基礎(chǔ)知識
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基礎(chǔ)知識,就讓我們從濕度的基本概念和定義開始了解吧.
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（1）干空氣與水蒸氣的分壓
自然界的空氣總含有一些水蒸汽，可稱之為濕空氣，即濕空氣可看成干空氣與水蒸氣的混合物。若令P代表大氣壓強(qiáng)，即濕空
氣的總壓，Pa 和 Pw 分別代表干空氣及水蒸氣的分壓，則按道爾頓分壓定律有：
（ Pa ）
（2）露點(diǎn)Td和霜點(diǎn)Tf：
如果給定的空氣在水汽壓不變的情況下逐漸冷卻，當(dāng)達(dá)到某一溫度時(shí)，空氣的水汽壓達(dá)到了該溫度下的飽和蒸汽壓，當(dāng)空氣進(jìn)一
步冷卻時(shí)，如果在空氣中有一個(gè)光潔的平面和“冷凝核心”（如表面上的微粒和缺陷的棱角），水汽就會在平面上凝結(jié)成露點(diǎn)，此溫
度Td稱為露點(diǎn)溫度，確切的說，應(yīng)為熱力學(xué)露點(diǎn)溫度；當(dāng)空氣的溫度低于0℃ 時(shí)，水汽在平面上凝結(jié)成霜，該溫度Tf被稱為霜點(diǎn)。
露點(diǎn)和露點(diǎn)的計(jì)算公式詳見飽和水蒸氣壓公式中的介紹。
（3）相對濕度 %RH ：
相對濕度是指空氣中水汽的摩爾分?jǐn)?shù)與相同溫度（T）、壓力（P）下純水表面的飽和水汽的摩爾份數(shù)之比，用百分?jǐn)?shù)表示。
式中，e-表示水氣分壓(Pa) ；ew-表示飽和水蒸氣壓力(Pa) ；
相對濕度越小，就表示是空氣離飽和態(tài)越遠(yuǎn)，尚有吸收更多水蒸氣的能力，即空氣越干燥，吸收水蒸氣能力越強(qiáng)；反之，相對濕
度越大，吸收水蒸汽能力越弱，即空氣越潮濕。相對濕度反映了濕空氣中水蒸汽含量接近飽和的程度，故又稱飽和度。
（4）氣象相對濕度 %RH ：
氣象相對濕度的定義同（3）相對濕度 %RH 的定義基本相同，只是低于 0 ℃時(shí)，相對濕度仍以過冷水即液面飽和水汽壓計(jì)算公
式來計(jì)算飽和氣壓值，所以在計(jì)算ew時(shí)我們始終用水面上飽和氣壓值計(jì)算公式來計(jì)算（低于0℃看成過冷水），這點(diǎn)在同標(biāo)準(zhǔn)相對濕
度是不同的。
（5）水氣分壓WVP；
就是在總壓下水蒸汽所占的壓力，表示為e，若將濕空氣視作理想二元?dú)怏w混合物，根據(jù)道爾頓分壓定律，引入摩爾分?jǐn)?shù)可得到：
式中P為實(shí)際氣體的壓力（包括水汽分壓e與干空氣分壓Pa），r表濕空氣的混合比 。
（6）飽和水蒸汽壓力SWVP，
即濕空氣處于露點(diǎn)溫度或霜點(diǎn)溫度（飽和狀態(tài)時(shí)）時(shí)水蒸氣所占的分壓值。
（7）混合比R(W)：
濕空氣的混合比R(W)是指濕空氣中所含的水汽質(zhì)量和與它共存的干空氣質(zhì)量的比值。
當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時(shí)，由理想氣體狀態(tài)方程可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：
式中，Mw為水的分子量（18.0153），Ma為干空氣的分子量（28.9635）。
（8）混合比R(V)：
氣體的濕度除可用質(zhì)量比的形式來表示之外，也可以用體積比來表示，即水汽體積與干空氣體積之比。
體積混合比
對于理想狀態(tài)有
（9）PPM(V)：
在濕度測量中體積比還經(jīng)常用水汽的體積和與之共存的干空氣的體積之比（百萬分之一）來表示，即PPM(V) ，公式如下 ：
式中， P為濕空氣的總壓力；e為濕空氣中的水汽分壓。
（10）PPM(W)：
以“百萬分之一”為計(jì)算單位表示的水汽與其共存的干空氣的質(zhì)量之比，公式如下：
式中，mw是給定的濕空氣中的水汽質(zhì)量，單位為g；
ma是與質(zhì)量為mw的水汽共存的干空氣質(zhì)量，單位為g。
（11）比濕 ：
濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總質(zhì)量之比，表示式為：
當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時(shí)，將理想氣體狀態(tài)方程代入上式，可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：
（12）絕對濕度：
絕對濕度亦稱為水氣濃度和水氣密度，定義為濕空氣中的水汽質(zhì)量與濕空氣的總體積之比，表示為：
式中，V是濕空氣的總體積（m3），ρw是絕對濕度（g/m3）
如果將濕空氣視作理想氣體，可導(dǎo)出如下關(guān)系式：
（13）焓H：
濕空氣的熱含量是指單位質(zhì)量絕熱干空氣在常壓下，以0℃為基準(zhǔn)的熱焓，用H表示，單位為kJ/kg干空氣：
式中：d為空氣的含濕量 ( kg 水蒸氣 /kg 干空氣 )
Ca,Cw —絕干空氣與水蒸氣在 0~t℃的平均定壓比熱，它們是溫度的函數(shù)，在200℃以下的干燥范圍內(nèi)可取Ca=1.006,
Cw=1.930kJ/kg℃；t—空氣的溫度℃；2490是水在0℃時(shí)的汽化潛熱，kJ/kg 。
（14）濕球溫度Tw ：
在壓力為P、溫度為T條件下，純水—濕空氣體系進(jìn)行絕熱蒸發(fā)，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)濕球所對應(yīng)的溫度就叫濕球溫度Tw。
根據(jù)干濕表公式，空氣的水汽壓e（mb）為：
式中，etw-為濕球溫度tw所對應(yīng)的純水平液面的飽和水汽壓（mb）；當(dāng)濕球結(jié)冰時(shí)，即為純水平冰面的飽和水汽壓；
A—為干濕表系數(shù)（℃^(-1) ）。在濕球球部（柱狀）通風(fēng)速度為3.5m/s條件下，
當(dāng)濕球未結(jié)冰時(shí) A=0.667×10^(-3)（℃^(-1) ）；當(dāng)濕球結(jié)冰時(shí) A=0.588 ×10^(-3)（℃^(-1) ）。
P—為本站氣壓（mb）；t—為干球溫度（℃）；tw —為濕球溫度（℃）。
（15）增強(qiáng)因子f：
由于實(shí)際氣體并非理想氣體，所以實(shí)際氣體混合物并不完全遵守道爾頓分壓定律，具體地說，當(dāng)水汽與其臨界溫度以下的其他氣
體混合時(shí)和水面或冰面平衡時(shí)的水汽壓力與只存在純水汽的情況不同，一般稱作有效飽和壓力e'( 有效飽和壓力比只有純水汽時(shí)的飽
和壓力要大 ) 。
e'=f*e
式中， f 稱為增強(qiáng)因子；
e-為氣相純水汽時(shí)的飽和壓力；
e'-為相同條件下與其它氣體共存時(shí)的飽和水氣分壓。
（16）體積百分比：
在標(biāo)準(zhǔn)壓力和溫度下，濕空氣中水汽所占有的體積與其它總體積的百分比，公式如下：
體積百分?jǐn)?shù)
對于理想狀態(tài)有
（17）重量百分比：
濕空氣中所含的水汽質(zhì)量和與它共存的干空氣質(zhì)量的百分比，公式如下：
當(dāng)把濕空氣視作理想氣體時(shí)，由理想氣體狀態(tài)方程可以導(dǎo)出如下關(guān)系式：
（18）干空氣密度：
根據(jù)理想氣體方程得干空氣密度公式為：
Pa- 空氣壓力（ Pa ）；
Psat- 對應(yīng)與空氣溫度t的飽和水蒸氣壓力；
Ra- 干空氣的氣體常數(shù)，取 Ra=287；
RH- 表相對濕度。
（19）濕空氣密度：
由含濕量公式和理想氣體狀態(tài)方程可的：
Ra 及 Rv 為干空氣及水蒸氣的氣體常數(shù)， J/kg K;
其中，
公式整理，得：
（20）水蒸氣摩爾分?jǐn)?shù)：
在氣體混合物中，水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)定義為該水蒸氣的摩爾數(shù)與混合氣體的總摩爾數(shù)之比。對于視作二元體系的濕空氣來說，水
汽的摩爾分?jǐn)?shù)為：
式中，nw為水汽的摩爾數(shù)，na為干空氣的摩爾數(shù)。
當(dāng)濕空氣被看作理想氣體時(shí)，有下列關(guān)系：
（21）干空氣摩爾分?jǐn)?shù)：
在氣體混合物中，干空氣的摩爾分?jǐn)?shù)定義為該干空氣的摩爾數(shù)與混合氣體的總摩爾數(shù)之比。對于視作二元體系的濕空氣來說，干
空氣的摩爾分?jǐn)?shù)為：
式中，nw為水汽的摩爾數(shù)，na為干空氣的摩爾數(shù)。
當(dāng)濕空氣被看作理想氣體時(shí)，有下列關(guān)系：
（22）含濕量：
指把每千克干空氣中所含水蒸汽質(zhì)量（g）稱為含濕量或水分含量用符號d表示，它實(shí)際上是擴(kuò)大了 1000 倍的混合比，即：
；
（23）濕空氣比容：
單位質(zhì)量的濕空氣的體積稱為比容，用Rs表示，它是濕空氣密度的倒數(shù) ，即：
上面的基本概念幾乎包括了濕度領(lǐng)域的所有，看過之后是不是感覺收益匪淺啊。 |
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