Gyakran a TV képernyőjéről vagy a rádió hangszóróiból hallunk levegőnyomásról és páratartalomról. De kevesen tudják, hogy mitől függenek a mutatóik, és hogy bizonyos értékek hogyan hatnak az emberi testre.

A meghatározás eszközei és módszerei

A levegő vízgőzzel való telítettségének meghatározásához speciális műszereket használnak: pszichrométereket és hidrométereket. Az augusztusi pszichrométer két hőmérővel rendelkezik: nedves és száraz.

Az elsőt egy vízzel átitatott kendőbe tekerjük, ami párolgás közben hűti a testét. Ezen hőmérők leolvasása alapján a levegő relatív páratartalmát a táblázatokból határozzuk meg. Sokféle hidrométer létezik, működésük súlyon, fólián, elektromosan vagy hajszálon, valamint számos más működési elv alapján is működik. BAN BEN utóbbi évek Az integrált mérőérzékelők egyre népszerűbbek. Hidrosztátokat használnak a pontosság ellenőrzésére.

A levegő páratartalma fontos jellemző környezet. De nem mindenki érti teljesen, mit jelent az időjárás-jelentés. és az abszolút páratartalom rokon fogalmak. Nem lehet megérteni az egyik lényegét a másik megértése nélkül.

Levegő és nedvesség

A levegő gáz halmazállapotú anyagok keverékét tartalmazza. Elsősorban nitrogén és oxigén. be őket általános összetétel(100%) körülbelül 75, illetve 23 tömeg%-ot tartalmaz. Körülbelül 1,3% argon, kevesebb, mint 0,05% szén-dioxid. A maradékot (a hiányzó mennyiség összesen kb. 0,005%) xenon, hidrogén, kripton, hélium, metán és neon teszi ki.

Emellett állandóan van némi nedvesség a levegőben. A világ óceánjaiból és a nedves talajból a vízmolekulák elpárolgása után kerül a légkörbe. Zárt térben a tartalma eltérhet a külső környezetés a további bevételi és fogyasztási források elérhetőségétől függ.

A fizikai jellemzők és a mennyiségi mutatók pontosabb meghatározásához két fogalmat használnak: relatív páratartalom és abszolút páratartalom. A mindennapi életben felesleg képződik a ruhák szárításakor és a főzés során. Az emberek és az állatok légzéssel, a növények gázcsere eredményeként választják ki. A gyártás során a vízgőz arány változása összefüggésbe hozható a hőmérséklet-változások miatti kondenzációval.

A fogalom használatának abszolútuma és jellemzői

Mennyire fontos tudni a légkörben lévő vízgőz pontos mennyiségét? Ezen paraméterek alapján számítják ki az időjárás-előrejelzést, a csapadék lehetőségét és mennyiségét, valamint a frontok mozgási útvonalait. Ennek alapján határozzák meg a ciklonok és különösen a hurrikánok kockázatait, amelyek komoly veszélyt jelenthetnek a térségre.

Mi a különbség a két fogalom között? Közös bennük, hogy a relatív páratartalom és az abszolút páratartalom egyaránt méri a levegőben lévő vízgőz mennyiségét. De az első mutatót számítás határozza meg. A második fizikai módszerekkel mérhető g/m 3 eredménnyel.

A környezeti hőmérséklet változásával azonban ezek a mutatók változnak. Ismeretes, hogy a levegő maximum bizonyos mennyiségű vízgőzt – abszolút páratartalmat – tartalmazhat. De +1°C és +10°C üzemmódban ezek az értékek eltérőek lesznek.

A levegőben lévő vízgőz mennyiségi hőmérséklettől való függése a relatív páratartalom mutatóban jelenik meg. A képlet segítségével számítják ki. Az eredményt százalékban fejezzük ki (a lehető legnagyobb érték objektív mutatója).

A környezeti feltételek befolyása

Hogyan változik a levegő abszolút és relatív páratartalma a hőmérséklet növekedésével, például +15°C-ról +25°C-ra? Ennek növekedésével a vízgőz nyomása nő. Ez azt jelenti, hogy egységnyi térfogatban (1 köbméterben) több vízmolekula fér el. Ennek következtében az abszolút páratartalom is megnő. A relatív érték csökkenni fog. Ennek az az oka, hogy a tényleges vízgőztartalom változatlan maradt, de a lehetséges maximális érték nőtt. A képlet szerint (egyet a másikkal osztva és az eredményt 100%-kal megszorozva) az eredmény a mutató csökkenése lesz.

Hogyan változik az abszolút és relatív páratartalom a hőmérséklet csökkenésével? Mi történik, ha +15°C-ról +5°C-ra csökken? Az abszolút páratartalom csökkenni fog. Ennek megfelelően 1 köbméterben. A maximálisan elférő vízgőz levegőkeverék mennyisége kisebb. A képlet segítségével történő számítás a végső mutató növekedését mutatja - a relatív páratartalom százalékos aránya nő.

Jelentése az emberek számára

Ha túl sok a vízgőz, akkor fülledtnek érzi magát, ha túl kevés, akkor száraz bőrt és szomjúságot érez. Nyilvánvaló, hogy a nedves levegő páratartalma magasabb. Ha felesleg van, a felesleges víz nem marad vissza gáz halmazállapotban, és folyékony vagy szilárd közeggé alakul. A légkörben lerohan, ez csapadékban (köd, fagy) nyilvánul meg. Beltérben páralecsapódás képződik a belső tárgyakon, reggelenként harmat képződik a fű felületén.

A hőmérséklet-emelkedés könnyebben elviselhető száraz helyiségben. Ugyanez a rendszer azonban, de 90% feletti relatív páratartalom mellett, a test gyors túlmelegedését okozza. A szervezet ugyanúgy küzd ez ellen a jelenséggel – az izzadtság révén hő szabadul fel. De száraz levegőn gyorsan elpárolog (kiszárad) a test felszínéről. Párás környezetben ez gyakorlatilag nem történik meg. Az ember számára legmegfelelőbb (kényelmes) mód 40-60%.

Miért van erre szükség? Ömlesztett anyagoknál nedves időben az egységnyi térfogatra jutó szárazanyag-tartalom csökken. Ez a különbség nem olyan jelentős, de nagy mennyiségeknél valóban kimutatható mennyiséget „eredményezhet”.

A termékek (gabona, liszt, cement) elfogadható páratartalmi küszöbértékkel rendelkeznek, amelynél minőségi vagy technológiai tulajdonságok romlása nélkül tárolhatók. Ezért a tároló létesítmények számára kötelező a mutatók monitorozása és azok optimális szinten tartása. A levegő páratartalmának csökkentésével a termékekben a páratartalom csökkentése érhető el.

Eszközök

A gyakorlatban a tényleges páratartalmat higrométerek mérik. Korábban kétféle megközelítés volt. Az egyik a szőr (emberi vagy állati) megnyújthatóságának változásán alapul. A másik alapja a hőmérő leolvasásának különbsége száraz és párás környezetben (pszikrometriás).

A hajhigrométerben a mechanizmus mutatója egy keretre feszített hajhoz kapcsolódik. A környező levegő páratartalmától függően változik fizikai tulajdonságok. A tű eltér a referenciaértéktől. Mozgását skálán követik nyomon.

Relatív páratartalomés a levegő abszolút páratartalma a környezeti hőmérséklettől függ. Ezt a funkciót pszichométerben használják. A meghatározás során két szomszédos hőmérőről kell leolvasni. Az egyik (száraz) lombik normál körülmények között van. A másikban (nedves) egy kanócba van burkolva, amely egy víztározóhoz kapcsolódik.

Ilyen körülmények között a hőmérő az elpárolgó nedvesség figyelembevételével méri a környezetet. És ez a mutató a levegőben lévő vízgőz mennyiségétől függ. A leolvasások különbségét meghatározzák. A relatív páratartalom értéke speciális táblázatok segítségével kerül meghatározásra.

BAN BEN Utóbbi időben Elterjedtebbek azok az érzékelők, amelyek bizonyos anyagok elektromos jellemzőinek változásait használják fel. Az eredmények megerősítéséhez és a műszerek ellenőrzéséhez referenciabeállítások állnak rendelkezésre.

A levegő abszolút és relatív páratartalma.

A levegő páratartalmát a következő mutatók jellemzik:

A) abszolút nedvesség az 1 m 3 nedves levegőben lévő vízgőz tömegét jelenti. Az abszolút páratartalmat általában ω-vel jelképezik, és g/m3-ben mérik. A telített állapotban lévő levegő abszolút páratartalmát ω n nedvességkapacitásnak nevezzük. A nedvességkapacitás értéke a levegő hőmérsékletének függvénye, amint az a táblázatból látható. 1.

Asztal 1

b) relatív páratartalom, a helyes definíció a részleges nyomások Dalton-törvényéből következik. E törvény szerint a légköri légnyomás a száraz levegő p st és a vízgőz p p parciális nyomásának összege

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

Egy adott hőmérsékleten a vízgőz parciális nyomása nem léphet túl egy bizonyos határt, amelyet p n „telítési nyomásnak” neveznek. A levegőben jelenlévő gőzök parciális nyomása mindig kisebb vagy egyenlő, mint a telítési nyomás, azaz.

p P/ p n = φ ≤ 1. (3)

A φ értéket (százalékban), amely a nedves levegőben lévő gőzök parciális nyomásának arányát fejezi ki a gőzök azonos hőmérsékletű, telített állapotban lévő nyomásához viszonyítva, az ún. relatív páratartalom levegő;

E meghatározás szerint a nedves levegő nedvességtartalma a gőz tömegének és a levegő száraz részének tömegének aránya.

Hőkapacitás nedves levegő, kJ/(kg K) a képlet határozza meg

,

Ahol d nedvességtartalom, Val vel c – száraz levegő hőkapacitása , Val vel s = 1,005 kJ/kg K

Entalpia A nedves levegőt általában 1 kg száraz levegőnek nevezik. A 0 0 C hőmérsékletű száraz levegő entalpiáját (d = 0-nál) vesszük nullapontnak, ezért a levegő entalpiája lehet pozitív és negatív értéke is. A nedves levegő entalpiája egyenlő a száraz levegő és a gőz entalpiájának összegével,

A levegő hőmérsékletének változásával összefüggő levegő entalpiája az érzékelhető hő változását jellemzi. Amikor azonos hőmérsékletű vízgőz kerül a levegőbe, látens hő. A levegő entalpiája nő a levegő nedves részének entalpiájának változása miatt. A levegő hőmérséklete nem változik.
ί–d nedves levegő diagram.

A nedves levegő állapotának változásaival kapcsolatos számítások megkönnyítésére L. K. Ramzin professzor kidolgozta i-d nedves levegő diagramja, amelyen a gázdinamika alaptörvényeiből adódó függőségek grafikusan vannak ábrázolva.

A diagram lehetővé teszi a nedves levegő állapotváltozási folyamatainak vizuális ábrázolását, grafikusan megoldja a gyakorlati problémákat a szellőztető és légkondicionáló rendszerek, a szárítási folyamatok, az elpárologtatók, a léghűtők és egyéb berendezések számításánál, jelentősen megkönnyítve és felgyorsítva azokat. A számítások sebességét a pontosság bizonyos csökkenése rovására érik el, ami meglehetősen elfogadható a kondicionáló technológia számára.

i-d a diagram konstansra épül légköri nyomás. Használat során i-d A diagram segítségével ismernie kell egy adott terület számított R b értékét, amelyet az SNiP szabványosít. Oroszország területén a Pb számított nyomások 685-760 Hgmm tartományban vannak. Művészet. és 15 Hgmm-es időközönként normalizálódnak. Művészet. Ennek megfelelően i-d diagramokat dolgoztak ki Р b = 685, 700, 715, 730, 745 és 760 Hgmm-re. Művészet.

i-d a diagram ferde koordináta-rendszerben épül fel. A levegő nedvességtartalmának állandó légnyomás melletti értékei az abszcissza tengelyen, az entalpia értékek pedig az ordináta tengelyen vannak ábrázolva. Állandó entalpia értékek vonalai én= const megy ferdén 135°-os szögben. A tengely méretének csökkentésére d nem rajzolódik a grafikonon, hanem az ordinátára merőlegesen egy segédvonalat húzunk, és az abszcissza felől rávetítjük a nedvességtartalom értékek skáláját (skáláját). d. A kapott vonalakból álló rácson d= const és én= const, az izotermák és a φ = const görbék vannak ábrázolva.

A klímatechnikában negatív jelentése Az entalpiát feltételesen vesszük, ugyanúgy, mint negatív hőmérsékletek. Ha a hőmérsékletet az abszolút Kelvin-skálán mérjük, akkor a nulla entalpia érték az abszolút nulla hőmérsékletének felel meg.

Az izotermák egyenesek az izotermával t= 0 áthalad az origón (at i-d A diagramokon a hőmérsékletet a Celsius-skálán mérik).

A diagram használatakor figyelembe kell venni, hogy az izotermák nem párhuzamosak egymással; Ez különösen igaz magas hőmérsékleten. Ha a φ = 100%-ra ábrázolt izotermák végeit egy sima görbe köti össze, akkor a relatív páratartalom φ = 100%, vagyis a telítési egyenest kapjuk.

A telítési egyenes φ = 100% oszt i-d diagram két részre bontható. E vonal felett és bal oldalán olyan pontok találhatók, amelyek a túlhevített állapotban lévő levegő vízgőztartalmát jellemzik. Az alábbi pontok és a vonaltól jobbraφ = 100% jellemzi a gőz-levegő keverék állapotát túltelített állapotban. A légköri nyomás növekedésével a φ = 100% egyenes felfelé, a légköri nyomás csökkenésével pedig lefelé tolódik el.

A levegőben, amelyet számos mennyiség jellemez. A felszínről melegítésükkor elpárolgó víz a troposzféra alsóbb rétegeibe jut be és koncentrálódik. Harmatpontnak nevezzük azt a hőmérsékletet, amelyen a levegő nedvességgel telítődik adott vízgőztartalom mellett és állandó.

A páratartalmat a következő mutatók jellemzik:

Abszolút nedvesség(latin absolutus – teljes). 1 m levegőben lévő vízgőz tömegével fejezzük ki. A vízgőz grammjában számolva 1 m3 levegőben. Minél magasabb a hőmérséklet, annál nagyobb az abszolút páratartalom, mivel melegítés közben több víz válik folyadékból gőzzé. Napközben az abszolút páratartalom magasabb, mint éjszaka. Index abszolút nedvesség a következőktől függ: a poláris szélességi körökben például legfeljebb 1 g / 1 m2 vízgőz, az Egyenlítőn legfeljebb 30 gramm / 1 m2 Batumiban (, tengerpart) az abszolút páratartalom 6 g / 1 m, és Verhojanszkban (, ) - 0,1 gramm 1 m-enként A terület növénytakarója nagymértékben függ a levegő abszolút páratartalmától;

Relatív páratartalom. Ez a levegőben lévő nedvesség mennyiségének aránya a levegőben lévő nedvesség mennyiségéhez képest, amelyet ugyanazon a hőmérsékleten tartalmazhat. A relatív páratartalom százalékban kerül kiszámításra. Például a relatív páratartalom 70%. Ez azt jelenti, hogy a levegő az adott hőmérsékleten tárolható gőzmennyiség 70%-át tartalmazza. Ha az abszolút páratartalom napi változása egyenesen arányos a hőmérséklet változásával, akkor a relatív páratartalom fordítottan arányos ezzel az ingadozással. Az ember 40-75%-ban érzi jól magát. A normától való eltérés a test fájdalmas állapotát okozza.

A természet levegője ritkán telített vízgőzzel, de mindig tartalmaz belőle bizonyos mennyiséget. A Földön sehol nem regisztráltak 0%-os relatív páratartalmat. A meteorológiai állomásokon a páratartalmat higrométerrel mérik, emellett rögzítőket - higrográfokat - használnak;

A levegő telített és telítetlen. Amikor a víz elpárolog az óceán vagy a szárazföld felszínéről, a levegő nem képes a végtelenségig megtartani a vízgőzt. Ez a határ attól függ. A nedvességet már nem tudó levegőt telített levegőnek nevezzük. Ebből a levegőből a legkisebb lehűléskor vízcseppek kezdenek szabadulni harmat formájában. Ez azért történik, mert a víz lehűtve állapotból (gőzből) folyadékká változik. A száraz, meleg felület feletti levegő általában kevesebb vízgőzt tartalmaz, mint egy adott hőmérsékleten. Az ilyen levegőt telítetlennek nevezzük. Amikor lehűl, nem mindig szabadul fel víz. Minél melegebb a levegő, annál jobban felszívja a nedvességet. Például -20°C hőmérsékleten a levegő legfeljebb 1 g/m vizet tartalmaz; + 10°C hőmérsékleten - kb. 9 g/m3, +20°C-on pedig kb. 17 g/m3 Ezért látszólag magas páratartalom mellett

Miről szól ez a cikk?

Meghatározás

A levegő relatív páratartalmán kívül létezik egy olyan érték is, mint az abszolút páratartalom. Az egységnyi levegő térfogatára jutó vízgőz mennyiségét abszolút páratartalomnak nevezzük. Mivel a tömeget a mennyiség mértékegységének vesszük, és a gőz értékei egy köbméter levegőben kicsik, az abszolút páratartalmat g/m³-ban mérték. Ezek a mutatók a mértékegység részeitől a 30 g/m³-nél nagyobb értékig változnak, az évszaktól és földrajzi hely felület, amely felett a páratartalmat mérik.

Az abszolút páratartalom a levegő állapotát jellemző fő mutató, a páratartalom és a környezeti hőmérséklet összehasonlítása pedig nagy jelentőséggel bír a tulajdonságainak meghatározásában, mivel ezek a paraméterek egymással összefüggenek. Például, amikor a hőmérséklet csökken, a vízgőz eléri a telítettségi állapotot, ami után megindul a kondenzációs folyamat. Azt a hőmérsékletet, amelyen ez bekövetkezik, harmatpontnak nevezzük.

Az abszolút páratartalom meghatározására szolgáló műszerek

Az abszolút páratartalom meghatározása a hőmérő leolvasásán alapuló számításokon alapul. Különösen az Augustus pszichrométer leolvasása szerint, amely két higanyhőmérőből áll - amelyek közül az egyik száraz, a másik nedves (A kép a képen). A víz elpárolgása a hőmérő hegyével közvetve érintkező felületről a leolvasások csökkenéséhez vezet. A két hőmérő leolvasási különbsége az augusztusi képlet alapja, amely meghatározza az abszolút páratartalmat. A levegőáramlás és a hősugárzás befolyásolhatja az ilyen mérések hibáját.

Az Assmann által javasolt aspirációs pszichrométer pontosabb (B kép). A hősugárzás hatását korlátozó védőcsővel és egy elszívó ventilátorral rendelkezik, amely stabil légáramlást hoz létre. Az abszolút páratartalmat egy képlet határozza meg, amely tükrözi a hőmérő leolvasásától és a légköri nyomástól való függését ebben az időszakban.

Abszolút páratartalom mérési érték

Az abszolút páratartalom monitorozása a meteorológiában szükséges, mivel ezek a leolvasások nagy szerepet játszanak az esetleges csapadék előrejelzésében. A pszichrométereket a bányákban is használják. Az abszolút páratartalom folyamatos ellenőrzésének szükségessége számos automatizálási rendszerben előfeltétele a korszerűbb mérőeszközök fejlesztésének. Ezek olyan elektronikus érzékelők, amelyek elvégzik a szükséges méréseket, elemzik a leolvasott értékeket és megjelenítik a már számított abszolút páratartalom értékét.