Temperatūra yra informacija apie bet kurio objekto šaltumą ar šilumą, paprastai matuojama Celsijaus laipsniais. Temperatūros reikšmė lemia šilumos intensyvumą, o drėgmė - vandens kiekį ore. Šios dvi sąvokos yra skirtingos, tačiau turi didelę įtaką viena kitai.
Kas yra santykinė oro drėgmė?
Santykinė oro drėgmė - tai terminas, naudojamas apibūdinti vandens garų kiekį ore. Tiksliau, tai yra vandens garų ore dalinio slėgio ir sočiųjų vandens garų slėgio (garų tamprumo) santykis tam tikroje temperatūroje. Santykinė drėgmė išreiškiama procentais, parodančiais, kiek tam tikrame oro tūryje faktiškai esančio garų kiekio yra, palyginti su maksimaliu garų kiekiu, kurį tas pats tūris gali prisotinti esant tai pačiai temperatūrai.
Santykinis drėgnumas padeda suprasti, koks drėgmės kiekis yra mus supančiame ore. Norėdami tai įsivaizduoti, pažvelkite į kraštutinumus: 0 proc. santykinis drėgnumas reiškia, kad drėgmės nėra ir oras yra visiškai sausas. Dykumoje santykinis oro drėgnumas - apie 20 proc. 100 proc. santykinis oro drėgnumas reiškia, kad oras yra visiškai prisotintas vandens garų. Šis prisotinimas dažnai pasireiškia tokiais stebėtinais reiškiniais kaip rūko susidarymas arba rasos atsiradimas ant paviršių.
Temperatūros įtaka santykinei drėgmei - fizinis pagrindas
Pagrindinis santykinės drėgmės aspektas yra jos priklausomybė nuo temperatūros. Karštas oras gali turėti daugiau vandens garų nei šaltas oras. Didėjant oro temperatūrai, didėja ir jo gebėjimas išlaikyti drėgmę. Ši priklausomybė turi tiesioginę reikšmę kasdieniniams stebėjimams.
Pavyzdžiui, vėsesnė temperatūra natūraliai lemia didesnį santykinį oro drėgnumą, nes sumažėja oro gebėjimas sulaikyti drėgmę. Todėl rytais, kai temperatūra būna žemesnė, santykinė oro drėgmė dažnai būna didesnė. Priešingai, po pietų temperatūrai kylant, santykinis oro drėgnumas paprastai mažėja, net jei faktinis drėgmės kiekis ore išlieka pastovus.
Taip pat skaitykite: Tyrimai apie sėklų dygimą
Šiuo atveju faktinis garų tankis reiškia esamą vandens garų kiekį ore, o prisotinimo garų tankis - didžiausią vandens garų kiekį, kurį oras gali išlaikyti tam tikroje temperatūroje. Santykinė drėgmė (procentais) = (faktinis garų tankis / prisotinimo garų tankis) x 100 proc.
Praktiniai fizikiniai reiškiniai susiję su temperatūra ir drėgme
Rasos taškas yra temperatūra, kurioje oras prisotinamas vandens garų, dėl kurių susidaro kondensatas. Jei bet kurio paviršiaus, su kuriuo liečiasi oras, temperatūra nukrinta žemiau rasos taško, ant to paviršiaus atsiranda kondensatas. Pavyzdžiui, patalpoje, kur 21 °C ir 50% RH, rasos taškas yra apie 10 °C. Praktinė inžinierių rekomendacija: paviršių temperatūra patalpoje turėtų būti bent 2-3 °C aukštesnė už rasos tašką, kad būtų išvengta kondensacijos.
Pašildžius šaltą žiemos orą, jo santykinė drėgmė smarkiai krinta dėl didėjančios oro gebos sulaikyti drėgmę, tačiau absoliutus drėgmės kiekis (drėgnio kiekis) išlieka nepakitęs. Empirinė taisyklė: esant 20-25 °C, temperatūrai mažėjant kas 10-12 °C, santykinė drėgmė maždaug padvigubėja.
Drėgno oro parametrai ir terminai
- Absoliuti drėgmė - faktinis vandens garų kiekis oro tūrio vienete (g/m³).
- Savitasis drėgnis - vandens garų masės ir visos oro masės santykis (g/kg).
- Vandens garų dalinis slėgis - slėgis, kurį ore sukuria vandens garų molekulės.
- Entalpija - visa drėgno oro energija, apimanti juntamąją ir slaptąją šilumą.
- Šlapio termometro temperatūra - temperatūra, iki kurios atvėsta drėgnu audiniu apvyniotas termometras, kai jį apipučia oras.
Santykinės drėgmės matavimo metodai
Santykinei drėgmei nustatyti naudojama paprasta formulė, o matuoti galima įvairiais higrometrais. Žemiau aptariami pagrindiniai metodai su jų privalumais ir trūkumais.
1. Psichrometrinis matavimo metodas
Naudojant psichrometrinį matavimo metodą santykinė oro drėgmė nustatoma tiesiogiai. Psichrometrą iš esmės sudaro du nepriklausomi temperatūros jutikliai, iš kurių vienas naudojamas kaip drėgmės temperatūros jutiklis, o kitas - kaip sausos temperatūros jutiklis. Drėgmės temperatūros jutiklis yra apsuptas sugeriančiuoju audiniu, įmirkytu vandenyje.
Taip pat skaitykite: Kodėl keičiasi drėgmė namuose priklausomai nuo oro
Dėl to drėgno termometro paviršius pastebimai atvėsta (drėgnojo termometro temperatūra). Tuo pat metu antruoju temperatūros jutikliu matuojama aplinkos oro temperatūra (sauso oro temperatūra). Aspiraciniai psichrometrai pagal „Assmann“ yra naudojami kaip tarptautiniu mastu pripažinti etaloniniai ir kontroliniai prietaisai. Elektriniai psichrometrai leidžia išplėsti taikymo sritį.
Psichrometrinis matavimo metodas yra nejautrus kitiems drėgmės matavimo metodams, todėl juo galima matuoti nešvariose, tirpiklių turinčiose ir agresyviose dujose. Tačiau norint atlikti patikimus nuolatinius matavimus, reikia atitikti konkrečiam taikymui būdingus kriterijus, pavyzdžiui, pakankamą vėdinimą ir drėkinimą bei matavimo įrangos priežiūrą.
2. Talpinis (kapacitivinis) matavimo metodas
Dėl grynai elektrinio matavimo, talpinis matavimo metodas turi dar vieną privalumą. Į polimero plėvelę absorbuotas vandens garų kiekis keičia drėgmės jutiklio elektrines savybes, todėl keičiasi jo talpa. Talpos pokytis yra proporcingas santykinės drėgmės pokyčiui, jį įvertina tolesnė elektronika ir paverčia standartiniu išėjimo signalu.
Dėl specialios konstrukcijos ir mažo talpinių drėgmės jutiklių savojo svorio pasiekiamas labai greitas reakcijos laikas. Standartinis talpinių drėgmės jutiklių matavimo diapazonas daugiausia yra nuo 10 iki 90 % RH. Matavimo tikslumas, priklausomai nuo prietaiso versijos, yra nuo ±2 iki ±5 % rf. Vienas iš pagrindinių talpinio matavimo metodo privalumų yra įmanomas temperatūros diapazonas, kuriame galima atlikti drėgmės matavimus.
3. Higrometrinis matavimo metodas
Higrometriniu matavimo metodu oro drėgmei nustatyti naudojamos ypatingos higroskopinių pluoštinių medžiagų savybės. Atitinkama pluošto būklė leidžia daryti tiesioginę išvadą apie esamą oro drėgnumą. Matavimo elemento veiksmingumas grindžiamas tuo, kad naudojami plaukai sugeba sugerti drėgmę. Didėjant drėgmei plaukai ilgėja. Ilgis pasikeičia maždaug 2,5 %, palyginti su plaukų ilgiu, kai drėgmės pokytis yra nuo 0 iki 100 %.
Taip pat skaitykite: Socialinio darbo metodai priklausomybėms įveikti
Plastikiniame matavimo elemente vietoj žmogaus plaukų naudojami plastikiniai siūlai. Dėl santykinės drėgmės pokyčių proporcingai keičiasi matavimo elemento ilgis. Plastikinio matavimo elemento privalumas yra tas, kad jį galima naudoti aukštesnėje temperatūroje (iki 110 °C), taip pat ilgesnį laiką esant mažam santykiniam oro drėgnumui. Matavimo arba darbinis diapazonas yra nuo (0)30 iki 100 % RH, tačiau priklauso nuo aplinkos temperatūros.
Santykinės drėgmės reikšmė skirtingose srityse
Santykinės drėgmės reikšmė apima daugybę sričių ir turi įtakos tiek gamtos reiškiniams, tiek žmogaus veiklai.
Žmogaus sveikata ir savijauta
Santykinė drėgmė patalpose yra vienas iš veiksnių, veikiančių žmogaus šiluminę būseną. Sveikiausiai ir komfortabiliausiai žmogus jaučiasi, kai šaltuoju metų laiku santykinis drėgmės kiekis gyvenamosiose patalpose yra 40-60 proc. Lietuvos nacionalinis visuomenės ir sveikatos centras rekomenduoja namuose visus metus palaikyti 35-60% drėgmę. Patalpoje, kurioje dirbama kompiuteriu, oro temperatūra rekomenduojama 18-20 laipsnių, o oro drėgnumas - 55-62 proc.
Kai oras tampa per sausas (mažiau nei 30 proc.), jaučiamas gerklės, akių dirginimas, veido, rankų odos džiūvimas. Sausas oras - palankesnė terpė laisvai cirkuliuoti ir plisti ligas sukeliančioms bakterijos bei virusams. Per daug drėgmės ore - irgi nepageidaujamas reiškinys. Kai santykinė oro drėgmė peržengia 70 proc., esant per daug drėgnam orui susidaro geresnės sąlygos šilumos atidavimui, todėl žmogaus organizmas labiau atšąla ir jaučia šaltį, nors patalpos temperatūra yra palyginti aukšta.
Pramonė ir gamyba
Santykinė drėgmė yra ypač svarbi pramoniniuose procesuose, ypač tokiuose sektoriuose kaip farmacija, elektronika ir tekstilė. Tekstilės apdirbimo pramonėje taikant oro drėgmės palaikymo kontrolę gaunama reikšminga nauda: siūlai turi išlaikyti savitą drėgmės lygį, kuris labai priklauso nuo aplinkos oro drėgmės. JAV tekstilės technologijos institutas (ATTI) išsiaiškino, kad oro drėgmei sandėliavimo metu esant nuo 60 iki 70 proc., vilna pasidaro 15 proc. elastingesnė, todėl žymiai sumažinamos problemos tekstilės apdirbimo procese.
Medienos apdirbimo pramonėje tolygus drėgmės pasiskirstymas apdirbamos medienos gaminiuose yra vienas iš veiksnių, kurie turi įtakos medienos gaminių kokybei. Popieriaus pramonėje tinkama 20-21 °C temperatūra bei 50-60 % santykinė drėgmė padeda išvengti popieriaus deformacijų.
Elektronikos gamyboje santykinei patalpų oro drėgmei itin sumažėjus, aplinkoje itin padidėja statinis elektrinis krūvis, kuris daro neigiamą poveikį gamybos procesui ir dirbantiems. Temperatūros drėgmės bandymas yra naudingas vertinant elektroninių, plastikinių ir metalinių gaminių veikimą drėgnoje aplinkoje. Daugiausia temperatūros drėgmės bandymuose atitinka Jungtinių Valstijų gynybos departamento sukurtas „MIL-STD-202 Method 103 Moisture test“ standartas.
Maisto produktų laikymas ir žemės ūkis
Vaisiai ir daržovės didžiąją dalį masės sudaro vanduo - apie 80 proc. Optimali santykinė oro drėgmė vaisiams laikyti yra 90-95 proc. Tinkama drėgmė, mažinanti dehidrataciją, gali būti palaikoma oro drėkinimo sistemos pagalba. Žuvis ir mėsa taip pat praranda šviežumą dėl dehidratacijos; dirbtinio rūko sistemos sėkmingai naudojamos maisto produktų sandėliuose.
Duonos ir pyrago gaminių išlaikymui prieš kepimą optimalu palaikyti santykinę drėgmę 75-85 proc. ir temperatūrą 35-40 °C. Mėsos rūkymui santykinis oro drėgnumas šaltojo rūkymo pradžioje turi būti apie 85 %, vėliau ne mažesnis kaip 75 %.
Paukščių auginimas
Viščiukai labai jautrūs temperatūros režimui ir drėgmei: santykinis oro drėgnis turi būti apie 55-70 proc. Pirmosiomis auginimo dienomis jis gali sumažėti iki 30-40 proc., o tai neigiamai paveiks viščiukų augimą.
Monitoringo ir valdymo sistemos
Matavimo sistema skirta matuoti oro temperatūrai ir santykinei oro drėgmei nutolusiuose taškuose, išdėstytuose reikalingose sandėlio patalpos vietose. Sistema kaupia išmatuotas oro temperatūros ir drėgmės vertes kompiuterio atmintyje tolimesniam apdorojimui bei jas atvaizduoja kompiuterio monitoriuje skaitmeninių verčių ir grafikų pavidalu. Taip pat yra galimybė formuoti mėnesio ataskaitas ir jas saugoti kompiuterio kietajame diske.
Monitoringo sistemoje naudojami keitikliai P18D perduoda matavimo duomenis skaitmenine magistrale į duomenų surinkimo bei apdorojimo įrenginį. Drėgno oro parametrų išmanymas yra profesionalaus ŠVOK inžinieriaus darbo pagrindas. Tai leidžia tiksliai apskaičiuoti sistemų galią, veiksmingai kovoti su kondensacija, užtikrinti komfortišką mikroklimatą ir užkirsti kelią statybinių konstrukcijų ardymui dėl drėgmės.
Kompaktinė lentelė - tipinės rekomenduojamos sąlygos
| Sritis | Temperatūra | Santykinė drėgmė (RH) |
|---|---|---|
| Gyvenamosios patalpos (žiemą) | 20-22 °C | 40-60 % |
| Biuro patalpos | 21-23 °C | 40-60 % |
| Vaisių sandėliavimas | specifinė | 90-95 % |
| Popieriaus pramonė | 20-21 °C | 50-60 % |
| Paukščių auginimas | priklauso nuo amžiaus | 55-70 % |
Matavimų tikslumas ir praktiniai eksperimentai
Atliekant eksperimentus santykinės oro drėgmės priklausomybei ištirti, naudojami skirtingi higrometrai. Santrauka: laboratorinio darbo tikslas buvo išmatuoti santykinę oro drėgmę hidrostatiniu ir kitų tipų drėgnomačiais bei ištirti santykinės oro drėgmės priklausomybę nuo temperatūros. Atliekant šį eksperimentą nereikėjo labai didelio tikslumo, tačiau reikėjo atsargiau elgtis su hidrostatiniu higrometru. Dėlto šio tyrimo rezultatai gali truputį keistis nuo teorinės vertės.
Tiriant santykinę oro drėgmę hidrostatiniu higrometru, reikšmę gavau 0,987. Skaičiuojant santykinę oro drėgmę Asmano psichometru, gavau 55%. Turėdami visus reikiamus duomenis, galime apsiskaičiuoti kitus parametrus, pvz., rasos tašką ar entalpiją, naudojant psichrometrinę diagramą.
Sausoji termometro, šlapioji termometro ir santykinės drėgmės palyginimas – paprastai paaiškinta
Praktiniai patarimai patalpų drėgmės valdymui
- Palaikykite gyvenamųjų ir darbo patalpų RH 40-60 % siekiant komforto ir sveikatos.
- Žiemą, šildant patalpas, stebėkite, kad santykinė drėgmė pernelyg nenukristų - tai sukelia gleivinių sausumą ir statinį elektros krūvį.
- Venkite paviršių temperatūrų žemiau rasos taško, kad išvengtumėte kondensacijos ir pelėsių.
- Pramonėje naudokite tinkamas drėkinimo arba džiovinimo sistemas, priklausomai nuo proceso reikalavimų.
- Reguliariai kalibruokite matavimo prietaisus (psichrometrus, talpinius jutiklius, higrometrus) ir užtikrinkite jų priežiūrą.
Drėgmė, vandens garų kiekis ore yra esminis veiksnys, turintis įtakos orui, patalpų komfortui, sveikatai ir daugeliui pramonės šakų. Norint veiksmingai valdyti jo poveikį, labai svarbu suprasti jo tipus, matavimo metodus ir poveikį.
tags: #santykines #oro #dregmes #priklausomybe #nuo #temperaturos