建筑环境测试技术之4湿度测量培训课件.ppt
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1、建筑环境测试技术之4湿度测量在空气调节的应用:提高人体舒适感 环境湿度过低时,体表汗液蒸发量增加,环境湿度过低时,体表汗液蒸发量增加,皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时,体皮肤会感觉过于干燥。而湿度过大时,体表出的汗不能及时、充分地蒸发掉,积于表出的汗不能及时、充分地蒸发掉,积于皮肤表面,使人体不舒适感觉加大。因此,皮肤表面,使人体不舒适感觉加大。因此,为了提高人体热舒适性,应正确控制室内为了提高人体热舒适性,应正确控制室内相对湿度值。相对湿度值。在卷烟业的应用:对烟丝质量的影响 在制烟过程中,烟丝的破损率及质量在制烟过程中,烟丝的破损率及质量与储存时的空气湿度有着重要的关系。储与储存时的空气湿
2、度有着重要的关系。储存时空气过于干燥,则烟丝易破碎成烟沫,存时空气过于干燥,则烟丝易破碎成烟沫,气味也挥发出去,烟丝质量随之降低。通气味也挥发出去,烟丝质量随之降低。通常,储丝库的温度需要维持在常,储丝库的温度需要维持在1825之之间,相对湿度要保持在间,相对湿度要保持在70%RH以上以上,在此,在此环境条件下,烟丝才不易破碎,飘尘现象环境条件下,烟丝才不易破碎,飘尘现象也较轻,烟味也较纯正。也较轻,烟味也较纯正。在通信行业的应用:确保设备可靠性 为避免因空气干燥引起静电,烧坏电为避免因空气干燥引起静电,烧坏电路板,造成线路瘫痪,从而引发事故,同路板,造成线路瘫痪,从而引发事故,同时保持设备的
3、最佳运转状态,延长设备的时保持设备的最佳运转状态,延长设备的使用寿命,通信行业动力机房环境对湿度使用寿命,通信行业动力机房环境对湿度和温度有着严格的要求和温度有着严格的要求 。在航天科技中的应用:将乘员舱大气湿度控制于乘员的舒适水平 在乘员舱大气中,航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水在乘员舱大气中,航天员呼吸、蒸发和洗涤都会造成水蒸气增加,甚至达到饱和状态。在失重情况下,水蒸气可以蒸气增加,甚至达到饱和状态。在失重情况下,水蒸气可以在任何冷表面凝结成水珠,且随机存在于任何部位或飘浮在在任何冷表面凝结成水珠,且随机存在于任何部位或飘浮在大气之中。早期的载人飞船,随处存在的冷凝水成为令人十大气之中。
4、早期的载人飞船,随处存在的冷凝水成为令人十分头疼的问题,分头疼的问题,“双子星座双子星座”飞船曾采用铺设吸水材料的办飞船曾采用铺设吸水材料的办法简单处理。现代载人航天器使用一种带有孔板输出机构的法简单处理。现代载人航天器使用一种带有孔板输出机构的冷凝热交换器,以冷凝热交换器,以5%5%通风气流把冷凝水引出排水细孔,再经通风气流把冷凝水引出排水细孔,再经动态水动态水/气分离器把水和气体分开。新式的湿度控制装置除湿气分离器把水和气体分开。新式的湿度控制装置除湿效果好,寿命长,循环空气阻力小。效果好,寿命长,循环空气阻力小。在其他场合的应用 受湿度影响较大的场合,还有如计算受湿度影响较大的场合,还有
5、如计算机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验机房、印刷车间、洁净室、手术室、实验室、气调库、半导体生产车间、博物馆、室、气调库、半导体生产车间、博物馆、档案馆等。档案馆等。基础知识回顾 大气是由干空气和一定量的水蒸气混大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而成的,我们称其为湿空气。干空气的合而成的,我们称其为湿空气。干空气的成分主要是氮(成分主要是氮(78)、氧()、氧(21)、氩)、氩(0.93)、二氧化碳()、二氧化碳(0.03)及其它)及其它微量气体。微量气体。在湿空气中水蒸汽的含量虽少,但其在湿空气中水蒸汽的含量虽少,但其变化却会对空气环境的干燥和潮湿程度产变化却会对空气环境的干燥和潮湿程度
6、产生重要的影响,且使湿空气的物理性质随生重要的影响,且使湿空气的物理性质随之发生改变。之发生改变。常温常压下干空气可视为理想气体,常温常压下干空气可视为理想气体,而湿空气中的水蒸汽一般处于过热状态,而湿空气中的水蒸汽一般处于过热状态,且含量很少,也可近似看作理想气体。且含量很少,也可近似看作理想气体。PgV=mgRgT 或或 Pgvg=RgTPnV=mnRnT 或或 Pnvn=RnT 干空气用下标干空气用下标g表示,水蒸汽用下标表示,水蒸汽用下标n表示。表示。根据道尔顿定律,湿空气的压力应等根据道尔顿定律,湿空气的压力应等于干空气的压力与水蒸汽的压力之和。于干空气的压力与水蒸汽的压力之和。B=
7、Pg+Pn 海平面的标准大气压为海平面的标准大气压为101 325Pa。湿度测量概述湿度测量概述 一、空气湿度的表示方法一、空气湿度的表示方法 湿度是表示空气中水蒸汽含量多少的湿度是表示空气中水蒸汽含量多少的尺度。常用来表示空气湿度的方法有:绝尺度。常用来表示空气湿度的方法有:绝对湿度、相对湿度和含湿量。对湿度、相对湿度和含湿量。1.绝对湿度绝对湿度 绝对湿度定义为每立方米湿空气,在绝对湿度定义为每立方米湿空气,在标准状态下所含水蒸汽的重量,即湿空气中标准状态下所含水蒸汽的重量,即湿空气中的水蒸汽密度(单位是克的水蒸汽密度(单位是克/米米3)。)。2.相对湿度相对湿度 相对湿度就是空气中水蒸汽
8、分压力相对湿度就是空气中水蒸汽分压力Pn与同温度下饱和水蒸汽分压力与同温度下饱和水蒸汽分压力Pb之比值之比值。空气的相对湿度是空气的相对湿度是干球温度、湿球温干球温度、湿球温度、风速和大气压度、风速和大气压力的函数。力的函数。u绝绝对对湿湿度度只只能能说说明明湿湿空空气气中中实实际际所所含含水水蒸蒸汽汽的的质质量量,而而不不能能说说明明湿湿空空气气干干燥燥或或潮潮湿湿的的程程度及吸湿能力的大小。度及吸湿能力的大小。u相相对对湿湿度度表表征征湿湿空空气气中中水水蒸蒸气气接接近近饱饱和和含含量量的的程程度度。值值小小,说说明明湿湿空空气气饱饱和和程程度度小小,吸吸收收水水蒸蒸气气的的能能力力强强;
9、值值大大则则说说明明湿湿空空气气饱和程度大,吸收水蒸气的能力弱。饱和程度大,吸收水蒸气的能力弱。3.含湿量含湿量 含湿量就是湿空气中,每千克干空气所含湿量就是湿空气中,每千克干空气所含有的水蒸汽的质量。含有的水蒸汽的质量。本章主要授课内容本章主要授课内容湿度的表示方法湿度的表示方法 湿度的测量方法湿度的测量方法u 干湿球法干湿球法简单干湿球湿度计,简单干湿球湿度计,通风干湿球湿度计(阿斯曼)通风干湿球湿度计(阿斯曼)u 露点法露点法 光电式露点湿度计光电式露点湿度计u 吸湿法吸湿法氯化锂电阻式氯化锂电阻式高分子电阻式,高分子电阻式,高分子电容式高分子电容式金属氧化物陶瓷电阻式,金属氧化物膜电阻
10、式金属氧化物陶瓷电阻式,金属氧化物膜电阻式4.1 4.1 干湿球与露点法湿度检测干湿球与露点法湿度检测 干湿球湿度计的干湿球湿度计的基本原理基本原理为:当大气为:当大气压力压力B和风速和风速v不变时,利用被测空气相应不变时,利用被测空气相应于湿球温度下饱和水蒸气压力和干球温度于湿球温度下饱和水蒸气压力和干球温度下的水蒸气分压力之差,与干湿球温度之下的水蒸气分压力之差,与干湿球温度之差之间存在的数量关系确定空气湿度。差之间存在的数量关系确定空气湿度。其数量关系的数学表达式为:其数量关系的数学表达式为:Pb,sPn=A(ws)B 式中,式中,Pb,s 湿球温度下饱和水蒸气压力;湿球温度下饱和水蒸气
11、压力;Pn 空气中水蒸气分压力;空气中水蒸气分压力;w、s 分别为空气的干、湿球温度;分别为空气的干、湿球温度;A 与风速有关的系数;与风速有关的系数;B 大气压力。大气压力。将上式代入前式,可得相对湿度计算将上式代入前式,可得相对湿度计算公式为:公式为:根据根据w、s分别对应有确定的分别对应有确定的Pb、Pb,s值,所以根据干、湿球温度计的读数差,值,所以根据干、湿球温度计的读数差,即可由上式确定被测空气的相对湿度。即可由上式确定被测空气的相对湿度。4.1.1 4.1.1 普通干湿球温度计普通干湿球温度计 它它由由两两支支相相同同的的液液体体膨膨胀胀式式温温度度计计组组成成,一一支支为为干干
12、球球温温度度计计,另另一一支支为为湿湿球球温温度度计计。干干湿湿球球温温度度计计就就是是利利用用干干湿湿球球温温度度差差及及干干球球温温度度来来测测量量空空气气相相对湿度的。对湿度的。在在测测得得干干湿湿球球温温度度后后,可可利利用用公公式式计计算算,也也可可以利用有关图表,查出相应的相对湿度值。以利用有关图表,查出相应的相对湿度值。测得干球温度和湿球温度可计算相对湿度。测得干球温度和湿球温度可计算相对湿度。适用范围:大于适用范围:大于0,测量误差,测量误差12%。用纱布包裹的温度计 纱布放入蒸馏水中 纱布表面的水分蒸发使温 度下降 下降的温度与环境温度、风速及环境湿度有关 汽液界面处在热质充
13、分交换的情况下汽液界面处在热质充分交换的情况下的温度为湿球温度的温度为湿球温度干干球球温温度度计计湿湿球球温温度度计计刻度盘刻度盘纱布纱布水槽水槽简单干湿球温度计缺点 无屏蔽辐射影响温度测量 无风速控制无法保证换热充分 蒸馏水易被污染 注意注意:湿球温度计安装时,要求温度计的球部离开水杯上沿至少23cm,应使湿球温度计周围空气流速保持在2.5m/s以上,使A为常数。TwTs通风干湿球温度计(阿斯曼)通风干湿球温度计(阿斯曼)构造构造 温度计置于金属套管内温度计置于金属套管内微型风机,微型风机,特点特点 湿球附近风速固定在湿球附近风速固定在2.5m/s金属套管屏蔽辐射金属套管屏蔽辐射蒸馏水随时滴
14、入蒸馏水随时滴入低于低于80 精度精度25%rh TwTs阿斯曼使用注意事项1.干湿球法如何实现电测?2.干湿球法能否测量温度在0 以下的空气的湿度?3.右图测量湿球温度行吗?为什么?4.用酒精代替蒸馏水,干湿球法测量的“湿球”温度比真实 温度高还是低?4.1.2 4.1.2 电动通风干湿球湿度计电动通风干湿球湿度计 为为了了能能自自动动显显示示空空气气的的相相对对湿湿度度和和远远距距离离传传送送湿湿度度信信号号,采采用用电电动动干干湿湿球球温温度度计计。它它的的干干湿湿球球是是用用金金属属电电阻阻(镍镍电电阻阻)代代替替膨膨胀胀式式温温度度计计,并并设设置置一一个个微微型型轴轴流流风风机机,
15、以以便便在在热热电电阻阻周周围围造造成成2.5m/s的的风风速速,提提高高测测量精度。量精度。air inair out干球热干球热电阻电阻湿球湿球热电阻热电阻将湿信号转换成电信号,有利于远传。将湿信号转换成电信号,有利于远传。构造构造:轴流风机、镍电阻、湿球纱布、:轴流风机、镍电阻、湿球纱布、盛水杯、测量桥路。盛水杯、测量桥路。通通过过调调节节可可调调电电阻阻R的的滑滑动动触触头头,使使检检流流计计为为0,可得,可得UDE=UAB。根根据据这这一一关关系系计计算算出出RDE和和相相对对湿湿度度的的关关系系,在在可可调调电电阻阻上上进行分度,实现相对湿度的测量。进行分度,实现相对湿度的测量。补
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