Relativ luftfugtighed

Den relative fugtighed af den luft , eller hygrometriske grad , almindeligvis bemærket φ , svarer til forholdet mellem partialtrykket af vanddamp indeholdt i luften over den mættede damptryk (eller damptryk ) på samme. Temperatur. Det er derfor et mål for forholdet mellem vanddampindholdet i luften og dets maksimale kapacitet til at indeholde det under disse forhold. Dette forhold ændres, hvis temperaturen eller trykket ændres, selvom luftens absolutte fugtighed ikke er ændret. Det måles ved hjælp af et hygrometer .

Beskrivelse

Det mættede damptryk svarer til det delvise tryk af vanddamp indeholdt i den mættede luft. Mætningsdamptryk er en stigende funktion af temperaturen. Det er det maksimale vanddamptryk, som luft kan indeholde ved en bestemt temperatur og et bestemt tryk.

Den relative fugtighed er forholdet mellem damptryk af vand, der faktisk findes i den betragtede luft (vandpartialtryk i luften ) og den mættede trykværdi . Det udtrykkes oftest i procent, og dets udtryk bliver: ${\ displaystyle P _ {\ mathrm {vap}}}$ ${\ displaystyle P _ {\ mathrm {sat}} (T)}$

\ varphi \; [\%] = {\ frac {P _ {{\ text {vap}}}} {P _ {{\ text {sat}} (T)}} \ gange 100

Fra dette udtryk kan vi udlede følgende fortolkninger:

når det mættede damptryk stiger med temperaturen, for den samme absolutte mængde vand i luften, vil varm luft have en lavere relativ fugtighed end kold luft. For at reducere den relative fugtighed af et lukket volumen luft er det tilstrækkeligt at opvarme det;
hvis vi tilsætter vanddamp til volumenet uden at ændre temperaturen, når mætning er nået (100%), varierer den relative fugtighed ikke længere i luft uden flydende partikler.

Ansøgninger

Komfort

Mennesker og varmblodede dyr styrer deres kropstemperatur gennem fordampning . Faktisk fører fordampningen af sved til en direkte afkøling af huden. Den relative luftfugtighed i den omgivende luft såvel som vindens hastighed påvirker fordampningen af sved og derfor afkøling af kroppen. For lav fugtighed øger køling og øger effektiviteten af sveden, mens for høj fugtighed begrænser køling og forstærker følelsen af varme. Høj varme er derfor mere tålelig i tørt vejr, da sved effektivt afkøler kroppen. Ekstrem kulde er også mere tålelig i tørt vejr, men på grund af termisk ledning og ikke af fordampning.

Ifølge American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) anbefales det at opretholde et relativ fugtighedsniveau mellem 30 og 60 % (under 50%, hvis vi vil begrænse spredningen af støvmider. ). Og ifølge det canadiske center for arbejdsmiljø og sikkerhed kan "fugtighed under 20% forårsage ubehag ved at udtørre slimhinder og bidrage til udslæt . "

For at få en idé i komfortzonen (dvs. omkring 20 ° C og 50% luftfugtighed ) vil en stigning på 1 ° C medføre et fald på 2 til 3 % i den relative fugtighed og omvendt. Dette er bare en idé, fordi forhold i fugtighedsdiagrammer er lavet af kurver. Luft ved 20 ° C og 50% relativ fugtighed indeholder 8,65 g vand pr. Kubikmeter ; ved den samme temperatur, men ved 100% relativ fugtighed, indeholder den 17,3 g / m 3 , det vil sige dobbelt så meget.

Process Engineering

Den relative fugtighed værdi er vigtig i proces engineering , mere specifikt i enhedsoperationer involverer luft som tørremiddel. Faktisk er det værdien af relativ fugtighed sammenlignet med aktiviteten af vandet i et fast eller flydende produkt, hvilket gør det muligt at kende retningen af vandudvekslingen mellem luften og produktet såvel som ligevægtsværdien . Konventionelt opvarmes den omgivende luft (fald i dens relative fugtighed og derfor øges dens tørkeeffekt) inden den bringes i kontakt med det produkt, der skal tørres.

Relativ fugtighed spiller også en rolle i tørre produkttransportoperationer: hvis den relative fugtighed er for høj, kan typisk over 50% tørre produkter absorbere fugt og se deres egenskaber ændre sig, især med hensyn til deres strømning eller med dannelsen af aggregater

Luftaffugter / affugning af forruden

For at mindske relativ (og også absolut) fugtighed sænkes lufttemperaturen under dugpunktet for vand af et kølesystem, såsom et klimaanlæg . Denne afkøling øger graden af relativ fugtighed op til 100%. På dette tidspunkt dannes vanddråber. Derefter adskilles de fra luften ved tyngdekraften, og vand strømmer ud af systemet. Den afkølede luft og frigøres fra en del af dens fugtighed passerer derefter gennem den anden del af systemet, som varmer den op til en temperatur, der generelt er lidt højere end ved indløbet. Luftfugtigheden ved udløbet af dette system reduceres derefter kraftigt. I tilfælde af afrimning har den en meget bedre tørrekraft.

Koncert hal

I dette område er temperaturen mindre vigtig end fugtigheden. Lyden af musikinstrumenter (meget ofte lavet af træ) reagerer meget på fugtighed. Det er vigtigt at designe ventilations-, opvarmnings- og klimaanlægget på en sådan måde, at indtagelsen af kalorier ikke ledsages af et for stort fugtighedsfald. Det er vigtigere at respektere den relative fugtighed end stedets temperatur. Eksempel på problem, volumener med stor inerti, den "natlige overventilation" (middel til regulering ved faseforskydning) udgør mætningsproblemer. Det er generelt mindre seriøst at nærme sig høj luftfugtighed (selvfølgelig uden at forblive mættet) end at forblive ved meget lav luftfugtighed, under 30%.

Meteorologi

Fugtighed måler mængden af vanddamp i luften, ikke inklusive flydende vand og is. For at der dannes skyer og nedbør skal forekomme, skal luften nå en relativ fugtighed på lidt over 100% i nærheden af de dråber, der dannes. Denne overmætning er nødvendig for at overvinde overfladespændingen af vandmolekylerne og således at de forenes på et støv, der fungerer som en kondensationskerne . Når dråberne har nået en vis diameter, falder den relative fugtighed til 100% i deres nærhed. Dette sker normalt, når luften stiger og køler af.

Typisk falder regnen derefter i luft, der ikke nødvendigvis er mættet (mindre end 100% relativ luftfugtighed). Noget af vandet i regndråberne vil derfor fordampe i denne luft, når det falder, hvilket øger dets fugtighed, men ikke altid nok til, at den relative fugtighed når 100%. Det kan endda ske, at regndråberne fordamper helt, før de når jorden, hvis luften er tør nok, hvilket resulterer i virga og ingen nedbør på jorden.

Fordampning af regn, der falder ned i luften, afkøler det også, fordi fordampning kræver et input af energi, der hentes fra miljøet. Hvis der er tilstrækkelig afkøling på jorden, kan lufttemperaturen nå miljøets dugpunkt , hvilket øger den relative fugtighed til 100%. Vi er så vidne til dannelsen af tåge eller dug . Vandunderskuddet i luften i form af kondens sænker dog den absolutte fugtighed i dette tilfælde.

Endelig vil køling af luft ved stråling (især om natten) eller flytning til en køligere overflade sænke temperaturen. Mængden af vanddamp, der forbliver der konstant, dens relative fugtighed vil derfor stige, og vi vil være vidne til dannelsen af tåge, tåge eller dug, når mætning er nået.

Noter og referencer

" Termisk komfort på kontoret " , Canadian Center for Occupational Health and Safety (CCOHS) .
[PDF] Fugtighed , på Armacell.com, den 11. juli, 2003
(en) Process Engineer's Tools , " Fugtig luft - luftrelativ fugtighed - luftpsykrometrisk " på powderprocess.net (adgang til 30. oktober 2018 )

Se også

Relaterede artikler

eksterne links

Hygrometriske mængder: Relativ fugtighed