序言
记得才参加工作的时候,从国外翻译的资料中就了解到相对湿度这个概念,随着工作年限的增加,对这个概念的认识也逐渐加深,环境试验中不可避免的涉及到温湿度设备,其中又有各种专业的名词——湿度,绝对湿度,相对湿度,干球温度,湿球温度。现在就把我所了解到的相对湿度的一些相关资料分享一下。
湿度的定义
以下内容来自维基百科Humidity,和国外厂家的资料——来源太广,此处就不再赘述。
湿度是指空气中存在的水蒸气的浓度。水蒸气,即水的气态,通常是肉眼看不见的。湿度表示存在降水、露水或雾的可能性。湿度取决于所感兴趣的系统的温度和压力。相同量的水蒸气在冷空气中的相对湿度高于暖空气。一个相关的参数是露点。达到饱和所需的水蒸气量随着温度的增加而增加。随着一团空气温度的降低,它最终会达到饱和点,而不会增加或失去水的质量。一团空气中含有的水蒸气量可能会有很大的变化。
例如,在30°C(86°F)时,一团接近饱和的空气每立方米空气中可能含有28克水,而在8°C(46°F)时,每立方米空气中只含有8克水。
湿度的三种主要测量方法被广泛应用:绝对的、相对的和具体的。
绝对湿度表示为每体积潮湿空气的水蒸气质量(每立方米克)或每质量干空气的水蒸气质量(通常为每千克克)。相对湿度,通常以百分比表示,表示在相同温度下,相对于最大湿度的绝对湿度的当前状态。
比湿度是水蒸气质量与总潮湿空气包质量之比。湿度对地表生命起着重要的作用。对于依赖于排汗(出汗)来调节体内体温的动物生活来说,高湿度通过降低皮肤表面的水分蒸发速率来损害热交换效率。这种效应可以用热指数表来计算,也称为湿度。空气“保持”水蒸气或被它“饱和”的概念经常被提到与相对湿度的概念有关。然而,这是一种误导——在给定的温度下,进入(或可以进入)给定空间的水蒸气的量几乎与空气的量(氮、氧等)无关。这是存在的。事实上,真空容纳水蒸气的平衡容量与充满空气的相同体积大致相同;两者都是由给定温度下水的平衡蒸气压给出的。在下面的“增强因子”下描述了一个非常小的差异,这在许多计算中可以忽略,除非需要高精度。
绝对湿度
绝对湿度是指在给定体积或质量的空气中存在的水蒸气的总质量。它不考虑温度。当空气以30°C(86°F)饱和时,大气中的绝对湿度从接近0到每立方米大约30克(1.1盎司)不等。
绝对湿度是水蒸气的质量( m_{H_{2}O} ),被空气和水蒸气混合物( V_{net} )相除的结果,可以以下公式来表示:
AH= \frac{m_{H_{2}O}}{V_{net}} ,简而言之,单位体积的气水(蒸汽)混合物的水质量。
如果体积不固定,则绝对湿度会随着空气温度或压力的变化而变化。这使得它不适合化学工程计算,例如干燥,温度变化很大。因此,化学工程中的绝对湿度可能是指单位质量干空气的水蒸气质量相对湿度单位,也称为湿度比或质量混合比(见下文的“比湿度”)相对湿度单位,更适合于热和质量平衡计算。如上式所述,单位体积的水量也被定义为体积湿度。由于潜在的混淆,英国标准BS1339建议避免使用“绝对湿度”这个术语。始终应仔细检查单位。许多湿度图以g/kg或kg/kg为单位,可以使用任何质量单位。
相对湿度
空气-水混合物的相对湿度(RH或 \phi }定义为给定温度的水面上的混合物中的当前水蒸气分压( P_{H_{2}O} )和平衡水蒸气分压( P^{*}_{H_{2}O} )的比值。
\phi=\frac{P_{H_{2}O}}{P^{*}_{H_{2}O}}
换句话说,相对湿度是指空气中有多少水蒸气与在给定的温度下,空气中可能含有多少水蒸气的比率。它随空气温度的变化而变化:寒冷的空气可以容纳更少的蒸汽。所以改变空气的温度可以改变相对湿度,即使当绝对湿度保持不变时。(寒冷的地方,空气更干燥。夏天空气湿度大,空调利用低温(改变露点温度),让多余的水分析出(不可见到可见))
冷却的空气增加了相对湿度,并可能导致水蒸气凝结(如果相对湿度上升超过100%,则为饱和点)。同样,暖空气也会降低相对湿度。加热一些含有雾的空气可能会导致雾的蒸发,因为水滴之间的空气变得更能容纳水蒸气。
相对湿度只考虑看不见的水蒸气。雾、云、雾和水的气溶胶不计入测量空气的相对湿度,尽管它们的存在表明一个空气体可能接近露点。
相对湿度通常用百分比表示;百分比越高,就意味着空气-水的混合物比较潮湿。在相对湿度为100%时,空气已饱和并处于露点。在没有液滴或晶体可以成核的异物的情况下,相对湿度可以超过100%,在这种情况下,空气被认为是过饱和的。在超过100%相对湿度的空气中引入一些颗粒或表面,会使这些原子核上形成凝结或冰,从而去除一些蒸汽并降低湿度。
相对湿度是天气预报和报告中使用的一个重要指标,因为它是降水、露水或雾的可能性的一个指标。在炎热的夏季,相对湿度的上升会阻碍皮肤上汗水的蒸发,从而增加人类(和其他动物)的表观温度。
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