Često sa TV ekrana ili iz radio zvučnika čujemo o vazdušnom pritisku i vlažnosti. Ali malo ljudi zna o čemu ovise njihovi pokazatelji i kako određene vrijednosti utječu na ljudsko tijelo.

Sredstva i metode određivanja

Za određivanje zasićenosti zraka vodenom parom koriste se posebni instrumenti: psihrometri i hidrometri. Avgustov psihrometar je šipka sa dva termometra: mokrim i suvim.

Prvi je umotan u krpu natopljenu vodom, koja hladi njegovo tijelo dok isparava. Na osnovu očitavanja ovih termometara, iz tabela se utvrđuje relativna vlažnost zraka. Postoji mnogo različitih hidrometara; njihov rad se može zasnivati ​​na težini, filmu, električnim ili kosi, kao i nizu drugih principa rada. IN poslednjih godina Integrisani mjerni senzori su stekli popularnost. Hidrostati se koriste za provjeru tačnosti.

Vlažnost vazduha je važna karakteristika okruženje. Ali ne razumiju svi u potpunosti šta se podrazumijeva pod vremenskim izvještajima. i apsolutna vlažnost su povezani koncepti. Nije moguće razumjeti suštinu jednog bez razumijevanja drugog.

Vazduh i vlaga

Vazduh sadrži mešavinu supstanci koje su u gasovitom stanju. Prvenstveno su to dušik i kisik. ih unutra opšti sastav(100%) sadrži približno 75% i 23% mase, respektivno. Oko 1,3% je argon, manje od 0,05% je ugljični dioksid. Ostatak (količina koja nedostaje je oko 0,005% ukupno) čine ksenon, vodonik, kripton, helijum, metan i neon.

Takođe postoji određena količina vlage u vazduhu u svakom trenutku. U atmosferu ulazi nakon isparavanja molekula vode iz svjetskih okeana i iz vlažnog tla. U skučenom prostoru, njegov sadržaj se može razlikovati od spoljašnje okruženje i zavisi od dostupnosti dodatnih izvora prihoda i potrošnje.

Za preciznije određivanje fizičkih karakteristika i kvantitativnih pokazatelja koriste se dva koncepta: relativna vlažnost i apsolutna vlažnost. U svakodnevnom životu višak se stvara prilikom sušenja odeće i tokom kuvanja. Ljudi i životinje ga izlučuju disanjem, biljke kao rezultat izmjene plinova. U proizvodnji, promjene u omjeru vodene pare mogu biti povezane s kondenzacijom zbog promjena temperature.

Apsolut i karakteristike upotrebe termina

Koliko je važno znati tačnu količinu vodene pare u atmosferi? Na osnovu ovih parametara izračunavaju se vremenska prognoza, mogućnost padavina i njihova zapremina, te putanje kretanja frontova. Na osnovu toga se utvrđuju rizici od ciklona, ​​a posebno uragana, koji mogu predstavljati ozbiljnu opasnost po region.

Koja je razlika između ova dva koncepta? Zajedničko im je da i relativna i apsolutna vlažnost mjere količinu vodene pare u zraku. Ali prvi pokazatelj se određuje proračunom. Drugi se može izmjeriti fizičkim metodama s rezultatom u g/m 3.

Međutim, s promjenama temperature okoline, ovi indikatori se mijenjaju. Poznato je da vazduh može sadržati maksimalno određenu količinu vodene pare – apsolutnu vlažnost. Ali za režime +1°C i +10°C ove vrijednosti će biti različite.

Ovisnost kvantitativnog sadržaja vodene pare u zraku od temperature prikazana je u indikatoru relativne vlažnosti. Izračunava se pomoću formule. Rezultat se izražava u procentima (objektivni pokazatelj maksimalno moguće vrijednosti).

Utjecaj uslova okoline

Kako će se apsolutna i relativna vlažnost zraka promijeniti s porastom temperature, na primjer, sa +15°C na +25°C? Kako se povećava, povećava se i pritisak vodene pare. To znači da će više molekula vode stati u jediničnu zapreminu (1 kubni metar). Posljedično se povećava i apsolutna vlažnost. Relativna vrijednost će se smanjiti. To je zato što je stvarni sadržaj vodene pare ostao isti, ali je maksimalna moguća vrijednost povećana. Prema formuli (dijeljenje jednog s drugim i množenje rezultata sa 100%), rezultat će biti smanjenje indikatora.

Kako će se apsolutna i relativna vlažnost mijenjati kako temperatura pada? Šta se dešava kada smanjite sa +15°C na +5°C? Apsolutna vlažnost će se smanjiti. Prema tome, u 1 kubnom metru. Maksimalna količina vazdušne mešavine vodene pare koja može da stane je manja. Izračun pomoću formule će pokazati povećanje konačnog indikatora - postotak relativne vlažnosti će se povećati.

Značenje za ljude

Ako postoji višak vodene pare, osjećate se začepljeno, ako je premalo, osjećate suvu kožu i žeđ. Očigledno je da je vlažnost vlažnog vazduha veća. Ako postoji višak, višak vode se ne zadržava u plinovitom stanju i pretvara se u tekući ili čvrsti medij. U atmosferi se spušta, što se manifestuje padavinama (magla, mraz). U zatvorenom prostoru na unutrašnjim predmetima se stvara sloj kondenzacije, a na površini trave ujutro ima rose.

Povećanje temperature lakše se podnosi u suhoj prostoriji. Međutim, isti režim, ali pri relativnoj vlažnosti iznad 90%, uzrokuje brzo pregrijavanje tijela. Tijelo se bori protiv ove pojave na isti način - toplina se oslobađa kroz znoj. Ali na suhom zraku brzo isparava (suši se) s površine tijela. U vlažnom okruženju to se praktično ne dešava. Najprikladniji (udoban) način rada za osobu je 40-60%.

Zašto je to potrebno? U rasutom materijalu po vlažnom vremenu, sadržaj suhe tvari po jedinici volumena se smanjuje. Ova razlika nije toliko značajna, ali s velikim količinama može "rezultirati" u stvarno uočljivu količinu.

Proizvodi (žito, brašno, cement) imaju prihvatljiv prag vlažnosti na kojem se mogu skladištiti bez gubitka kvaliteta ili tehnoloških svojstava. Stoga je praćenje indikatora i njihovo održavanje na optimalnom nivou obavezno za skladišta. Smanjenjem vlage u zraku postiže se smanjenjem vlage u proizvodima.

Uređaji

U praksi se stvarna vlažnost mjeri higrometrima. Ranije su postojala dva pristupa. Jedan se zasniva na promjenama u izdužnosti kose (ljudske ili životinjske). Drugi se zasniva na razlici u očitanjima termometra u suhom i vlažnom okruženju (psihometrijski).

U higrometru za kosu, pokazivač mehanizma je povezan s kosom zategnutom na okvir. Mijenja se ovisno o vlažnosti okolnog zraka fizička svojstva. Igla odstupa od referentne vrijednosti. Njegovo kretanje se prati na skali.

Relativna vlažnost i poznato je da apsolutna vlažnost vazduha zavisi od temperature okoline. Ova karakteristika se koristi u psihrometru. Prilikom određivanja, očitavanja se uzimaju sa dva susjedna termometra. Boca od jedne (suhe) je u normalnim uslovima. U drugom (mokrom) je obavijen fitiljem, koji je povezan sa rezervoarom vode.

U takvim uslovima, termometar mjeri okolinu uzimajući u obzir vlagu koja isparava. A ovaj pokazatelj ovisi o količini vodene pare u zraku. Određuje se razlika u očitanjima. Vrijednost relativne vlažnosti zraka određuje se pomoću posebnih tablica.

IN U poslednje vreme Senzori koji koriste promjene u električnim karakteristikama određenih materijala imaju širu primjenu. Za potvrdu rezultata i verifikaciju instrumenata postoje referentne postavke.

Apsolutna i relativna vlažnost vazduha.

Vlažnost vazduha karakterišu sledeći pokazatelji:

A) apsolutna vlažnost predstavlja masu vodene pare sadržanu u 1 m 3 vlažnog vazduha. Apsolutna vlažnost obično se simbolizira kao ω i mjeri se u g/m3. Apsolutna vlažnost zraka u stanju zasićenja naziva se kapacitet vlage ω n. Vrijednost vlažnog kapaciteta je funkcija temperature zraka, što se vidi iz tabele. 1.

Tabela 1

b) relativna vlažnost, ispravna definicija slijedi iz Daltonovog zakona parcijalnih pritisaka. Prema ovom zakonu, atmosferski vazdušni pritisak je zbir parcijalnih pritisaka suvog vazduha p st i vodene pare p p

p b = p st + p p. (2)

Na datoj temperaturi, parcijalni pritisak vodene pare ne može preći određenu granicu, poznatu kao „pritisak zasićenja“ p n. Parcijalni pritisak para prisutnih u vazduhu uvek je manji ili jednak pritisku zasićenja, tj.

str P/ p n = φ ≤ 1. (3)

Vrijednost φ (u procentima), koja izražava odnos parcijalnog pritiska para u vlažnom vazduhu i njihovog pritiska u stanju zasićenja na istoj temperaturi, naziva se relativna vlažnost zrak;

U skladu s ovom definicijom, sadržaj vlage vlažnog zraka je omjer mase pare i mase suhog dijela zraka

Toplotni kapacitet vlažan vazduh, kJ/(kg K) određuje se formulom

,

Gdje d sadržaj vlage, With c – toplotni kapacitet suvog vazduha , With s =1,005 kJ/kg K

Entalpija Vlažan vazduh se obično naziva 1 kg suvog vazduha. Za nultu tačku uzima se entalpija suhog zraka (pri d = 0) sa temperaturom 0 0 C. Stoga entalpija zraka može imati pozitivne i negativne vrijednosti. Entalpija vlažnog zraka jednaka je zbiru entalpija suhog zraka i pare,

Entalpija zraka povezana s promjenom temperature zraka karakterizira promjenu osjetljive topline. Kada vodena para iste temperature uđe u vazduh, latentna toplota. Entalpija zraka raste zbog promjene entalpije vlažnog dijela zraka. Temperatura vazduha se ne menja.
ί–d dijagram vlažnog vazduha.

Da bi olakšao proračune vezane za promjene u stanju vlažnog zraka, profesor L. K. Ramzin je razvio i-d dijagram vlažnog zraka u kojem su grafički prikazane ovisnosti koje proizlaze iz osnovnih zakona plinske dinamike.

Dijagram omogućava vizualni prikaz procesa promjene stanja vlažnog zraka, grafički rješavanje praktičnih problema u proračunu ventilacijskih i klimatizacijskih sistema, procesa sušenja, isparivača, hladnjaka zraka i drugih instalacija, značajno ih olakšava i ubrzava. Brzina proračuna postiže se na račun određenog smanjenja tačnosti, što je sasvim prihvatljivo za tehnologiju kondicioniranja.

i-d dijagram je izgrađen za konstantu barometarski pritisak. Prilikom upotrebe i-d Koristeći dijagram, morate znati izračunati R b za dato područje, koje je standardizirano SNiP-om. Na teritoriji Rusije izračunati pritisci Pb su u rasponu od 685-760 mm Hg. Art. i normaliziraju se u intervalima od 15 mm Hg. Art. Prema ovome i-d dijagrami su razvijeni za R b = 685, 700, 715, 730, 745 i 760 mm Hg. Art.

i-d dijagram je konstruisan u kosom koordinatnom sistemu. Vrijednosti vlažnosti zraka pri konstantnom barometarskom pritisku su iscrtane na osi apscise, a vrijednosti entalpije na osi ordinata. Linije konstantnih vrijednosti entalpije i= const ići koso pod uglom od 135°. Za smanjenje veličine osovine d nije nacrtana na grafikonu, već se umjesto toga povlači pomoćna linija pod pravim uglom na ordinatu, a na nju se sa apscise projektuje skala (skala) vrijednosti sadržaja vlage d. Na rezultirajućoj mreži koja se sastoji od linija d= const i i= const, iscrtane su izoterme i krive φ = const.

U tehnologiji klimatizacije negativno značenje entalpija se uzima uslovno, na isti način kao negativne temperature. Ako mjerimo temperaturu na apsolutnoj Kelvinovoj skali, tada nula vrijednost entalpije odgovara temperaturi apsolutne nule.

Izoterme su prave linije, sa izotermom t= 0 prolazi kroz ishodište (at i-d U grafikonima temperatura se mjeri na Celzijusovoj skali).

Kada se koristi dijagram, mora se imati na umu da izoterme nisu paralelne jedna s drugom; Ovo se posebno odnosi na visoke temperature. Ako su krajevi izoterme ucrtane za φ = 100% povezani glatkom krivom, tada se dobija linija relativne vlažnosti φ = 100%, ili linija zasićenja.

Linija zasićenja φ = 100% dijeli i-d dijagram na dva dela. Iznad i lijevo od ove linije nalaze se tačke koje karakteriziraju sadržaj vodene pare u zraku u pregrijanom stanju. Tačke ispod i desno od linijeφ = 100% karakterizira stanje mješavine pare i zraka u stanju prezasićenosti. Kako se barometarski tlak povećava, linija φ = 100% pomiče se prema gore, a kako se barometarski tlak smanjuje, pomiče se naniže.

U vazduhu karakteriše niz količina. Voda koja isparava sa površine kada se zagreju ulazi i koncentriše se u nižim slojevima troposfere. Temperatura na kojoj zrak dostiže zasićenje vlagom za dati sadržaj vodene pare i konstantan naziva se tačka rose.

Vlažnost karakteriziraju sljedeći pokazatelji:

Apsolutna vlažnost(latinski absolutus - potpun). Izražava se masom vodene pare u 1 m vazduha. Izračunato u gramima vodene pare na 1 m3 vazduha. Što je temperatura viša, to je veća apsolutna vlažnost, jer više vode prelazi iz tečnosti u paru kada se zagreva. Tokom dana apsolutna vlažnost je veća nego noću. Indeks apsolutna vlažnost zavisi od: na polarnim geografskim širinama, na primjer, jednaka je do 1 g po 1 m2 vodene pare, na ekvatoru do 30 grama po 1 m2 u Batumi (, obala) apsolutna vlažnost iznosi 6 g na 1 m, iu Verhojansku (, ) - 0,1 grama na 1 m. Vegetacijski pokrivač područja u velikoj mjeri zavisi od apsolutne vlažnosti zraka;

Relativna vlažnost. Ovo je omjer količine vlage u zraku i količine koju može sadržavati na istoj temperaturi. Relativna vlažnost se izračunava u procentima. Na primjer, relativna vlažnost iznosi 70%. To znači da zrak sadrži 70% količine pare koju može zadržati na datoj temperaturi. Ako je dnevna varijacija apsolutne vlažnosti direktno proporcionalna varijaciji temperatura, tada je relativna vlažnost obrnuto proporcionalna ovoj varijaciji. Osoba se dobro osjeća na 40-75%. Odstupanje od norme uzrokuje bolno stanje tijela.

Vazduh u prirodi retko je zasićen vodenom parom, ali uvek sadrži neku njenu količinu. Nigdje na Zemlji nije zabilježena relativna vlažnost od 0%. Na meteorološkim stanicama vlažnost se mjeri higrometrom, a koriste se i registratori - higrografi;

Vazduh je zasićen i nezasićen. Kada voda ispari sa površine okeana ili kopna, vazduh ne može beskonačno zadržati vodenu paru. Ovo ograničenje zavisi od. Vazduh koji više ne može da zadrži vlagu naziva se zasićeni vazduh. Iz ovog zraka, pri najmanjem hlađenju, počinju se oslobađati kapljice vode u obliku rose. To se dešava jer voda, kada se ohladi, prelazi iz stanja (para) u tečno. Vazduh iznad suhe, tople površine obično sadrži manje vodene pare nego što bi bio na datoj temperaturi. Takav vazduh se naziva nezasićenim. Kada se ohladi, voda se ne ispušta uvijek. Što je zrak topliji, to je veća njegova sposobnost upijanja vlage. Na primjer, na temperaturi od -20°C, zrak ne sadrži više od 1 g/m vode; na temperaturi od +10°C - oko 9 g/m3, a na +20°C - oko 17 g/m3 Dakle, uz naizgled visoku vlažnost vazduha u

O čemu je ovaj članak?

Definicija

Osim relativne vlažnosti zraka, postoji i vrijednost kao apsolutna vlažnost. Količina vodene pare po jedinici zapremine vazduha naziva se apsolutna vlažnost. Budući da se kao jedinica za mjerenje količine uzima masa, a njene vrijednosti za paru u kubnom metru zraka su male, bilo je uobičajeno mjeriti apsolutnu vlažnost u g/m³. Ovi pokazatelji variraju od dijelova mjerne jedinice do više od 30 g/m³, u zavisnosti od doba godine i geografska lokacija površine iznad koje se meri vlažnost.

Apsolutna vlažnost je glavni pokazatelj koji karakteriše stanje vazduha, a poređenje vlažnosti sa temperaturom okoline je od velike važnosti za određivanje njenih svojstava, jer su ovi parametri međusobno povezani. Na primjer, kada temperatura padne, vodena para dostiže stanje zasićenja, nakon čega počinje proces kondenzacije. Temperatura na kojoj se to dešava naziva se tačka rose.

Instrumenti za određivanje apsolutne vlažnosti

Određivanje vrijednosti apsolutne vlažnosti zasniva se na njenim proračunima na osnovu očitavanja termometra. Konkretno, prema očitanjima Augustusovog psihrometra, koji se sastoji od dva živina termometra - od kojih je jedan suv, a drugi mokar (slika A na slici). Isparavanje vode sa površine indirektno u kontaktu sa vrhom termometra dovodi do smanjenja njegovih očitanja. Razlika između očitavanja oba termometra je osnova avgustovske formule koja određuje apsolutnu vlažnost. Protoci vazduha i toplotno zračenje mogu uticati na grešku u takvim merenjima.

Aspiracioni psihrometar koji je predložio Assmann je tačniji (slika B). Dizajniran je sa zaštitnom cijevi koja ograničava efekte toplinskog zračenja i aspiracijskim ventilatorom koji stvara stabilan protok zraka. Apsolutna vlažnost je određena formulom koja odražava njenu zavisnost od očitavanja termometra i barometarskog pritiska tokom ovog vremenskog perioda.

Vrijednost mjerenja apsolutne vlažnosti

Praćenje vrijednosti apsolutne vlažnosti je neophodno u meteorologiji, jer ova očitanja igraju veliku ulogu u predviđanju mogućih padavina. Psihrometri se takođe koriste u rudnicima. Potreba za stalnim praćenjem apsolutne vlažnosti u mnogim sistemima automatizacije je preduslov za razvoj modernijih brojila. To su elektronski senzori koji vrše potrebna mjerenja, analiziraju očitanja i prikazuju već izračunatu vrijednost apsolutne vlažnosti.