Онлайн расчёт параметров влажного воздуха
Онлайн расчёт параметров влажного воздухаЗначения по умолчанию: t = 20 °С, P = 101 325 Па, относительная влажность RH = 60%.
Методика применима только для положительных значений температур!
Влагосодержание, температура мокрого термометра и температура точки росы.
Атмосферное давление, ПаТемпература окружающей среды, °С
Относительная влажность, %
Температура мокрого термометра, °С
Температура точки росы, °С
Влагосодержание, г на кг сухого воздуха
Плотность влажного воздуха, кг/м3
Давление насыщенного водяного пара от температуры P=f(t), температура насыщенного пара от давления t=f(P).
Методика расчёта
Значения температуры и давления насыщения пара вычисляются по формулам IAPWS-IF 97.
Температура точки росы соответствует температуре насыщения пара при давлении [относительная влажность]*[давление насыщения пара при температуре окружающей среды].
Плотность влажного воздуха ro_wa = ro_da+ro_v, где ro_da — плотность сухого воздуха, ro_v — плотность пара;
ro_v = P_v/(t+273,15)/R_v, где P_v — парциальное давление пара, t — температура окружающей среды (в градусах Цельсия), R_v = 461,495 Дж/кг/К — газовая постоянная пара;
ro_da = P_da/(t+273,15)/R_da, где P_da — парциальное давление сухого воздуха, R_da=287,058 Дж/кг/К — газовая постоянная сухого воздуха;
P_da = P — P_v, где P — атмосферное давление.
Влагосодержание воздуха в г/(кг сухого воздуха) d = ro_v/ro_da*1000.
Температура мокрого термометра
Имеется контактирующая с воздухом водная поверхность. Температура воздуха вдали от водной поверхности выше температуры воды. Нижний слой воздуха начинает отдавать теплоту верхнему слою воды которая идёт на нагрев воды и на парообразование. При отдаче теплоты воде температура и энтальпия воздуха уменьшаются, при поступлении в воздух пара энтальпия воздуха увеличивается на теплоту скрытого парообразования при неизменной температуре воздуха.
В установившемся динамическом равновесии вся передаваемая поступающим к водной поверхности воздухом теплота идёт на парообразование, т.е. воздух отдаёт явное тепло, что приводит к понижению его температуры, а от воды (в максимальной степени насыщаясь паром) получает тепло в том же объёме в виде скрытой теплоты парообразования. Таким образом, значение энтальпии воздуха вдали от поверхности воды и воздуха вместе с испарившемся паром около поверхности воды оказывается одинаковым.
Т.к. вода испаряется, то количество влажного воздуха становится больше, а количество воды меньше, и фактически вода не передаёт воздуху теплоту равную теплоте скрытого парообразования, а переносит её в воздух вместе с собой, увеличивая влажность воздуха.
При установившемся динамическом равновесии выраженные в Дж/кг значения энтальпий воздуха у поверхности воды и вдали от поверхности будут отличаться. Равными будут значения энтальпий, выраженные в Дж/(кг сухого воздуха).
Для определения значения температуры мокрого термометра сначала нужно найти h — значение энтальпии на кг сухого воздуха при заданных параметрах окружающей среды (атмосферное давление, температура сухого термометра, относительная влажность). Температура мокрого термометра t_w – это температура, при которой воздух с относительной влажностью 100% будет иметь значение h.
Формула для определения энтальпии воздуха в кДж/(кг сухого воздуха): h = (1,006 кДж/кг/C) t + d [(1,84 кДж/кг/C) t + (2501 кДж/кг)], где 1,006 кДж/кг/C — теплоёмкость сухого воздуха, 1,84 кДж/кг/C — теплоёмкость пара, 2501 кДж/кг — скрытая теплота парообразования.
Продолжаем подбор t_w до того момента как h_w приблизется к h с заданной точностью.Точность расчёта значения температуры мокрого термометра в данном случае зависит от точности использованной формулы расчёта значения энтальпии влажного воздуха на кг сухого воздуха.
Инженерные расчёты на Python, С.В. Медведев, 2020-2021
Использование Python и Jupyter Notebook для инженерных расчётов, С.В. Медведев, 2020-2021
Точка росы в стене дома – график, понятие, как найти на примере
Строительные технологии предполагают учет множества нюансов, влияющих на долговечность конструкции и способность к сопротивлению от негативного влияния внешних факторов. Одним из главных врагов большинства зданий и сооружений является постоянная повышенная влажность. Для борьбы с ней используются разнообразные методики.
Учитывать все факторы необходимо на первоначальной стадии проектирования, когда имеется возможность повлиять на применение материалов и формирование экстерьера зданий.
Важное место в подобной ситуации отводится грамотным расчетам при утеплении зданий. Обязательным атрибутом в них является определение температуры точки росы.
Крупные строительные объекты применяют сложные и громоздкие программы для вычислений. В ход идет множество коэффициентов и математических формул. В бытовых условиях методика существенно упрощается. Используется множество округлений и приближений в расчете, при этом погрешность получается минимальной.
Владельцы жилья или строители смогут самостоятельно провести расчет точки росы в стене без привлечения сторонних специалистов.
Для понимания того, чтобы найти точку, необходимо знание об окружающем воздухе и наличии в нем водяного пара. Он формируется вследствие множества событий, например, частички воды отделяются от жильцов, любых источников жидкости, емкостей с водой, появляются после влажной уборки помещения и пр.
Вместимость воздуха обладает определенным максимумом.
При получении этого параметра водяные частицы начинают взаимодействовать друг с другом, образуя более крупные водяные капли. Так и получается конденсат. В природе он заметен в виде тумана или капелек на растениях.
Когда воздух насыщен максимально жидкостью и не может больше получать от нее подпитку без перехода в конденсат, то говорится о том, что в данном случае относительная влажность достигла уровня 100%. Последующие насыщения превращают воздух в туман, который представляет собой большое количество капель воды в воздухе, находящихся в подвешенном состоянии.
Расположение точки росы в толще стены, стена утеплена изнутри
Особенность этого события заключается в том, что разная температура воздуха способна обеспечить различную степень насыщенности влагой до перехода в конденсат. Имеется прямая зависимость от высокой температуры и количеством растворенной жидкости в воздухе. При этом, когда воздух с влагой 70-80% получает контакт с охлажденным предметом, то происходит предел насыщения, а степень влажности в плоскости контакта моментально достигает 100%.
Что приводит к выпадению конденсата
События приводят к выпадению конденсата. Это взаимодействие во многом объясняет, что такое точка росы. Рассматривая данный пример, очевидно, что этот параметр в строительстве или в другой сфере является переменной величиной. Выражается она в градусах. Основные параметры, которые влияют на нее:
- относительная влажность в данный момент;
- текущая температура воздуха;
- скорость движения воздуха;
- толщина материалов.
Для получения расчетных значений используются измерительные приборы: психрометры и термометры. Расположение искомого значения в стене помогает рассчитать специальная таблица. Значения для проработки можно не только измерять, но и узнавать из текущего прогноза погоды. Множество сайтов предоставляет информацию не только о температуре, но и о влажности.
ВИДЕО: Почему на стенах выпадает конденсат
Роль понятия в строительном процессе
Рекомендуем воспользоваться специальной таблицей, подготовленной специалистами для определения расположения точки росы в стене. Предпочтительней воспользоваться собственным определением параметра, не прибегая к помощи множества онлайн калькуляторов. Зачастую встроенные алгоритмы в них не учитывают важные факторы.
В приведенной таблице используется шаговый принцип. Для промежуточных значений между двумя соседними можно использовать среднеарифметическое значение.
Пользоваться таблицей просто. От измеренного значения температуры в помещении ведем горизонтальную линию. От измеренного значения влажности ведем вертикальную линию. На пересечении получим искомое число температуры. Наглядно это будет выглядеть следующим образом.
Рассмотрим пример. Представим себе дом, стены которого выложены из кирпича. Внутри помещения, например, будет температура +20°С, а снаружи – прохладнее, например, -10°С.
Каждый кирпич будет иметь неоднородную температуру. Внутренняя его поверхность будет обладать максимально высоким значением (+20°С), а наружная часть окажется с максимально низким параметром (-10°С). В середине кирпича окажется плоскость с температурой +12°С. В этом месте станет конденсироваться влага. Процесс будет происходить и на всем объеме с более низкими значениями.
Переломить ситуацию в позитивную сторону помогает использование различных утеплителей. Они способствуют смещению положения точки росы в стене. В зависимости от того, с какой стороны владельцы дома смонтировали утеплитель, будет перемещаться плоскость конденсации. Если все сделано правильно, то эта точка будет не в стене дома, а в утеплительном ограждении. Таким образом не будет происходить разрушения конструкции.
Смещение точки росы в зависимости от утепления материала
Необходимо учитывать, что без утепления плоскость с точкой росы в нашем климате будет располагаться непосредственно в глубине стены.
Это демонстрирует первый рисунок, поэтому влага станет приносить вред конструкции, обеспечиваю распространение грибка и плесени в помещении. Точка росы в стене будет располагаться на глубине, которая зависит от паропроницаемости конкретного строительного материала.
Необходимо, чтобы водяной пар проник до места с расчетной температурой. Этот фактор учитывается при выборе материала.
С этой статьей читают: Как сделать утепление стен изнутри
Требования по утеплению и теплоизоляции
Паропроницаемостью принято называть значение, демонстрирующее, какое количество водяного пара способен пропустить сквозь себя строительный материал за выделенное время. Проницаемыми по этому критерию являются практически все популярные материалы:
- дерево;
- бетон;
- кирпич и пр.
От некоторых строителей можно услышать такое понятие, как «стены дышат».
Пористые материалы также могут попадать в список (керамзит, минеральная вата и пр).
Бояться того, что в стене имеется какая-то стационарная часть с точкой росы, не стоит, так как это происходит на определенном участке. Строители называют место зоной возможной конденсации. Учитывая, что большинство ограждений являются «дышащими», то много влаги уходит вовне.
Правильным построением здания является такое расположение материалов, при котором определение точки росы в стене попадает в наружный утеплительный слой. Важно также обеспечить помещение качественной вентиляцией, при которой избыточная влага покидает квартиру или дом. При таких условиях материал не успевает напитываться жидкостью.
Предлагаемые производителями различные утеплители из полимеров за счет своей конструкции практически не пропускают пар. Благодаря такому свойству их рекомендуют располагать снаружи стен. В таком случае точка росы, при которой происходит конденсация, переместиться внутрь пенопласта или полистирола.
Однако, к этой зоне не сможет подобраться водяной пар. Влага не сформируется.
Не рекомендуется использовать для утепления фасада экрудированый пеностерол. Его применяют только для фундамента или закрытых строительных систем. В результате постоянных перепадов температур и попадания прямых солнечных лучей уже спустя год-полтора он начинает крошиться.
Также произойдет при обратном процессе. Не стоит проводить утепление внутренних стен полимерами, ведь точка росы расположится в стене. При этом нежелательная влага просочится в стык материалов.
Разумно использовать внутреннее утепление в следующих случаях:
- стена практически всегда является теплой и сухой;
- в жилом здании имеется качественная вентиляция;
- использовать необходимо качественный проницаемый утеплитель, обеспечивающий удаление избыточной влаги.
Заключение
Выявить конкретное место с точкой росы достаточно тяжело, так как эта зона является плавающая и зависит от внешних факторов.
Желательно использовать внешнее утепление, чтобы перенести точку в утеплительный материал. Применять качественную вентиляцию в помещении для удаления водяного пара.
ВИДЕО: Правильное утепление или Как убрать точку росы из стены
Точка росы
ЧТО ТАКОЕ ТОЧКА РОСЫ?
Как следует из названия, это климатическая точка, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 % и начинается конденсация. Точка росы указана в °C Td. Температура точки росы — это измерение содержания водяного пара в газе. Если воздух сжимается или расширяется, его температура точки росы изменяется. Если воздух сжат, он способен поглощать меньше воды, и точка росы повышается до тех пор, пока воздух не станет насыщенным и не начнет конденсироваться. В связи с этим термин «измерение точки росы под давлением» также используется для описания измерения точки росы в газах при температуре выше температуры окружающей среды.
ЧТО ЗНАЧИТ ИЗМЕРЕНИЕ НИЗКОЙ ТОЧКИ РОСЫ?
Низкая точка росы обычно имеет место, когда температура точки росы падает ниже -30 °C Td. Это означает, что воздух чрезвычайно сухой и почти не содержит молекул воды. Точка росы -38 °C Td соответствует при 23 °C значению влажности 0,8 % относительной влажности, что соответствует точности датчика Rotronic HygroClip2 . Это показывает, почему измерение низкой точки росы требует больших усилий. Для получения высококачественных результатов при измерении остаточной влажности необходимы очень сложная электроника и высокочувствительный датчик.
ЧТО ВАЖНО ПРИ ИЗМЕРЕНИИ НИЗКОЙ ТОЧКИ РОСЫ?
Измерение такого небольшого количества молекул воды предъявляет высокие требования к точке измерения. Например, важно, чтобы через датчик всегда был хороший поток воздуха, чтобы можно было получить репрезентативные измеренные значения. Rotronic предлагает для этого специальную измерительную камеру, которая была разработана специально для механической конструкции датчика точки росы.
Чрезмерный поток может привести к локальному падению давления, что влияет на измерение, в то время как недостаточный поток может привести к измерению местного микроклимата. Постоянный расход воздуха измерительной камеры 1 л/мин. таким образом гарантирует стабильные и надежные результаты измерений.
Время установления равновесия при измерении точки росы может быть значительно больше, чем при измерении влажности. Все материалы в системе и вокруг датчика должны быть высушены. При определенных обстоятельствах может пройти несколько часов, прежде чем система с низкой точкой росы сбалансируется и остаточная влага выйдет из всех материалов.
ПОЧЕМУ ИЗМЕРЯЕТСЯ НИЗКАЯ ТОЧКА РОСЫ?
Причин для контроля точки росы может быть много. Системы сжатого воздуха с чрезмерно высокой точкой росы могут конденсироваться, что приводит к блокировке или коррозии клапанов. В дополнение к этому, системы сухого сжатого воздуха требуют меньше обслуживания, что снижает затраты. Подключенное к системе оборудование предъявляет высокие требования к сухости и требует низкой точки росы сжатого воздуха.
Кроме того, существуют чувствительные процессы, такие как сушка гранулята для литья под давлением и сжатый воздух для систем окраски распылением, которые предъявляют особенно высокие требования к точке росы системы. Системы сжатого воздуха можно дополнительно классифицировать в соответствии со стандартом ISO 8573. В зависимости от классификации системы существуют разные точки росы, которые необходимо отслеживать и контролировать.
Измерение точки росы при очень низких точках росы.
Датчики точки росы используются для измерения и контроля температуры точки росы. Точка росы (или температура точки росы) показывает температуру воздуха, при которой вода, содержащаяся в воздухе, будет конденсироваться. Если это происходит, например, в системе сжатого воздуха, это может привести к повреждению системы и потере качества конечного продукта.
Датчики точки росы (датчики конденсации) используются в строительных технологиях для оценки риска образования конденсата, например, на потолках систем климат-контроля, в трубопроводах или шкафах управления до того, как это приведет к повреждению.
Датчики точки росы E+E обеспечивают надежное и высокоточное измерение точки росы на основе гигрометрического принципа измерения и подходят для следующих применений:
- Измерение точки росы в системах сжатого воздуха, холодильных осушителях и промышленных процессах сушки.
- Раннее обнаружение конденсата на поверхностях и трубопроводах (например, охлаждающие потолки, шкафы управления, системы кондиционирования воздуха).
- Мобильное селективное измерение точки росы (ручной измеритель) в секторе HVAC.
Монитор конденсации
Монитор точки росы надежно предотвращает образование конденсата на трубах или плоских поверхностях.
Ручной измеритель точки росы
Для измерения точки росы в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
Преобразователи точки росы
Для измерения очень низких точек росы. Монолитный датчик точки росы для очень высокой точности измерения.
Датчики точки росы для систем сжатого воздуха и промышленных процессов сушки
Температура точки росы играет важную роль в системах сжатого воздуха и, в частности, в промышленных процессах сушки.
Чрезмерная влажность в системе сжатого воздуха или трубопровода может иметь дорогостоящие последствия для надежности процесса, доступности системы и качества продукции. Компактные датчики точки росы от E+E Elektronik обеспечивают точный и надежный контроль точки росы.
Для низких точек росы до -60 °C Td (-76 °F)
Датчики точки росы E+E обеспечивают точное измерение особенно низких температур точки росы до -60 °CTd (-76 °F) Ф). Высокий уровень точности измерения основан на высококачественном чувствительном элементе точки росы, разработанном E+E, в сочетании с процедурой автокалибровки.
Датчики точки росы E+E »
Монитор точки росы для надежного предупреждения о конденсации
Монитор конденсации E+E точно измеряет влажность воздуха в зависимости от температуры измеряемой поверхности и обеспечивает раннее предупреждение о образовании конденсата . Его можно монтировать на плоские поверхности и трубопроводы диаметром до 50 мм.