздуха

Влажность воздуха – содержание в атмосферном воздухе водяного пара, выраженное в абсолютных или относительных единицах. Влажность принято выражать через характеристики: упругость водяного пара е , точка росы (t_d или ) , дефицит точки росы  t_d , абсолютная влаж­ность а , удельная влажность q, относительная влажность f .

Упругость водяного пара е – это парциальное давление водяного пара, измеренное в единицах давления (в гектопаскалях гПа). При данной температуре упру­гость водяного пара не может превышать некоторого предельного значе­ния, называемого упругостью насыщения Е.

Упругость насыщения – это максимально возможная упругость при данной температуре.

Точка росы (t_d или ) – температура, при которой воздух дости­гает состояния насыщения при данном содержании водяного пара и неиз­менном давлении. Для ненасыщенного воздуха t_d < t.

Дефицит точки росы   – разность между температурой воздуха и точкой росы:

  = t – t_d ,°C (1)

Абсолютная влажность а – масса водяного пара в граммах в одном кубическом метре воздуха:

(2)

где е – упругость водяного пара, гПа;

 = 0,004 – термический коэффициент объемного расширения воздуха;

t – температура воздуха в °С.

Удельная влажность q – количество водяного пара в грам­мах в одном килограмме влажного воздуха:

(3)

где Р – давление воздуха, гПа;

е – упругость водяного пара, гПа.

Относительная влажность f – процентное отношение фактической упругости водяного пара, содержащегося в воздухе, е , к упру­гости насыщения в условиях одинаковой температуры:

(4)

где е – упругость водяного пара, гПа;

Е – упругость насыщения, гПа.

Дефицит насышения d – разность между максимально возможной упругостью водяного пара при данной температуре воздуха (упругость насыщения) Е и фактической упругостью находящегося в воздухе водяного пара е :

d = Е – е, гПа . (5)

Виртуальная температура t_v – это расчетная температура сухого воздуха в ^оС, при которой его плотность равна плотности влажного воздуха.

Введение виртуальной температуры позволяет учитывать влияние влажности на плотность воздуха. Эффект этого влияния при низ­ких температурах мал и достигает значительной величины при высоких значениях температуры и относительной влажности (t > +20°С, f > 50%).

Виртуальная температура может быть рассчитана следующим обра­зом:

t_v = t (1 + 0,608 q) или t_v = t + 0,608 q t , (6)

где  t_v – = 0,608 q t – виртуальный добавок, ^оС;

q – удельная влажность, г/кг.

Таким образом, виртуальная температура выше температуры сухого воздуха на значение виртуального добавка.

Психрометрические таблицы служат для определения характеристик влажности воздуха по значениям температуры воздуха t («сухой» термометр) и t («смоченный» термометр), измеренных в градусах Цельсия.

В основу таблиц положена зависимость упругости насыщения во­дяного пара от температуры. Психрометрические таблицы состоят из 8 отдельных таблиц [4].

Электроизмерительные датчики температуры и влажности.

Датчик температуры и влажности НМР35Д предназначен для ди­стан-ционного измерения температуры воздуха в диапазоне от -40 до +60°С и отно-сительной влажности от 0 до 100% (датчик финской фирмы Vaisala рис. 15).

Погрешность измерения влажности ± 2% (от 0 до 90%) и ± 3% (от 90 до 100%). Напряжение питания от 7 до 35 В постоянного тока. Потребляе­мый ток < 4 мА.

Датчик может быть сопряжен с широким рядом измерительного обо­рудования, таким, как регистраторы, блоки управления, дисплеи, самопис­цы.

Датчик температуры ДТS12А фирмы Vaisala водозащищенный, стойкий к погодным изменениям. Может работать как по принципу мостового сопротивления (трехпроводное подключение), так и по принципу постоянно­го тока (четырехпроводное подключение).

Диапазон измерения от -60 до +80°С. Погрешность ±0,08°С.

Радиационная защита ДТR 13 (фирма Vaisala) с фибергласовым покры-тием служит для защиты датчиков температуры и влажности от солнечной ра­диации и осадков и крепится на кронштейне для датчиков (рис.16).

Электроизмерительные датчики температуры и влажности находят широкое применение в аэродромных автоматизированных метеостанциях.

Рис. 15. Электроизмерительный датчик температуры и влажности НМР35Д

Рис. 16. Радиационная защита DTR13