Таблица парциальное давление насыщенного водяного пара: ГОСТ 8.524-85 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Таблицы психрометрические. Построение, содержание, расчетные соотношения

Парциальное давление водяных паров формула. Физические принципы

Известно, что атмосфера Земли состоит из смеси газов (азота, кислорода и т. п.) и водяного пара. Его содержание в атмосфере характеризуется влажностью воздуха . Коли-чественная его оценка определяется абсо-лютной и относительной величинами.

Масса водяного пара, который находится при данной температуре в 1 м 3 воздуха, харак-теризует его абсолютную влажность .

Фак-тически это плотность водяного пара в воз-духе при определенной температуре, ведь m / V = ρ .

Влажность воздуха существен-но влияет на развитие флоры и фауны на Земле, жизнь чело-века. Влажность зависит от многих факторов — физическо-го состояния атмосферы, темпе-ратуры, близости морей и океа-нов, других водоемов и т. д.

Согласно закону Дальтона наличие водя-ного пара в атмосфере вызывает парци-альное давление, которое связано с плот-ностью водяного пара ρ соотношением, сле-дующим из уравнения Менделеева-Кла-пейрона :

p = ρ RT / M,

где R — универсальная газовая постоянная,

T — температура воздуха, M — его молярная масса. Следовательно, парциальное давле-ние водяного пара может также характе-ризовать абсолютную влажность воздуха .

Абсолютную влажность возду-ха, выраженную через парци-альное давление, иногда на-зывают упругостью водяного пара .

Абсолютная влажность воздуха не дает возможности оценить степень насыщения воздуха водяным паром. Поэтому на прак-тике используют относительную характерис-тику влажности воздуха.

Относительная влаж-ность — это отношение парциального дав-ления водяного пара p при данной темпе-ратуре к давлению насыщенного пара при той же температуре p н:

φ = (p / p н) . 100%.

Как правило, относительную влаж-ность выражают в процен-тах.

Таким образом, чтобы определить отно-сительную влажность воздуха

, необходимо знать парциальное давление пара при дан-ной температуре и давление насыщенного пара при этой же температуре.

Парциальное давление пара при данной температуре мож-но найти, определив точку росы.

Рис. 3.4. Точка росы

Пусть при определенной температуре воз-духа t 1 (рис. 3.4) водяной пар имеет пар-циальное давление p 1 (точка A). Если воздух охлаждать при том же давлении, то пар будет приближаться к состоянию насыще-ния, поскольку он зависит от температу-ры — чем она ниже, тем меньше будет давление насыщенного пара. В точке B во-дяной пар становится насыщенным, начи-нает конденсироваться; говорят, выпадает роса.

Температура t р, до которой следует изобарно охладить воздух данной влажности, чтобы водяной пар стал насыщенным, на-зывается

точкой росы .

Зная температуру точки росы , с помо-щью таблицы можно определить парциаль-ное давление водяного пара воздуха — оно равно давлению насыщенного пара при тем-пературе, равной точке росы.

Относительная влажность. Единица PPMv=ppmv (по объему). Единица PPMw=ppmw (по весу). Влияние давления на точку росы. Таблицы давления насыщеного водяного пара (краткие, в тему).




Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru:  главная страница  / / Техническая информация
/ / Физический справочник / / Влажность абсолютная, относительная и удельная. Влажность воздуха. Психрометрические таблицы. Диаграммы Рамзина  / / Относительная влажность. Единица PPMv=ppmv (по объему). Единица PPMw=ppmw (по весу). Влияние давления на точку росы. Таблицы давления насыщеного водяного пара (краткие, в тему).

Поделиться:   

Относительная влажность. Единица PPMv=ppmv (по объему). Единица PPMw=ppmw (по весу). Влияние давления на точку росы. Таблицы давления насыщеного водяного пара (краткие, в тему).

Относительной влажностью (RH=relative humidity) называют отношение существующего давления водяных паров в газовой смеси к давлению насышенного водяного пара (вода/пар) при данной температуре.

  • Пример 1: если при атмосферном давлении точка росы равна 10°С а температура 25°С, то:
    •  RH= (Давление насыщенного водяного пара при 10°С)/(Давление насыщенного водяного пара при 25°С) = 12,272миллибар/31,671миллибар = 38,7%.
  • Пример 2: если при атмосферном давлении точка образования инея равна -45°С а температура -40 °С, то:
    • RH= (Давление водяного пара при -45°С действительное)/(Давление насыщенного водяного пара (по воде) при -40°С)=0,07198милибар/0,1891милибар=38,1%.

PPMv (parts per million by volume) — это единица концентрации в миллионных долях по объему. Применительно к влажности это отношение парциального давления водяных паров в газовой смеси к давлению сухой смеси. Для измерений влажности в газах это наиболее распространенная единица и в 99% случаев она имеется в виду под загадочной аббревиатурой

PPM(=ppm).

  • Пример: если при атмосферном давлении точка росы равна -60 °С, то:
    • PPMv=(Парциальное давление водяных паров)*1000000/(Давление смеси-Парциальное давление водяных паров) =10,8*1000000/1013=10,7 PPMv

PPMw (parts per million by weight) — это единица концентрации в миллионных долях по массе (иногда говорят «по весу»). Применительно к влажности, это отношение массы водяного пара в газовой смеси, к массе сухой газовой смеси.

  • Пример: если при атмосферном давлении точка росы воздуха равна -60 , то:
    • PPMw=PPMv*(Молекулярный вес воды)/(Молекулярный вес сухого воздуха)=10,7*18/29=6,64 (PPMw)
  • Влияние давления на точку росы ( в практических пределах) определяется тем, что парциальные давления различных газов в смеси растут ( падают) пропорционально росту (падению) давления смеси. Таким образом равенство:
  • Парциальное давление водяного пара (известное)/Давление газовой смеси(начальное, известное)=Парциальное давление водяного пара (новое, неизвестное)/Давление газовой смеси (новое, известное).
  • дает нам новое парциальное давление водяного пара в этой смеси.

Таблица: Давление насыщенного водяного пара в паскалях (пар/лед) от -100 до -10°С

Температура/°C -100 -90 -80 -70 -60
-50
-40 -30 -20 -10
Давление /Па 0.0014 0.0097 0.055 0.261 1.080 3.94
Значения парциального давления насыщенного водяного пара е, Па, для температуры t от 0 до минус 41 °с (надо льдом)

t, °С

Е

t, °С

Е

t, °С

Е

t, °С

Е

t, °С

Е

0

611

–5,4

388

–10,6

245

–16

151

–23

77

–0,2

601

–5,6

381

–10,8

241

–16,2

148

–23,5

73

–0,4

592

–5,8

375

–11

237

–16,4

145

–24

69

–0,6

581

–6

369

–11,2

233

–16,6

143

–24,5

65

–0,8

573

–6,2

363

–11,4

229

–16,8

140

–25

63

–1

563

–6,4

356

–11,6

225

–17

137

–25,5

60

–1,2

553

–6,6

351

–11,8

221

–17,2

135

–26

57

–1,4

544

–6,8

344

–12

217

–17,4

132

–26,5

53

–1,6

535

–7

338

–12,2

213

–17,6

129

–27

51

–1,8

527

–7,2

332

–12,4

209

–17,8

128

–27,5

48

–2

517

–7,4

327

–12,6

207

–18

125

–28

47

–2,2

509

–7,6

321

–12,8

203

–18,2

123

–28,5

44

–2,4

400

–7,8

315

–13

199

–18,4

120

–29

42

–2,6

492

–8

310

–13,2

195

–18,6

117

–29,5

39

–2,8

484

–8,2

304

–13,4

191

–18,8

116

–3

476

–8,4

299

–13,6

188

–19

113

–30

38

–3,2

468

–8,6

293

–13,8

184

–19,2

111

–31

34

–3,4

460

–8,8

289

–14

181

–19,4

109

–32

34

–3,6

452

–9

284

–14,2

179

–19,6

107

–33

27

–3,8

445

–9,2

279

–14,4

175

–19,8

105

–34

25

–4

437

–9,4

273

–14,6

172

–35

22

–4,2

429

–9,6

268

–14,8

168

–20

103

–36

20

–4,4

423

–9,8

264

–15

165

–20,5

99

–37

18

–4,6

415

–15,2

163

–21

93

–38

16

–4,8

408

–10

260

–15,4

159

–21,5

89

–39

14

–5

402

–10,2

260

–15,4

159

–22

85

–40

12

–5,2

395

–10,4

251

–15,8

153

–22,5

81

–41

11

Приложение 8

Значения парциального давления насыщенного водяного пара е, Па, для температуры t от 0 до плюс 30 °с (над водой)

t, °С

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

0

611

615

620

624

629

633

639

643

648

652

1

657

661

667

671

676

681

687

691

696

701

2

705

711

716

721

727

732

737

743

748

753

3

759

764

769

775

780

785

791

796

803

808

4

813

819

825

831

836

843

848

855

860

867

5

872

879

885

891

897

904

909

916

923

929

6

935

941

948

956

961

968

975

981

988

995

7

1001

1009

1016

1023

1029

1037

1044

1051

1059

1065

8

1072

1080

1088

1095

1103

1109

1117

1125

1132

1140

9

1148

1156

1164

1172

1180

1188

1196

1204

1212

1220

10

1228

1236

1244

1253

1261

1269

1279

1287

1285

1304

11

1312

1321

1331

1339

1348

1355

1365

1375

1384

1323

12

1403

1412

1421

1431

1440

1449

1459

1468

1479

1488

13

1497

1508

1517

1527

1537

1547

1557

1568

1577

1588

14

1599

1609

1619

1629

1640

1651

1661

1672

1683

1695

15

1705

1716

1727

1739

1749

1761

1772

1784

1795

1807

16

1817

1829

1841

1853

1865

1877

1889

1901

1913

1925

17

1937

1949

1962

1974

1986

2000

2012

2025

2037

2050

18

2064

2077

2089

2102

2115

2129

2142

2156

2169

2182

19

2197

2210

2225

2238

2252

2266

2281

2294

2309

2324

20

2338

2352

2366

2381

2396

2412

2426

2441

2456

2471

21

2488

2502

2517

2538

2542

2564

2580

2596

2612

2628

22

2644

2660

2676

2691

2709

2725

2742

2758

2776

2792

23

2809

28’26

2842

2860

2877

2894

2913

2930

2948

2965

24

2984

3001

3020

3038

3056

3074

3093

3112

3130

3149

25

3168

3186

3205

3224

3244

3262

3282

3301

3321

3341

26

3363

3381

3401

3421

3441

3461

3481

3502

3523

3544

27

3567

3586

3608

3628

3649

3672

3692

3714

3796

3758

28

3782

3801

3824

4846

3869

3890

3913

3937

3960

3982

29

4005

4029

4052

4076

4100

4122

4146

4170

4194

4218

30

4246

4268

4292

4317

4341

4366

4390

4416

4441

4466

Учебное издание

ШИХОВ Александр Николаевич

ТеплоТЕХНИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ

НАРУЖНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЙ

Учебное пособие

Редактор и корректор Н.В. Бабинова

Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета

Измерение влажности

 

Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве. 

Что такое влажность воздуха

 

Существуют несколько единиц измерения относительной влажности воздуха. 
1. Абсолютная влажность — это количество воды в единице объёма воздуха, А(г/м3). 
2. Для определения второй единицы измерения нужно внимательно посмотреть на рисунок, отображающий движение молекул воды в закрытом сосуде, залитом до определённого уровня водой. Через некоторое время в этом сосуде два процесса: испарения и конденсации молекул воды выровняются и мы получим насыщенный водяной пар, который создаёт давление на стенки сосуда равное давлению насыщенного водяного пара, Ps(Ра). В воздухе всегда присутствуют молекулы воды, но их концентрация ниже, чем над водной поверхностью. Они так же, как и другие молекулы воздуха создают давление. Это давление, создаваемое именно молекулами воды, называется парциальным давлением водяного пара, P(Па). Отношение парциального давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха:

Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится. 

3. Из второй единицы измерения следует третья. Если в замкнутом объёме с определённой влажностью уменьшать температуру, то будет увеличиваться относительная влажность воздуха. При определённой температуре относительная влажность станет равной 100 %. Эта температура называется температурой точки росы. Для отрицательных температур существует своя точка росы — точка инея. Само определение подсказывает один из способов определения влажности воздуха в некотором объёме. Нужно медленно охлаждать какой-то предмет, контролируя его температуру. Температура, при которой на предмете возникнет водяная плёнка сконденсировавшихся молекул воды, будет равна температуре точки росы в данном объёме. 

Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:

 

Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)

Таблица 1.  

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi,Па

-50

6,453

3,924

-33

38,38

27,65

-16

176,37

150,58

-49

7,225

4,438

-32

42,26

30,76

-15

191,59

165,22

-48

8,082

5,013

-31

46,50

34,18

-14

207,98

181,14

-47

9,030

5,657

-30

51,11

37,94

-13

225,61

198,45

-46

10,08

6,38

-29

56,13

42,09

-12

244,56

217,27

-45

11,24

7,18

-28

61,59

46,65

-11

264,93

237,71

-44

12,52

8,08

-27

67,53

51,66

-10

286,79

259,89

-43

13,93

9,08

-26

73,97

57,16

-9

310,25

283,94

-42

15,48

10,19

-25

80,97

63,20

-8

335,41

310,02

-41

17,19

11,43

-24

88,56

69,81

-7

362,37

338,26

-40

19,07

12,81

-23

96,78

77,06

-6

391,25

368,84

-39

21,13

14,34

-22

105,69

85,00

-5

422,15

401,92

-38

23,40

16,03

-21

115,32

93,67

-4

455,21

437,68

-37

25,88

17,91

-20

125,74

103,16

-3

490,55

476,32

-36

28,60

19,99

-19

136,99

113,52

-2

528,31

518,05

-35

31,57

22,30

-18

149,14

124,82

-1

568,62

563,09

-34

34,83

24,84

-17

162,24

137,15

0

611,65

611,66

 

Значения давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Рsw) 

Таблица 2.  

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

0

611,65

26

3364,5

52

13629,5

78

43684,4

1

657,5

27

3568,7

53

14310,3

79

45507,1

2

706,4

28

3783,7

54

15020,0

80

47393,4

3

758,5

29

4009,8

55

15759,6

81

49344,8

4

814,0

30

4247,6

56

16530,0

82

51363,3

5

873,1

31

4497,5

57

17332,4

83

53450,5

6

935,9

32

4760,1

58

18167,8

84

55608,3

7

1002,6

33

5036,0

59

19037,3

85

57838,6

8

1073,5

34

5325,6

60

19942,0

86

60143,3

9

1148,8

35

5629,5

61

20883,1

87

62524,2

10

1228,7

36

5948,3

62

21861,6

88

64983,4

11

1313,5

37

6282,6

63

22878,9

89

67522,9

12

1403,4

38

6633,1

64

23936,1

90

70144,7

13

1498,7

39

7000,4

65

25034,6

91

72850,8

14

1599,6

40

7385,1

66

26175,4

92

75643,4

15

1706,4

41

7787,9

67

27360,1

93

78524,6

16

1819,4

42

8209,5

68

28589,9

94

81496,5

17

1939,0

43

8650,7

69

29866,2

95

84561,4

18

2065,4

44

9112,1

70

31190,3

96

87721,5

19

2198,9

45

9594,6

71

32563,8

97

90979,0

20

2340,0

46

10098,9

72

33988,0

98

94336,4

21

2488,9

47

10625,8

73

35464,5

99

97795,8

22

2646,0

48

11176,2

74

36994,7

100

101359,8

23

2811,7

49

11750,9

75

38580,2

 

 

24

2986,4

50

12350,7

76

40222,5

 

 

25

3170,6

51

12976,6

77

41923,4

 

 

 

Относительная влажность при отрицательной температуре Ψi

поправочный коэффициент k = psw / psi. 

Значения поправочного коэффициента «k» при различной температуре:

Таблица 3.  

Т,⁰С

0

-10

-20

-30

-40

0

1

1,104

1,219

1,347

1,489

-1

1,01

1,115

1,231

1,361

1,504

-2

1,02

1,126

1,243

1,374

1,519

-3

-1,03

1,137

1,256

1,388

1,534

-4

1,04

1,148

1,269

1,402

1,549

-5

1,05

1,16

1,281

1,416

1,565

-6

1,061

1,171

1,294

1,43

1,58

-7

1,071

1,183

1,307

1,445

1,596

-8

1,082

1,195

1,32

1,459

1,612

-9

1,093

1,207

1,334

1,474

1,628

 

Значения абсолютной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при различной температуре

Таблица 4.

 

Примеры расчёта относительной влажности и точки росы

Пример 1. 

Задача. Относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 55%. Определить точку росы воздуха. 

Решение. Из Таблицы 2. давление насыщенного водяного пара при температуре 20⁰С равно 2340 Па. Определяем парциальное давление водяного пара в воздухе: 

p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Па 

Из Таблицы 2.находим температуру: 10,5⁰С. 

Пример 1. 

Задача. Параметры воздуха снаружи: Т = -10⁰С, Ψ=100%; в помещении: Т = 20⁰С. Чему равна отн. влажность в помещении? 

Решение. Из Таблицы 2. находим значение давления насыщенного водяного пара Рsн при температуре -10⁰С. Это давление равно парциальному давлению водяного пара в помещении. Из Таблицы 2. находим, чему равно давление насыщенного водяного пара Psп при 20⁰С в помещении. 

Ψп = Рsн / Psп х 100%
Ψп = 286/ 2340 х 100 % = 12,2%

Сенсоры для измерения влажности воздуха


Для определения влажности воздуха существуют как прямые, так и косвенные методы. Из прямых можно привести метод определения температуры точки росы по конденсации на зеркале. Это очень точный метод, позволяющий измерять малые значения влажности. Однако сами приборы — достаточно дорогие. Метод требует времени и неприспособлен для контроля быстрых процессов. В основном его используют в лабораториях для определения влажности сухих газов. 


Существует также спектрометрический метод прямого подсчёта молекул воды в воздухе. Но он также не подходит для промышленного применения. Наиболее популярным методом измерения является психрометрический, по разнице показаний сухого и влажного термометров. Но этот метод требует чётко задаваемой постоянной скорости обдува влажного термометра. Большинство же психрометров просто крепятся на стене и верить им, конечно же, нельзя. И из-за неконтролируемой скорости обдува и из-за недостоверного измерения температуры воздуха. 

Беда в том, что люди привыкли к этим приборам и ссылаются на их показания, как единственно верные. 

емкостной полимерный чувствительный элементДля производства электронных датчиков и измерителей относительной влажности чаще всего используют емкостные полимерные чувствительные элементы. Данные сенсоры представляют собой подложку с нанесённым нижним металлическим слоем, слой полимера, легко адсорбирующего влагу, верхний пористый слой металлизации. При изменении влажности меняется как толщина полимера, так и его диэлектрические параметры, что приводит к изменению ёмкости сенсора. В последнее время внимание к этим сенсорам сильно выросло, так как появилась возможность создания датчиков с цифровым выходом с уже откалиброванным выходным сигналом. 

Особенности применения измерителей влажности воздуха с емкостным чувствительным элементом

 

К сожалению, емкостные чувствительные элементы реагируют не только на влажность, но и на большинство неинертных газов, что приводит к дополнительной погрешности, а часто и к полной деградации сенсора. При длительном нахождении сенсора при высокой влажности его необходимо просушить при повышенной температуре по методике, предоставляемой изготовителем. Полимер не может работать при высокой температуре, ограничивая диапазон использования измерителя. Нельзя допускать конденсации влаги на чувствительном элементе, так как это приведёт к коррозии тонкоплёночной структуры сенсора. Сенсор необходимо защищать от воздействия солнечных лучей, касания руками, различных загрязнений. Именно сенсор влажности определяет технические параметры и срок службы измерителя влажности. Поэтому так важно, чтобы сенсоры были взаимозаменяемы. Именно поэтому межповерочный интервал для измерителей влажности равен всего 1-му году. Лучшее значение абсолютной погрешности для измерителя влажности промышленного применения на сегодня, это — ±2,0%. 

Необходимо помнить, что относительная влажность воздуха по определению очень сильно зависит от температуры. Колебания температуры воздуха по объёму помещения в ±1⁰С могут приводить к колебаниям относительной влажности в ±5% и более. Если зимой ваш электронный гигрометр показывает отн. влажность в 7%, а психрометр – 30%, то это отнюдь не означает, что гигрометр сломался. Так и есть. Просто снимите со стены психрометр и положите подальше в шкаф. 

Директор НПК «Рэлсиб» Игорь Ландочкин

Рассчитать влажность онлайн

Давление насыщенного водяного пара формула. Физические принципы

Максимально возможное парциальное давление водяного пара равно давлению насыщения при данной температуре влажного воздуха. По таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара в состоянии насыщения (табл. П. 2.1) найдем давление насыщения пара при температуре t = 50 о С:

Парциальное давление водяного пара можно найти из определения относительной влажности воздуха (7.5):

Абсолютную влажность воздуха можно найти с использованием таблиц термодинамических свойств перегретого пара (табл. П.2.2) или по уравнению состояния идеального газа (см. задачу 7.3):

,

.

Максимально возможную абсолютную влажность воздух имеет в состоянии насыщения, при этом парциальное давление пара равно давлению насыщения при данной температуре. Тогда:

.

Максимально возможную абсолютную влажность воздуха можно также найти из определения относительной влажности воздуха (7.4):

Молекулярная масса влажного воздуха найдется согласно (7.7):

тогда газовая постоянная влажного воздуха

Плотности влажного и сухого воздуха найдутся по уравнению состояния идеального газа:

Энтальпия влажного воздуха согласно (7.6):

Температура точки росы – это температура насыщения при данном парциальном давлении пара, находится по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара (табл. П. 2.1 или П. 2.2):

.

7.5. Влажный воздух имеет температуру t = 4 о С и давление 740 мм рт. ст. Определить его влагосодержание и энтальпию.

Ответ: ;

7.6. Для сушки макарон используют воздух с температурой t 1 = 25 о С и относительной влажностью φ 1 = 50 %, предварительно нагревая его в воздухоподогревателе до температуры t 2 = 90 о С. Из сушилки воздух выходит с температурой t 3 = 35 о С. Определить параметры воздуха в каждой точке, расход теплоты и воздуха на 1 кг испаряемой влаги. Изобразить процессы в диаграмме h–d .

Решение:

Начальное состояние влажного воздуха определяем в h–d диаграмме (прил. 4) путем пересечения изотермы t 1 = 25 о С с линией φ 1 = 50 % (рис. 7.3, точка 1). Находим:

d 1 = 10 г/кг с.в.; h 1. = 50 кДж/кг с.в.

Процесс нагрева воздуха происходит при постоянном влагосодержании, поэтому из точки 1 проводим вертикальную линию d = const до пересечения с изотермой t 2 = 90 о С, находим точку 2, характеризующую состояние воздуха на выходе из воздухоподогревателя. Получаем:

h 2. = 117,5 кДж/кг с.в.; φ

Далее из точки 2 проводим линию h = const (так как процесс сушки идет при постоянной энтальпии) до пересечения с изотермой t 3 = 35 о С, где находим точку 3, характеризующую состояние воздуха на выходе из сушилки. Для точки 3 имеем:

h 2 = h 3. = 117,5кДж/кг с.в.; d 3 = 32 г/кг с.в.; φ 3 = 90 %.

Изменение влагосодержания в суши

Таблица давления насыщенного пара воды

Развернуть структуру обучения Свернуть структуру обучения

Таблица давления насыщенного пара воды при разной температуре от 0 до 100 градусов Цельсия


Для удобства таблица разделена на блоки по 25 градусов.

t, °С

Р

кПа

мм рт.ст.

0

0.61129

4.585

1

0.65716

4.929

2

0.70605

5.296

3

0.75813

5.686

4

0.81359

6.102

5

0.87260

6.545

6

0.93537

7.016

7

1.0021

7.516

8

1.0730

8.048

9

1.1482

8.612

10

1.2281

9.212

11

1.3129

9.848

12

1.4027

10.52

13

1.4979

11.24

14

1.5988

11.99

15

1.7056

12.79

16

1.8185

13.64

17

1.9380

14.54

18

2.0644

15.48

19

2.1978

16.48

20

2.3388

17.54

21

2.4877

18.66

22

2.6447

19.84

23

2.8104

21.08

24

2.9850

22.39

25

3.1690

23.77

Продолжение таблицы давления насыщенного пара воды. Значения для 26-50 градусов Цельсия

t, °С

Р

кПа

мм рт.ст.

26

3.3629

25.22

27

3.5670

26.75

28

3.7818

28.37

29

4.0078

30.06

30

4.2455

31.84

31

4.4953

33.72

32

4.7578

35.69

33

5.0335

37.75

34

5.3229

39.93

35

5.6267

42.20

36

5.9453

44.59

37

6.2795

47.10

38

6.6298

49.73

39

6.9969

52.48

40

7.3814

55.37

41

7.7840

58.38

42

8.2054

61.55

43

8.6463

64.85

44

9.1075

68.31

45

9.5898

71.93

46

10.094

75.71

47

10.620

79.66

48

11.171

83.79

49

11.745

88.09

50

12.344

92.59


Продолжение таблицы давления насыщенного пара воды. Значения для 51-75 градусов Цельсия


t, °С

Р

кПа

мм рт.ст.

51

12.970

97.28

52

13.623

102.2

53

14.303

107.3

54

15.012

112.6

55

15.752

118.1

56

16.522

123.9

57

17.324

129.9

58

18.159

136.2

59

19.028

142.7

60

19.932

149.5

61

20.873

156.6

62

21.851

163.9

63

22.868

171.5

64

23.925

179.5

65

25.022

187.7

66

26.163

196.2

67

27.347

205.1

68

28.576

214.3

69

29.852

223.9

70

31.176

233.8

71

32.549

244.1

72

33.972

254.8

73

35.448

265.9

74

36.978

277.4

75

38.563

289.2


Продолжение таблицы давления насыщенного пара воды. Значения для 76-100 градусов Цельсия


t, °С

Р

кПа

мм рт.ст.

76

40.205

301.6

77

41.905

314.3

78

43.665

327.5

79

45.487

341.2

80

47.373

355.3

81

49.324

370.0

82

51.342

385.1

83

53.428

400.7

84

55.585

416.9

85

57.815

433.6

86

60.119

450.9

87

62.499

468.8

88

64.958

487.2

89

67.496

506.3

90

70.117

525.9

91

72.823

546.2

92

75.614

567.2

93

78.494

588.8

94

81.465

611.0

95

84.529

634.0

96

87.688

657.7

97

90.945

682.1

98

94.301

707.3

99

97.759

733.3

100

101.32

760.0

 Термодинамическое равновесие | Описание курса | Специальная теория относительности 

   

Онлайн калькулятор: Давление насыщенного водяного пара

Этот калькулятор рассчитывает давление насыщенного водяного пара в зависимости от температуры и атмосферного давления. Под калькулятором, как водится, небольшой ликбез с формулами.

PLANETCALC, Давление насыщенного водяного пара
Давление насыщенного водяного пара

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст. гектопаскаль Точность вычисления

Знаков после запятой: 2

Давление насыщенного водяного пара, гектопаскаль

 

save Сохранить extension Виджет

Для начала небольшое определение из Википедии:
Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется испарением или парообразованием. Обратный процесс называется конденсация. Насыщенный пар — пар, достигший термодинамического равновесия со своей жидкостью.

Представим себе закрытый сосуд, находящийся при постоянной температуре. В сосуде будет наблюдаться процесс испарения, обусловленного неравномерным распределением кинетической энергии молекул при тепловом движении.
Испарение приводит к постепенному увеличению числа молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала испарения концентрация вещества в газообразном состоянии достигнет такого значения, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, покидающих жидкость за то же время. Устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации вещества. Тот пар, что получился после установления динамического равновесия, и есть насыщенный пар. Пар, находящийся при давлении ниже насыщенного, называют ненасыщенным.

Для насыщенного водяного пара испарение может идти как над водой, так и надо льдом. Мы здесь ограничимся формулами только для воды.
Чтобы достичь состояния полного насыщения, воздух должен поглотить вполне определенное количество водяного пара, которое зависит от температуры и давления.
Важным показателем является парциальное давление водяного пара в воздухе, и его максимальная величина, называемая давлением насыщенного водяного пара.

Этот калькулятор использует формулы для вычисления давления насыщенного водяного пара взятые из Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation Всемирной метеорологической организации (World Meteorological Organization) за 2008 год.

Итак, насыщенное давление чистой фазы водяного пара рассчитывается по формуле

Насыщенное давление водяного пара во влажном воздухе рассчитывается по формуле

где функция от давления равна

Температура задается в градусах Цельсия, давление — в гектопаскалях (1 гектопаскаль = 100 Паскаль).

Вода — Давление Насыщения

Вода имеет тенденцию испаряться или испаряться, проецируя молекулы в пространство над ее поверхностью. Если пространство ограничено, парциальное давление, оказываемое молекулами, увеличивается до тех пор, пока скорость, с которой молекулы входят в жидкость, не станет равной скорости, с которой они выходят. Давление пара воды — это давление, при котором водяной пар находится в термодинамическом равновесии с его конденсированным состоянием . При более высоком давлении вода будет конденсироваться.В этом состоянии равновесия давление пара составляет , давление насыщения — .

Online Калькулятор давления водонасыщенности

Калькулятор ниже может использоваться для расчета давления водонасыщенности при заданных температурах.
Выходное давление дано в кПа, барах, атм, фунтах на квадратный дюйм (фунт / дюйм 2 ) и фунтах на кв. Дюйм (фунт / фут 2 ).

Температура должна быть в пределах 0-370 ° C, 32-700 ° F, 273-645 K и 492-1160 ° R

Давление насыщения воды зависит от температуры, как показано ниже:

См. Вода и тяжелые Вода для термодинамических свойств в стандартных условиях.
См. Также другие свойства . Вода при , изменяющаяся температура и давление. , pK w , обычной и тяжелой воды, точки плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях равновесия газ-жидкость, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара в газожидкостном равновесии.

water saturation pressure

water_saturation_pressure

Давление насыщения при температурах, приведенных в градусах Цельсия, и

, даваемых в килопаскалях [кПа], барах, атмосферах и фунтах на квадратный дюйм [psi]:

Температура Давление водонасыщенности
[° C] [кПа], [100 * бар] [атм] [фунт / кв.дюйм]
0.01 0,61165 0,0060 0,088712
2 0,70599 0,0070 0,10240
4 0,81355 0,0080 0.11800
10 0,012 10 0,012 10 02850 10 02800 10 1200 0,17814
14 1,5990 0,0158 0,23192
18 2.0647 0.0204 0.29946
20 2.3393 0.0231 0.33929
25 3.1699 0.0313 0.45976
30 040470 0 0407
34 5,3251 0,0526 0,77234
40 7,3849 0.0729 1.0711
44 9.1124 0.0899 1.3216
50 12.352 0.122 1.7915
54 15.022 2.148 2,188 2,149 2,144 15 022 9005 60 19.946 0.197 2.8929
70 31.201 0.308 4.5253
80 47.414 0,468 6,8768
90 70,182 0,693 10,179
96 87,771 0,866 12,730
100
10146 100 000 1.001 14.710
110 143.38 1.42 20.796
120 198.67 1.96 28.815
130 270.28 2.67 39.201
140 361.54 3.57 52.437
150 4.70 4.70 6900
160 618.23 6.10 89.667
180 1002.8 9.90 145.44
200 1554,9 15.35 225.52
220 2319.6 22.89 336.43
240 3346.9 33.03 9003 4009 33.03 9005 900 900 4692,3 46.31 680.56
280 6416.6 63.33 930.65
300 8587.9 84.76 1245.6
320 11284 111.4 1636.6
340 14601 144.1 2117.7
360 18666 18666 18666 18666 9 9
370 21044 207.7 3052.2


Давление насыщения при температурах, приведенных в градусах Фаренгейта, и давлении

, приведенных в фунтах на квадратный дюйм [фунт / кв.дюйм], фунтах на квадратный фут [фунт / кв.дюйм], кПа [кПа] и баров:

1045,0
Температура Давление насыщения водой
[° F] [фунтов / кв. дюйм] [кПа], [100 * бар]
32.02 0.088712 12.775 0.612
34 0.09624 13.858 0.664
39.2 0.11800 16.991 0.814
40 172170 172170 172170 17 040 17 040 40 40 17 070 02 02 4949 0,839
50 0,17814 25,651 1,228
60 0.25633 36.912 1.767
70 0.36341 52.330 2.506
80 0.50759 73.092 3.500
90 4.888 90 4.808 100 4.808 100 4.808 100 4.808 100 4.508 100 4.808 100 4.808 100 4.885
100 0,95055 136,9 6,554
110 1,2766 183.8 8.802
120 1.6949 244.1 11.686
130 2.2258 320.5 15.347
140 2.8929 9004 9004 150 3.7232 536.1 25.671
160 4.7474 683.6 32.732
170 5.9999 864.0 41.368
180 7.5196 1083 51.846
190 9.3495 1346 64.462
200 16.537 16.537 16,537
212 14.710 2118 101.42
220 17.203 2477 118.6
240 25.001 3600 172.4
260 35.263 5078 243.1
280 49.286 709 709
300 67.264 9686 463.8
350 134.73 19402 929.0
400 247.01 35570 1703,1
450 422.32 60814 2911.8
500 680.56 98001 9004
0 150485 7205,3
600 1542,1 222066 10632,6
625 1851.2 266570 12763
650 2207.8 317922 15222
675 2618.7 377092 18055
700 21318 9004 2192 0 900 49 2 9004 2

См. Также Психрометрия воздуха и системы пара и конденсата

Давление пара насыщения в некоторых других жидкостях при 68 o F или 20 o C

Жидкость Давление насыщенного пара
[ фунтов на квадратный дюйм] [Па]
Четыреххлористый углерод, CCl 4 1.9 13100
Бензин 8.0 55200
Меркурий 0.000025 0.17
  • 1 Па = 10 -6 Н / мм 2 = 10 — 5 бар = 0,1020 кп / м 2 = 1,02×10 -4 м H 2 O = 9,869×10 -6 атм = 1,45×10 -4 фунтов на кв. Дюйм (фунт f / в 2 )
.
Давление водяного пара и насыщения во влажном воздухе

Водяной пар почти всегда присутствует в окружающем воздухе.

Давление насыщения водяного пара

Максимальное давление насыщения водяного пара во влажном воздухе зависит от температуры смеси паров воздуха и может быть выражено как:

p w = e (77.3450 + 0.0057 T — 7235 / T) / T 8,2 (1)

, где

p ws = давление насыщения водяного пара (Па)

e = постоянная 2.718 …….

T = температура сухого шарика влажного воздуха (K)

Плотность водяного пара

Плотность водяного пара может быть выражена как:

ρ w = 0,0022 p w / T (2)

, где

p w = парциальное давление водяного пара (Па, н / м 2 )

ρ w = плотность водяного пара (кг / м 3 )

T = абсолютная температура сухой колбы (K)

Давление насыщения и плотность водяного пара для Общие температуры:

Water vapor - temperature saturation pressure diagram

Water vapor - temperature saturation pressure diagram

Температура Давление насыщения Плотность
( o C) 9010 8 ( o F) (Па) (мм рт.ст.) (фунтов на квадратный дюйм) (дюйм рт.ст.) (кг / м 3 ) 10 -3
(фунт / фут) 3 )
0 32 603 4.6 0,09 0,18 0,005 0,30
10 50 1212 9,2 0,18 0,36 0,009 0,59
20 68 2310 17,4 0,33 0,68 0,017 1,08
30 86 4195 31,7 0.61 1,24 0,030 1,90
40 104 7297 55,1 1,06 2,15 0,051 3,20
50 122 12210 92,2 1,8 3,60 0,083 5,19
60 140 19724 149 2,9 5.82 0,13 8,13
70 158 30866 233 4,5 9,11 0,20 12,3
80 176 46925 354 6.8 13,8 0,29 18,2
90 194 69485 525 10,1 20,5 0.42 26,3
100 212 100446 758 14,6 29,6 0,59 36,9
120 248 196849 1486 28,6 58,1 1,10 68,7
140 284 358137 2704 51,9 105,7 1.91 119
160 320 на 611728 4619 88,7 180,5 3,11 194
180 356 9 7475 144 292,1 4,80 300
200 392 1529627 11549 222 451,2 7.11 444
  • 1 фунт / фут 3 = 16.018 кг / м 3
  • 1 кг / фут 3

Пример — Давление насыщения Водяной пар

Давление насыщения водяного пара во влажном воздухе при температуре сухой колбы 25 o C можно рассчитать:

Во-первых, преобразование из ° С к К:

( 25 ° С) + 273 = 298 (К)

Тогда уравнение.(1) используется:

p ws = e (77.3450 + 0.0057 (298 K) — 7235 / (298 K)) /298 [K] 8.2

= 3130 (Па)

.

давление насыщенного пара — введение

Испарение жидкости

Средняя энергия частиц в жидкости за определяется температурой. Чем выше температура, тем выше средняя энергия. Но в пределах этого среднего некоторые частицы имеют энергии выше среднего, а другие имеют энергии ниже среднего.

Некоторые из более энергичных частиц на поверхности жидкости могут двигаться достаточно быстро, чтобы избежать сил притяжения, удерживающих жидкость вместе.Они испаряются.

На диаграмме показана небольшая область жидкости вблизи ее поверхности.

 

Обратите внимание, что испарение происходит только на поверхности жидкости. Это сильно отличается от кипения, которое происходит, когда достаточно энергии, чтобы разрушить силы притяжения во всей жидкости. Вот почему, если вы посмотрите на кипящую воду, вы увидите, как пузырьки газа образуются на протяжении всей жидкости.

Если вы посмотрите на воду, которая просто испаряется на солнце, вы не увидите пузырьков.Молекулы воды просто отрываются от поверхностного слоя.

В конце концов вода все испарится таким образом. Энергия, которая теряется при испарении частиц, вытесняется из окружающей среды. Поскольку молекулы в воде сталкиваются друг с другом, новые молекулы будут получать достаточно энергии, чтобы убежать с поверхности.

 

Испарение жидкости в закрытом контейнере

Теперь представьте, что происходит, если жидкость находится в закрытом контейнере.Здравый смысл подсказывает, что вода в запечатанной бутылке не испаряется или, по крайней мере, не исчезает со временем.

Но там — это постоянного испарения с поверхности. Частицы продолжают отрываться от поверхности жидкости — но на этот раз они оказываются в ловушке в пространстве над жидкостью.

Когда газообразные частицы подпрыгивают, некоторые из них снова попадают на поверхность жидкости и попадают туда. Быстро установится равновесие, при котором количество частиц, покидающих поверхность, точно уравновешивается числом, присоединяющимся к ней.

В этом равновесии будет фиксированное количество газообразных частиц в пространстве над жидкостью.

Когда эти частицы ударяются о стенки контейнера, они оказывают давление. Это давление называется давлением насыщенных паров (также известным как давлением насыщенных паров ) жидкости.

 

Измерение давления насыщенных паров

Нетрудно показать существование этого давления насыщенного пара (и измерить его), используя простой аппарат.

,

Относительная влажность в воздухе

Влажность — это количество водяного пара, присутствующего в воздухе. Это может быть выражено как абсолютное, специфическое или относительное значение.

Относительная влажность выражается

  • парциальным давлением пара и воздуха,
  • плотности пара и воздуха или
  • фактической массой пара и воздуха

Относительная влажность обычно выражается в процентах и ​​сокращается на φ или RH .

Относительная влажность и парциальное давление пара

Относительная влажность как отношение парциального давления пара в воздухе — к парциальному давлению насыщенного пара, если воздух имеет фактическую температуру сухой колбы.

φ = p w / p ws 100% (1)

где

φ = относительная влажность [%]

p w = парциальное давление пара [бар]

p ws = парциальное давление насыщенного пара при фактической температуре сухой колбы [мбар].Это давление пара при максимальном содержании водяного газа в воздухе, прежде чем он начнет конденсироваться в виде жидкой воды.

Давление насыщения пара при различных температурах:

900,2
Температура Давление насыщения пара
[10 -3 бар]
[ o C] [ o F]
-18 0 1,5
-15 5 1.9
-12 10 2.4
-9 15 3.0
-7 20 3.7
-4 25 4.6
-1 30 5,6
2 35 6,9
4 40 8,4
7 45 10.3
10 50 12,3
13 55 14,8
16 60 17,7
18 65 21,0
21 70 25,0
24 75 29,6
27 80 35,0
29 85 41.0
32 90 48,1
35 95 56,2
38 100 65,6
41 105 76,2
43 110 87,8
46 115 101,4
49 120 116,8
52 125 134.2
  • 10 -3 бар = 1 миллибар
  • 1 бар = 1000 мбар = 10 5 Па (н / м 2 ) = 0,1 н / мм 2 = 10 197 кп / м 2 = 10,20 м H 2 O = 0,9869 атм = 14,50 фунтов на квадратный дюйм (фунт f / в 2 ) = 10 6 дин / см 2 = 750 мм рт.ст.

    Если давление водяного пара в воздухе составляет 10,3 мбар, пары насыщаются на поверхности с 45 o F (7 o C).

    Примечание! Атмосферное давление воздуха составляет 1013 мбар (101,325 кПа, 760 мм рт. Ст.). Как мы видим, максимальное давление водяного пара — давление насыщения — относительно мало.

    Пример: относительная влажность и давление пара

    Из таблицы выше давление насыщения при 70 o F (21 o C) составляет 25,0 мбар. Если давление пара в реальном воздухе составляет 10,3 мбар, относительную влажность можно рассчитать как:

    φ = 10.2 [мбар] / 25,0 [мбар] * 100 [%]

    = 41 [%]

    Относительная влажность и плотность паров

    Относительная влажность также может быть выражена как отношение плотности паров воздуха — к плотность насыщенного пара при фактической температуре сухой колбы.

    Относительная влажность по плотности:

    φ = ρ w / ρ ws 100% (2b)

    где

    φ = относительная влажность [% ]

    ρ w = плотность пара [кг / м 3 ]

    ρ ws = плотность пара при насыщении при фактической температуре сухой колбы [кг / м 3 ]

    Общая единица измерения плотности пара составляет г / м 3 .

    Пример: Относительная влажность при заданной температуре и известной плотности пара и плотности насыщения

    Если фактическая плотность пара при 20 o C (68 o F) составляет 10 г / м 3 и насыщение плотность пара при этой температуре составляет 17,3 г / м 3 , относительная влажность может быть рассчитана как

    φ = 10 [г / м 3 ] / 17,3 [г / м 3 ] * 100 [%]

    = 57,8 [%]


    Относительная влажность и масса пара

    Относительная влажность также может быть выражена как отношение фактической массы водяного пара в данном объеме воздуха — к массе водяного пара, необходимой для насыщения при этом. объем.

    Относительная влажность может быть выражена как:

    φ = м Вт / м ws 100% (2c)

    где

    φ = относительная влажность [%]

    м Вт = масса водяного пара в заданном объеме воздуха [кг]

    м мас. = масса водяного пара, необходимого для насыщения при этом объеме [кг]

    Диаграмма относительной влажности — градусы Фаренгейта

    Moist air - relative humidity versus dry and wet bulb temperatures


    Диаграмма относительной влажности — градусы Цельсия

    Moist air - relative humidity versus dry and wet bulb temperatures

    Коэффициенты высоты и поправочные поправки

    900
    Барометрическая высота
    [мбар]
    Абс.Высота над уровнем моря Поправочный коэффициент для
    φ
    [м] [футы]
    1013 0 0 1.000
    1000 108 35 0,987
    989 200 656 0,976
    966 400 1312 0,953
    943 600 1996 0.931
    921 800 2624 0,909
    899 1000 3281 0,887
    842 1500 4922 0,709 795 900 9 900 31 900 9 900 9 900 9 900 9 900 2000 6562 0,785
    .

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о