Često s TV ekrana ili iz radio zvučnika čujemo o tlaku zraka 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. Augustov psihrometar je šipka s dva termometra: mokrim i suhim.

Prvi je umotan u platno natopljeno vodom koja isparavanjem hladi njegovo tijelo. Na temelju očitanja ovih termometara iz tablica se određuje relativna vlažnost zraka. Postoji mnogo različitih hidrometara; njihov rad se može temeljiti na težini, filmu, električnoj ili kosi, kao i niz drugih principa rada. U posljednjih godina Integrirani mjerni senzori stekli su popularnost. Za provjeru točnosti koriste se hidrostati.

Vlažnost zraka je važna karakteristika okoliš. Ali ne razumiju svi u potpunosti što se misli pod vremenskim izvješćima. i apsolutna vlažnost povezani su pojmovi. Nije moguće shvatiti suštinu jednog bez razumijevanja drugog.

Zrak i vlaga

Zrak sadrži smjesu tvari koje su u plinovitom stanju. Prije svega to su dušik i kisik. oni unutra opći sastav(100%) sadrži približno 75% odnosno 23% težine. Oko 1,3% je argon, manje od 0,05% je ugljikov dioksid. Ostatak (količina koja nedostaje je oko 0,005% ukupno) sastoji se od ksenona, vodika, kriptona, helija, metana i neona.

Također postoji određena količina vlage u zraku u svakom trenutku. U atmosferu ulazi nakon isparavanja molekula vode iz svjetskih oceana i iz navlaženog tla. U ograničenom prostoru, njegov sadržaj se može razlikovati od vanjsko okruženje a ovisi o dostupnosti dodatnih izvora prihoda i potrošnje.

Za točnije određivanje fizičkih karakteristika i kvantitativnih pokazatelja koriste se dva pojma: relativna vlažnost i apsolutna vlažnost. U svakodnevnom životu višak se stvara prilikom sušenja rublja i tijekom kuhanja. Ljudi i životinje izlučuju ga disanjem, biljke kao rezultat izmjene plinova. U proizvodnji, promjene u omjeru vodene pare mogu biti povezane s kondenzacijom uslijed promjena temperature.

Apsolut i obilježja uporabe pojma

Koliko je važno znati točnu količinu vodene pare u atmosferi? Na temelju tih parametara izračunava se vremenska prognoza, mogućnost padalina i njihov volumen te putanje kretanja fronti. Na temelju toga određuju se rizici od ciklona, ​​a posebno uragana, koji mogu predstavljati ozbiljnu opasnost za regiju.

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

Međutim, s promjenama temperature okoline, ti se pokazatelji mijenjaju. Poznato je da zrak može sadržavati najviše određenu količinu vodene pare – apsolutne vlage. Ali za načine rada +1°C i +10°C ove će vrijednosti biti različite.

Ovisnost kvantitativnog sadržaja vodene pare u zraku o temperaturi prikazuje se u pokazatelju relativne vlažnosti. Izračunava se pomoću formule. Rezultat se izražava u postocima (objektivan pokazatelj najveće moguće vrijednosti).

Utjecaj uvjeta okoline

Kako će se mijenjati apsolutna i relativna vlažnost zraka s porastom temperature npr. s +15°C na +25°C? Kako raste, raste i tlak vodene pare. To znači da će u jedinicu volumena (1 kubni metar) stati više molekula vode. Posljedično se povećava i apsolutna vlažnost. Relativna vrijednost će se smanjiti. To je zato što je stvarni sadržaj vodene pare ostao isti, ali se najveća moguća vrijednost povećala. Prema formuli (dijeleći jedan s drugim i množeći rezultat sa 100%), rezultat će biti smanjenje pokazatelja.

Kako će se apsolutna i relativna vlažnost mijenjati snižavanjem temperature? Što se događa kada s +15°C padnete na +5°C? Apsolutna vlažnost će se smanjiti. Prema tome, u 1 kubnom metru. Maksimalna količina zračne mješavine vodene pare koja može stati je manja. Izračun pomoću formule pokazat će povećanje konačnog pokazatelja - postotak relativne vlažnosti će se povećati.

Značenje za ljude

Ako je vodene pare previše, osjećate se zagušeno, ako je premalo, osjećate suhu kožu i žeđ. Očito je da je vlažnost vlažnog zraka veća. Ako postoji višak, višak vode se ne zadržava u plinovitom stanju i prelazi u tekući ili čvrsti medij. U atmosferi se spušta, što se očituje padalinama (magla, mraz). U zatvorenom prostoru stvara se sloj kondenzacije na predmetima interijera, a ujutro je rosa na površini trave.

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

Zašto je to potrebno? U rasutim materijalima pri vlažnom vremenu smanjuje se sadržaj suhe tvari po jedinici volumena. Ova razlika nije toliko značajna, ali kod velikih količina može "rezultirati" stvarno mjerljivom količinom.

Proizvodi (žito, brašno, cement) imaju prihvatljivi prag vlažnosti pri kojem se mogu skladištiti bez gubitka kvalitete ili tehnoloških svojstava. Stoga je praćenje pokazatelja i njihovo održavanje na optimalnoj razini obavezno za skladišne ​​objekte. Smanjenjem vlage u zraku postiže se njezino smanjenje u proizvodima.

Uređaji

U praksi se stvarna vlažnost zraka mjeri higrometrima. Ranije su postojala dva pristupa. Jedan se temelji na promjenama u izduživanju dlake (ljudske ili životinjske). Drugi se temelji na razlici u očitanjima termometra u suhom i vlažnom okruženju (psihrometrijski).

Kod higrometra za kosu, kazaljka mehanizma povezana je s kosom zategnutom na okviru. Mijenja se ovisno o vlažnosti okolnog zraka fizička svojstva. Igla odstupa od referentne vrijednosti. Njegovo kretanje prati se na skali.

Relativna vlažnost a poznato je da apsolutna vlažnost zraka ovisi o temperaturi okoline. Ova značajka se koristi u psihrometru. Prilikom određivanja očitanja se uzimaju s dva susjedna termometra. Tikvica jednog (suha) je u normalnim uvjetima. U drugom (mokrom) obavijen je fitiljem koji je povezan sa spremnikom vode.

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

U U zadnje vrijeme Senzori koji koriste promjene u električnim svojstvima određenih materijala sve se više koriste. Za potvrdu rezultata i provjeru instrumenata postoje referentne postavke.

Apsolutna i relativna vlažnost zraka.

Vlažnost zraka karakteriziraju sljedeći pokazatelji:

A) apsolutna vlažnost predstavlja masu vodene pare sadržane u 1 m 3 vlažnog zraka. Apsolutna vlažnost obično se simbolizira kao ω i mjeri u g/m3. Apsolutna vlažnost zraka u stanju zasićenosti naziva se kapacitet vlage ω n. Vrijednost kapaciteta vlage je funkcija temperature zraka, kao što se može vidjeti iz tablice. 1.

stol 1

b) relativna vlažnost, točna definicija proizlazi iz Daltonovog zakona parcijalnih tlakova. Prema ovom zakonu, atmosferski tlak zraka je zbroj parcijalnih tlakova suhog zraka p st i vodene pare p p

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

Na danoj temperaturi, parcijalni tlak vodene pare ne može prijeći određenu granicu, poznatu kao "tlak zasićenja" p n. Parcijalni tlak para prisutnih u zraku uvijek je manji ili jednak tlaku zasićenja, tj.

str P/ p n = φ ≤ 1. (3)

Vrijednost φ (u postocima), koja izražava omjer parcijalnog tlaka para u vlažnom zraku i njihovog tlaka u stanju zasićenja pri istoj temperaturi, naziva se relativna vlažnost zrak;

Prema ovoj definiciji, sadržaj vlage u vlažnom zraku je omjer mase pare i mase suhog dijela zraka.

Toplinski kapacitet vlažnog zraka, kJ/(kg K) određuje se formulom

,

Gdje d Sadržaj vlage, S c – toplinski kapacitet suhog zraka , sa s =1,005 kJ/kg K

Entalpija Vlažan zrak obično se naziva 1 kg suhog zraka. Za nultočku se uzima entalpija suhog zraka (pri d = 0) s temperaturom 0 0 C. Prema tome, entalpija zraka može imati pozitivne i negativne vrijednosti. Entalpija vlažnog zraka jednaka je zbroju entalpija suhog zraka i pare,

Entalpija zraka povezana s promjenom temperature zraka karakterizira promjenu osjetne topline. Kada vodena para iste temperature uđe u zrak, latentna toplina. Entalpija zraka raste zbog promjene entalpije vlažnog dijela zraka. Temperatura zraka se ne mijenja.
ί–d dijagram vlažnog zraka.

Kako bi olakšao izračune vezane uz promjene u stanju vlažnog zraka, profesor L. K. Ramzin razvio je iskaznica dijagram vlažnog zraka u kojem su grafički prikazane ovisnosti koje proizlaze iz osnovnih zakona plinske dinamike.

Dijagram omogućuje vizualno prikazivanje procesa promjena stanja vlažnog zraka, grafički rješavanje praktičnih problema u proračunu sustava ventilacije i klimatizacije, procesa sušenja, isparivača, hladnjaka zraka i drugih instalacija, značajno ih olakšava i ubrzava. Brzina izračuna postiže se na račun određenog smanjenja točnosti, što je sasvim prihvatljivo za tehnologiju kondicioniranja.

iskaznica dijagram je izgrađen za konstantu tlak zraka. Prilikom korištenja iskaznica Koristeći dijagram, morate znati izračunati R b za određeno područje, koje je standardizirano SNiP-om. Na području Rusije izračunati tlakovi Pb su u rasponu od 685-760 mm Hg. Umjetnost. a normaliziraju se u intervalima od 15 mm Hg. Umjetnost. Prema tome iskaznica dijagrami su razvijeni za R b = 685, 700, 715, 730, 745 i 760 mm Hg. Umjetnost.

iskaznica dijagram je konstruiran u kosom koordinatnom sustavu. Na apscisnoj osi nanesene su vrijednosti sadržaja vlage u zraku pri konstantnom barometarskom tlaku, a na ordinatnoj osi vrijednosti entalpije. Pravci konstantnih vrijednosti entalpije ja= const idu koso pod kutom od 135°. Da biste smanjili veličinu osovine d nije nacrtana na grafikonu, već je umjesto toga povučena pomoćna crta pod pravim kutom na ordinatu, a na nju se s apscise projicira skala (skala) vrijednosti sadržaja vlage d. Na dobivenu mrežu koja se sastoji od linija d= konst i ja= const, ucrtane su izoterme i krivulje φ = const.

U tehnici klimatizacije negativno značenje entalpija se uzima uvjetno, na isti način kao negativne temperature. Ako temperaturu mjerimo na apsolutnoj Kelvinovoj ljestvici, tada nulta vrijednost entalpije odgovara temperaturi apsolutne nule.

Izoterme su ravne linije, s izotermom t= 0 prolazi kroz ishodište (at iskaznica U dijagramima se temperatura mjeri na Celzijevoj ljestvici).

Kada se koristi dijagram, mora se imati na umu da izoterme nisu međusobno paralelne; To je osobito istinito pri visokim temperaturama. Ako se krajevi izotermi ucrtanih za φ = 100% povežu glatkom krivuljom, tada se dobiva linija relativne vlažnosti φ = 100%, odnosno linija zasićenja.

Linija zasićenja φ = 100% dijeli iskaznica dijagram na dva dijela. Iznad i lijevo od ove linije nalaze se točke koje karakteriziraju sadržaj vodene pare u zraku u pregrijanom stanju. Točke ispod i desno od linijeφ = 100% karakteriziraju stanje smjese pare i zraka u stanju prezasićenosti. Kako barometarski tlak raste, linija φ = 100% pomiče se prema gore, a kako se barometarski tlak smanjuje, pomiče se prema dolje.

U zraku, karakteriziran nizom količina. Voda koja isparava s površine kada se zagrijavaju ulazi i koncentrira se u nižim slojevima troposfere. Temperatura pri kojoj zrak postiže zasićenost vlagom za dani sadržaj vodene pare i konstantu naziva se rosište.

Vlažnost karakteriziraju sljedeći pokazatelji:

Apsolutna vlažnost(latinski absolutus - potpun). Izražava se masom vodene pare u 1 m zraka. Izračunato u gramima vodene pare po 1 m3 zraka. Što je viša temperatura, to je veća apsolutna vlažnost, budući da više vode prelazi iz tekućine u paru kada se zagrijava. Danju je apsolutna vlažnost zraka veća nego noću. Indeks apsolutna vlažnost ovisi o: u polarnim geografskim širinama, na primjer, jednaka je do 1 g po 1 m2 vodene pare, na ekvatoru do 30 grama po 1 m2 u Batumiju (, obala) apsolutna vlažnost je 6 g po 1 m, iu Verhojansku (, ) - 0,1 grama po 1 m. Vegetacijski pokrov područja uvelike ovisi o apsolutnoj vlažnosti zraka;

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

Zrak u prirodi rijetko je zasićen vodenom parom, ali je uvijek sadrži određenu količinu. Nigdje na Zemlji nije zabilježena relativna vlažnost zraka od 0%. Na meteorološkim postajama vlaga se mjeri higrometrom, a koriste se i rekorderi - higrografi;

Zrak je zasićen i nezasićen. Kada voda isparava s površine oceana ili kopna, zrak ne može beskonačno zadržati vodenu paru. Ova granica ovisi o. Zrak koji više ne može zadržati vlagu naziva se zasićeni zrak. Iz tog zraka pri najmanjem hlađenju počinju se oslobađati kapljice vode u obliku rose. To se događa jer voda, kada se ohladi, prelazi iz stanja (para) u tekuće. Zrak iznad suhe, tople površine obično sadrži manje vodene pare nego na određenoj temperaturi. Takav zrak nazivamo nezasićenim. Kad se ohladi, voda ne otpušta uvijek. Što je zrak topliji, veća je 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 zraka u

O čemu je ovaj članak?

Definicija

Osim relativne vlažnosti zraka, postoji i takva vrijednost kao što je apsolutna vlažnost. Količina vodene pare po jedinici volumena zraka naziva se apsolutna vlažnost. Budući da se kao mjerna jedinica količine uzima masa, a njezine vrijednosti za paru u kubnom metru zraka male, bilo je uobičajeno mjeriti apsolutnu vlažnost u g/m³. Ovi pokazatelji variraju od dijelova mjerne jedinice do više od 30 g/m³, ovisno o dobu godine i geografska lokacija površina iznad koje se mjeri vlažnost.

Apsolutna vlažnost je glavni pokazatelj koji karakterizira stanje zraka, a usporedba vlažnosti s temperaturom okoline od velike je važnosti za određivanje njegovih svojstava, budući da su ti parametri međusobno povezani. Na primjer, kada temperatura padne, vodena para dolazi u stanje zasićenja, nakon čega počinje proces kondenzacije. Temperatura na kojoj se to događa naziva se točka rosišta.

Instrumenti za određivanje apsolutne vlažnosti

Određivanje vrijednosti apsolutne vlažnosti temelji se na njegovim izračunima na temelju očitanja termometra. Konkretno, prema očitanjima Augustovog psihrometra, koji se sastoji od dva živina termometra - od kojih je jedan suhi, a drugi mokri (slika A na slici). Isparavanje vode s površine neizravno u dodiru s vrhom termometra dovodi do smanjenja njegovih očitanja. Razlika između očitanja obaju termometara temelj je Augustove formule koja određuje apsolutnu vlažnost zraka. Strujanje zraka i toplinsko zračenje mogu utjecati na pogrešku u takvim mjerenjima.

Točniji je aspiracijski psihrometar koji je predložio Assmann (slika B). Dizajniran je sa zaštitnom cijevi koja ograničava učinke toplinskog zračenja i aspiracijskim ventilatorom koji stvara stabilan protok zraka. Apsolutna vlažnost određena je formulom koja odražava njezinu ovisnost o očitanjima termometra i barometarskom tlaku tijekom tog vremenskog razdoblja.

Mjerna vrijednost apsolutne vlažnosti

Praćenje apsolutnih vrijednosti vlažnosti neophodno je u meteorologiji, jer ta očitanja igraju veliku ulogu u predviđanju mogućih oborina. Psihrometri se također koriste u rudnicima. Potreba za stalnim praćenjem apsolutne vlažnosti u mnogim sustavima automatizacije je preduvjet za razvoj modernijih mjerača. To su elektronički senzori koji vrše potrebna mjerenja, analiziraju očitanja i prikazuju već izračunatu vrijednost apsolutne vlažnosti.