Wilgotność powietrza

Charakterystyki wilgotności

• 1. Ciśnienie pary wodnej (e) - ciśnienie cząstkowe, jakie wywiera para wodna znajdująca się aktualnie w powietrzu, jednostka - hPa

• 2. Ciśnienie maksymalne pary wodnej (E) - ciśnienie pary wodnej nasyconej - najwyższe ciśnienie pary wodnej możliwe wdanej temperaturze, jednostka- hPa

Wartość E wzrasta wraz ze wzrostem temperatury

Wniosek,

w bardzo niskich temperaturach powietrza już minimalna ilość pary wodnej nasyca powietrze, w wysokich temperaturach do nasycenia powietrza potrzeba bardzo dużo pary wodnej.

3. Wilgotność względna (f) - jest to stosunek aktualnego ciśnienia pary wodnej do maksymalnego w danej temperaturze

• w róznych temperaturach powietrza taka sama wartość wilgotności względnej (np. 50%) będzie oznaczała zupełnie rożne ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu.

Przykładowo wilgotność względna 50% w temperaturze 0ｰC wystąpi przy e = 3.05 hPa, w temperaturze +20ｰC przy e = 11.7 hPa

Wartość E jest funkcją temperatury powietrza. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza wartość E rośnie. zmiany temperatury powietrza, przy niezmienionej zawartości pary wodnej w powietrzu muszą pociągać za sobą zmiany wilgotności względnej (f). W przypadku niezmienionej zawartości pary wodnej (e) wzrost temperatury powoduje spadek (zmniejszenie się) wilgotności względnej. W przypadku spadku temperatury powietrza następuje wzrost wilgotności powietrza; ale do pewnych granic

• Przykład.

• W powietrzu, kte ma temperaturę 20ｰC wartość e = 12.3 hPa. Obniżamy temperaturę tego powietrza do 0ｰC. W takim razie e = 12.3, zaś wartość ciśnienia maksymalnego pary wodnej (E) jest taka, jaka wynika z temperatury tego powietrza (20ｰC; E = 23.4 (patrz tab. 1), co oznacza, że wilgotność względna wynosi ~52.6% (12.3 / 23.4).

• Przy obniżeniu temperatury do 15ｰC wilgotność względna tego powietrza wzrośnie do 72.3% (12.3 / 17.0), przy dalszym obniżeniu temperatury, do 10ｰC wartość ciśnienia maksymalnego pary wodnej E zrnała się z wartością prężności aktualnej e (e = E) i wilgotność względna osiągnęła wartość 100% (12.3 / 12.3), czyli powietrze jest już całkowicie nasycone parą wodną. Dalszy spadek temperatury powietrza powoduje, że cały nadmiar ilości pary wodnej ponad wartość E wynikający z nowej, obniżonej temperatury powietrza ulegnie kondensacji.

• 4. Niedosyt wilgotności powietrza (Δ ) - rżica miedzy maksymalnym ciśnieniem pary wodnej i aktualnym w danej temperaturze, jednostka hPa

• od wartości niedosytu wilgotności zależy między innymi prędkość zachodzących

proces parowania; im jest on większy, tym parowanie jest (może być) szybsze.

• 5 Temperatura punktu rosy (t _d) - temperatura , w ktej zawarta w powietrzu para wodna staje się parą wodna nasyconą czyli e=E

• Wrćy do przykładu. Od chwili, gdy powietrze osiągnęło temperaturę punktu rosy (10ｰC) i temp. powietrza dalej powoli spada, cały czas wilgotność względna ma wartość 100% i temperatura punktu rosy tego powietrza jest rna jego temperaturze. Cały nadmiar pary wodnej, ponad wartość ciśnienia maksymalnego pary wodnej (E) ulega kondensacji, czyli wykropleniu. Tak więc, po ochłodzeniu powietrza do 5ｰC, jego wilgotność względna wyniesie dalej 100%, jego temperatura punktu rosy (td)

wyniesie 5ｰ, e będzie = E (czyli 8.7 hPa,) wykropleniu w tej objętości powietrza ulegnie tyle wody, ile wynosi rżica między e= E w temperaturze, gdy po raz pierwszy powietrze to doszło do temperatury

punktu rosy (czyli 10ｰ) a e=E przy temperaturze 5ｰ. [Policzymy: 12.3 - 8.7 = 3.6 hPa, tab. 1]. Dalsze ochłodzenie do temperatury 0ｰC doprowadzi do tego, że temperatura punktu rosy tego powietrza spadnie do 0ｰC, (gdzie e=E = 6.1 hPa) a wykropleniu będzie ulegać kolejna ilość wody,

• Tak więc, z chwilą, gdy powietrze osiągnęło wilgotność względną rną100%, czyli temperaturę punktu rosy, zachodzące procesy kondensacji powodujące zmianę stanu skupienia wody w powietrzu, przy dalszym spadku temperatury powietrza powodują utrzymywanie się wilgotności względnej na poziomie 100% i obniżanie się ilości pary wodnej w powietrzu. Spada przy tym, tak samo jak i temperatura powietrza, temperatura punktu rosy (f(e)), przy czy obie wartości są sobie rne (td = tp).

Δ=E-e

• 5. Wilgotność bezwzględna (a) - masa ([kg] lub [g]) pary wodnej znajdująca się aktualnie w jednostce objętości powietrza, określa się ją w kg(lub g)/m3

Metody pomiaru wilgotności

Metoda psychrometryczna

• Wykorzystuje się w niej zależność intensywności parowania od niedosytu wilgotności powietrza. Wilgotność powietrza określa się na podstawie wskazań temperatury przez dwa jednakowe termometry zwykłe, z ktych jeden ma zbiorniczek owinięty batystem zwilżonym wodą destylowaną (tzw. Termometr zwilżony). Woda ze zwilżonego batystu paruje obniżając temperaturę termometru. Obniża się ona do momentu ustalenia rnowagi cieplnej między ilością ciepła popieraną od zbiorniczka termometru zwilżonego i ilością ciepła pobieraną z otaczającego powietrza, ktego wilgotność chcemy określić. Rżica wskazań obu termometr pozwala wyznaczyć ciśnienie pary wodnej (e) wg wzoru:

e= E'- A (t-t')*p

• gdzie :

E' - maksymalne ciśnienie pary wodnej w temperaturze termometru zwilżonego (t')

A - stała psychrometryczna

t - temperatura powietrza (termometr suchy)

t` temperatura termometru zwilżonego

p- ciśnienie atmosferyczne

Wz ten nosi nazwę wzoru psychrometrycznego

Przyrządy do pomiaru wilgotności powietrza oparte na metodzie psychrometrycznej

1. Psychrometr Augusta (z aspiratorem lub nieaspirowany)

2. Psychrometr Assmanna

• służy do pomiaru temperatury i wilgotności

powietrza poza klatką meteorologiczną

• Budowa

1- termometr suchy

2- termometr zwilżony

3 -obudowa termometr

4- aspirator (obudowa z wentylatorem wewnątrz)

5- tulejki izolacyjne

Metoda higroskopowa (absorbcyjna)

• Wykorzystuje się w niej zjawisko pochłaniania pary wodnej z powietrza przez niekte substancje np.: zmiany długości włosa pod wpływem zmian wilgotności względnej powietrza. Zmiana nie zachodzi w sposób liniowy- im powietrze jest bliższe nasycenia parą wodną tym zmiany są mniejsze

• Wykorzystywana w przyrządach:

higrometrze włosowym

higrografie

Higrometr włosowy

• Pasmo odtłuszczonych włos ludzkich (blondynki!!) przymocowane jest z jednej strony do gnej ramki przyrządu, z drugiej do ciężarka (lub sprężyny napinającej) w dolnej części. Ciężarek połączony jest z ramieniem dźwigni będącej osia wskazki. Zmiany długości włosa są przekazywane na wskazkę przesuwającą się przed wyskalowaną odpowiednio tarczą

• Przeznaczenie:

pomiar wilgotności względnej

Higrograf

• Budowa

• Pasmo odtłuszczonych włos ludzkich (blondynki!!)

• System dźwigni

• Bęben z systemem zegarowym

• Zmiany długości włosa są przekazywane przez system dźwigni na piko kreślące na taśmie papierowej (higrogram) nałożonej na obracający się bęben, wykres przebiegu tygodniowego (lub dobowego) wilgotności względnej powietrza.

• przeznaczenie:

ciągła rejestracja wilgotności względnej

Termohigrograf

• Przyrząd rejestrujący na tym samym pasku przebieg temperatury powietrza i wilgotności względnej powietrza

---