«Точка росы» – определение, температура и относительная влажность воздуха
Введение
Хочется подробнее раскрыть одну не простую тему.
К нам в проектно-расчетный центр часто обращаются с просьбой рассчитать «точку росы».
Вопросы и опасения, которые мы часто слышим:
- «Где она находится?»;
- «Нам нужно избежать ее возникновения!»;
- «Подберите толщину утеплителя так, чтобы в ней не было «точки росы», и т.д.
Давайте разберем этот вопрос и рассмотрим на примерах, как и где она возникает, и на что на самом деле нужно обращать внимание, помимо самой «точки росы».
Забегая вперед, нужно избегать переувлажнения конструкций.
Что такое «точка росы»?
«Точка росы» – это температура, при которой происходит перенасыщение воздуха водяными парами и, как следствие выпадение конденсата на поверхностях, на которых эта температура достигнута.
«Точка росы» параметр, зависящий не только от температуры, но и от относительной влажности воздуха.
Чем суше воздух, тем ниже для него будет температура, при которой начнет конденсироваться пар, верно и обратное. Получается точка росы параметр переменный и количество «точек росы» может быть многочисленным, в зависимости от того, каких значений достигают температура и влажность в помещении.
Температуру «точки росы» можно определить по приложению Р СП 23-101-2004:
tint, °С | td , °С, при ᵠint, % | |||||||||||
40 | 45 | 50 | 55 | 60 | 65 | 70 | 75 | 80 | 85 | 90 | 95 | |
-5 | -15,3 | -14,04 | -12,9 | -11,84 | -10,83 | -9,96 | -9,11 | -8,31 | -7,62 | -6,89 | -6,24 | -5,6 |
-4 | -14,4 | -13,1 | -11,93 | -10,84 | -9,89 | -8,99 | -8,11 | -7,34 | -6,62 | -5,89 | -5,24 | -4,6 |
-3 | -13,42 | -12,16 | -10,98 | -9,91 | -8,95 | -7,99 | -7,16 | -6,37 | -5,62 | -4,9 | -4,24 | -3,6 |
-2 | -12,58 | -11,22 | -10,04 | -8,98 | -7,95 | -7,04 | -6,21 | -5,4 | -4,62 | -3,9 | -3,34 | -2,6 |
-1 | -11,61 | -10,28 | -9,1 | -7,98 | -7,0 | -6,09 | -5,21 | -4,43 | -3,66 | -2,94 | -2,34 | -1,6 |
0 | -10,65 | -9,34 | -8,16 | -7,05 | -6,06 | -5,14 | -4,26 | -3,46 | -2,7 | -1,96 | -1,34 | -0,62 |
1 | -9,85 | -8,52 | -7,32 | -6,22 | -5,21 | -4,26 | -3,4 | -2,58 | -1,82 | -1,08 | -0,41 | 0,31 |
2 | -9,07 | -7,72 | -6,52 | -5,39 | -4,38 | -3,44 | -2,56 | -1,74 | -0,97 | -0,24 | 0,52 | 1,29 |
3 | -8,22 | -6,88 | -5,66 | -4,53 | -3,52 | -2,57 | -1,69 | -0,88 | -0,08 | 0,74 | 1,52 | 2,29 |
4 | -7,45 | -6,07 | -4,84 | -3,74 | -2,7 | -1,75 | -0,87 | -0,01 | 0,87 | 1,72 | 2,5 | 3,26 |
5 | -6,66 | -5,26 | -4,03 | -2,91 | -1,87 | -0,92 | -0,01 | 0,94 | 1,83 | 2,68 | 3,49 | 4,26 |
6 | -5,81 | -4,45 | -3,22 | -2,08 | -1,04 | -0,08 | 0,94 | 1,89 | 2,8 | 3,68 | 4,48 | 5,25 |
7 | -5,01 | -3,64 | -2,39 | -1,25 | -0,21 | 0,87 | 1,9 | 2,85 | 3,77 | 4,66 | 5,47 | 6,25 |
8 | -4,21 | -2,83 | -1,56 | -0,42 | -0,72 | 1,82 | 2,86 | 3,85 | 4,77 | 5,64 | 6,46 | 7,24 |
9 | -3,41 | -2,02 | -0,78 | 0,46 | 1,66 | 2,77 | 3,82 | 4,81 | 5,74 | 6,62 | 7,45 | 8,24 |
10 | -2,62 | -1,22 | 0,08 | 1,39 | 2,6 | 3,72 | 4,78 | 5,77 | 6,71 | 7,6 | 8,44 | 9,23 |
11 | -1,83 | -0,42 | 0,98 | 1,32 | 3,54 | 4,68 | 5,74 | 6,74 | 7,68 | 8,58 | 9,43 | 10,23 |
12 | -1,04 | 0,44 | 1,9 | 3,25 | 4,48 | 5,63 | 6,7 | 7,71 | 8,65 | 9,56 | 10,42 | 11,22 |
13 | -0,25 | 1,35 | 2,82 | 4,18 | 5,42 | 6,58 | 7,66 | 8,68 | 9,62 | 10,54 | 11,41 | 12,21 |
14 | 0,63 | 2,26 | 3,76 | 5,11 | 6,36 | 7,53 | 8,62 | 9,64 | 10,59 | 11,52 | 12,4 | 13,21 |
15 | 1,51 | 3,17 | 4,68 | 6,04 | 7,3 | 8,48 | 9,58 | 10,6 | 11,59 | 12,5 | 13,38 | 14,21 |
16 | 2,41 | 4,08 | 5,6 | 6,97 | 8,24 | 9,43 | 10,54 | 11,57 | 12,56 | 13,48 | 14,36 | 15,2 |
17 | 3,31 | 4,99 | 6,52 | 7,9 | 9,18 | 10,37 | 11,5 | 12,54 | 13,53 | 14,46 | 15,36 | 16,19 |
18 | 4,2 | 5,9 | 7,44 | 8,83 | 10,12 | 11,32 | 12,46 | 13,51 | 14,5 | 15,44 | 16,34 | 17,19 |
19 | 5,09 | 6,81 | 8,36 | 9,76 | 11,06 | 12,27 | 13,42 | 14,48 | 15,47 | 16,42 | 17,32 | 18,19 |
20 | 6,0 | 7,72 | 9,28 | 10,69 | 12,0 | 13,22 | 14,38 | 15,44 | 16,44 | 17,4 | 18,32 | 19,18 |
21 | 6,9 | 8,62 | 10,2 | 11,62 | 12,94 | 14,17 | 15,33 | 16,4 | 17,41 | 18,38 | 19,3 | 20,18 |
22 | 7,69 | 9,52 | 11,12 | 12,56 | 13,88 | 15,12 | 16,28 | 17,37 | 18,38 | 19,36 | 20,3 | 21,6 |
23 | 8,68 | 10,43 | 12,03 | 13,48 | 14,82 | 16,07 | 17,23 | 18,34 | 19,38 | 20,34 | 21,28 | 22,15 |
24 | 9,57 | 11,34 | 12,94 | 14,41 | 15,76 | 17,02 | 18,19 | 19,3 | 20,35 | 21,32 | 22,26 | 23,15 |
25 | 10,46 | 12,75 | 13,86 | 15,34 | 16,7 | 17,97 | 19,15 | 20,26 | 21,32 | 22,3 | 23,24 | 24,14 |
26 | 11,35 | 13,15 | 14,78 | 16,27 | 17,64 | 18,95 | 20,11 | 21,22 | 22,29 | 23,28 | 24,22 | 25,14 |
27 | 12,24 | 14,05 | 15,7 | 17,19 | 18,57 | 19,87 | 21,06 | 22,18 | 23,26 | 24,26 | 25,22 | 26,13 |
28 | 13,13 | 14,95 | 16,61 | 18,11 | 19,5 | 20,81 | 22,01 | 23,14 | 24,23 | 25,24 | 26,2 | 27,12 |
29 | 14,02 | 15,86 | 17,52 | 19,04 | 20,44 | 21,75 | 22,96 | 24,11 | 25,2 | 26,22 | 27,2 | 28,12 |
30 | 14,92 | 16,77 | 18,44 | 19,97 | 21,38 | 22,69 | 23,92 | 25,08 | 26,17 | 27,2 | 28,18 | 29,11 |
31 | 15,82 | 17,68 | 19,36 | 20,9 | 22,32 | 23,64 | 24,88 | 26,04 | 27,14 | 28,08 | 29,16 | 30,1 |
32 | 16,71 | 18,58 | 20,27 | 21,83 | 23,26 | 24,59 | 25,83 | 27,0 | 28,11 | 29,16 | 30,16 | 31,19 |
33 | 17,6 | 19,48 | 21,18 | 22,76 | 24,2 | 25,54 | 26,78 | 27,97 | 29,08 | 30,14 | 31,14 | 32,19 |
34 | 18,49 | 20,38 | 22,1 | 23,68 | 25,14 | 26,49 | 27,74 | 28,94 | 30,05 | 31,12 | 32,12 | 33,08 |
35 | 19,38 | 21,28 | 23,02 | 24,6 | 26,08 | 27,64 | 28,7 | 29,91 | 31,02 | 32,1 | 33,12 | 34,08 |
Как найти «точку росы»?
Давайте посмотрим, где в конструкции будет находится точки росы.
В качестве примера возьмем ограждающую стену.
Конструкция стены имеет следующий состав:
- Железобетон толщиной 180 мм;
- Минераловатный утеплитель Техновент СТАНДАРТ толщиной 150 мм;
- Система вентилируемого фасада (условно не показана).
Месторасположение объекта г. Москва. Температура в помещении +20 °С, влажность 55%. Температура «точки росы» при данных параметрах согласно приложению Р СП23-101-2004 составляет +10,69 °С.
Рассмотрим несколько примеров. Предположим, расчетная температура наружного воздуха = -26 °С:
В этом случае точка росы располагается в слое утеплителя на расстоянии 22 мм от границы слоев.
Рассмотрим еще пример, при котором расчетная температура наружного воздуха = -5 °С:
Теперь точка росы располагается в слое утеплителя на расстоянии 50 мм от границы слоев.
Как мы видим в наших примерах «точка росы» перемещается в конструкции в ее теплоизоляционном слое и смещается в зависимости от изменения наружной температуры.
«Точка росы» всегда будет находиться в конструкции, изменяя лишь свое месторасположение.
Влияние «точки росы»
Давайте теперь разберемся на что она влияет. Согласно СП 50.13330 п. 5 в «температура на внутренних поверхностях ограждающих конструкций должна быть не ниже минимально допустимых значений (санитарно-гигиеническое требование)».
Простыми словами это требование означает, что важно чтобы на внутренней поверхности конструкции температура была выше точки росы. Если это условие не выполняется, то вполне можно получить, выпадение конденсата, образование плесени и другие негативные последствия.
Переувлажнение в ограждающей конструкции
Согласно выполненных расчетов мы выяснили, что точка росы располагается в конструкции. В связи с чем возникает вопрос. А не происходит ли влагонакопление в ограждающей конструкции? Ведь все ее материалы паропроницаемы, а точка росы располагается не на поверхности, а внутри нее.
На тот вопрос дает ответ СП 50.
13330 п. 8 «Защита от переувлажнения ограждающих конструкций».
Таким образом, для понимания увлажнения конструкции нам нужно сделать специальный расчет. Он определяет обеспечивается ли конструкциями сопротивление паропроницанию не менее требуемого значения. Оно, в свою очередь, определяется расчетом одномерного влагопереноса по механизму паропроницаемости.
Выводы
Подведя итог всему вышесказанному, можно сказать, что точка росы всегда существует в конструкции и важно, чтобы температура внутренней поверхности стены была выше «точки росы». И для понимания будет ли происходить переувлажнение конструкции необходимо делать расчет на «защиту от переувлажнения ограждающих конструкций».
Расчет температуры точки росы — nehomesdeaf
Точка росы — формула, расчет и визуализация
Что такое точка росы
Точкой росы именуется температура, до которой должен остыть воздух, чтобы имеющийся в нём пар перегретый достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.
Говоря проще, это температура, при которой падает конденсат.
Температура точки росы определяется только 2-мя параметрами: температурой и относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры.
Таблица с точкой росы
Таблицу с температурой точки росы для самых разных значений температур (от -5°С до 35°С) и относительной влаги (от 40% до 95%) воздуха в помещении можно отыскать в справочном Приложении Р к СП 23-101-2004 «Проектирование теплозащиты строений». К несчастью, в эту таблицу закралось несколько опечаток. Я подготовил для вас файл с таблицей, там опечатки исправлены.
Формула расчета точки росы
Вы можете воспользоваться формулой для приблизительного расчёта точки росы Тр (°С) в зависимости от температуры окружающей среды Т (°С) и его относительной влаги Rh (%):
Формула обладает погрешностью ±0.
4 °С в диапазоне температуры окружающей среды Т от 0°С до 60°С, температуры точки росы Тр от 0°С до 50°С, относительной влаги Rh от 1% до 100%.
Приборы с определением точки росы
Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор чтобы провести измерения воздушной влажности и его температуры. Психрометр состоит из 2-ух спиртовых термометров, один из них — простой сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Вследствии испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Чем ниже влажность, тем меньше его температура. При 100% влаги показания термометров такие же. Для определения относительной влаги применяют психрометрическую таблицу. Эти приборы сейчас применяются только в условиях лаборатории.
Самые удобные на практике исследования строений портативные электронные термогигрометры с индикацией температуры и относительной воздушной влажности на цифровом дисплее. Некоторые модели термогигрометров имеют также индикацию точки росы.
Расчет точки росы в тепловизоре
Многие модели тепловизоров имеют встроеную функцию расчета точки росы в настоящем времени и отображения на термограмме изотермы, воочию показывающей поверхности, где температура ниже точки росы во время тепловизионной съемки.
Эта функция есть, например, линейке тепловизров строительного назначения (серия «B» от «Building») FLIR Systems.
Изотерму по точке росы добавить можно на термограмму позднее в программе обработки на компьютере. Для расчета потребуется задать температуру и влажность воздуха. Изотерма закрасит на термограмме все поверхности, температура которых ниже точки росы. Не забудьте, что данная функция демонстрирует опасные для конденсации участки исключительно при услових тепловизионного исследования. Если внешняя температура увеличится, а изнутри влажность упадет, опасные зоны пропадут с термограммы (конструкции будут теплее, а точка росы ниже). Ниже показаны скриншоты программ FLIR и TESTO.
Точка росы в строительстве
О значении конденсации и точки росы при работе конструкций строительства, положении точки росы или плоскости потенциальной конденсации в стенках, оценке дефектности конструкций по условию точки росы с применением тепловизионной съемки я напишу в одной из следующих статей.
Как высчитать точку росы
При проектировании теплоизоляции зданий жилого фонда профессионалами всегда выполняется расчет точки росы с целью определения ее положения в стене снаружи. Это дает возможность понять, где существует очень высокая вероятность выделения существенного количества конденсата, и подобным образом выяснить, насколько материал который выбран ограждения отвечает эксплуатационным требованиям.
Мы не станем вылаживать тут расчет точки росы по формулам, который принято делать в строительстве, так как он очень сложен и громоздок. К слову, этим пользуются многие плохие продавцы строительных материалов, говоря нам о выделении влаги изнутри тех или других теплоизоляторов. Цель этой статьи – помочь традиционному владельцу дома самому определить точку росы в стене и задействовать это в работе.
Что такое точка росы
Нужно понимать, что воздух всегда имеет в себе пар перегретый, кол-во которого зависит от многих условий. Изнутри помещений пар выделяется от человека и от различных ежедневных процессов его деятельности – стирки, уборки, приготовления пищи и так дальше.
С наружной стороны содержание влаги в воздухе зависит от погоды, это ясно. Причем изобилие воздушной смеси парами имеет собственный предел, при достижении которого начинается конденсация влаги и рождается туман.
В большинстве случаев считают, что в данный момент воздух вобрал в себя максимально возможное кол-во пара и его относительная влажность (отмечается буквой ?) составляет 100%. Последующее изобилие как раз и приводит к возникновению тумана – очень маленьких капель воды, присутствующих во взвешенном состоянии. Но все таки всем приходилось смотреть выпадение конденсата на самых разных поверхностях и без всякого тумана.
Так бывает, когда не полностью сочный парами воздух (влажность менее 100%) граничит с поверхностью, чья температура на пару градусов ниже его своей. Фокус в том, что воздушная смесь при разной температуре может поместить различное кол-во пара. Чем температура выше, тем больше влаги она может впитать. Благодаря этому, когда смесь с относительной влажностью 80% соприкасается с более холодным объектом, то она резко охлаждается, предел ее насыщения уменьшается, а относительная влажность может достигать 100%.
В данный момент и начинается выпадение конденсата на поверхности, появляется говоря иначе точка росы. Собственно это явление можно видеть летом на траве. По утру земля и травка еще холодные, а солнце быстро нагревает воздух, влажность его около земли быстро может достигать 100% и падает роса. Интересно, что процесс конденсации сопровождается выделением энергии тепла, что была затрачена раньше на образование пара. Оттого роса быстро сходит.
Выходит, что температура точки росы – величина переменная и зависит от относительной влаги и температуры окружающей среды в нужный момент. В работе эти величины определяются при помощи разных измерителей, — термометров и психрометров. Другими словами, проведя измерение температуры и воздушной влажности, можно предположить, при какой температуре поверхности появится точка росы по таблицам, о чем речь пойдёт дальше.
Для справки. Чтобы установить влажность воздуха снаружи, нынче совсем не обязательно проводить какие-нибудь измерения, нужно только посмотреть на метеопрогноз во всемирной сети.
Там указывается и относительная влажность.
Обозначение точки росы
Сейчас нет смысла задумываться над тем, как высчитать точку росы, потому как это давно уже сделано профессионалами, а результаты сведены в таблицу. В ней указываются значения температур поверхностей, ниже которых из воздуха с разной влажностью начинает выделяться конденсат.
Как можно заметить, фиолетовым цветом тут выделена нормативная температура в помещении в зимнее время года – 20 °С, а зеленым отмечен раздел, что охватывает диапазон нормированной влаги – от 50 до 60%. При этом точка росы меняется от 9.3 до 12 °С. Другими словами, при воплощении всех норм конденсация влаги изнутри дома не представляется возможной, потому как в нем нет поверхностей с подобной температурой.
Иное дело – внешняя стена. Внутри ее омывает воздух, нагретый до +20 °С, а с наружной стороны – минус 20 °С, а иногда даже больше. Значит, в толще стены температура поэтапно растет от минус 20 °С до + 20 °С и в каком-нибудь месте она в первую очередь будет равна 12 °С, что при влаги 60% даст точку росы.
Однако для этого еще необходимо, чтобы пар перегретый добрался до данного места сквозь материал ограждения. И здесь появляется еще 1 фактор, действующий на обозначение точки росы – проходимость пара материала, которая всегда принимается во внимание во время строительства.
Сейчас можно перечислить все факторы, которые влияют на образование влаги изнутри фасадных стен во время эксплуатации:
- температура окружающей среды;
- относительная влажность воздуха;
- температура в толще стены;
- проходимость пара материала ограждения.
Примечание. Чтобы провести измерения данных показателей в толще используемых стен не существует никаких датчиков или анализаторов, их можно получить только расчетным путем.
Проходимость пара – это характеристика, показывающая, какое кол-во пара перегретого может пропустить через себя тот или другой материал за конкретный временной промежуток. К проницаемым относятся все конструктивные материалы с открытыми порами – бетон, кирпич, дерево и так дальше.
В народе бытует выражение, что дома, построенные из них, «дышат». Примерами пористого теплоизолятора служат минвата и керамзитобетон.
Из всего сказанного выше делаем вывод, что в традиционных и теплоизолированных стенах обязательно есть условия для появления точки росы. Вот здесь и рождается много небылиц и страшилок, которые связаны с большим количеством воды, прямо-таки вытекающим из стен при конденсации, и произрастающей на них массой плесени. В реальности все не очень страшно, ведь эта точка не занимает стационарную позицию в ограждении. Со временем условия с двух сторон конструкции регулярно меняются, отчего и точка росы в стене передвигается. В строительстве это называют зоной потенциальной конденсации.
Так как заграждение проницаемо, то оно может самостоятельно избавиться от выделяющейся влаги, при этом значимую роль играет система вентиляции с двух сторон. Недаром внешнее утепление стен ватой на минеральной основе выполняется вентилируемым, ведь точка росы в данном случае находится в теплоизоляторе.
Если все сделано правильно, то выделяющаяся изнутри ваты влага через поры покидает ее и уносится потоком вентиляционного воздуха.
Вот почему очень важно устроить правильную систему вентиляции в помещениях для жилья, она убирает не только вещества которые вредны, но и дополнительную влажность. Стенка мокнет лишь в одном случае: когда конденсация происходит регулярно и на протяжении продолжительного времени, а влаге деться некуда. В нормальных условиях материал просто не успевает напитаться водой.
Современные полимерные теплоизоляторы почти не пропускают пар, благодаря этому при стеновом утеплении их лучше располагать с наружной стороны. Тогда которая нужна для конденсации температура будет изнутри пенополистирола или вспененного полистирола, но пары к этому месту не доберутся, а поэтому и увлажнения не появится. И наоборот, теплоизолировать полимерным материалом внутри не стоит, так как точка росы остается в стене, а влага станет выделяться на стыке 2-ух материалов.
Пример подобной конденсации – окно с одним стеклом в зимнее время, оно не пропускает пары, отчего на поверхности внутри образуется вода.
Утепление внутри выполнимо при подобных условиях:
- стенка достаточно сухая и относительно тёплая;
- теплоизолятор обязан быть паропроницаемым, дабы выделяющаяся влага могла покинуть конструкцию;
- в доме должна отлично действовать система вентиляции.
Заключение
Итак, точка росы изнутри конструкций строительства есть всегда, при этом высчитать кол-во появляющеся влаги по формулам очень тяжело, можно только определить территорию конденсации. А это позволяет принять меры по удалению влаги, а порой и совсем не допустить ее возникновение при помощи пароустойчивых теплоизоляторов.
Обозначение точки росы
Обозначение температуры точки росы по температуре воздуха и относительной влаги
Точка росы — температура, до которой должен остыть воздух, чтобы имеющийся в нем пар перегретый достиг границы насыщения. Говоря иначе, чтобы относительная влажность газа при этом составляла 100%. Последующий приток пара перегретого или воздушное охлаждение вызывает появление влаги.
При позитивных температурах — росы, при негативных — инея, льда или снега.
Функциональный пример — в тёплое помещение заносится какая-либо вещь с мороза. Воздух над поверхностью подобной вещи охлаждается ниже точки росы (для текущей влаги и температуры) и на поверхности образуется конденсат. В последующем вещь нагревается до температуры помещения, и конденсат выветривается. Собственно, с данным и связана рекомендация не включать сразу приборы для домашнего применения, занесенные с мороза.
где a = 17.27, b = 237.7, ln — настоящий логарифм, RH — относительная влажность воздуха в долях единицы, Tp — точка росы
Согласно Википедии, в диапазоне от 0 до шестидесяти градусов Цельсия формула обладает погрешностью 0.4 градуса Цельсия.
Точка росы. Секреты!
Бесплатный калькулятор точки росы | Как рассчитывается точка росы?
Калькулятор точки росы — это удобный инструмент, который ответит на все ваши вопросы, касающиеся концепции точки росы.
Мгновенно найдите точку росы с учетом таких входных данных, как температура и относительная влажность.
Калькулятор точки росы: Вы когда-нибудь задумывались, что такое точка росы, и хотели бы ее рассчитать? Если это так, не паникуйте, так как вы можете использовать наш Калькулятор точки росы, чтобы рассчитать ее в кратчайшие сроки. Просто введите входные данные, такие как температура, относительная влажность, и нажмите кнопку расчета, чтобы быстро получить результат, то есть точку росы. Узнайте об определении точки росы, о том, как найти относительную влажность в определенных условиях, формуле для определения точки росы, формировании точки росы, комфортной температуре точки росы и т. д. в последующих разделах.
Точка росы Простыми словами — это не что иное, как температура, при которой водяной пар начинает конденсироваться в воду. Например: если в вашей комнате высокая относительная влажность, вы увидите, как на поверхности окна образуется роса. Это связано с тем, что окружающая среда окна опустилась ниже точки росы.
Относительная влажность — это не что иное, как отношение текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности для данной температуры. Другими словами, мы можем сказать, что количество влаги в воздухе по сравнению с максимальным количеством воздуха, которое может удерживать температура.
относительная_влажность = 100% * текущая абсолютная влажность / максимальная абсолютная влажность при текущей температуре
Другими словами, относительная влажность представляет собой отношение давления водяного пара Pw к давлению насыщенного водяного пара Pws, т. е. относительная_влажность = 100% * Pw / Pws
Чтобы понять относительную влажность, нужно сначала узнать об абсолютной влажности. Абсолютная влажность – это не что иное, как содержание воды в воздухе и выражается в граммах на кубический метр. Формула абсолютной влажности: абсолютная влажность = m / V, где m — масса водяного пара, V — объем смеси воздуха и водяного пара.
Physicscalc.Com содержит такие понятия, как трение, ускорение под действием силы тяжести, давление воды, гравитация и многие другие, а также их соответствующие калькуляторы под одной крышей.
Существует множество уравнений, описывающих взаимосвязь между точкой росы и относительной влажностью. Среди всех этих мы составили формулу Магнуса-Тетенса, которая дает вам точные результаты для температур в диапазоне от -45°C до 60°C. Формула точки росы определяется как
- Где Ts – точка росы
- Т — Температура
- RH – относительная влажность воздуха
- a, b — коэффициенты, а для набора констант Sonntag90 a = 17,62 и b = 243,12°C
- α(T,RH) = ln(RH/100) + aT/(b+T)
Точка росы и относительная влажность тесно связаны между собой, и их трудно понять. Теперь, когда мы объяснили формулы точки росы, относительная влажность позволяет лучше погрузиться в концепцию.
Точка росы – это точное измерение влажности воздуха. Чем выше точка росы, тем больше влаги содержится в воздухе. Относительная влажность, с другой стороны, является значением, которое зависит как от температуры, так и от давления.
Чем выше относительная влажность, тем ближе точка росы к текущей температуре воздуха. В частном случае, когда воздух максимально насыщен водой, точка росы равна текущей температуре.
Высокая точка росы может вызывать дискомфорт. Обычно при высоких температурах нашему организму требуется больше времени для испарения пота, так как воздух уже насыщен водой.
| Точка росы | Уровни комфорта |
|---|---|
| <50°F (<10°C) | немного сухой для некоторых |
| 50 — 60°F (10 — 16°C) | сухой и комфортный |
| становится липким | |
| 65 — 70°F (18 — 21°C) | неприятно, много влаги в воздухе |
| >706°F 21°C) | неудобно, угнетающе, даже опасно при температуре выше 75°F |
Существует несколько применений для точки росы, и они перечислены ниже.
- Метеорология — Используется для выражения количества влаги в воздухе.
- Авиация — В авиационной промышленности Температура точки росы используется для оценки вероятности обледенения карбюратора или появления тумана.
- Технология — Измерители точки росы используются в электронике, оптике и для производства различных технических газов, таких как h3, N2, O2, Ar и т. д.
- Сельское хозяйство — Для поддержания оптимальной влажности в теплице и предотвращения образования конденсата на растениях используется точка росы.
- Лекарство — используется для наблюдения за процессом стерилизации.
1. Что такое точка росы простыми словами?
Точка росы – это максимально возможная температура, при которой водяной пар может конденсироваться и образовывать росу.
2. Что такое формула точки росы?
Формула точки росы определяется выражением Ts = (bα(T,RH)) / (a - α(T,RH))
3.
Что произойдет, если точка росы окажется выше температуры?
Чем выше поднимается точка росы, тем большее количество влаги в воздухе вызывает дискомфорт.
Получение формулы приближения температуры точки росы
Недавно мне задали следующий вопрос: Как получить следующее приближение для температуры точки росы?
\[T_{dp} = \frac{4030\left( T_{db} + 235 \right)}{ 4030 — \left(T_{db} + 235 \right) \ln \phi} — 235\]
Здесь температуры указаны в градусах Цельсия (°C) и относительных влажность — это значение от 0 до 1.
Я встречал эту формулу в других контекстах, но не видел отсылка или его производное. Поэтому я рассматривал это как вызов для определения истоки этого.
Я не только представлю механический вывод, но и постараюсь поделиться некоторые из стратегий решения проблем, которые сопровождали его.
Первое, на что следует обратить внимание, это то, что формула является функцией сухого
температуры луковицы и относительной влажности.
Температура по сухому термометру составляет
основное измерение, но у нас есть определение относительной влажности
(\(\фи\)).
\begin{уравнение}\label{eq:relative_humidity} \phi = \frac{p_w}{p_{ws}} \end{equation}
Поскольку наша формула предназначена для температуры точки росы, нам также понадобится определение для этого. Это температура, при которой связанная вода давление насыщения паров такое же, как и текущее (обычно не насыщенный) давление водяного пара. Это означает:
\begin{equation}\label{eq:dew_point_temp_def} p_{ws @ T_{dp}} = p_{w} \end{equation}
Мы можем заменить \( p_{w} \) из уравнения \eqref{eq:dew_point_temp_def} в числитель уравнения \eqref{eq:относительная_влажность}.
\начало{уравнение} \phi = \frac{p_{ws @ T_{dp}} }{p_{ws @ T_{db}}} \label{eq:relative_humidity_2} \end{equation}
Итак, еще один способ взглянуть на относительную влажность – это соотношение между
давление насыщенного водяного пара при температуре точки росы в зависимости от
температура по сухому термометру.
На данный момент нам нужно найти правильный состав воды давление насыщения паров. Это самая сложная часть, так как требует некоторой интуиции относительно того, что искать.
Если вы посмотрите на страница Википедии для «Давление паров воды», вы увидите множество различных формулировок. Все они приблизительны с разной точностью в разных диапазонах температур.
Чтобы найти правильное приближение для этого вывода, я искал формула, в которой была хотя бы одна из констант в исходной формуле, 4030 или 235. Я специально искал что-то с часть температуры плюс 235 (\(T + 235\)), так как это четкая закономерность в исходной формуле.
На странице Википедии приближение уравнения Антуана для давление насыщения имело член \(C + T\), где значение \(C\) было указано как 233,426 от 1 до 99 ° C и 244,485 ° C от 100 ° C. и 374°С. Это очень близко к значению 235, которое я искал. Уравнение Антуана имеет вид
\begin{equation} \log_{10} ( p_{ws} ) = A — \frac{B}{T + C} \end{equation}
Это похоже на форму, которую стоит попробовать.
Тогда я начал искать
«Уравнение Антуана 235» в поиске в Интернете. 9{-1}\),
\(С=235,0°С\),
Вот 235, которые мы искали! Теперь это была отсылка к другим оригинальные публикации. Похоже, оригинальные ссылки на эти константами были:Dreisbach, R.R. Physical Properties of Chemical Compunds, Vol. III , стр. 474 Достижения в области химии, серия № 29. Американское химическое общество, Washingtion, 1961.
Lange, N.A. Handbook of Chemistry, 10th Edition , pg. 1438. Макгроу-Хилл, Нью-Йорк, 19 лет.61.
Вот как это на самом деле выглядит в Physical Properties of Chemical Compunds, Vol. III ссылка. Константы для уравнение Антуана находится в красном прямоугольнике.
Итак, уравнение Антуана для давления насыщения водяного пара, которое будет используется для получения исходной формулы
\begin{equation} \log_{10} ( p_{ws} ) = A — \frac{B}{T + C} = 8,10765 — \frac{1750,286}{T + 235,0} \end{equation}
где \(p_{ws}\) в единицах мм рт.