Для количест венной характеристики влажности воздуха используются след ующ ие х арактерист ики: упругость водяного пара, абсол ютная влажность, м ассовая доля водяного пара, относительная вл ажность, дефицит влажности, точка росы и дефицит точки росы.
Упругость водя ного пара (e) - это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе в миллимет рах ртутного столб а (мм рт.ст.) или в гектопаскалях (гПа). Максимально возможная при данной температ уре упругость водяного пара называется упругостью насыщения или максимал ьной упругостью (E). Когда упругост ь водяного пара соот вет ствует упр угости насыщения, воздух становится насыщенным водяным паром и начинается процесс конденсации или сублимации с образованием капель вод ы или кристаллов льда.
Дефицит влажности или недостаток насыщения (d) – эт о разность между упр угостью насыщения при данной т емперат уре и факт ической упругостью водяного пара
d = E - e
(2.12)
Абсолютная влажность (a) -это масса во дяного пара в граммах, содержащегося в
1 м3 воздуха (г/м3). Для насыщ енного пространст ва абсолютная влажност ь называется
насыщающим водя ным паром или предельной влажностью (А).
Фактическая упр угост ь и абсолютная влажност ь находятся в прямой зависимости от
температуры испаряющей поверхности, а упругост ь насыщения и предельная влажност ь – от температ ур ы воздуха (т абл. 2.3).
Таблица 2.3. Зависимость упругости насыщения и предельной влажности от температ ур ы воздуха
| t °C | •30 | •20 | •10 | ||||
| Е, г П а | 0,5 | 1,2 | 2,9 | 6,1 | 12,3 | 23,4 | 42,4 |
| A, г/м3 | 0,3 | 1,1 | 2,3 | 4,9 | 9,4 | 17,3 | 30,4 |
Связь между упруго стью водяного пара и абсолютной влажностью имеет вид:
|
|
1,06 е
а =
1+a t
(е - мм рт.ст.), (2.13)
а = 0,8 е
1 +a t
1
(е - гПа), (2.14)
где:
a=
- коэффициент объ емного расширения воздуха;
t − температура воздуха в °С.
Массовая доля водяного пара (s) - количество водяного пара в граммах в
1 килограмме влажного возд уха (г/кг). Она связана с упругост ью вод яного пара следующим соот ношением:
где: Р -д авление возд уха.
s =622 e, (2.15)
P
До недавнего времени эту характеристику называли удельной влажностью. Если не происходит конденсация водяного пара или д ополнительное испарение, т о массовая доля водяного пара не изменяется при нагревании, охлаждении, сжатии и расширении воздуха.
Относительная влажность (f) – это отношение количества водяного пара, фактически содержащегося в воздухе, к максимально возможному при данной т емперат уре, выраженное в процент ах.
или
f = a 100%, (2.16)
A
e
f = 100%, (2.17)
E
|
Точк а росы (td) - это температура, до которой необходимо охладит ь возд ух, чтобы содержащийся в нем водяной пар при постоянных значениях давления и массовой доли водяного пара (удельной влажности) дост иг состояния насыщения. При т емперат уре воздуха равной точке росы относительная влажность равна 100% (t = td, f = 100%). Точка росы всегда ниже т емпературы воздуха или равна ей. На картах погоды точка росы наносит ся в градусах Цельсия, с т очностью д о десятых долей, след ующ им образом:
|
|
Td Td Td 125
td = 12,5°С
-28
td = -2,8 °С
Дефицит точки росы (∆ td) – это разность межд у температ урой воздуха и точкой росы.
∆td = t - td (2.18)
Дефицит т очки росы показывает, на сколько градусов надо ох ладит ь возд ух, чтобы содержащийся в нем вод яной пар дост иг состояния насыщ ения. С достаточной точностью можно считать, что при ∆td £ 4°С воздух влажный, а при ∆td > 4°С - сухой.