正確理解幹球溫度 露點溫度和溼球溫度

2021-02-18 暖通南社

露點(或霜點)溫度:

露點(或霜點)溫度:dew temperature(dp)。露點溫度指空氣在水汽含量和氣壓都不改變的條件下,冷卻到飽和時的溫度。形象地說,就是空氣中的水蒸氣變為露珠時候的溫度叫露點溫度。露點溫度本是個溫度值,可為什麼用它來表示溼度呢?這是因為,當空氣中水汽已達到飽和時,氣溫與露點溫度相同;當水汽未達到飽和時,氣溫一定高於露點溫度。所以露點與氣溫的差值可以表示空氣中的水汽距離飽和的程度。

解釋一:

在一定的空氣壓力下,逐漸降低空氣的溫度,當空氣中所含水蒸氣達到飽和狀態,開始凝結形成水滴時的溫度叫做該空氣在空氣壓力下的露點溫度。即當溫度降至露點溫度以下,溼空氣中便有水滴析出。降溫法清除溼空氣中的水分,就是利用此原理。

解釋二:

在日常生活中我們可以看到,到夜間空氣溫度降低時,空氣中的水分會有一部分析出,形成露水或霜。這說明在水蒸氣含量不變的情況下,由於溫度的降低,能夠使空氣中原來未達飽和的水蒸氣可變成飽和蒸氣,多餘的水分就會析出。使水蒸氣達到飽和時的溫度就叫作「露點」。測得露點溫度,就可以從水蒸氣的飽和含量表中查得其水蒸氣含量。由於溫度降低過程中水蒸氣含量並沒有改變,因此,測定露點實際上就是測定了空氣中的絕對溼度。如果露點越低,表示空氣中的水分含量越少。露點可用專用的露點儀測定。

幹球溫度(dry bulb temperature)(db)

暴露於空氣中而又不受太陽直接照射的幹球溫度表上所讀取的數值。

幹球溫度計溫度是溫度計空氣測量的溫度自由地被暴露在空氣,但是被保護從輻射和溼氣。幹球溫度計溫度是通常被重視當氣溫的溫度,並且它是真實的熱力學溫度。它是一個規則溫度計測量的溫度被暴露在氣流。不同於溼球溫度,幹球溫度計溫度在天空中不表明相當數量溼氣。在建築,當設計某一氣候的時,一個大廈它是重要考慮。Nall稱它其中一「人的舒適和大廈節能的最重要的氣候可變物。」

幹球溫度是接觸球體表面空氣的實際溫度,溼球溫度是球體表面附著有水時,水份蒸髮帶走熱量後球體的溫度,水的蒸發量跟空氣的溼度有關,空氣溼度越大蒸發量越小,帶走的熱量越少,乾濕球溫度差異越小;空氣溼度越小水蒸發量越大,帶走的熱量也越大,乾濕球溫差也就越大,所以可以通過乾濕球溫差的變化規律來反映當前空氣溼度狀況。

溼球溫度——wet-bulb temperature

溼球溫度——wet-bulb temperature,也稱熱力學溼球溫度。溼球溫度是標定空氣相對溼度的一種手段。

溼球溫度難以用簡短的文字給出嚴謹確切的定義。溼球溫度是標定空氣相對溼度的一種手段,其涵義是,某一狀態下的空氣,同溼球溫度表的溼潤溫包接觸,發生絕熱熱溼交換,使其達到飽和狀態時的溫度。該溫度是用溫包上裹著溼紗布的溫度表,在流速大於2.5m/s且不受直接輻射的空氣中,所測得的紗布表面溫度,以此作為空氣接近飽和程度的一種度量。周圍空氣的飽和差愈大,溼球溫度表上發生的蒸發愈強,而其溼度也就愈低。根據幹、溼球溫度的差值,可以確定空氣的相對溼度。

原理:

通常,相對溼度可由乾濕球溫度計測量幹、溼球溫度得到。乾濕球溫度計含有兩支普通溫度計,如圖1。

其中一支的溫包直接和溼空氣接觸,其測得溫度稱為幹球溫度;另一支的溫包則用保持浸潤的溼紗布包著,測得溫度稱溼球溫度。如果來流空氣是未飽和的,那麼溼紗布表面的水分會不斷蒸發,由於水蒸發時吸收熱量,從而使貼近紗布的一層空氣溫度降低。隨著與主流空氣建立的溫差,主氣流向紗布傳熱。當溫度降低到一定程度時,傳入紗布的熱量正好等於水蒸發所需的熱量,這時溫度維持不變,此時的溫度就是溼球溫度。空氣的相對溼度愈小,溼球溫度比幹球溫度就低得愈多。如果空氣是飽和的,則由於空氣不能接納更多的蒸汽,故紗布上水不會蒸發,這時溼球溫度和幹球溫度是相同的。因此乾濕球溫度的差值與相對溼度存在一定的函數關係。

根據對露點溫度和溼球溫度的討論,幹球溫度、溼球溫度和露點溫度的關係如下:

對於未飽和空氣:露點溫度<溼球溫度<幹球溫度

對於飽和空氣:露點溫度=溼球溫度=幹球溫度

應該指出,溼球溫度計的讀數和掠過溼球溫度計的風速有一定的關係,溼球溫度並非熱力學狀態參數。嚴格的場合應用絕熱飽和溫度作為確定溼空氣狀態的一個參數,但絕熱飽和溫度的確定很困難。研究表明,在風速超過2m/s直至40m/s以下的寬廣範圍內,溼球溫度計的讀數變化很小,故工程上近似用溼球溫度替代絕熱飽和溫度,作為一種表徵溼空氣的狀態參數。在以幹、溼球溫度查圖表或進行計算求取相對溼度等時,應以通風式幹-溼球溫度計的讀數為準。

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