یادداشت

روی یک موضوع خاص تمرکز کنید

محاسبه رطوبت نسبی و نقطه شبنم

فرض کنید می‌خواهیم رطوبت نسبی و نقطه شبنم هوا را از جدول 1 محاسبه کنیم. قبلاً متوجه شدیم که رطوبت نسبی را می‌توان به صورت فشار بخار واقعی تقسیم بر فشار بخار اشباع ضربدر 100 درصد بیان کرد. اگر فشار بخار واقعی با حرف e و فشار بخار اشباع با es مشخص شود، آنگاه عبارت رطوبت نسبی می شود.

RH =e/es 100%*

بیایید به یک مثال عملی از استفاده از فشار بخار برای اندازه گیری رطوبت نسبی و به دست آوردن نقطه شبنم نگاه کنیم. فرض کنید دمای هوا در یک اتاق 27 درجه سانتیگراد (80 درجه فارنهایت) است. از آنجایی که فشار بخار اشباع (es) به دمای هوا بستگی دارد، برای به دست آوردن es از جدول 1، به سادگی مقدار مجاور دمای هوا را مانند شکل 4.10 می خوانیم. از این رو، هوا با دمای 27 درجه سانتی گراد دارای فشار بخار اشباع 35 مگابایت است.

 حال، فرض کنید که هوای اتاق به طور ناگهانی و بدون تغییر در میزان رطوبت خنک شود. در دماهای متوالی پایین تر، فشار بخار اشباع کاهش می یابد. با نزدیک شدن فشار بخار اشباع کاهشی (es) به فشار بخار واقعی (e)، رطوبت نسبی افزایش می یابد. با فشار بخار واقعی 25 مگابایت، رطوبت نسبی 100 درصد در دمای 21 درجه سانتیگراد (70 درجه فارنهایت) حاصل می شود. این دما (21 درجه سانتیگراد) باید دمای نقطه شبنم هوا باشد. بنابراین، اگر فشار بخار واقعی را در یک اتاق بدانیم، می‌توانیم نقطه شبنم را با استفاده از جدول 1 تعیین کنیم تا دمایی را که در آن هوا با آن مقدار بخار اشباع می‌شود، تعیین کنیم. به طور مشابه، اگر به ما گفته شود که نقطه شبنم در اتاق مقداری مقدار دارد، می‌توانیم آن دما را در جدول 1 جستجو کرده و فشار بخار واقعی را پیدا کنیم. در اصل، اگر دمای هوا و نقطه شبنم هوا مشخص باشد، می توانیم از جدول 1 برای بدست آوردن فشار بخار اشباع (es) و فشار بخار واقعی (e) استفاده کنیم. با این اطلاعات می توانیم رطوبت نسبی را محاسبه کنیم. مثلاً رطوبت نسبی هوا با دمای 29 درجه سانتی گراد و نقطه شبنم 18 درجه سانتی گراد چقدر است؟ پاسخ: در 29 درجه سانتیگراد، جدول 1 es 41 mb را نشان می دهد. برای نقطه شبنم 18 درجه سانتیگراد، فشار بخار واقعی (e) 21 mb است. بنابراین، رطوبت نسبی است

RH =e/ e s= 21/41 100% =51%.

اگر دمای هوا را 27 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی آن 60 درصد بدانیم، دمای نقطه شبنم هوا چقدر است؟ از جدول 1، دمای هوا 27 درجه سانتیگراد، فشار بخار اشباع (es) 35 mb تولید می کند. برای بدست آوردن فشار بخار واقعی (e)، به سادگی اعداد را به فرمول متصل می کنیم

 RH= e /es 100%=51%

همانطور که در مثال قبلی دیدیم، فشار بخار واقعی 21 مگابایت دمای نقطه شبنم 18 درجه سانتیگراد را ایجاد می کند.

*رطوبت نسبی همچنین ممکن است به صورت RH = w/ws 100% بیان شود که در آن w نسبت اختلاط واقعی و ws نسبت اختلاط اشباع است. محاسبات رطوبت نسبی با استفاده از نسبت اختلاط و نمودارهای آدیاباتیک در فصل 6 آورده شده است.

▼ جدول 1 فشار بخار اشباع روی آب برای دماهای مختلف هوا

 داده های این جدول را می توان در شکل 4.10 در صفحه به دست آورد. 95 با خواندن محل تقاطع دمای هوا با منحنی فشار بخار اشباع.

FOCUS ON A SPECIAL TOPIC

Computing Relative humidity and Dew Point

Suppose we want to compute the air’s relative humidity and dew point from Table 1. Earlier, we learned that relative humidity may be expressed as the actual vapor pressure divided by the saturation vapor pressure times 100 percent. If the actual vapor pressure is designated by the letter e, and the saturation vapor pressure by es, then the expression for relative humidity becomes

RH =e/ es 100%.*

Let’s look at a practical example of using vapor pressure to measure relative humidity and obtain dew point. Suppose the air temperature in a room is 27°C (80°F). Because the saturation vapor pressure (es) is dependent on the temperature of the air, to obtain es from Table 1 we simply read the value adjacent to the air temperature much like we did in Fig. 4.10. Hence, air with a temperature of 27°C has a saturation vapor pressure of 35 mb.

 Now, suppose that the air in the room is cooled suddenly with no change in moisture content. At successively lower temperatures, the saturation vapor pressure decreases. As the lowering saturation vapor pressure (es) approaches the actual vapor pressure (e), the relative humidity increases. With an actual vapor pressure of 25 mb, 100 percent relative humidity will be reached at a temperature of 21°C (70°F). This temperature (21°C) must then be the dew-point temperature of the air. If, then, we know the actual vapor pressure in a room, we can determine the dew point by using Table 1 to locate the temperature at which air will be saturated with that amount of vapor. Similarly, if we are told that the dew point in the room has some value, we can look up that temperature in Table 1 and find the actual vapor pressure. In essence, we can use Table 1 to obtain the saturation vapor pressure (es) and the actual vapor pressure (e) if the air temperature and dew point of the air are known. With this information we can calculate relative humidity. For example, what is the relative humidity of air with a temperature of 29°C and a dew point of 18°C? Answer: At 29°C, Table 1 shows es

 41 mb. For a dew point of 18°C, the actual vapor pressure (e) is 21 mb; therefore, the relative humidity is

RH =e/ e s= 21 /41 100% =51%.

If we know the air temperature is 27ºC and the relative humidity is 60 percent, what is the dew-point temperature of the air? From Table 1, an air temperature of 27ºC produces a saturation vapor pressure (es) of 35 mb. To obtain the actual vapor pressure (e), we simply plug the numbers into the formula

 RH= e /es  100%=51%

As we saw in the previous example, an actual vapor pressure of 21 mb yields a dew point temperature of 18ºC.

*Relative humidity may also be expressed as RH = w/ws  100%, where w is the actual mixing ratio and ws is the saturation mixing ratio. Relative humidity computations using mixing ratio and adiabatic charts are given in Chapter 6.

▼ TABLE 1 Saturation Vapor pressure over Water for Various Air Temperatures

 The data in this table can be obtained in Fig. 4.10 on p. 95 by reading where the air temperature intersects the saturation vapor pressure curve.