ВОЛОГІСТЬ

Вологість повітря

Вода може існувати в атмосфері в трьох фазах – рідкій, газоподібній і твердій. Газоподібна фаза води називається парою. Пара, яка знаходиться в термодинамічній рівновазі з рідиною (тобто в стані, коли число молекул, що переходить із рідини в пару, дорівнює числу молекул, що повертаються в рідину за одиницю часу), називається насиченою.

Під вологістю повітря розуміють наявність у ньому водяної пари. Повітря, що містить водяну пару, називають вологим, а те, що не містить – сухим. Розглянемо основні параметри вологості [Henry and Heike, 1996; Посудін, 2011; Posudin, 2011].

Параметри вологості

Абсолютна вологість повітря а – кількість водяної пари у грамах, що знаходиться в 1 м3 повітря (г/м3).

Пружність (парціальний тиск) водяної пари е – тиск, який матиме водяна пара, що знаходиться у газовій суміші, якщо б вона одна займала об'єм, що дорівнює об'єму суміші при тій же температурі.

Пружність насиченої пари Е – граничне значення тиску, яке відповідає рівновазі між парою та водою, тобто насиченому стану повітря при цій температурі.

Відносна вологість повітря r – відношення пружності водяної пари е до пружності насиченої пари Е при даній температурі:

(5.1)

Дефіцит вологості d – різниця між пружністю насиченої пари Е та пружністю водяної пари е при даній температурі:

(5.2)

Точка роси – температура, при якій повітря, якщо його охолодити при сталому тиску, стає насиченою водяною парою.

Екстремальні значення вологості повітря Найвологішими містами у південній та південно-східній Азії є Калькутта та Керала (Індія), Маніла (Філіппіни), Бангкок (Таїланд). В Австралії одне з перших місць з вологості посідає місто Дарвін – вологий сезон триває з грудня до квітня. У Куала-Лумпуре (Малайзія), у Сінгапурі та Північній Тасманії висока вологість спостерігається цілий рік.

Найменша вологість повітря відмічається в Антарктиді.

ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ

Прилади, що використовуються для вимірювання вологості повітря, називаються психрометрами або гігрометрами [Guyot, 1998].

Принцип дії психрометра заснований на здатності рідини (води) до випаровування; при цьому виникає різниця температур, що показується сухим і зволоженим термометрами. Внаслідок випаровування рідину залишають найшвидкіші молекули, що призводить до втрати рідиною частини енергії та відповідного зниження її температури.

Принцип роботи гігрометрів заснований на зміні фізико- хімічних властивостей різних речовин при зміні вологості навколишнього середовища.

Аспіраційний психрометр

Прилад містить два термометри – сухий і зволожений; ціна поділки термометрів становить 0,1-0,2 °С. Термометри розташовані у металевих трубках, які потім з'єднані в одну (рис. 6.1). Резервуар одного з термометрів обмотаний батистом, що змочується. При вимірюванні вологості психрометр встановлюють горизонтально та обдувають повітрям обидва термометри за допомогою вентилятора.

Рис. 6.1. Аспіраційний психрометр Асмана: а – конструкція психрометра: 1 – заводний ключ; 2 – віконце; 3 – головка аспіратора; 4 – трубка; 5 – сухий термометр; 6 – змочений термометр; 7 – трійник; 8, 12 – ізоляційні втулки; 9, 13 – захисні трубки; 10 – сухий термометр; 11 – корпус; б – зовнішній вигляд аспіраційного психрометра

З поверхні резервуара зволоженого термометра випаровувається вода, що залежить від вологості навколишнього повітря. За допомогою аспіраційного психрометра можна оцінити парціальний тиск е за психрометричною формулою:

(6.1)

де – максимальна пружність водяної пари, яка відповідає температурі зволоженого термометра; – психрометричний коефіцієнт;- температура сухого термометра, К; – температура зволоженого термометра, К;- атмосферний тиск, мм рт.ст, або Па. Пружність насиченої пари, яка відповідає температурі зволоженого термометра, та пружність насиченої пари Е, яка відповідає температурі сухого термометра, визначають у мм рт.ст/ (табл.1 додатка) або у паскалях (табл. 2 додатка).

Недоліком аспіраційного психрометра є те, що вентилятор захоплює повітря тільки на відстані кількох сантиметрів, що не дає змогу точно визначити вологість на певних ділянках. Крім того, величина психрометричного коефіцієнта А залежить від швидкості вентиляції, температури та типу психрометра. Величина A = 6,62•104 К-1 достовірна для швидкостей вентиляції, що перевищують 3 м/с. Залежність величини А від швидкості вентиляції наведено в табл. 6.1.

6.1. Залежність величини психрометричного коефіцієнта А від швидкості вентиляції