露点的原始定义一般说来是:湿度一定压力一定的被测量气体被降温,当降到一个特定的温度时出现结露现象,此时这个特定温度就是这个压力条件下的露点温度.所以才出现了从原始定义出发测量露点的镜面式露点仪,GE的测量镜面采用铂铑合金.
相对湿度是被测量气体的水蒸气分压与相同压力、温度条件下净水表面饱和水蒸气分压的比值。范围0-100% 单位RH,无量纲单位。
露点的测量环境要根据测量仪器的不同而定,镜面式露点仪一般要求流量,基本都为0.25升/分钟至5升/分钟之间,流量过大或过小都将导致测量不准确。探头式的在线露点仪也要求流量条件,它的流量性质准确的称为流速,不同压力下流速允许范围因传感器不同而异。GE的金基三氧化二铝传感器有许多种,种种不同,根据测量条件内置针阀式采样器的可测量更大压力气体的露点,MMY35典型的流速允许为 1bar 基本是常压了,可达50米/秒。但在10bar压力条件下,只有5米/秒的最大流速。
相对湿度基本没碰到过有什么要求,一般常见的是在相对湿度含量很低的情况下用露点表示,或者直接用含水PPM表示,因为你不能用小数点以后几个零的数字来表示,那样没有意义。高温下也一般已经不存在相对湿度的概念,因为水已经被完全汽化,根本不存在含水量的概念(高压下例外)。无论是高温还是高温高压下,现在的相对湿度传感器基本都是通过采样气体测量常温湿度,然后反推得出的。
结论:如果空气相对湿度达到100%RH,那么此时的空气温度就是露点温度,这个结果不难得出。
而且现在的计量单位,从一级到二级站基本都已经将镜面露点仪作为相对湿度的最高标准。
什么是相对湿度?
在相同温度下,空气中水汽含量与饱和水汽含量之间的比例。
详细解释:
压力为P,温度为T的湿空气的相对湿度是指给定的湿空气中,水汽的摩尔分数怀同一温度T和压力P下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数之比,用百分数表示。
相对湿度是两个压强值之比: %RH = 100 x p/ps
在这里p 是周围环境中水蒸汽的实际部分压强值;ps是周围环境中水的饱合压强值.
相对湿度传感器通常是在标准室温情况下校准的(高于0度),相应的,通常认为这种传感器可以指示在所有温度条件下的相对湿度(包括在低于0度的情况).
冰会产生的蒸汽压强低于液态水。因此,当液态水水以冰的形式出现时,冷凝会相对湿度低于100%的情况下产生。
水汽压和相对湿度
中国科学院计算机网络信息中心提供的解释如下
大气中水汽的含量虽然不多,却是大气中极其活跃的成分,在天气和气候中扮演着重要的角色。大气中的水汽含量有很多种测量方法,日常生活中人们最关心的是水汽压、绝对湿度和相对湿度。
水汽压(e)是大气压力中水汽的分压力,和气压一样用百帕来度量。以前气压和水汽压常以水银柱的毫米数来测度,1百帕=0.75008毫米水银柱。在一定温度下空气中水汽达到饱和时的分压力,称为饱和水汽压(E)。饱和水汽压随着气温的升高而迅速增加。
绝对湿度(a)指单位体积湿空气中含有的水汽质量,也就是空气中的水汽密度,单位为克/厘米3或千克/米3。绝对湿度不容易直接测量,实际使用比较少。如果水汽压的单位为百帕,绝对湿度的单位取千克/米3,则两者关系为:
其中T是温度。
相对湿度(f)指空气的水汽压e与同一温度下的饱和水汽压E之比,以百分数表示是:
相对湿度的大小表示空气接近饱和的程度。当f=100%时,表示空气已经达到饱和;未饱和时,f<100%;过饱和时f>100%。相对湿度的大小不仅与大气中水汽含量有关,而且还随气温升高而降低。
相对湿度、露点温度转换的基本原理说明
湿度研究对象是气体和水汽的混合物。
无论是对于自由大气中的空气而言,还是对密闭容器中的特定气体而言,但凡是气体和水汽的混合物,都可以作为湿度的研究对象,湿度研究的一般理论大多都是通用的。
湿度的表示方法很多,包括混合比、体积比、比湿、绝对湿度、相对湿度等等,虽然各单位之间的转换非常复杂,但其定义都是基于混合气体的概念引出的。相对湿度是比较常用的湿度单位,是一个相对概念(所以,相对湿度是一个无量纲单位),主要有以下几种定义表达:
1\压力为P,温度为T的湿空气的相对湿度,是指在给定的湿空气中,水汽的摩尔分数(或实际水汽压)与同一温度T和压力P下纯水表面的饱和水汽的摩尔分数(或饱和水气压)之比,用百分数表示。
2\实际水汽压与同一温度条件下的饱和水汽压的比值
从相对湿度的定义中可以看出,相对湿度的计算,是通过混合气体的实际水汽压与同状态下(温度、压力)水汽达到饱和时其饱和水汽压相比得来的。
3\对于混合气体而言,其实际水汽压与总压力和混合比相关,但对于物质的量而言,是独立的,也就是无相关的。
但是,在保持混合气体压力不变的情况下,混合气体的饱和水汽压是与温度相关的(在湿度论坛中,本人给出了温度to饱和水汽压的简化公式以及计算程序,可下载)。
4\上面说道:饱和水汽压是与温度相关的量。
在保持系统的混合比、总压力不变的情况下,降低混合气体的温度,能够降低混合气体的饱和水汽压,从而使得混合气体的饱和水汽压等于混合气体的实际水汽压,此时,相对湿度为100%,该温度,即为混合气体的露点温度。
基于上述解释,可以看出,只要测量得到了露点温度,通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序,即可计算出混合气体的在露点温度时的饱和水汽压,也就是正常状态下混合气体的实际水汽压。
同样,只要测量了当前混合气体的正常温度,就可以通过温度to饱和水汽压的计算公式或者计算程序,得到当前系统正常温度下的饱和水汽压实际水汽压除以饱和水汽压,就可以得到相对湿度。 |