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 jedna ili druga njihova vrijednost utječe na ljudsko tijelo.

Sredstva i metode za određivanje

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

Prvi se umotava u krpu natopljenu vodom koja, kada ispari, hladi njegovo tijelo. Na osnovu očitavanja ovih termometara, tabele određuju relativnu vlažnost vazduha. 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 merni 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 u gasovitom stanju. Prvi su dušik i kisik. ih unutra opšti sastav(100%) sadrži približno 75% i 23% mase, respektivno. Oko 1,3% argona, manje od 0,05% je ugljični dioksid. Ostatak (nedostaje oko 0,005% ukupno) je ksenon, vodonik, kripton, helijum, metan i neon.

Takođe postoji konstantna količina vlage u vazduhu. U atmosferu ulazi nakon isparavanja molekula vode iz svjetskih okeana, iz vlažnog tla. U zatvorenom 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 odjeće, u procesu kuhanja. Ljudi i životinje ga izlučuju disanjem, biljke kao rezultat izmjene plinova. U proizvodnji, promjena u omjeru vodene pare može biti povezana sa kondenzacijom tokom promjena temperature.

Apsolut i karakteristike upotrebe termina

Koliko je važno znati tačnu količinu vodene pare u atmosferi? Ovi parametri se koriste za izračunavanje vremenske prognoze, mogućnosti padavina i njihove zapremine, 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? Uobičajeno, i relativna i apsolutna vlažnost pokazuju 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 promjenom temperature okoline, ovi indikatori se mijenjaju. Poznato je da je maksimalna količina vodene pare koja može biti sadržana u zraku apsolutna vlažnost. Ali za režime +1°C i +10°C ove vrijednosti će biti različite.

Zavisnost kvantitativnog sadržaja vodene pare u vazduhu 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? Sa njegovim povećanjem, pritisak vodene pare raste. To znači da će više molekula vode stati u jediničnu zapreminu (1 m3). Kao rezultat, povećava se i apsolutna vlažnost. Relativ će se tada smanjiti. To je zato što je stvarni sadržaj vodene pare ostao na istom nivou, ali je maksimalna moguća vrijednost porasla. Prema formuli (dijeljenje jednog s drugim i množenje rezultata sa 100%), rezultat će biti smanjenje indikatora.

Kako će se apsolutna i relativna vlažnost mijenjati sa smanjenjem temperature? Šta se dešava kada smanjite sa +15°C na +5°C? Ovo će smanjiti apsolutnu vlažnost. Prema tome, u 1 m3. u vazdušnu mešavinu vodene pare može stati što je više moguće manja količina. Izračun prema formuli će pokazati povećanje konačnog indikatora - postotak relativne vlažnosti će se povećati.

Značaj za osobu

U prisustvu viška količine vodene pare, osjeća se začepljenost, uz nedostatak, suhoća kože i žeđ. Očigledno je da je vlažnost sirovog vazduha veća. Sa viškom, višak vode se ne zadržava u plinovitom stanju i prelazi u tekući ili čvrsti medij. U atmosferi se spušta, što se manifestuje padavinama (magla, mraz). U zatvorenom prostoru se na unutrašnjim predmetima stvara sloj kondenzata, a ujutro se na travnatim površinama stvara rosa.

Porast temperature lakše se podnosi u suvoj prostoriji. Međutim, isti način rada, ali pri relativnoj vlažnosti iznad 90%, uzrokuje brzo pregrijavanje tijela. Tijelo se bori s ovom pojavom na isti način - toplina se oslobađa sa znojem. Ali na suhom zraku brzo isparava (suši) sa površine tijela. U vlažnom okruženju to se praktički ne događa. Najprikladniji (udoban) način rada za osobu je 40-60%.

čemu služi? U rasutim materijalima po vlažnom vremenu, sadržaj suhe tvari po jedinici volumena se smanjuje. Ova razlika nije toliko značajna, ali sa velikim količinama može "rezultirati" u stvarno određenom iznosu.

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 obavezni za skladišta. Smanjenjem vlažnosti u zraku postiže se i njeno smanjenje u proizvodu.

Uređaji

U praksi se stvarna vlažnost mjeri higrometrima. Nekada su postojala dva pristupa. Jedan se zasniva na promjeni rastezljivosti dlake (ljudske ili životinjske). Drugi se zasniva na razlici između očitavanja termometara u suhom i vlažnom okruženju (psihometrijski).

U higrometru za kosu, strelica mehanizma povezana je sa kosom zategnutom na okvir. Mijenja se ovisno o vlažnosti okolnog zraka. fizička svojstva. Strelica odstupa od referentne vrijednosti. Njeni pokreti se prate na primijenjenoj skali.

Relativna vlažnost a apsolutna vlažnost vazduha, kao što je poznato, zavise od temperature okoline. Ova karakteristika se koristi u psihrometru. Prilikom određivanja uzimaju se očitanja dva susjedna termometra. Boca od jedne (suhe) je u normalnim uslovima. U drugom (mokrom) je umotan u fitilj, koji je povezan sa rezervoarom vode.

U takvim uslovima, termometar meri okolinu, uzimajući u obzir vlagu koja isparava. A ovaj pokazatelj ovisi o količini vodene pare u zraku. Razlika je određena. Vrijednost relativne vlažnosti zraka određena je posebnim tabelama.

IN U poslednje vreme senzori koji koriste promjene u električnim karakteristikama određenih materijala su od veće upotrebe. Za potvrdu rezultata i verifikaciju instrumenata postoje referentne postavke.

Apsolutna i relativna vlažnost.

Vlažnost vazduha karakterišu sledeći pokazatelji:

ali) apsolutna vlažnost je masa vodene pare sadržana u 1 m 3 vlažnog zraka. Apsolutna vlažnost obično se označava simbolom ω i mjeri se u g/m 3 . Apsolutna vlažnost zraka u stanju njegove zasićenosti naziva se kapacitet vlage ω n. Vrijednost vlažnog kapaciteta je funkcija temperature zraka, što se vidi iz tabele. jedan.

Tabela 1

b) relativna vlažnost, ispravna definicija proizlazi 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 sa ovom definicijom, sadržaj vlage vlažnog vazduha je odnos mase pare i mase suvog dela vazduha

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

,

gdje d sadržaj vlage od c je toplotni kapacitet suvog vazduha , od c \u003d 1,005 kJ / kg K

entalpija vlažan vazduh se obično naziva 1 kg suvog vazduha. Nulta tačka je entalpija suvog vazduha (pri d = 0) sa temperaturom od 0 0 C. Dakle, entalpija vazduha može imati pozitivne i negativne vrednosti. 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. U ovom slučaju se entalpija zraka povećava zbog promjene entalpije vlažnog dijela zraka. Temperatura vazduha se ne menja.
t-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 vazduha na kome su grafički prikazane zavisnosti koje su posledica osnovnih zakona dinamike gasa.

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 olakšavajući i ubrzavajući ih. . Brzina izvođenja proračuna postiže se zbog nekog, za kondicionu tehnologiju sasvim prihvatljivog, smanjenja tačnosti.

i-d dijagram je napravljen za konstantu barometarski pritisak. Prilikom upotrebe i-d dijagramu, morate znati procijenjeni R b za dato područje, koji je normaliziran SNiP-om. Na teritoriji Rusije izračunati pritisci P b su u rasponu od 685-760 mm Hg. Art. i normalizovan sa intervalom od 15 mm Hg. Art. Prema ovome i-d dijagrami su dizajnirani za R b = 685, 700, 715, 730, 745 i 760 mm Hg. Art.

i-d dijagram je izgrađen u kosom koordinatnom sistemu. Apscisa prikazuje vrijednosti vlažnosti zraka pri konstantnom barometarskom tlaku, a ordinata prikazuje vrijednosti entalpije. 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, konstruiraju se izoterme i krive φ = const.

U tehnologiji klimatizacije negativno značenje entalpija se uzima uslovno, na isti način kao negativne temperature. Ako mjerite 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 temperatura na dijagramima se mjeri u Celzijusima).

Prilikom primjene dijagrama, mora se imati na umu da izoterme nisu paralelne jedna s drugom; ovo se posebno odnosi na visoke temperature. Ako se krajevi izotermi konstruisanih za φ = 100% spoje glatkom krivom, onda 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 desno od linijeφ = 100% karakterizira stanje smjese para-vazduh, koja je u stanju prezasićenosti. S povećanjem barometarskog tlaka, linija φ = 100% se pomiče prema gore, a sa smanjenjem pomiče se prema dolje.

U vazduhu karakteriše niz količina. Voda koja ispari sa površine kada se zagreju ulazi i koncentriše se u nižim slojevima troposfere. Temperatura pri kojoj zrak dostigne zasićenje vlagom za dati sadržaj vodene pare i nepromijenjen naziva se tačka rosišta.

Vlažnost karakteriziraju sljedeći pokazatelji:

Apsolutna vlažnost(lat. absolutus - potpun). Izražava se kao masa vodene pare u 1 m vazduha. Izračunava se u gramima vodene pare na 1 m3 vazduha. Što je veća, veća je apsolutna vlažnost, jer više vode prelazi iz tečnosti u paru kada se zagreje. Tokom dana apsolutna vlažnost je veća nego noću. Pokazatelj apsolutne vlažnosti ovisi o: na polarnim geografskim širinama, na primjer, iznosi do 1 g po 1 m2 vodene pare, na ekvatoru do 30 grama po 1 m2 u Batumiju (, obala) apsolutna vlažnost iznosi 6 g po 1 m, au Verhojansku ( , ) - 0,1 grama na 1 m. Vegetacijski pokrivač područja u velikoj mjeri ovisi o apsolutnoj vlažnosti zraka;

Relativna vlažnost. Ovo je omjer količine vlage u zraku i količine koju može zadržati 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 dnevni tok apsolutne vlažnosti direktno proporcionalan toku temperatura, onda je relativna vlažnost obrnuto proporcionalna ovom toku. Osoba se osjeća dobro kada je jednaka 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, osim toga koriste se registratori - higrografi;

Vazduh je zasićen i nezasićen. Kada voda ispari s površine okeana ili kopna, zrak ne može zadržati vodenu paru beskonačno. Ovo ograničenje zavisi od . Vazduh koji više ne može zadržati vlagu naziva se zasićenim. Iz ovog zraka, pri najmanjem hlađenju, počinju da se izdvajaju kapljice vode u obliku rose. To je zato što voda, kada se ohladi, prelazi iz stanja (pare) u tečnost. Vazduh iznad suhe i tople površine obično sadrži manje vodene pare nego što bi mogao 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/m

O čemu je ovaj članak

Definicija

Osim relativne vlažnosti, postoji i vrijednost kao što je apsolutna vlažnost. Količina vodene pare po jedinici zapremine vazduha naziva se apsolutna vlažnost vazduha. 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. Ove brojke variraju od frakcija mjerne jedinice do preko 30 g/m³, u zavisnosti od doba godine i geografska lokacija površine na kojoj se mjeri 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 apsolutne vrijednosti vlažnosti zasniva se na njegovim proračunima iz očitavanja termometra. Konkretno, prema očitanjima Augustovog psihrometra, koji se sastoji od dva živina termometra - od kojih je jedan suv, a drugi mokar (na slici, slika A). Isparavanje vode s površine koja je u indirektnom kontaktu sa vrhom termometra uzrokuje smanjenje njegovih očitanja. Razlika između očitavanja oba termometra je osnova avgustovske formule koja određuje apsolutnu vlažnost. Na grešku ovakvih merenja mogu uticati protok vazduha i toplotno zračenje.

Aspiracijski psihrometar koji je predložio Assman je tačniji (slika B na slici). Njegov dizajn uključuje zaštitnu cijev koja ograničava utjecaj toplinskog zračenja i aspiracijski ventilator koji stvara stabilan protok zraka. Apsolutna vlažnost se određuje formulom koja prikazuje njenu zavisnost od očitavanja termometara i barometarskog pritiska u ovom vremenskom periodu.

Značenje mjerenja apsolutne vlažnosti

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