Теоретичні відомості. У атмосферному повітрі присутня деяка кількість водяної пари

У атмосферному повітрі присутня деяка кількість водяної пари. Кількість цієї пари може змінюватись як за абсолютною величиною, так і за ступенем насичення, що характеризується абсолютною і відносною вологістю.

Абсолютна вологість - пружність пари (тиск), яка знаходиться у повітрі.

Відносна вологість характеризує ступінь насичення повітря водяною парою і визначається за формулою (1), де - пружність пари, яка знаходиться у повітрі при температурі С (абсолютна вологість), - пружність пари, яка насичує простір при температурі С.

Вологість повітря визначається за допомогою психрометра або за температурою точки роси. Психрометр, за допомогою якого можна визначити відносну вологість повітря, складається з двох термометрів, один з яких сухий, а другий змочений водою (рис. 1). Визначення вологості за допомогою такого приладу базується на різниці показів термометрів, яка залежить від швидкості випаровування води у навколишнє середовище.

Нехай температура вологого термометру буде С, а сухого, який вимірює температуру повітря - С. Зниження температури зволоженого термометра внаслідок випаровування буде продовжуватись до тих пір, поки не встановиться теплова рівновага. При цьому кількість теплоти, яка втрачається при випаровуванні буде дорівнювати тій кількості теплоти, яку отримує вологий термометр з оточуючого середовища.

Для невеликої різниці температур кількість теплоти, яка отримана кулькою вологого термометра, пропорційна площі його поверхні , різниці температур між кулькою і оточуючим середовищем та часом , за який відбувся теплообмін (2), де і - температура сухого та вологого термометрів.

Кількість теплоти , яке віддається зволоженим термометром у навколишнє середовище, пропорційна швидкості випаровування і часу (3). Швидкість випаровування рідини з поверхні вологого термометра залежить від дефіциту вологості оточуючого повітря і його динамічного стану (тобто наявності конвекційних потоків навколо термометра).

Дальтоном була виведена залежність, яка дає можливість розрахувати швидкість випаровування рідини у навколишнє середовище, яке рівномірно рухається (4), де - площа поверхні, з якої відбувається випаровування, - атмосферний тиск у мм.рт.ст., - пружність насиченої пари при температурі випаровуючої рідини, - тиск пари, яка дійсно знаходиться у повітрі, - коефіцієнт пропорційності, залежний від динамічного стану повітря.

Коли зниження температури змоченого термометра припиняється, кількість теплоти, яку віддає кулька термометра, дорівнює кількості теплоти, отриманого нею за той же час, тобто (5).

З виразу (5) слідує, що (6), де - це постійна психрометра. Для звичайного типу психрометра Августа , якщо і , якщо .

Враховуючи вищезазначене, можна записати

, якщо (7);

, якщо (8).