水分可分為固體(冰)、液體(水)、和氣體(水蒸氣)這三種狀態(tài)。我們通常所需要測(cè)量的對(duì)象,可分為大氣中所含的水蒸氣(濕度)和物質(zhì)中所含的水分(含水率)。在通常的狀態(tài)下,兩者混同在一起,互相反復(fù)進(jìn)行蒸發(fā)、凝結(jié)、非平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)移。因此,濕度和水分之間具有密切的關(guān)系,相互產(chǎn)生影響。
有關(guān)定義:
水蒸氣(Water Vapour):亦稱水汽。水的氣態(tài),由水氣化或冰升華而成。
濕度(Humidity):氣體中水蒸氣的含量。
水分(Moisture):液體或固體中水的含量。
濕度和水分同樣是水,相互間具有密切的關(guān)系,但其計(jì)量方法卻大不相同。下面主要就濕度的定義、計(jì)測(cè)方法、各種計(jì)測(cè)方法的比較以及部分產(chǎn)品和技術(shù)等進(jìn)行介紹。
濕度有相對(duì)濕度、濕度、露點(diǎn)溫度等各種表示方法(測(cè)定方法)。如果已知測(cè)定空氣的溫度,這些都可通過(guò)水的飽和水蒸氣壓進(jìn)行相互換算。此外,工業(yè)上還有其他表示方法,我們將其列與(表1)。
(表1) 濕度的表示方法
濕度 dv:(kg/m-3 ) | 單位體積濕氣中所含水蒸氣的質(zhì)量 |
質(zhì)量混合比(混合比) r:(kg/kg-1 ) | 濕氣中水蒸氣的質(zhì)量與干氣的質(zhì)量之比 |
比濕 q:(kg/kg-1 ) | 濕氣中水蒸氣的質(zhì)量與濕氣總質(zhì)量之比 |
相對(duì)濕度 U:(%RH) | 濕氣中水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)與相同溫度和壓力條件下飽和水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)之百分比 |
露點(diǎn)溫度 Td:(℃) | 壓力為p、溫度為T、混合比為r的濕氣,其熱力學(xué)露點(diǎn)溫度是指在此給定壓力下,該濕氣為水面所飽和時(shí)的溫度。(將氣體冷卻結(jié)露(霜)時(shí)的溫度) |
對(duì)以上定義的理解,還需要了解以下一些定義:
干氣(Dry gas):不含水蒸氣的氣體。
濕氣(Wet gas):干氣和水蒸氣組成的混合物。
1、濕度/混合比
濕度為單位體積濕氣中水蒸氣的質(zhì)量,可表示出該氣體中所含水蒸氣量。我們將這種表示法稱為濕度。一般以kg/m -3為單位,因?yàn)橐云骄鶈挝惑w積的質(zhì)量來(lái)表示,所以可稱kg/m -3為單位水蒸氣密度。
濕度因氣體的體積隨溫度或壓力變化而變化,所以即使水蒸氣量本身不變,濕度dv的值也會(huì)發(fā)生變化。因此,使用濕度在計(jì)算上有諸多不便,下面的混合比更適用于工業(yè)。
在含水蒸氣的氣體中,濕氣中水蒸氣的質(zhì)量與干氣的質(zhì)量之比例r稱為質(zhì)量混合比。
混合比以質(zhì)量之比來(lái)表示濕度,所以即使體積隨溫度和壓力變化而變化,只要水蒸氣的量不變,混和比的值就不會(huì)發(fā)生變化。因此,在計(jì)算上比起濕度來(lái)混和比要簡(jiǎn)便易行,它在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。(在工業(yè)上有時(shí)也將混合比稱為濕度)。
2、相對(duì)濕度
相對(duì)濕度是zui普遍使用的表示法,它是以百分?jǐn)?shù)表示出氣體中的水蒸氣的摩爾分?jǐn)?shù)與該氣體同溫同壓下的飽和水蒸氣壓的摩爾分?jǐn)?shù)之比的量,以表示氣體中水蒸氣接近飽和狀態(tài)的程度。(相對(duì)濕度的另一種定義為:濕空氣中水蒸汽分壓與同一溫度、壓力下純水表面的飽和水蒸氣壓之比,用百分?jǐn)?shù)表示;U=e/es*100%;這兩種定義實(shí)質(zhì)是一樣的)表示如下:
U=(Xv/Xsv)×100[%相對(duì)濕度]
3、露點(diǎn)
壓力為p,溫度為T,混合比為r的濕氣,其熱力學(xué)露點(diǎn)溫度Td是指在此給定壓力下,該濕氣為水面所飽和時(shí)的溫度。(有時(shí)也稱露點(diǎn)在0℃以下露結(jié)凍時(shí)為霜點(diǎn)) 因冷卻前氣體的水蒸氣壓與露點(diǎn)時(shí)的飽和水蒸氣壓相等,所以測(cè)量露點(diǎn)即可由飽和水蒸氣壓測(cè)得此時(shí)氣體的水蒸氣壓e,求出相對(duì)濕度。
相關(guān)產(chǎn)品
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