Vlažnost vazduha u okolini. Apsolutna i relativna vlažnost vazduha

Na Zemlji postoji mnogo otvorenih vodenih tijela sa čije površine voda isparava: okeani i mora zauzimaju oko 80% Zemljine površine. Zbog toga u vazduhu uvek ima vodene pare.

Lakši je od zraka jer je molarna masa vode (18 * 10 -3 kg mol -1) manja od molarne mase dušika i kisika, od kojih se uglavnom sastoji zrak. Zbog toga se vodena para diže. Istovremeno se širi, jer je u gornjim slojevima atmosfere pritisak niži nego na površini Zemlje. Ovaj proces se približno može smatrati adijabatskim, jer za vrijeme dok se odvija, izmjena topline pare sa okolnim zrakom nema vremena da se dogodi.

1. Objasnite zašto se para hladi.

Oni ne padaju jer lebde u rastućim strujama vazduha, kao što lete zmajevi (Sl. 45.1). Ali kada kapi u oblacima postanu prevelike, počinju da padaju: pada kiša(Sl. 45.2).

Osjećamo se ugodno kada je pritisak vodene pare jednak sobnoj temperaturi(20 ºS) je oko 1,2 kPa.

2. Koliki je dio (u procentima) naznačeni tlak tlaka zasićene pare na istoj temperaturi?
Clue. Koristite tablicu vrijednosti tlaka zasićene vodene pare na različita značenja temperatura. Dato je u prethodnom paragrafu. Ovdje pružamo detaljniju tabelu.

Sada ste pronašli relativnu vlažnost. Hajde da to definišemo.

Relativna vlažnost vazduha φ je odnos parcijalnog pritiska p vodene pare i pritiska pn zasićene pare na istoj temperaturi, izražen u procentima:

φ = (p/p n) * 100%. (1)

Udobni uslovi za ljude odgovaraju relativnoj vlažnosti od 50-60%. Ako relativna vlažnost znatno manje, vazduh nam deluje suh, a ako više, deluje vlažno. Kada se relativna vlažnost približi 100%, vazduh se doživljava kao vlažan. U tom slučaju lokve se ne isušuju, jer se procesi isparavanja vode i kondenzacije pare međusobno nadoknađuju.

Dakle, relativna vlažnost vazduha se ocenjuje po tome koliko je vodena para u vazduhu blizu zasićenosti.

Ako se zrak sa nezasićenom vodenom parom u njemu komprimuje izotermno, i pritisak zraka i tlak nezasićene pare će se povećati. Ali pritisak vodene pare će se samo povećavati dok ne postane zasićen!

Kako se zapremina dalje smanjuje, pritisak vazduha će nastaviti da raste, ali pritisak vodene pare će ostati konstantan – ostaće jednak pritisku zasićene pare na datoj temperaturi. Višak pare će se kondenzovati, odnosno pretvoriti u vodu.

3. Posuda ispod klipa sadrži vazduh čija je relativna vlažnost 50%. Početna zapremina ispod klipa je 6 litara, temperatura vazduha je 20 ºS. Vazduh se počinje izotermno sabijati. Pretpostavimo da se zapremina vode formirane iz pare može zanemariti u poređenju sa zapreminom vazduha i pare.
a) Kolika će biti relativna vlažnost kada zapremina ispod klipa postane 4 litra?
b) Pri kojoj zapremini ispod klipa će para postati zasićena?
c) Kolika je početna masa pare?
d) Za koliko će se puta smanjiti masa pare kada zapremina ispod klipa postane jednaka 1 litru?
e) Koja će se masa vode kondenzirati?

2. Kako relativna vlažnost zavisi od temperature?

Razmotrimo kako se brojnik i nazivnik u formuli (1), koji određuje relativnu vlažnost zraka, mijenjaju s povećanjem temperature.
Brojač je pritisak nezasićene vodene pare. Ona je direktno proporcionalna apsolutnoj temperaturi (podsjetimo da je vodena para dobro opisana jednadžbom stanja idealnog plina).

4. Za koliko procenata raste pritisak nezasićene pare kada temperatura poraste od 0 ºS do 40 ºS?

Sada da vidimo kako se mijenja pritisak zasićene pare u nazivniku.

5. Koliko puta se povećava pritisak zasićene pare kada se temperatura poveća sa 0 ºS na 40 ºS?

Rezultati ovih zadataka pokazuju da kako temperatura raste, tlak zasićene pare raste mnogo brže od tlaka nezasićene pare, pa se relativna vlažnost zraka određena formulom (1) brzo smanjuje s povećanjem temperature. Shodno tome, kako temperatura pada, relativna vlažnost raste. U nastavku ćemo to detaljnije pogledati.

Jednadžba stanja idealnog plina i gornja tabela pomoći će vam da izvršite sljedeći zadatak.

6. Na 20 ºS relativna vlažnost je bila 100%. Temperatura vazduha je porasla na 40 ºS, ali je masa vodene pare ostala nepromenjena.
a) Koliki je bio početni pritisak vodene pare?
b) Koliki je bio konačni pritisak vodene pare?
c) Koliki je pritisak zasićene pare na 40 ºS?
d) Kolika je relativna vlažnost u konačnom stanju?
e) Kako će osoba doživjeti ovaj zrak: kao suv ili kao vlažan?

7. U vlažnom jesenjem danu, vanjska temperatura je 0 ºS. Temperatura prostorije je 20 ºS, relativna vlažnost 50%.
a) Gdje je veći parcijalni pritisak vodene pare: u prostoriji ili napolju?
b) U kom pravcu će teći vodena para ako otvorite prozor - u prostoriju ili van prostorije?
c) Kolika bi postala relativna vlažnost u prostoriji kada bi parcijalni pritisak vodene pare u prostoriji postao jednak parcijalnom pritisku vodene pare izvan?

8. Mokri predmeti su obično teži od suhih: na primjer, mokra haljina je teža od suve, a vlažna drva za ogrjev su teža od suhih. To se objašnjava činjenicom da se težina vlage koja se nalazi u njemu također dodaje vlastitoj težini tijela. Ali sa vazduhom je suprotno: vlažan vazduh je lakši od suvog! Kako ovo objasniti?

3. Tačka rose

Kako temperatura pada, relativna vlažnost vazduha raste (iako se masa vodene pare u vazduhu ne menja).
Kada relativna vlažnost dostigne 100%, vodena para postaje zasićena. (Pod posebnim uslovima može se dobiti prezasićena para. Koristi se u komorama za oblake za otkrivanje tragova (tragova) elementarnih čestica u akceleratorima.) Daljnjim smanjenjem temperature počinje kondenzacija vodene pare: pada rosa. Prema tome, temperatura na kojoj određena vodena para postaje zasićena naziva se tačka rose za tu paru.

9. Objasnite zašto rosa (Sl. 45.3) obično pada u ranim jutarnjim satima.

Razmotrimo primjer pronalaženja tačke rose za zrak određene temperature sa datom vlažnošću. Za ovo nam je potrebna sljedeća tabela.

10. Čovek sa naočarima ušao je u radnju sa ulice i otkrio da su mu naočare zamagljene. Pretpostavićemo da je temperatura stakla i sloja vazduha uz njega jednaka temperaturi vazduha napolju. Temperatura vazduha u prodavnici je 20 ºS, relativna vlažnost 60%.
a) Da li je vodena para u sloju vazduha pored čaša zasićena?
b) Koliki je parcijalni pritisak vodene pare u skladištu?
c) Na kojoj temperaturi je pritisak vodene pare jednak pritisku zasićene pare?
d) Kolika bi mogla biti temperatura zraka napolju?

11. Prozirni cilindar ispod klipa sadrži vazduh relativne vlažnosti od 21%. Početna temperatura vazduha je 60 ºS.
a) Na koju temperaturu se zrak mora ohladiti pri konstantnoj zapremini da bi se u cilindru stvorila rosa?
b) Koliko puta treba smanjiti zapreminu vazduha pri konstantnoj temperaturi da bi se u cilindru stvorila rosa?
c) Vazduh se prvo kompresuje izotermno, a zatim se hladi konstantnom zapreminom. Rosa je počela da pada kada je temperatura vazduha pala na 20 ºC. Koliko je puta smanjen volumen zraka u odnosu na početnu zapreminu?

12. Zašto je ekstremnu vrućinu teže podnijeti kada je visoka vlažnost?

4. Mjerenje vlažnosti

Vlažnost vazduha se često meri psihrometrom (slika 45.4). (Od grčkog "psychros" - hladno. Ovo ime je zbog činjenice da su očitavanja mokrog termometra niža od očitavanja suhog termometra.) Sastoji se od suhog i mokrog termometra.

Očitavanja mokrog žarulja su niža od očitanja suhih jer se tečnost hladi dok isparava. Što je niža relativna vlažnost, to je intenzivnije isparavanje.

13. Koji se termometar nalazi lijevo na slici 45.4?

Dakle, prema očitanjima termometara, možete odrediti relativnu vlažnost zraka. Da biste to učinili, koristite psihrometrijsku tablicu, koja se često postavlja na sam psihrometar.

Da biste odredili relativnu vlažnost zraka, potrebno je:
– uzeti očitavanja termometra (u ovom slučaju 33 ºS i 23 ºS);
– pronađite u tabeli red koji odgovara očitanjima suhog termometra i kolonu koja odgovara razlici u očitanjima termometra (slika 45.5);
– na preseku reda i kolone očitati vrednost relativne vlažnosti vazduha.

14. Koristeći psihrometrijsku tabelu (slika 45.5), odredite na kojim očitanjima termometra je relativna vlažnost vazduha 50%.

Dodatna pitanja i zadaci

15. U stakleniku zapremine 100 m3 relativna vlažnost mora da se održava na najmanje 60%. Rano ujutru, na temperaturi od 15 ºS, rosa je padala u stakleniku. Temperatura u stakleniku tokom dana porasla je na 30 ºS.
a) Koliki je parcijalni pritisak vodene pare u stakleniku na 15 ºS?
b) Kolika je masa vodene pare u stakleniku na ovoj temperaturi?
c) Koliki je minimalni dozvoljeni parcijalni pritisak vodene pare u stakleniku na 30 ºC?
d) Kolika je masa vodene pare u stakleniku?
e) Koju masu vode treba ispariti u stakleniku da bi se u njemu održala potrebna relativna vlažnost?

16. Na psihrometru oba termometra pokazuju istu temperaturu. Kolika je relativna vlažnost? Objasnite svoj odgovor.

Trebaće ti

• - živin termometar;
• - zapečaćena posuda;
• - tabela zavisnosti zasićene vodene pare od temperature;
• - psihrometar.

Instrukcije

Za direktno mjerenje vlažnosti uzmite uzorak zrak u hermetički zatvorenu posudu i počnite je hladiti. Kada se rosa pojavi na zidovima posude (para se kondenzuje), zapišite temperaturu na kojoj se to dešava. Pomoću posebne tablice pronađite gustoću zasićene pare na temperaturi na kojoj se kondenzirala. Ovo će biti apsolutno vlažnost zrak, čiji je uzorak uzet.

Određivanje relativne vlažnosti sa dva termometra Uzmite dva identična termometra. Tečne su bolje živini termometri. Omotajte gazu oko boce radne tečnosti iz jedne od njih, a zatim je obilno navlažite vodom. Nakon nekog vremena, očitajte termometar u Celzijusima. Zatim pronađite temperaturnu razliku na mokrom i suhom termometru; očitanja termometra će biti ili ista ili niža od suhog termometra. U psihrometrijskoj tabeli pronađite kolonu očitavanja suve sijalice i pronađite ono što je najbliže onome što je mjerenje pokazalo. Zatim pomoću linije pronađite vrijednost koja odgovara izračunatoj razlici u očitavanju suhog i mokrog termometra; ćelija će sadržavati relativnu vlažnost zrak u procentima.

Određivanje relativne vlažnosti zraka higrometrom za kosu, jer konjska dlaka mijenja svoju dužinu ovisno o vlažnosti zrak, zategnite ga i pričvrstite na osjetljivi dinamometar. Po snazi ​​možete odrediti relativnu vlažnost zrak. Ovo mjerenje će biti najmanje tačno.

Koristan savjet

Prilikom izračunavanja, tlak zasićene pare može se zamijeniti njegovom gustinom, to neće utjecati na rezultat.

Vlažnost pokazuje koliko je vodene pare sadržano u zraku. Važan ekološki indikator životne sredine je relativna vlažnost. Ako uzme prenisko ili previše visoke vrijednosti, osoba se brzo umori, njegova percepcija, pamćenje i dobrobit se pogoršavaju.

Instrukcije

Vlažnost može biti apsolutna ili relativna. Prikazuje se apsolutna vlažnost f realna količina vodena para po masi, koja se nalazi u jednom vazduhu. Da biste pronašli apsolutnu vlažnost vazduha, podelite masu pare sa ukupnom zapreminom. Mjerne jedinice – po kubnom metru, g/m³.

Postoji koncept maksimuma apsolutna vlažnost na fiksnoj temperaturi. Činjenica je da gustina ne može beskonačno rasti, u određenom trenutku postoji termodinamička ravnoteža. Ovo je stanje sistema u kojem su makroskopski parametri, kao što su temperatura, zapremina, pritisak, entropija, konstantni u vremenu. Ove vrijednosti fluktuiraju oko svojih prosječnih vrijednosti ako su spoljašnje okruženje.

Dakle, kada dođe do termodinamičke ravnoteže između pare i zraka, kaže se da je zrak zasićen parom. Vlažnost vazduha zasićenog parom je maksimalna. Naziva se i granica zasićenja. Takođe je u g/m³. Možemo ga označiti kao F.

Apsolutna vlažnost

Apsolutna vlažnost vazduha je gustina vodene pare u vazduhu, drugim rečima, masa vodene pare koja zapravo stane u jedan kubni metar vazduha. Indikator se mjeri u gramima po kubnom metru.

Zrak je sasvim sposoban da dostigne stanje potpune zasićenosti, to je zbog činjenice da je pri konstantnoj temperaturi u stanju apsorbirati samo određenu količinu pare. Ova apsolutna vlažnost (kada je vazduh potpuno zasićen) naziva se kapacitet vlage.

Relativna vlažnost

Kapacitet vlage direktno zavisi od temperature i naglo raste kako raste. Ako izračunate omjer apsolutne vlažnosti zraka na određenoj temperaturi prema njegovom kapacitetu vlage na istoj temperaturi, dobićete indikator tzv.

Ako analiziramo vrijednosti relativne vlažnosti na zemaljskoj skali, onda je ona najviša u ekvatorijalna zona, u polarnim geografskim širinama i unutar kontinenata srednje širine u zimsko vrijeme, a najniža je u suptropskim i . Kako se visina povećava, vlažnost zraka brzo opada.

Kako saznati relativnu vlažnost

Za određivanje relativne vlažnosti zraka koristi se poseban uređaj - psihrometar. U suštini ovo je sistem od dva termometra. Na jedan od njih se stavlja poklopac od gaze, čiji se vrh spušta u vodu. Drugi termometar radi kao i obično i pokazuje trenutnu temperaturu zraka. Prvi, termometar sa poklopcem, pokazuje više niske temperature(na kraju krajeva, kada vlaga ispari iz poklopca, toplina se troši).

Vrijednost temperature koju pokazuje mokri termometar naziva se granica hlađenja, a razlika između očitavanja suhog i mokrog termometra naziva se psihrometrijska razlika. U ovom slučaju, relativna vlažnost vazduha je obrnuto proporcionalna psihrometrijskoj razlici: što je niža vlažnost, to vazduh može da apsorbuje više vlage.

Da biste dobili numerički indikator relativne vlažnosti, trebate podijeliti vrijednost apsolutne vlažnosti sa maksimalnom mogućom vlažnošću. Obično se rezultat izražava u postocima.

Indikator vlažnosti zraka je vrlo važan, jer ako je vlažnost preniska ili visoka, stanje osobe se pogoršava, performanse se smanjuju, percepcija i pamćenje pogoršavaju. Osim toga, hrana, građevinski materijali i mnoge elektronske komponente moraju se skladištiti unutar strogo definiranih granica vlažnosti zraka.

Razmotrimo sada uređaj i princip rada psihrometar– precizniji instrument za merenje vlažnosti vazduha. Psihrometar ima dva termometra: suvi i mokri. Nazivaju se tako jer je kraj jednog od termometara u zraku, a kraj drugog je vezan komadom gaze uronjenim u vodu (vidi sliku). Isparavanje vode s površine gaze dovodi do smanjenja njene temperature. Drugi, „suvi“ termometar pokazuje normalnu temperaturu vazduha. Vrijednosti temperature izmjerene psihrometrom mogu se pretvoriti u relativnu vlažnost zraka pomoću tabele (vidi dolje).

Suva sijalica, °C	Razlika u očitanjima termometra, °C
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Relativna vlažnost, %
18	91	82	73	65	56	49	41	34	27
20	91	83	74	66	59	51	44	37	30
22	92	83	76	68	61	54	47	40	34
24	92	84	77	69	62	56	49	43	37

Pogledajmo primjer. Recimo da je sobna temperatura 20 °C, a mokri termometar pokazuje 15 °C. To jest, razlika u očitanjima termometra je 5 °C. U tabeli, duž reda „20“, prelazimo na kolonu „5“. Tamo čitamo broj: 59. Prema tome, relativna vlažnost u prostoriji u kojoj visi psihrometar je tačno 59%.

Ako u zraku gdje se nalazi psihrometar ima malo vodene pare, tada je isparavanje s površine gaze intenzivno. Prema formuli Q=rm (vidi § 6-d), na to se troši toplota "uzeta" od vode na gazi, a ona se hladi prema formuli $Q=C\cdot m\cdot \Delta t^o$ (vidi § 6-c). Zbog toga mokri termometar pokazuje nižu temperaturu od suve sijalice. Ako je zrak toliko vlažan da je vodena para koju sadrži zasićena, tada neće doći do isparavanja vode s površine gaze. Dakle, oba termometra će pokazivati ​​jednake temperature, a to će značiti da je relativna vlažnost 100%.

Provjerite svoje razumijevanje gradiva:

1. Svrha ovog paragrafa je da razmotri...
2. Vlažnost vazduha je važna ne samo za zdravlje ljudi, već i za...
3. Zašto je važno da vodena para u vazduhu nije (skoro) zasićena?
4. Novi koji predstavljamo fizička količina treba pokazati...
5. Relativna vlažnost vazduha izračunava se odnosom gustine vodene pare u vazduhu i...
6. Higrometar za kosu je...
7. Higrometar reaguje na promene relativne vlažnosti vazduha...
8. Higrometar omogućava (sposoban je) da meri relativnu vlažnost vazduha, jer...
9. Pogodnost korištenja higrometra za mjerenje vlažnosti je što njegova igla...
10. Umjesto higrometra, psihrometar se često koristi kao...
11. Zašto desni termometar psihrometra obično pokazuje nižu temperaturu?
12. Posebno sastavljena takozvana psihrometrijska tabela koristi se za...
13. Ako je temperatura vazduha u prostoriji 30°C, a temperatura mokrog termometra 25°C, onda...
14. Pod kojim uslovima dolazi do brzog isparavanja vode sa površine gaze?
15. Vlažna gaza, a sa njom i pravi termometar, hladi se, kao...
16. Pod kojim uslovima će oba termometra pokazivati ​​jednake temperature?

Pritisak zasićene pare vode uveliko raste sa porastom temperature. Dakle, kod izobaričnog (tj. pri konstantnom pritisku) hlađenja zraka sa konstantnom koncentracijom pare dolazi trenutak (tačka rose) kada je para zasićena. U ovom slučaju, “dodatna” para se kondenzira u obliku magle, rose ili kristala leda. Procesi zasićenja i kondenzacije vodene pare igraju veliku ulogu u atmosferskoj fizici: procesi formiranja i formiranja oblaka atmosferski frontovi u velikoj mjeri određuju procesi zasićenja i kondenzacije; toplina koja se oslobađa pri kondenzaciji atmosferske vodene pare daje energetski mehanizam za nastanak i razvoj tropskih ciklona (uragana).

Relativna vlažnost je jedini higrometrijski indikator vazduha koji omogućava direktno instrumentalno merenje.

Procjena relativne vlažnosti

Relativna vlažnost mješavine vode i zraka može se procijeniti ako je poznata njena temperatura ( T) i temperatura tačke rosišta ( Td), prema sljedećoj formuli:

R H = P s (T d) P s (T) × 100% , (\displaystyle RH=((P_(s)(T_(d))) \preko (P_(s)(T)))\puta 100 \%,)

Gdje P s- tlak zasićene pare za odgovarajuću temperaturu, koji se može izračunati korištenjem Arden Buck formule:

P s (T) = 6,1121 exp ⁡ ((18,678 − T / 234,5) × T 257,14 + T) , (\displaystyle P_(s)(T)=6,1121\exp \left((\frac ((18,678-T/ 234,5)\puta T)(257,14+T))\desno))

Približna kalkulacija

Relativna vlažnost se može približno izračunati pomoću sljedeće formule:

R H ≈ 100 − 5 (T − 25 T d) . (\displaystyle R\!H\približno 100-5(T-25T_(d)).)

Odnosno, sa svakim stepenom Celzijusove razlike između temperature vazduha i temperature tačke rose, relativna vlažnost se smanjuje za 5%.

Dodatno, relativna vlažnost se može procijeniti pomoću psihrometrijskog grafikona.

Prezasićena vodena para

U nedostatku kondenzacijskih centara, kada se temperatura smanji, može nastati prezasićeno stanje, odnosno relativna vlažnost zraka postaje veća od 100%. Ioni ili čestice aerosola mogu djelovati kao kondenzacijski centri; upravo na kondenzaciji prezasićene pare na jonima koji nastaju prilikom prolaska nabijene čestice u takvoj pari se zasniva princip rada Wilsonove komore i difuzijskih komora: kapljice vode koje se kondenziraju na formirani ioni formiraju vidljivi trag (trag) nabijene čestice.

Drugi primjer kondenzacije prezasićene vodene pare su tragovi aviona, koji nastaju kada se prezasićena vodena para kondenzira na česticama čađi iz izduvnih gasova motora.

Sredstva i metode kontrole

Za određivanje vlažnosti zraka koriste se instrumenti koji se nazivaju psihrometri i higrometri. Avgustovski psihrometar se sastoji od dva termometra - suvog i vlažnog. Mokri termometar pokazuje nižu temperaturu od suhog termometra jer je njegov rezervoar umotan u krpu natopljenu vodom, koja ga hladi dok isparava. Intenzitet isparavanja zavisi od relativne vlažnosti vazduha. Na osnovu očitavanja suhih i mokrih termometara, relativna vlažnost zraka se utvrđuje pomoću psihrometrijskih tablica. IN U poslednje vreme Integrisani senzori vlažnosti (obično sa izlaznim naponom) su postali široku upotrebu, zasnovani na svojstvu nekih polimera da menjaju svoje električne karakteristike (kao što je dielektrična konstanta medija) pod uticajem vodene pare sadržane u vazduhu.

Ugodna vlažnost zraka za ljude određena je dokumentima kao što su GOST i SNIP. Regulišu da je zimi optimalna vlažnost za osobu u prostoriji 30-45%, ljeti 30-60%. Podaci o SNIP-u su malo drugačiji: 40-60% za bilo koje doba godine, maksimalni nivo 65%, ali za veoma vlažna područja - 75%.

Za određivanje i potvrđivanje metroloških karakteristika instrumenata za mjerenje vlažnosti koriste se posebne referentne (modelne) instalacije - klimatske komore (higrostati) ili dinamički generatori vlažnosti plina.

Značenje

Relativna vlažnost vazduha je važan ekološki indikator životne sredine. Ako je vlažnost preniska ili previsoka, brza zamornostčovjeka, pogoršanje percepcije i pamćenja. Ljudske mukozne membrane se isušuju, pokretne površine pucaju, stvarajući mikropukotine u koje direktno prodiru virusi, bakterije i mikrobi. Niska relativna vlažnost (do 5-7%) u stanovima i kancelarijama primećena je u regionima sa dugotrajnim niskim negativnim spoljašnjim temperaturama. Tipično, trajanje do 1-2 sedmice na temperaturama ispod -20 °C dovodi do isušivanja prostorija. Značajan faktor pogoršanja u održavanju relativne vlažnosti je niska izmjena zraka negativne temperature. Što je veća razmjena zraka u prostorijama, brže se stvara niska (5-7%) relativna vlažnost u tim prostorijama.

Prozračivanje prostorija po hladnom vremenu kako bi se povećala vlažnost je velika greška - ovo je najviše efikasan metod postići suprotno. Razlog raširene zablude je percepcija relativne vlažnosti, svima poznata iz vremenskih prognoza. Ovo su procenti od određenog broja, ali ovaj broj je drugačiji za sobu i ulicu! Ovaj broj možete saznati iz tabele koja povezuje temperaturu i apsolutnu vlažnost. Na primjer, 100% vlažnost uličnog zraka na -15 °C znači 1,6 g vode po kubnom metru, ali isti zrak (i ​​isti grami) na +20 °C znači samo 8% vlažnosti.

Prehrambeni proizvodi, Građevinski materijali pa čak i mnoge elektronske komponente mogu se čuvati u strogo definisanom opsegu relativne vlažnosti. Mnogi tehnološkim procesima nastaju samo uz strogu kontrolu sadržaja vodene pare u vazduhu proizvodnih prostorija.

Vlažnost u prostoriji se može mijenjati.

Ovlaživači se koriste za povećanje vlažnosti.

Funkcije odvlaživanja (smanjenje vlažnosti) zraka implementirane su u većini klima uređaja i to u obliku zasebnih uređaja - odvlaživača zraka.

U cvjećarstvu

Relativna vlažnost zraka u staklenicima i stambenim prostorima koji se koriste za uzgoj biljaka podložna je fluktuacijama, što je određeno dobom godine, temperaturom zraka, stepenom i učestalošću zalijevanja i prskanja biljaka, prisustvom ovlaživača zraka, akvarijuma ili drugih posuda. sa otvorenom vodenom površinom, sistemima ventilacije i grijanja. Kaktusi i mnoge sukulentne biljke lakše podnose suhi zrak od mnogih tropskih i suptropskih biljaka.
U pravilu, za biljke čija je domovina vlažna prašume, optimalna relativna vlažnost vazduha je 80-95% (zimi se može smanjiti na 65-75%). Za biljke toplih suptropa - 75-80%, hladnih suptropa - 50-75% (Levy, ciklama, cinerarija, itd.)
Prilikom držanja biljaka u stambenim područjima, mnoge vrste pate od suhog zraka. Prije svega, ovo utiče

Relativna vlažnost

Odnos stvarne vrijednosti apsolutne vlage i njene maksimalne moguće vrijednosti pri istoj temperaturi naziva se relativna vlažnost.

Označiti relativnu vlažnost φ:

Tada se obično relativna vlažnost izražava u postocima

∙ 100, % i ∙ 100, %.

Za suvi vazduh φ = 0%, vlažni zasićeni vazduh ima φ = 100%.

Do povećanja relativne vlažnosti zraka dolazi zbog dodavanja vodene pare u njega. Istovremeno, ako hladite vlažan zrak uz konstantan parcijalni pritisak vodene pare, tada će φ porasti do φ = 100%.

Temperatura na kojoj se postiže stanje zasićenosti vlažnog zraka naziva se temperatura tačke rosišta i označava se t r .

Na temperaturama ispod t r vazduh će ostati zasićen, ali će višak vlage ispasti iz njega vlažan vazduh u obliku kapi vode ili magle. Ovo svojstvo je osnova za princip determinacije t r instrument koji se zove higrometar.

Prilikom obrade vlažnog zraka (grijanje, hlađenje) količina suhog zraka u njemu se ne mijenja, pa je preporučljivo sve specifične vrijednosti odnositi na 1 kg suhog zraka.

Masa vodene pare na 1 kg suhog zraka naziva se sadržaj vlage .

Označite sadržaj vlage kroz d, mjereno u g/kg.

Iz definicije proizilazi:

Uz pretpostavku da su vodena para i suvi vazduh idealni gasovi, možemo napisati:

p p V p = m p R p T p i p s V c = m c R c T s.

Podijelimo ih pojam po pojmu i, uzimajući u obzir karakteristike mješavine plinova (para i suvi zrak zauzimaju isti volumen i imaju istu temperaturu), tj. V p = V c I T p = T s), dobijamo:

(3.5)

Iz jednačine (3.5) proizlazi da sadržaj vlage pri datom barometarskom pritisku (p bar) zavisi samo od parcijalnog pritiska vodene pare. U izraz (3.5) možete unijeti vrijednost relativne vlažnosti φ: dakle, uzimajući u obzir (3.3)

. (3.6)

Iz jednačine (3.5) određujemo parcijalni pritisak vodene pare u vlažnom vazduhu kroz sadržaj vlage:

. (3.7)

3.2.2. Vlažni vazduh ID grafikon

Određivanje parametara vlažnog zraka i izračunavanje procesa prijenosa topline i mase uvelike je pojednostavljeno kada se koristi id- dijagram koji je 1918. godine predložio L.K. Ramzin. Dijagram (slika 3.3) je konstruisan za barometarski pritisak od 745 mm Hg. čl., tj. 99,3 kPa (prosječni godišnji pritisak u centralnom dijelu Rusije), ali se može koristiti i za druge barometarski pritisak u okviru prihvatljive tačnosti.

Prilikom konstruiranja dijagrama, specifična entalpija suhog zraka iscrtava se duž ordinatne ose - ja, i duž ose apscise sadržaj vlage – d. Da bi se proširilo područje koje se najviše koristi za proračune, a koje odgovara zasićenom vlažnom zraku, odabran je ugao između osa 135 0. Horizontalno je nacrtana pomoćna os na koju se projektuju vrijednosti sadržaja vlage sa nagnute ose. Iako se osa apscisa obično ne iscrtava na dijagramu, izentalpe idu paralelno s njom, pa su na dijagramu prikazane kao nagnute prave linije. Prave d = const su povučene paralelno sa ordinatnom osom.

Vrijednosti d= const i i= const formiraju koordinatnu mrežu na kojoj su ucrtane linije konstantnih temperatura (izoterme) i krive linije relativne vlažnosti (φ=const).

Za konstruiranje izoterme potrebno je izraziti entalpiju u smislu sadržaja vlage. Entalpija vlažnog vazduha na osnovu uslova aditivnosti biće izražena kao

I = I c + I p .

Podijelimo vrijednosti ove jednadžbe sa masom suhog zraka, dobićemo:

i = i c + .

Ako pomnožimo drugi član i podijelimo sa masom pare, imamo:

(3.8)

Računajući entalpiju od 0 0 C, izraz (3.8) se može napisati:

i = c pc t + d (r 0 + c p p t), (3.9)

Gdje od pc I c p p– maseni toplotni kapaciteti suvog vazduha i pare;

r 0– toplota faznog prelaska vode u paru na 0 0 C;

t– trenutna vrijednost temperature.

Pod pretpostavkom da su toplotni kapaciteti suhog zraka i pare konstantni u području mjerenih temperatura, za fiksni t jednačina (3.9) predstavlja linearna zavisnosti od d. Posljedično, izoterme u koordinatama i d biće ravne linije.

Koristeći izraz (3.6) i tabelarne zavisnosti pritiska zasićene pare od temperature pn = f(t), Nije teško napraviti krivulje relativne vlažnosti. Dakle, prilikom konstruiranja krivulje za određeni φ, odabire se nekoliko vrijednosti temperature, a iz tabela se određuju p n i pomoću (3.6) izračunati d. Povezivanje tačaka sa koordinatama t i, d i liniju, dobijamo krivu φ = const. Linije (φ = const) imaju oblik divergentnih krivulja koje se lome na t = 99,4 0 C (tačka ključanja vode pri pritisku od 745 mm Hg), a zatim idu okomito. Kriva φ=100% dijeli područje dijagrama na dva dijela. Iznad krivulje je područje vlažnog zraka sa nezasićenom parom, a ispod je područje vlažnog zraka sa zasićenom i djelomično kondenzovanom parom. Izoterme koje odgovaraju temperaturama adijabatskog zasićenja zraka (t m) na dijagramu prolaze pod blagim uglom prema izentalpi i prikazane su isprekidanim linijama. Mjere se „mokrim“ termometrom i označavaju se t m. Na krivulji φ = 100%, izoterme suhog i vlažnog termometra se sijeku u jednoj tački. U donjem dijelu dijagrama, prema jednačini (3.7), ucrtana je zavisnost p p = f(d) za p bar = 745 mm Hg.

Koristeći id dijagram, znajući bilo koja dva parametra, možete odrediti sve ostale parametre vlažnog zraka. Tako, na primjer, za državu A

(vidi sliku 3.6) imamo t a, i a, φ a, d a, p pa, t p. Vrijednosti temperature t a, entalpije i a i sadržaja vlage d a su projekcija tačke A na ose i, d i t. Vrijednost relativne vlažnosti karakterizira vrijednost na krivulji koja prolazi kroz dato stanje.

Za određivanje temperature rosišta potrebno je projektirati tačku A na krivulju φ = 100%. Izoterma koja prolazi kroz ovu projekciju daje vrijednost t p. Pritisak pare je određen sadržajem vlage d a i linijom p p = f(d).

Kada se vazduh zagreje, njegov sadržaj vlage se ne menja (d=const), ali se entalpija povećava, pa je proces zagrevanja na id-dijagramu prikazan vertikalnom pravom linijom AB.

Proces hlađenja vazduhom se takođe dešava pri d=const; entalpija opada (CE linija), a relativna vlažnost raste do tačke rose, koja je presek rashladne prave linije CE sa krivom φ = 100%.

Tokom procesa sušenja materijala, zrak se vlaži. Ako se toplina utrošena na isparavanje vlage uzima iz zraka, onda se ovaj proces približno (bez entalpije vode) smatra entalpičnim, jer se istrošena toplina opet vraća u zrak zajedno s isparenom vlagom. Stoga je na id dijagramu proces sušenja prikazan kao prava linija CR, paralelna sa linijama i = const.

Kada se zrak ovlaži parom (KM linija), entalpija vlažnog zraka se povećava. Parametri stanja (i m, d m) određuju se iz početnih (i k, d k). iz ravnoteže topline i materijala u procesu miješanja

i m = i k + d p i p i d m = d k + d p,

gdje su i p i d p entalpija i količina dovedene pare po 1 kg suhog zraka, respektivno.

Prilikom miješanja tokova vlažnog zraka, parametri mješavine se određuju na osnovu ravnoteže mase, entalpije i vlage. Ako su brzine protoka vlažnog zraka u mješovitim strujanjima i , te entalpija i sadržaj vlage, respektivno, i 1, d 1 i i 2, d 2, tada su jednadžbe za određivanje entalpije i sadržaja vlage u mješavini sljedeće :

i cm = (i 1 m 1 + i 2 m 2)/(m 1 +m 2) ,

d cm = (d 1 m 1 +d 2 m 2)/(m 1 +m 2).

Prilikom miješanja dvije struje zraka relativna vlažnost smjese ne može biti veća od 100%.