Влажность воздуха точка росы: Простая физика — EASY-PHYSIC

Простая физика — EASY-PHYSIC

Вспомним основное, что мы знаем о влажности воздуха.

Так как на нашей планете очень много открытых водных поверхностей — моря, океаны, реки и озера, то безусловно, вода испаряется с этих огромных площадей и пар присутствует в воздухе абсолютно везде, даже в жаркой пустыне. Сколько этой самой воды в виде пара присутствует в одном кубическом метре воздуха — показывает абсолютная влажность, выражается она в г/м куб. Вы наверное заметили, что единицы измерения абсолютной влажности — такие же, как и у плотностей веществ. Действительно, абсолютная влажность — это и есть плотность водяного пара.

Абсолютная влажность   — это количество граммов водяного пара, содержащееся в кубическом метре воздуха при данных условиях

Испарение — это вылет молекул вещества с поверхности жидкости, и, как белые шахматы не могут без черных, так испарение не обходится без обратного процесса — конденсации. Часть молекул неизбежно возвращается обратно в жидкость.

Если количество молекул, покидающих жидкость в единицу времени, равно количеству молекул, возвращающихся обратно — то пар называется насыщенным, то есть в пространстве над жидкостью не может уже находиться большее количество молекул. Понятно, что если температура высокая — то плотность такого насыщенного пара одна, а если низкая — то другая. Существует таблица, в которой указано, как изменяется давление и плотность насыщенного водяного пара  в зависимости от температуры.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности  к плотности насыщенного водяного пара  при той же температуре.

Относительную влажность выражают в процентах: . Плотность водяного пара по-другому — это количество молекул в данном объеме, то есть она непосредственно связана с концентрацией молекул. А от концентрации зависит давление пара . Поскольку мы рассматриваем все при одной и той же температуре, и нас не интересуют молекулы других газов, которые тоже присутствуют в воздухе, а только молекулы воды, можем записать относительную влажность как процентное отношение парциального давления пара  пара в воздухе к давлению насыщенного пара :

Парциальным называют давление водяного пара, которое он производил бы в отсутствие других газов в воздухе.

Что будет происходить с паром, если его охлаждать, как это происходит при наступлении летней ночи? Будем считать, что атмосферное давление этой ночью не меняется. Согласно уравнению  , при снижении температуры и постоянном давлении концентрация молекул n должна расти, то есть плотность пара будет увеличиваться, пока он не станет насыщенным.

Точкой росы называется такая температура, при которой насыщенный пар начинает конденсироваться (выпадает роса).

Точка росы зависит от относительной влажности воздуха: если воздух сухой, и пара в нем мало, то температура должна сильно понизиться, чтобы пар стал насыщенным, и затем начал конденсироваться. А если влажность высокая — то воздуху достаточно немного охладиться, чтобы пар достиг состояния насыщения и выпала бы роса. Если относительная влажность равна 100% — то мы находимся в точке росы, то есть текущая температура — это и есть точка росы.

Теперь подумаем, что будет, если изменять объем сосуда, в котором находится насыщенный пар — а именно, уменьшать. Будет ли расти плотность пара или нет? Как мы уже заметили, плотность водяного пара можно записать как число молекул в объеме сосуда. А если пар насыщенный, то в данном объеме не может содержаться большее число молекул. Поэтому, если объем сосуда уменьшить, «лишние» молекулы конденсируются, и плотность пара останется той же, что и была.

Ну а теперь применим эти знания, и попробуем решать задачи.

1. Давление водяного пара при температуре  было равно 1 кПа. Был ли этот пар насыщенным?

По таблице, которую можно найти на странице Справочник, определяем, что давление насыщенного пара при температуре  должно быть равно 1, 6 кПа. Давление нашего пара меньше, значит, он не насыщенный.

2. В закрытом сосуде емкостью 5 л находится ненасыщенный водяной пар массой 50 мг. При какой температуре пар будет насыщенным?

Найдем плотность водяного пара:  . Нам нужно найти плотность в , значит, перевести милиграммы в граммы, а литры — в . Тогда плотность . В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры — .

3. Во сколько раз концентрация молекул насыщенного водяного пара при  больше, чем при ?

По уравнению состояния идеального газа  . Выражаем концентрацию:  . Находим отношение концентраций: .  Давление насыщенного пара опять найдем по  таблице: при  это 12,33 кПа, а при — 0,87 кПа. Не забудем также перевести температуру в  в температуру по абсолютной шкале:  , . Теперь считаем: . Между прочим, плотность, как уже было сказано ранее, это количество молекул в единице объема, поэтому задачу можно было решить проще: найти отношение плотностей насыщенного пара при этих температурах: .

4. Парциальное давление водяного пара в воздухе при  было 1,1 кПа. Найти относительную влажность.

Для того, чтобы воспользоваться формулой , нам нужно знать давление насыщенного пара, а его можно определить по таблице, оно равно 2,2 кПа. Определяем влажность: 

Ответ: 50 %

5. Относительная влажность воздуха вечером при  равна 50%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до ?

Нужно узнать, является ли температура  точкой росы, то есть будет ли пар насыщенным при такой температуре. Определить, будет ли пар насыщенным, можно по его плотности, а плотность найдем по формуле относительной влажности: , откуда . По уже знакомой нам таблице определяем, что при  плотность насыщенного пара равна 8,3 , что больше, чем найденная нами. Поэтому пар не будет насыщенным и роса не выпадет. А вот если бы температура опустилась бы до  и ниже, то роса выпала бы, так как при такой влажности   — точка росы.

6. В цилиндре под поршнем находится водяной пар массой 0,4 г при температуре 290 К. Этот пар занимает объем 40 л. Как можно сделать пар насыщенным?

Найдем плотность пара в сосуде:

. Теперь перейдем от абсолютной температуры к температуре в : .  В таблице находим соответствующее такой плотности значение температуры насыщенного пара — . То есть первый путь сделать наш пар насыщенным — это понизить его температуру на 6 градусов. Однако есть еще один путь: можно уменьшить объем. Действительно, плотность насыщенного пара при температуре  составляет 14,4 . Зная массу пара, найдем по плотности объем:  — то есть, если объем сосуда станет равным 27,7 л, то пар в нем будет насыщенным. Таким образом, второе решение — уменьшить объем сосуда на 12,3 л.

7. Сухой термометр психрометра показывает , а влажный . Относительная влажность, измеренная по волосному гигрометру

, равна 30%. Правильны ли показания гигрометра?

Воспользуемся психрометрической таблицей , чтобы по показаниям сухого и влажного термометров определить относительную влажность. Сначала найдем разность показаний термометров: . Теперь по этой разности находим в таблице нужный столбец, и двигаемся по нему вниз до строки  — показаний сухого термометра. В ячейке на пересечении столбца и строки находим значение относительной влажности — 30%.

Значит, волосяной гигрометр показывает верную влажность.

8. Дав­ле­ние пара в по­ме­ще­нии при тем­пе­ра­ту­ре  равно 756 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при этой же тем­пе­ра­ту­ре равно 880 Па. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна (ответ округ­лить до целых)

1) 1%
2) 60%
3) 86%
4) 100%

Воспользуемся формулой : 

Ответ: 3.

9. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха равна 42%, пар­ци­аль­ное дав­ле­ние пара при тем­пе­ра­ту­ре   рано 980 Па. Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го пара при за­дан­ной тем­пе­ра­ту­ре равно (ответ округ­лить до целых)

1) 980 Па
2) 2333 Па
3) 1022 Па
4) 412 Па

Воспользуемся формулой , из которой выразим давление насыщенного пара:   Па

Ответ: 2.

10. В со­су­де с по­движ­ным порш­нем на­хо­дят­ся вода и её на­сы­щен­ный пар. Объём пара изо­тер­ми­че­ски умень­ши­ли в 2 раза.

Кон­цен­тра­ция мо­ле­кул пара при этом

1) умень­ши­лась в 2 раза
2) не из­ме­ни­лась
3) уве­ли­чи­лась в 2 раза
4) уве­ли­чи­лась в 4 раза

Так как температура не менялась, то плотность пара при данной температуре неизменна, а значит, количество молекул в объеме одно и то же. То есть концентрация остается точно такой же, просто часть пара перейдет в жидкое состояние (конденсируется).

Ответ: 2.

11.

 От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха в ци­лин­дре под порш­нем равна 60%. Воз­дух изо­тер­ми­че­ски сжали, умень­шив его объём в два раза. От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха стала

1) 120 %
2) 100 %
3) 60 %
4) 30 %

Так как температура не менялась, то давление и плотность  насыщенного пара до сжатия и после одинаковы. При сжатии вдвое уменьшился объем, а масса водяного пара осталась прежней, значит, плотность пара вдвое увеличилась. С помощью формулы найдем отношение влажности до сжатия и после: , и .

Однако же, плотность водяного пара не может превышать значения 100%: когда будет достигнуто это значение, начнется  конденсация, и плотность все равно будет равна 100%.

Ответ: 2.

12. 

Ка­ко­ва от­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха при тем­пе­ра­ту­ре  , если точка росы ? Дав­ле­ние на­сы­щен­но­го во­дя­но­го пара при  равно 2,33 кПа, а при  — 1,4 кПа. Ответ вы­ра­зи­те в про­цен­тах и округ­ли­те до целых.

1) 60%
2) 50%
3) 40%
4) 75%

В точке росы относительная влажность равна 100%, поэтому, зная давление насыщенного пара, можем определить парциальное давление:

, ,  кПа.

Находим влажность воздуха:

Ответ: 1.

Влажность воздуха. точка росы. —

Одним из основных параметров воздуха, на который следует уделить внимание при проектировании пневмосистем, является влажность, т.е. количество содержащегося в воздухе водяного пара.

Воздух, поступающий в компрессор из окружающей среды, всегда содержит влагу.   Величину, характеризующую, сколько именно грамм воды содержит кубический метр воздуха, называют «абсолютной влажностью». Установлено, что способность воздуха удерживать воду зависит главным образом от его температуры. Например при температуре +20°С, один кубический метр воздуха (под атмосферным давлением) способен удержать 17,31 грамм воды,  а при температуре -20°С всего 0,88 грамма.

Но, как правило, исходный воздух насыщен водяным паром частично. Для того чтобы ориентироваться, насколько сильно увлажнен воздух относительно своей  максимальной способности удерживать влагу, используется понятие «относительная влажность». Относительную влажность замеряют специальными приборами – «гигрометрами». Для правильного проектирования технологической цепочки по производству сжатого воздуха важно знать относительную влажность исходного воздуха, или диапазон ее колебаний. Например, при относительной влажности воздуха 60% и температуре +20°С фактическое количество влаги в одном кубометре воздуха составит 10,38 г/м³.

Оценивая  количество влаги, которая в процессе сжатия, выпадет как конденсат в компрессоре и пневмосистеме, а также принимая решение купить промышленный осушитель для доведения свойств сжатого воздуха до нужных параметров, заказчик неизбежно сталкивается с характеристикой  «точка росы», являющейся одной из основных, при выборе осушителя.

Не вдаваясь в тонкости физического процесса, «точку росы» можно определить, как температуру, ниже которой из воздуха начинает выделяться влага (то ли в виде тумана, то ли в виде конденсата). Точка росы универсально характеризует сухость воздуха и служит одним из главных параметров, определяющих какой осушитель необходимо приобрести.

Международный стандарт DIN ISO 8573-1 устанавливает шесть классов чистоты воздуха. Наряду с предельным содержанием масла и пыли, стандарт определяет требования по влажности воздуха:

Класс	Точка росы °С	Область применения
1	– 70	Пневматические системы регулирования. Измерительное оборудование. Пневматика. Высококачественное распыление красок. Конечная обработка поверхностей. Воздух для дыхания. Пивоваренное производство. Производство молочных продуктов. Фармацевтическая промышленность.
2	– 40
3	– 20	Медицинское оборудование. Воздух для дыхания. Высококачественный воздух для транспортирования. Пищевая промышленность.
4	+3	Воздух для транспортирования. Общезаводской воздух. Высококачественная пескоструйная очистка. Пневматический инструмент. Пневматические системы регулирования. Распыление красок. Кондиционирование. Измерительные и регулирующие системы.
5	+7	Общепромышленный воздух. Воздух для выдувания, пескоструйная очистка. Простые покрасочные работы.
6	+ 10

На сегодняшний день компания  «Далгакиран» предлагает широчайший спектр осушителей воздуха различных типов, способных удовлетворить нужды самого требовательного потребителя.

Но, подбирая осушители, сравнивая их характеристики, следует обращать внимание не просто на «точку росы» (общепринятое обозначение  «DP»), а на а «точку росы под давлением»  (DPD) – температуру при которой конденсируется влага в воздухе, сжатом до рабочего давления.  Разницу хорошо иллюстрирует пример: «точка росы под давлением» +2°С (при давлении в системе 7 бар), эквивалентна «точке росы» -23°С при атмосферном давлении.

Естественно, чем ниже требуемая точка росы, тем больше капитальные и эксплуатационные расходы на подготовку воздуха. Если не учесть все нюансы, может оказаться, что выбранный осушитель не сумеет подготовить необходимые объемы воздуха до требуемых параметров, или напротив  – приобретенный осушитель избыточен по своим характеристикам, а, следовательно, заказчик понес  лишние расходы.

Чтобы приобретаемое оборудование идеально соответствовало именно Вашим производственным задачам, обратитесь к специалистам компании «Далгакиран». Наши представительства есть во всех крупных городах Украины. Куда бы Вы не позвонили: в Киев, Донецк, Днепропетровск, Львов, Одессу, Ровно, Харьков, Хмельницкий – мы всегда ответим на Ваши вопросы и поможем рассчитать и подобрать нужный Вам осушитель воздуха и другое оборудование для производства сжатого воздуха.  

Насколько полезным был этот пост?

Нажмите на звездочку, чтобы оценить!

Средний рейтинг 5 / 5. Количество голосов: 2

Голосов пока нет! Будьте первым, кто оценит этот пост.

Влажность воздуха. Точка росы. Гигрометр

Похожие презентации:

Регионы Российской Федерации

Демографическая проблема

Страны мира. Италия. (2 класс)

Геофизические исследования скважин

Страна Италия

Моя родина Кыргызстан

Проект по географии «Развитие Дальнего Востока в 21 веке» (9 класс)

Магнитные аномалии

Игра-викторина «Путешествие по Беларуси»

Создание национального парка в Танзании

1.

Влажность воздуха.ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.
Работу выполнила
Ученица 9 «В» класса
МОУ Лицея № 1
Сермягина Анастасия.

2. Влажность воздуха.

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА.
Влажность воздуха — содержание водяного
пара в воздухе; одна из наиболее
существенных характеристик погоды и
климата.
Влажность воздуха характеризуется
абсолютной и относительной влажностью,
дефицитом влажности, упругостью
водяного пара, удельной влажностью,
точкой росы.

3. Абсолютная влажность

АБСОЛЮТНАЯ ВЛАЖНОСТЬ
Абсолютной влажностью воздуха
называют массу водяного пара,
содержащегося в 1 м3 воздуха,
или плотность водяного пара,
содержащегося в воздухе.

4. Относительная влажность.

ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ.
Относительной влажностью воздуха( )
называют величину, равную отношению
плотности водяного пара, содержащегося в
воздухе, (абсолютной влажности) к
плотности насыщенного водяного пара
при этой температуре:

5.

ТОЧКА РОСЫТемпература, при которой
пар, содержащийся в
атмосфере становится
насыщенным, называется
точкой росы. По утрам, когда
температура воздуха
понижается, пар охлаждается и
при некоторой температуре
становится насыщенным.
Дальнейшее понижение
температуры окружающей среды
приводит уже к конденсации
этого пара в виде появления
тумана и росы. Роса
свидетельствует о том, что
влажность была 100%.
Относительную влажность
можно измерять с помощью ряда
приборов, специально
созданных для этого. Это
гигрометры и психрометры.

6. Гигрометр

ГИГРОМЕТР
Гигрометр — прибор для
измерения влажности
воздуха. Существует
несколько типов
гигрометров, действие
которых основано на
различных принципах:
весовой, волосной,
плёночный и др.
Конденсационный
гигрометр
1. Металлическая
коробочка
2. Передняя стенка
3. Отполированное кольцо
4. Теплоизолирующая
прокладка
5. Резиновая груша
6. Термометр

7. Гигрометр

ГИГРОМЕТР
Волосной гигрометр
Действие волосного
гигрометра основано
на свойстве
обезжиренного
человеческого волоса
изменять свою длину
при изменении
влажности воздуха,
что позволяет
измерять
относительную
влажность от 30 до
100 %. Волос натянут
на металлическую
рамку. Изменение
длины волоса
передаётся стрелке,
перемещающейся
вдоль шкалы.

8. Психрометр

ПСИХРОМЕТР
Психрометр (греч. psychrós —
холодный) — прибор для
измерения влажности воздуха и
его температуры. Простейший
психрометр состоит из двух
независимых термодатчиков, один
из которых используется как сухой
термометр, а другой — как
влажный. Влажный термодатчик
обернут хлопчатобумажной
тканью, которая обмакнута в сосуд
с водой. Благодаря протекающему
воздушному потоку и, вследствие
этого, испарению, поверхность
увлажненного термодатчика
охлаждается. Одновременно
измеряется температура
окружающего воздуха с помощью
второго термодатчика
(температура сухого термометра).
Полученная таким образом
разность температур является
мерой находящейся в воздухе
относительной влажности.
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА
Показания
сухого
термометра,
°С
0
12
100
89
78
68
57
48
38
13
100
89
79
69
59
49
14
100
89
79
70
60
15
100
90
80
71
16
100
90
81
17
100
90
18
100
19
Разность показаний сухого и влажного термометров, °С
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
29
20
11
—
40
31
23
14
6
51
42
34
25
17
9
61
52
44
36
27
20
12
71
62
54
46
37
30
22
15
81
72
64
55
47
39
32
24
17
91
82
73
65
56
49
41
34
27
20
100
91
82
74
65
58
50
43
35
29
22
20
100
91
83
74
66
59
51
44
37
30
24
21
100
91
83
75
67
60
52
46
39
32
26
22
100
92
83
76
68
61
54
47
40
34
28
23
100
92
84
76
69
61
55
48
42
36
30
24
100
92
84
77
69
62
56
49
43
37
31
25
100
92
84
77
70
63
57
50
44
38
33
Относительная влажность, %
Определите влажность воздуха при
разности показаний термометров
равной 5 и при температуре 19°
(показания сухого термометра).
Чему равна разность показаний
термометров при влажности воздуха 48 % и при температуре 23° (показания
сухого термометра).

12. Значение влажности воздуха.

ЗНАЧЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ
ВОЗДУХА.
Влажность воздуха, существенно влияя на теплообмен организма с
окружающей средой, имеет большое значение для
жизнедеятельности человека.
При низкой температуре и высокой влажности воздуха повышается
теплоотдача и человек подвергается большему охлаждению
При высокой температуре и высокой влажности воздуха теплоотдача
резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно
при выполнении физической работы. Высокая температура легче
переносится, когда В. в. понижена. Так, при работе в горячих цехах
оптимальное влияние на теплообмен и самочувствие оказывает
относительная В. в. 20%.
Наиболее благоприятной для человека в средних климатических
условиях является относительная влажность воздуха 40-60%.
Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в
помещениях применяют вентиляцию, кондиционирование воздуха и
др.
Объясни
Почему
запотевают
фрукты,
вынутые из
холодильника?
Как по внешнему
виду отличить в
бане трубу с
холодной водой от
трубы с горячей
водой?
Почему
запотевают очки,
когда человек с
мороза входит в
комнату?
Почему в
морозные дни
над полыньей в
реке образуется
туман?

18. Материалы взяты :

http://ru.wikipedia.org/wiki/Влажность.
www.inrost.ru/guide/cleaners/humidity.html#4
http://www.glossary.ru/cgibin/gl_sch3.cgi?RCrgmtuxy;!iunkz)g
«Физика 8». А. В. Пёрышкин.
«Физика 8». Н. С. Пурышева, Н. Е. Важеевская .
«Задачник 10-11 класс». А.П. Рымкевич.
«Сборник задач по физике 7-9».В.И. Лукашик,
Е.В. Иванова.

English     Русский Правила

Зависимость относительной влажности от точки росы в системах сжатого воздуха – Fluid-Aire Dynamics

Знаете ли вы, как рассчитать точку росы и относительную влажность для вашей системы сжатого воздуха? Понимание этих мер и того, как они связаны, поможет вам поддерживать оптимальную производительность вашей системы сжатого воздуха. Чтобы свести к минимуму проблемы с конденсацией в вашей системе, важно знать, сколько влаги содержится в воздухе по сравнению с тем, сколько влаги воздух способен удерживать. Измерение или расчет точки росы и относительной влажности (RH) может помочь вам избежать проблем с вашей системой сжатого воздуха и производственными приложениями. Вот как узнать, слишком ли высока ваша точка росы под давлением, и что вы можете сделать, чтобы это исправить.

Какая связь между относительной влажностью и точкой росы?

Точка росы и относительная влажность связаны, но это не одно и то же. Это помогает понять, что означает каждый термин и как они взаимосвязаны.

Что такое точка росы?

Точка росы – это температура, при которой водяной пар в воздухе начинает конденсироваться в жидкость. Точка росы – это показатель того, сколько влаги содержится в воздухе. Более высокая точка росы означает, что в воздухе больше влаги.

Количество воды, которое может содержаться в объеме воздуха, напрямую связано с его температурой. Более теплый воздух может содержать больше водяного пара, чем более холодный. По мере охлаждения воздуха при постоянном давлении он становится все более и более насыщенным. По мере того как температура продолжает падать, избыточная вода конденсируется в виде жидкости. Температура, при которой это происходит, и есть точка росы.

Мы видим это в действии в природе при атмосферном давлении. Теплый дневной воздух содержит больше влаги (или влажности). Когда ночью температура падает, на траве и других поверхностях образуется роса. Чем выше влажность воздуха, тем выше температура, при которой начинает образовываться конденсат. При очень низкой влажности конденсат может не образовываться до тех пор, пока температура не опустится ниже точки замерзания воды. Мы называем это точкой замерзания.

Что такое относительная влажность?

Относительная влажность (RH) является мерой насыщенности воздуха, другими словами, сколько влаги содержится в воздухе по отношению к общей способности воздуха удерживать влагу. Помните, что это относительная мера. Одна только относительная влажность не говорит вам, сколько общей влаги содержится в воздухе. Он просто говорит вам, насколько вы близки к насыщению для данной температуры и давления. При 100% относительной влажности воздух полностью насыщен. Любая дополнительная влага, попадающая в воздух в этот момент, приведет к образованию конденсата. При относительной влажности 50 % воздух может продолжать поглощать дополнительную влагу, не вызывая конденсации.

Как и точка росы, относительная влажность напрямую связана с температурой. В день с температурой 40°F и влажностью 100% влажность воздуха в абсолютном выражении намного меньше, чем в день с температурой 85°F и влажностью 50%. Вот почему более прохладные дни кажутся более сухими, даже если указанная относительная влажность одинакова. По мере охлаждения воздуха относительная влажность повышается, даже если в воздух не поступает дополнительная влага. Когда мы достигаем температуры, при которой относительная влажность составляет 100%, мы достигаем точки росы.

Расчет точки росы под давлением и относительной влажности для сжатого воздуха

Количество влаги в воздухе вашей системы сжатого воздуха в значительной степени зависит от влажности наружного воздуха. Чем больше влаги присутствует во всасываемом воздухе, тем больше водяного пара (и, возможно, конденсата) попадет в вашу систему сжатого воздуха.

Точка росы в системе сжатого воздуха известна как точка росы под давлением (PDP), например, точка росы в PSI, при которой работает система. (Это контрастирует с атмосферной точкой росы или точкой росы воздуха при атмосферном давлении.) ОВ и точка росы зависят от давления, под которым находится воздух. Когда воздух находится под давлением, лишняя влага выжимается из воздуха, как вода из губки.

Чтобы представить себе это, вспомните, что влагоемкость воздуха зависит от его температуры. Это означает, что 1 м3 всасываемого воздуха и 1 м3 сжатого воздуха при одинаковой температуре могут содержать одинаковое количество воды. Но при сжатии мы сжимаем намного больше воздуха (в пересчете на фактические молекулы воздуха и водяного пара) в наш 1 м3. Если мы поднимем давление с 1 бар (атмосферное давление) до 8 бар (примерно 116 фунтов на квадратный дюйм), мы сожмем этот 1 м3 всасываемого воздуха в 1/8 м3 пространства, поэтому наш 1 м3 сжатого воздуха теперь содержит в восемь раз больше водяной пар в пересчете на 1 м3 при атмосферном давлении. Если воздух уже был насыщенным (относительная влажность 100%), вся эта лишняя вода выпадет в виде конденсата.

Для производителей важно знать точку росы и относительную влажность для давления и рабочих температур, при которых работает их система. Другими словами, сколько влаги содержится в воздухе в системе (абсолютная влажность) и насколько они близки к точке росы своей системы (относительная влажность).

Как измерить точку росы под давлением для систем сжатого воздуха

Самый простой способ определить точку росы под давлением для вашей системы сжатого воздуха — это измерить ее напрямую. Вы можете измерить PDP для вашей системы сжатого воздуха с помощью датчика точки росы. Датчик измеряет температуру и следовую влажность, чтобы определить точку, в которой начинается образование конденсата.

Aire Совет: Большинство осушителей воздуха имеют встроенные датчики точки росы для постоянного контроля точки росы в вашей системе.

Как рассчитать точку росы и относительную влажность для сжатого воздуха

Также можно рассчитать точку росы и относительную влажность для вашей системы сжатого воздуха. Для этого необходимо знать, сколько влаги содержится в воздухе, поступающем в компрессор. Сначала нам нужно будет рассчитать абсолютную влажность всасываемого воздуха, то есть общее количество водяного пара, присутствующего в данном объеме воздуха. Мы можем определить абсолютную влажность в граммах на кубический метр, если знаем относительную влажность и температуру всасываемого воздуха. Для расчета абсолютной влажности в г/м3 вам потребуется температура всасываемого воздуха в градусах Цельсия и относительная влажность (выраженная в %). Вы также будете использовать натуральный бревно (e). Формула:

Или вы можете использовать один из многих удобных онлайн-калькуляторов RH в AH, чтобы сделать это за вас.

Теперь нам нужно определить влагоемкость (также известную как плотность насыщенного пара) сжатого воздуха. Опять же, это зависит от его температуры. Это проще всего сделать с помощью кривой или таблицы насыщения, например:

 

Точка росы вашей системы – это точка, в которой относительная влажность сжатого воздуха составляет 100 %, или когда абсолютная влажность воздуха, поступающего соответствует влагоемкости сжатого воздуха. ОВ рассчитывается как:

 

Или вы можете использовать один из многих удобных онлайн-калькуляторов RH в AH, чтобы сделать это за вас.

Теперь нам нужно определить влагоемкость (также известную как плотность насыщенного пара) сжатого воздуха. Опять же, это зависит от его температуры. Это проще всего сделать, используя кривую насыщения или таблицу, например: влагоемкость сжатого воздуха. Относительная влажность рассчитывается как: 

RH = (фактическая плотность пара/плотность пара насыщения) *100

Если RH больше 100, будет конденсация. Число ниже 100 дает вам относительную влажность вашей системы и говорит вам, насколько близко вы находитесь к точке росы.

Рассмотрим пример:

• Температура всасываемого воздуха составляет 20 °C (68 °F) при относительной влажности 60 % при абсолютной влажности (фактическая плотность пара) 10,3 г/м3 (из калькулятора NOAA).
• Температура сжатого воздуха 40°C (104°F). Плотность насыщенного пара = 51 г/м3 (из таблицы).
• Воздух сжимается от 1 бар до 8 бар. Новая абсолютная влажность воздуха 10,3 г/м3 x 8 = 82,4 г/м3.
• ОВ = (82,4/51) * 100 = 162%

Поскольку 100 % — это максимальная относительная влажность, мы знаем, что в этом примере будет конденсация.

Теперь снизим входящую относительную влажность до 20%:

• Фактическая плотность пара = 3,4 г/м3 (из калькулятора NOAA)
• При том же сжатии новая абсолютная влажность = 3,4 г/м3 x 8 = 27,2 г/м3
• ОВ = (27,2/51) * 100 = 53%

В этом случае относительная влажность ниже плотности насыщенного пара внутри системы, поэтому конденсации не будет.

Температура сжатого воздуха и точка росы

Помните, что плотность насыщенного пара для воздуха внутри вашей системы сжатого воздуха зависит от температуры, а температура этого воздуха меняется по мере его прохождения через систему. Воздух, выходящий непосредственно из компрессора, будет очень горячим, поэтому он способен удерживать больше влаги, чем более холодный воздух. Вот почему конденсат имеет тенденцию выпадать из сжатого воздуха, когда он находится в вашем воздушном ресивере или движется по воздушным линиям. Точно так же, как роса образуется ночью при охлаждении воздуха, конденсат начнет образовываться, когда воздух в вашей системе сжатого воздуха остынет до точки росы.

Aire Совет: ежедневно сливайте лишнюю воду из резервуаров воздухоприемников и других мест, где может конденсироваться вода. Программируемые сливные клапаны или клапаны с нулевыми потерями сделают это за вас автоматически.
Почему точка росы имеет значение для систем сжатого воздуха

Почему точка росы имеет значение для сжатого воздуха?

Если ваша точка росы слишком высока, то есть если в вашей системе много влаги в воздухе, в воздухе, выходящем из трубопроводов, будет больше конденсата и больше водяного пара. Если вы сможете снизить точку росы вашего воздуха, вы сможете избежать проблем, связанных с избытком жидкости в вашей системе сжатого воздуха.

Общие проблемы с водой в линиях сжатого воздуха

Вода в системах сжатого воздуха может вызвать ряд проблем. Наиболее серьезной из них является коррозия самого компрессора, воздухопроводов и других компонентов системы. Кроме того, избыток жидкости в воздухопроводах может привести к:

• Коррозии инструментов и оборудования, работающих на сжатом воздухе
• Проблемы с качеством продукции (особенно для покрасочных камер, фармацевтики, пищевой промышленности и других областей применения, чувствительных к влаге)
• Опасность замерзания линий управления и повреждения оборудования
• Неверные показания приборов воздушного компрессора
• Микробный рост в линиях управления и воздушных линиях

Какой должна быть точка росы для системы сжатого воздуха?

Непрерывный монитор точки росы сообщит вам точку росы, при которой работает ваша система. Типичные точки росы для систем сжатого воздуха составляют от 50°F до 94°F.

Для некоторых применений, таких как покрасочные камеры, полиграфия, пищевая промышленность и фармацевтика, требуется сверхсухой воздух. Для этих применений вам потребуется понизить точку росы вашей системы, удалив влагу из воздуха.

Aire Совет: В большинстве случаев поддержания относительной влажности на уровне 75 % или ниже относительно точки росы вашей системы будет достаточно, чтобы воздухопроводы не содержали жидкости.

Как снизить точку росы в системах сжатого воздуха

Вы можете понизить точку росы в вашей системе сжатого воздуха, удалив из воздуха избыточную влагу. Это можно сделать, установив фильтр-отделитель воды, осушитель воздуха или и то, и другое. Существует два типа осушителей:

• Рефрижераторный осушитель воздуха работает, охлаждая воздух до 33-40°F, позволяя избыточной воде конденсироваться, а затем доводя воздух до температуры окружающей среды перед добавлением его в систему. Это снижает точку росы до 33-40°F (температура, до которой охлаждался воздух). Рефрижераторные осушители адекватно снижают точку росы для большинства применений.
• Адсорбционные осушители воздуха удаляют воду из воздуха с помощью химического процесса. Они могут снизить точку росы до -40 до -100°F, создавая сверхсухой воздух для чувствительных приложений.

Подробнее: Избавьтесь от влаги в системе сжатого воздуха.

Нужна помощь в диагностике проблем с влажностью в вашей системе сжатого воздуха? Fluid-Aire Dynamics может помочь вам спроектировать систему осушки воздуха, чтобы снизить точку росы до уровня, необходимого для вашего применения. Свяжитесь с нами для оценки.

Чикаго (847) 610-6814
Миннеаполис (612) 688-2951
Милуоки (414) 895-5354

©2021 Fluid-Aire Dynamics, Inc. Все права защищены.

Назад в блог

Свяжитесь с нами сегодня

Мы здесь, чтобы обслуживать вашу систему сжатого воздуха 24/7/365. Звоните или кликайте сегодня!

Свяжитесь с нами

Сделайте точку росы вашим другом для определения влажности

• 08.07.2018
• Эллисон Бейлс

комфортпроблемы влажностипсихрометрия

Последние несколько лет я выполнял небольшую миссию. Моя цель — заставить больше людей думать о влажности с точки зрения точки росы, а не относительной влажности. Почему? Потому что относительная влажность вводит в заблуждение. Вся эта «относительность» немного скользкая, знаете ли.

Например, у меня был специалист по строительству, который занимается этими вещами, сказал мне, что в его районе они регулярно видят температуру и относительную влажность в 90s (градусы Фаренгейта и проценты соответственно). Это распространенное заблуждение. На прошлой неделе я разговаривал с клиентом в Средней Атлантике, который сказал мне, что там, где он строит, температура достигает 98°F и относительная влажность 95%.

Взгляд на влажность в перспективе

Я не сомневаюсь ни в одном из этих людей. Я просто думаю, что их время немного не то. Да, достижение температуры в 90, даже до 98, безусловно, возможно в большинстве Соединенных Штатов. Также возможна относительная влажность 90% и выше, особенно в восточной половине. Они просто не происходят одновременно. Когда они это делают, устанавливаются новые рекорды.

Да, метеорологи и климатологи ведут учет таких вещей, как максимальная точка росы. Точка росы — это величина, на которую нужно обращать внимание, потому что она фактически говорит вам, сколько водяного пара имеется. Относительная влажность говорит вам, насколько вы близки к насыщению (100% относительной влажности), что происходит, когда водяной пар начинает конденсироваться, когда вы пытаетесь добавить больше.

Итак, давайте посмотрим на некоторые записи. Вот самые высокие точки росы, зарегистрированные в США:

Давайте теперь посмотрим, какими были температура воздуха (по сухому термометру) и относительная влажность для каждого из них:

Сейчас вы, наверное, задаетесь вопросом об остальном мире. Самая высокая температура точки росы, когда-либо зарегистрированная, составила 95°F 8 июля 2003 года в Дахране, Саудовская Аравия. Температура воздуха в то время составляла 108 ° F, что делало относительную влажность относительно сухой на уровне 68%.

Да, мифические 90/90 суток для температуры воздуха и относительной влажности возможны. Это случалось по крайней мере однажды… и это стало рекордом. Но это далеко не нормальные условия.

День 80/80, однако, весьма вероятен на влажной стороне Северной Америки. Точка росы в этих условиях составляет 73 ° F. Если вы живете в Хьюстоне, Мобиле или Флориде, это самый низкий уровень влажности для вас в это время года. Здесь, в Атланте, это то, где мы на вершине.

Вот еще один взгляд на точку росы:  Если вы поддерживаете в своем доме рекомендуемые проектные условия 75 °F и относительную влажность 50 %, точка росы составляет 55 °F.  Это удобно. В моей квартире обычно 74 ° F и относительная влажность около 58%. Соответствующая точка росы составляет 58 ° F, и это все еще комфортно. (Но вы, возможно, захотите прочитать о том, как я внес небольшое изменение, чтобы поднять нашу относительную влажность до более чем 70% еще в 2014 году.)

Сделайте точку росы своим другом

Высокая относительная влажность, безусловно, имеет место. Однако обычно это совпадает с более низкими температурами воздуха. С повышением температуры относительная влажность снижается. Например, сегодня утром, когда я проснулся, относительная влажность здесь, в районе Атланты, составляла 87%. Хотя это звучит плохо, температура воздуха составляла 65 ° F, а точка росы была приятной, сухой 61 ° F. Если мы сохраним ту же точку росы, когда температура поднимется до прогнозируемого максимума 89 ° F, наша относительная влажность упадет. до высыхания 39%.

Погодное приложение на вашем телефоне, вероятно, показывает точку росы для вашего местоположения, поэтому, если вы привыкнете смотреть на него, вы будете иметь лучшее представление о влажности. Здесь, в Атланте, наш обычный летний диапазон составляет от 60 до 70. На побережье Мексиканского залива это от середины до 70-х годов.

Вот скриншот карты точек росы на сайте usairnet.com, показывающий точки росы по всей территории Соединенных Штатов сегодня в 7:30 утра по восточному времени.

Наше тело реагирует на относительную влажность, потому что одним из способов охлаждения является испарение пота. Более высокая относительная влажность затрудняет этот процесс. Но если высокой относительной влажности соответствует низкая температура воздуха, вашему телу не потребуется такого сильного охлаждения, как при высокой температуре и высокой влажности.

Проверка точки росы дает мне представление о том, насколько влажно на самом деле. Когда я просыпаюсь утром и вижу точку росы 61 ° F, как сегодня утром, я знаю, что это отличный день, чтобы быть на улице, потому что я буду чувствовать себя так, как будто я в Санта-Монике, штат Калифорния… ну, почти тем не мение.

Вот оно. Относительная влажность — это не то, что многие думают. Однако точка росы всегда будет вашим другом.

 

Похожие статьи

Проблема с относительной влажностью

Точка росы — более значимая мера влажности?

Задача Дэниела Буна о точке росы

Два правила предотвращения ущерба от влажности

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Комментарии модерируются. Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.

Точка росы и относительная влажность

Погода

Дэвид Эпштейн

10 июля 2014 г.

На днях один из моих подписчиков в Твиттере спросил меня, могу ли я твитнуть о разнице между точкой росы и относительной влажностью. Хотя я, безусловно, могу быть кратким, когда мне это нужно, я не уверен, что 140 символов достаточно, чтобы рассказать вам об этой концепции. Если вы сможете следить за этой записью в блоге, у вас будет глубокое понимание этой важной метеорологической концепции.

Во-первых, если здесь что-то неясно, дайте мне знать в Твиттере @growingwisdom. Я могу отредактировать и очистить его.

Если вы вернетесь на 20 лет назад, ни один метеоролог или очень немногие не говорили публике о точке росы. Все было относительной влажности. Потом в какой-то момент мы все переключились и стали пытаться донести это понятие до обывателя. Из преподавания этого предмета в классе я знаю, что это непростая концепция, но как только вы это сделаете, она действительно будет весьма полезной.

Реклама:

Воздух
Начнем с коробки воздуха. Большинство из вас знает, что воздух, которым мы дышим, состоит из кислорода, углекислого газа, азота, аргона и т. д. В воздухе также есть водяной пар. Это просто вода в газообразном состоянии. Как и все, что связано с материей, вы можете взвесить воздух и ту часть воздуха, которая состоит из водяного пара.

В каждом килограмме (1000 граммов) воздуха содержится некоторое количество граммов водяного пара. Таким образом, в коробке воздуха весом в один килограмм всегда будет около 980 грамм кислорода и азота. Однако вес водяного пара резко меняется в течение года.

Одним из свойств воздуха является то, что при более высоких температурах вы можете втиснуть большее количество молекул водяного пара в каждый килограмм воздуха. В это время года, когда воздух теплый, мы можем поместить около 10 граммов водяного пара в каждый килограмм воздуха. Однако иногда это число может доходить до 20, а в действительно засушливые дни — до 5. Зимой это число составляет в среднем около 2 или 3 граммов водяного пара, но может опускаться до грамма водяного пара.

Задумайтесь об этом на мгновение. Количество водяного пара в одном и том же количестве воздуха может колебаться от грамма до целых 20! Почему это так сильно меняется? Все дело в температуре воздуха. Чем выше температура, тем больше увеличивается его способность удерживать водяной пар. Я говорю своим ученикам думать о более теплом воздухе, как о большой коробке с большим объемом водяного пара, а о холодном воздухе — как о маленькой коробке, в которой гораздо меньше.

Объявление:

В приведенной ниже таблице показано, сколько граммов водяного пара можно втиснуть в килограммовую коробку воздуха при различных температурах. Обратите внимание, насколько выше число увеличивается, когда становится теплее. Эти цифры показывают, сколько водяного пара возможно, но это не говорит нам, сколько его на самом деле.

Точка росы
То, что мы только что рассмотрели, — это емкость воздуха, но не то, сколько его на самом деле. Чтобы узнать, сколько воды на самом деле находится в воздухе в данный момент времени, нам нужно посмотреть на точку росы. Диаграмма ниже, которая в основном является той же диаграммой, показывает, сколько водяного пара находится в воздухе при различных точках росы.

Точка росы на самом деле является температурой. Итак, если точка росы составляет 68F, у вас есть 15 граммов водяного пара в килограмме воздуха. Этого количества водяного пара достаточно, чтобы почувствовать его, и мы бы сказали, что это влажный день. На самом деле было бы лучше, если бы метеорологи начали использовать граммы водяного пара в качестве фактической переменной на телевидении. Я думаю, что люди быстро поймут концепцию большего количества воды по сравнению с меньшим.

Относительная влажность
Теперь мы можем говорить об относительной влажности. Слово «относительный» является ключом к термину, а не слово «влажность». Если вы скажете кому-нибудь, что выиграли гонку в своей возрастной группе, они могут спросить, сколько человек в ней участвовало. Быть первым гораздо важнее, если в вашей возрастной группе 100 человек, а не два.

Объявление:

Относительная влажность — это простое уравнение.

Это сколько граммов водяного пара содержится в воздухе, деленное на его количество, которое воздух может удержать. Таким образом, вы можете иметь относительную влажность 50 или 60 процентов, но все равно чувствовать себя довольно плохо, потому что в воздухе так много водяного пара. Температура 95F с точкой росы 77F даст вам относительную влажность чуть менее 60%, но это будет один из самых неудобных дней в Новой Англии.

Если относительная влажность составляет 100 процентов, это ничего не говорит нам о том, как мы себя чувствуем; только воздух держит сколько может. Таким образом, ясным спокойным утром в октябре при температуре 32F воздух может содержать 3,8 грамма воды. Если бы точка росы также была 32F, в воздухе было бы 3,8 грамма воды. В этот конкретный день относительная влажность будет 100%, но вы, конечно, не заметите этого, кроме как соскребая иней с вашей машины.

В эти выходные обещается, что точка росы будет выше 50 градусов. Рано утром в субботу, если температура также выше 50 градусов, относительная влажность снова будет 100%. Вы можете заметить его только по росе, которая образуется на траве. Точка росы – это фактически температура, при которой образуется роса (или иней).

На приведенной ниже диаграмме показаны различные метеостанции с их зарегистрированными температурами и точками росы.