Единицы измерения влажности

Измерение относительной влажности и активности воды

Единицы измерения влажности

Активность воды: определения и области применения

Определения

Вода – составная часть всех пищевых продуктов. Технологические свойства, интегральный показатель качества и сроки хранения пищевых продуктов во многом определяется свойствами содержащейся в них воды. W.J.Scott предложил использовать показатель “активность воды”, который определяется как отношение парциального давления паров воды над продуктом к парциальному давлению водяного пара над чистой водой при данной температуре. На основании целого ряда исследований установлено, что показатель “активность воды” отражает степень активного участия воды в различных процессах, происходящих в пищевом продукте. В настоящее время экспериментальные данные позволяют заключить, что уровень активности воды оказывает влияние на интенсивность проходящих в продукте таких реакций, как окисление липидов, меланоидинообразование, активность ферментативных, микробиологических и других процессов. Учитывая важность и большую информационность показателя активности воды, в странах Объединенной Европы его определение, наряду с показателями “влажность” и “концентрация водородных ионов”, является обязательным при экспертизе ряда продуктов, а в США определение активности воды включено в инструкцию по контролю качества пищевых продуктов, а также лекарственных средств и препаратов. В большинстве случаев, активность воды является функцией влагосодержания, химического состава, структуры, фазового состояния и температуры продукта. Для жидких сред за стандартное состояние принимается чистый растворитель. влаги в продукте может быть определено как массовый процент воды по отношении к массе сухого продукта. Продукты, в которых может содержаться влага, могут быть подразделены на две категории: гигроскопичные и негигроскопичные. К гигроскопичным материалам относятся соли, растительные волокна, большинство оксидов металлов, множество полимеров и т.д. Типичными представителями негигроскопичных материалов являются порошки металлов, стеклянные гранулы и т.д. В отношении содержания влаги в продукте мы определили статическое равновесие как сочетание условий, при котором продукт больше не обменивается влагой с окружающим воздухом. В условиях статического равновесия, содержание влаги гигроскопичного продукта зависит от природы продукта и следующих двух факторов: (a) парциального давления паров воды непосредственно окружении продукта (b) температуры продукта Если содержание влаги в продукте не зависит от этих двух факторов, то продукт негигроскопичен. Гигроскопичные продукты могут поглощать влагу различными путями: сорбция с образованием гидрата, удерживаемого за счет поверхностной энергии, диффузия молекул воды в структуру материала, капиллярная конденсация, образование растворов и т.д. В зависимости от типа абсорбционного процесса, вода может более или менее прочно удерживаться продуктом. Содержащаяся в продукте влага может включать как иммобилизованную часть (например, воду в виде гидратов), так и активную (не связанную химически) часть. Активность воды Aw (или равновесная относительная влажность %ERH) измеряет давление паров, генерируемое влагой, присутствующей в гигроскопичном продукте. Aw = p / ps и %ERH = 100 x Aw, где: p : парциальное давление паров воды над поверхностью продукта ps : давление насыщения, или парциальное давление паров над чистой водой при температуре продукта Активность воды отражает активную часть содержащейся влаги, или часть, которой продукт при нормальных условиях может обмениваться с окружающей средой. Активность воды обычно определяется в условиях статического равновесия. При этих условиях, парциальное давление паров воды (p) у поверхности продукта равно парциальному давлению паров воды в окружающей продукт среде. Любой обмен влагой между продуктом и окружающей средой определяется различием между этим двумя давлениями. Пары воды могут также присутствовать в газах или газовых смесях. Относительная влажность газа определяется как %RH = 100 x p/ps, где p – парциальное давление паров воды, присутствующих в газовой смеси ps – давление насыщения, или парциальное давление паров над чистой водой при температуре газа

Активность воды (Aw) и температура

Как активность воды (материалы), так и относительная влажность (газы) соотносятся к давлению насыщения (ps) или парциальному давлению паров над чистой водой: Aw = p / ps %RH = 100 x p/ps Давление насыщенных паров (ps) сильно зависит от температуры. При обычной комнатной температуре (ps) увеличивается примерно на 6.2% с каждым увеличением температуры на 1°C. В условиях открытого пространства ненасыщенного парами воды, парциальное давление паров воды (p) не изменяется с температурой. В условиях замкнутого пространства, (p) изменяется пропорционально температуре, выраженной в градусах Кельвина °K (°K = °C + 273.16). при нормальной комнатной температуре, изменения в парциальном давлении паров (p) вызываемые небольшим изменением температуры в °C практически незначимы. Поскольку (p) на зависит от температуры, в то время как (ps) зависит, относительная влажность газов (%RH = 100 x p/ps) сильно зависит от температуры. При относительной влажности 95 %RH и комнатной температуре, увеличение температуры на 1°C приводит к уменьшению относительной влажности примерно на 6 %RH. При относительной влажности 50 %RH и таком же увеличение температуры, уменьшение относительной влажности происходит примерно на 3 %RH. Активность воды большинства гигроскопичных продуктов не так сильно зависит от температуры. При комнатных условиях данные исследований показывают, что активность воды изменяется, грубо, от 0.0005 до 0.005 Aw (0.05 to 0.5 %RH) при изменении температуры на 1°C. Это объясняется тем фактом, что парциальное давление (p) над поверхностью продукта изменяется с температурой. Для большинства гигроскопичных продуктов величина изменения парциального давления водяных паров (p) с температурой над их поверхностью почти такая же (но не точно), как величина изменения парциального давления насыщенных водяных паров (ps) над чистой водой. В итоге, изменение температуры вызывает изменение в парциальном давлении паров воды над гигроскопичным продуктом. В тоже время, парциальное давление паров воды в окружающем продукт воздухе практически не изменяется. Это приводит к тому, что любое изменение в температуре гигроскопичного продукта инициирует обмен влагой с воздухом (или газом) который его окружает. Обмен происходит до тех пор, пока парциальное давление паров воды над продуктом и в окружающем воздухе не выровняется. При измерении активности воды очень важно, по возможности, поддерживать температуру на постоянном уровне.

Применения

Активная часть содержащейся в веществе влаги, или, как теперь ясно, активность воды, обеспечивает более точную информацию по сравнению с общей влажностью, в отношении микробиологической, химической и ферментной стабильности скоропортящихся веществ, таких как продукты питания и семена. По тем же причинам, активность воды не менее значима и в фармацевтической промышленности, где она предоставляет полезную информацию относительно плотности (прочности) таблеток и пилюль или качества нанесения оболочек. Активность воды можно непосредственно сравнивать с относительной влажностью окружающего воздуха для предотвращения изменений в продукте (бумаге, фотографических пленках), для предохранения гигроскопичных порошков (сахарной пудры, соли) от слипания или окаменения, и т.д.

Активность воды может использоваться с некоторыми продуктами (преимущественно синтетическими) как способ косвенного определения общего влагосодержания. Для этих целей необходимо получение изотермы сорбции.

Изотерма сорбции – это график, на котором показана связь между активностью воды и содержанием влаги при постоянной температуре.

Для большинства природных веществ невозможно получить воспроизводимую изотерму сорбции и активность воды должна рассматриваться в отдельности от содержания влаги.

Определение активности воды в молочных продуктах

по материалам сайта ВНИМИ
Термин “активность воды” (англ. “water activity” – Aw) впервые был введен Скоттом в 1952 г., который доказал, что существует зависимость между состоянием воды в продукте и ростом микроорганизмов в нем.
С этого времени Aw стала важнейшим параметром в консервной промышленности.
Само определение активности рассматривается как отношение фугитивности f (летучести) вещества в некотором состоянии к его фугитивности fs в каком-либо состоянии, принятом за стандартное. Так как мы рассматриваем водные пищевые среды, то под фугитивностью вещества понимается некоторая величина парциального давления пара над продуктом. Если за стандартное состояние принять давления пара над чистым растворителем (дистиллированная вода) отношение для Aw примет вид:

Аw = f / fs = p / ps, (1)

где: p – парциальное давление водяного пара над поверхностью продукта;
рs – давление насыщенного пара над чистой водой при температуре продукта.
Так как величина Аw носит термодинамический характер, т. е. характеризует равновесное давление паров воды при определенной температуре, она может быть определена как равновесная относительная влажность деленная на 100.
Аw = Rh / 100, (2)
где: Rh – равновесная относительная влажность, % Отношение парциальных давлений паров над продуктом и чистым растворителем входит в основную термодинамическую формулу количественного определения энергии связи влаги с материалом (по П.А. Ребиндеру).

-*F = L = RT ln p / ps = RT ln Аw (Дж / моль), (3)

где:

*F – уменьшение свободной энергии системы;

L – работа отрыва 1 моля воды от материала (без изменения состава);
R– газовая постоянная;
Т– абсолютная температура.
На основании литературных данных в таблице 1 представлены величины Аw некоторых молочных продуктов.

Продукты Aw ПродуктыAw
Молоко цельное0.990 – 0.995Сгущенное стерилизованное молоко0.960 – 0.970
Сливки 40 %- ной жирности0.980 – 0.990Сгущенное молоко с сахаром0.820 – 0.850
Сыр 40 %- ной влажности0.950 – 0.970Сухое молоко0.220 – 0.280

Известно, что между водой, химическими соединениями и биологической структурой пищевых продуктов происходят взаимодействия различного характера. А именно – вода является дисперсной средой для целого ряда химических реакций и метаболизма микроорганизмов в продуктах питания. Величина Аw хорошо коррелирует со многими из них. Так понижение Аw от 1 до 0.2 приводит к значительному замедлению химических и ферментативных реакций, кроме процесса окисления липидов и реакции Майяра.
В настоящие время изучены и определены пороговые значения Аw для большинства микроорганизмов, за пределами которых, замедляются или прекращаются процессы их роста. Так для большинства бактерий предельное значение Аw , обеспечивающие их нормальное развитие должно быть не ниже 0.90 – 0.99. Дрожжи и многие плесневые грибы хорошо развиваются даже в пределах Аw = 0.85 – 0.65. В частности, в молочно-консервном производстве наиболее опасны осмофильные дрожжи, которые могут развиваться при Аw близкой к 0.70 и являться причиной брака сгущенных молочных консервов с сахаром. По величине активности воды выделяют следующие виды пищевых продуктов:

продукты с высокой влажностью (Аw = 1.0 – 0.9);

продукты с промежуточной влажностью (Аw = 0.9- 0.6);
продукты с низкой влажностью(Аw = 0.6 – 0.0).
О важности данного показателя говорит и то, что Американский Институт Технологов-Пищевиков на своем 50-летнем юбилее, отметил одним из десяти наиболее значимых нововведений в пищевой промышленности последнего полувека – концепцию активности воды, которая позволяет оценить степень подверженности сушеных продуктов и продуктов с промежуточной влажностью микробиологической и другой порче.
Таким образом, контролируя функционально-технологические показатели в продукте и, в частности, показатель Аw , можно прогнозировать его способность к хранению, что позволит создать “карты стабильности” молочных продуктов, и определить оптимальные условия их хранения.

Источник: https://www.ecoinstrument.ru/service/public/izmerenie_otnositelnoy_vlazhnosti_i_aktivnosti_vody/

Относительная влажность воздуха или RH. Как определить влажность воздуха и зачем?

Единицы измерения влажности

Чем абсолютная влажность отличается от относительной влажности воздуха? Что значат цифры в прогнозах погоды? Когда воздух более сухой: зимой или летом?
Для здоровья человека важно, чтобы воздух в помещении был не сухим и не слишком влажным. Для того, чтобы наладить в квартире идеальный микроклимат, нужно следить за показателями воздуха и учитывать не только температуру и содержание CO₂, но и уровень влажности. Расскажем обо всём, что важно знать на эту тему. Без воды.

Вода занимает большую часть поверхности земли. С поверхности Мирового океана происходит испарение влаги. Это происходит непрерывно, вне зависимости от времени года. Интенсивность процесса зависит от климатической зоны, среднесуточной температуры и наличия ветров.

Воздушные массы перемещаются с большой скоростью, и вот уже на нас выпадает дождь, который раньше был водой Атлантического или Тихого океана.

Воз­дух — составной газ, в нем со­дер­жит­ся мно­же­ство раз­лич­ных газов. Основной — азот, а вовсе не кислород, как многие привыкли думать.

Среди прочих газов есть и водяной пар. Чтобы оценить его ко­ли­че­ство в воз­ду­хе необ­хо­ди­мо опре­де­лить, какую массу имеют во­дя­ные пары в опре­де­лен­ном вы­де­лен­ном объ­е­ме — такую ве­ли­чи­ну ха­рак­те­ри­зу­ет плот­ность. Плот­ность во­дя­но­го пара в воз­ду­хе на­зы­ва­ют аб­со­лют­ной влаж­но­стью.

Абсолютная влажность — ко­ли­че­ство влаги, со­дер­жа­щей­ся в одном ку­би­че­ском метре воз­ду­ха.

Но человек не способен оценить абсолютную влажность воздуха без специальных приборов, для человека важна именно относительная влажность воздуха, содержание влаги от­но­си­тельно мак­си­маль­но воз­мож­но­го зна­че­ния.

От­но­си­тель­ная влаж­ность воз­ду­ха или RH (Relative Humidity) — ве­ли­чи­на, по­ка­зы­ва­ю­щая, на­сколь­ко далек пар от на­сы­ще­ния.

Насыщенный пар — это пар, находящийся в равновесии с жидкостью. Все что испаряется — чуть позже конденсируется, выпадает в качестве осадков и вновь испаряется. Объем жидкости не увеличивается в результате конденсации пара и не уменьшается в результате ее испарения.

Ненасыщенный пар — пар, не достигший динамического равновесия. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.

Влажность низкая, если пар далек от насыщения. И наоборот.

Точка росы – тем­пе­ра­ту­ра, при ко­то­рой пар ста­но­вит­ся на­сы­щен­ным.

Почему зимой и летом показатели влажности воздуха разные? Чем теп­лее воз­дух, тем боль­шее ко­ли­че­ство влаги он может со­дер­жать, и на­о­бо­рот: чем воз­дух хо­лод­нее, тем меньше мак­си­маль­ное со­дер­жа­ние в нем пара.

Воздух зимой более сухой, чем летом.

По ГОСТу 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении» оптимальной относительной влажностью в холодное время года считается 30-45%, а в теплое – 30-60%. Зимой относительная влажность воздуха в помещении не должна превышать 60%, а летом – 65%.

Важно понимать, что эти нормы разработаны и закреплены для проектировщиков зданий, а не жильцов. Врачи рекомендуют поддерживать влажность воздуха на уровне 40-60% вне зависимости от времени года.

Почему это важно? Потому что слизистые оболочки человека не должны быть сухими, иначе организм теряет защиту от вирусов, сезонных инфекций, мелкой пыли. Важно, чтобы и кожа не была слишком сухой. Мы часто забываем о том, что кожа — это тоже наш орган, а не просто защитное покрытие остального организма.

Воздух в помещении слишком сухой, если:

  • трескаются губы
  • появляется першение в горле, легкий кашель
  • кожа лица и рук становится сухой, появляется шелушение, заусенцы и трещины на руках
  • у комнатных растений подсыхают кончики листьев
  • сильно электризуются волосы и одежда из синтетики

На самом деле, воздух очень часто пересушен, особенно в холодное время года. Чтобы сделать его более влажным нужно использовать увлажнители. Существует много разных моделей, важно выбрать те, которые удобны и подходят вам. Главное — чтобы они эффективно увлажняли воздух.

Особенно важно, чтобы воздух был влажным в детской и спальне, в тех комнатах, где вы проводите больше всего времени.

Оптимальная относительная влажность воздуха в детской комнате — 50-65%.

Самым сухим воздух должен быть в рабочей зоне — 30-40%. Важно, чтобы относительная влажность была не ниже этих показателей.

В спальне — 40-50% влажность хорошо повлияет на здоровье: снизится утомляемость, улучшится иммунитет, да и в целом будете выглядеть свежее.

При этом важно, чтобы в помещении не было избыточной влажности. Важен баланс. В случае, если он нарушается — опять вероятны проблемы со здоровьем. Кроме того, на стенах может появится грибок и плесень, окна могут начать запотевать. В таком случае нужно узнать причину и устранить ее, а не пытаться осушить воздух с помощью специальных устройств. В чем может быть дело и как решить проблему с излишней влажностью в квартире вы можете прочитать в нашей статье о запотевании окон.

Чтобы не было проблем со слишком сухим или слишком влажным воздухом необходимо приобрести гигрометр. Важно, чтобы устройство не было встроено в увлажнитель. В противном случае, показатели всегда будут искажены.

В домашних условиях, без специального прибора, можно определить влажность воздуха по косвенным признакам: если у вас сухая кожа рук или трескаются губы, если быстро сохнут домашние растения, если появляются трещины на деревянной мебели — воздух тоже сухой.

Есть метод определения влажности воздуха при помощи стакана воды.

Наберите стакан холодной воды и поставьте его в холодильник на 2-3 часа, пока температура воды в емкости не остынет до 3 — 5 ºС. Поставьте стакан в комнате, где вы хотите измерить относительную влажность.

Если поверхность стакана сначала покрылась конденсатом и запотела, а потом в течение 5-10 минут полностью высохла – воздух в помещение очень сухой.

Если в течении 5-10 минут, после того как вы разместили стакан в помещении на его стенках образовались крупные капли конденсата и они начали стекать по стенкам стакана, то воздух в помещении очень влажный.

Если по истечению 5-10 минут поверхность стакана не высохла, но и не потекла, то воздух в помещении средней влажности.

Мы измерили влажность воздуха с помощью системы MagicAir. Влажность — 40%, судя по стакану — уровень влажности средний. Совпало.

Слева направо: уровень CO₂, температура, влажность.

Существуют другие способы, но для этого потребуются длительные манипуляции с термометром и рассчеты. Лучше и проще купить гигрометр.

Если вы всерьез хотите наладить микроклимат в квартире, обратите внимание и на другие показатели:

  1. Воздухообмен или сколько свежего воздуха поступает в квартиру каждый час. Как мы уже писали в нашей статье о стандартах воздухообмена, по нормам СНиП приток свежего воздуха должен быть равен 30м³ в час, на одного человека.

    Важно понимать, что даже в современных квартирах при закрытых окнах такого воздухообмена нет, микро-проветривание и приточные клапаны его не обеспечивают.

  2. Из первого показателя вытекает другой: воздух должен иметь низкое содержание углекислого газа. Узнать уровень CO₂ без специальных приборов — нельзя.

    Чтобы в квартире был свежий воздух, проветривать надо не менее 15-20 минут каждый час. Это не всегда удобно, если нет специальных устройств.

  3. В помещении должна быть комфортная температура. Вопреки распространенному мнению, даже в детской не должно быть более 19-20 °С.

    В другой нашей статье вы можете узнать больше о микроклимате в детской комнате.

Для того, чтобы воздух всегда был свежим необходимы устройства, обеспечивающие постоянный приток свежего воздуха в квартиру. Бризеры обеспечивают не только необходимый воздухообмен, но и подогревают воздух до комфортной температуры, это намного удобнее открытых окон, особенно в холодное время года.

Все параметры воздуха поможет отследить «умная» система контроля микроклимата MagicAir. Система автоматически регулирует работу климатической техники в зависимости от ваших пожеланий, все параметры воздуха будут указаны в приложении на смартфоне, вы всегда будете знать, каким воздухом вы дышите и сможете отслеживать и корректировать влажность воздуха.

Мария Иноземцева

Хотите наладить микроклимат дома?

Получите консультацию прямо сейчас! Мы перезвоним и расскажем всё o бризерах, сориентируем по цене и организуем бесплатный выезд нашего технолога

Источник: https://xn--90aifdm6al.xn--p1ai/blog/otnositelnaya-vlagnost-vozduha-rh

Влажность

Единицы измерения влажности

Влажность воздуха – это содержание парообразной воды в атмосфере. Эта характеристика во многом определяет самочувствие многих живых существ, а также влияет на погоду и климатические условия на нашей планете.

Для нормальной работы человеческого организма она должна находиться в определённом диапазоне, вне независимости от температуры воздуха.

Известны две основных характеристики влажности воздуха – абсолютная и относительная:

  • Абсолютная влажность – это масса водяного пара, содержащаяся в одном кубическом метре воздуха. Единица измерения абсолютной влажности – г/м3. Относительная влажность определяется как отношение текущего и максимального значения абсолютной влажности при определенной температуре воздуха.
  • Относительную влажность принято измерять в %. По мере увеличения температуры абсолютная влажность воздуха также растет от 0,3 при -30°С до 600 при +100°С.

    Величина относительной влажности зависит в основном от климатических зон Земли (средние, экваториальные или полярные широты) и сезона года (осень, зима, весна, лето).

Существуют вспомогательные термины для определения влажности. Например, влагосодержание (г/кг), т.е. вес водяных паров на один килограмм воздуха. Или температура «точки росы», когда воздух считается полностью насыщенным, т.е.

его относительная влажность равна 100%. В природе и холодильной технике это явление можно наблюдать на поверхностях тел, температура которых меньше температуры точки росы в виде капель воды (конденсата), изморози или инея.

Также существует такое понятие, как энтальпия.

Энтальпия – это свойство тела (вещества), определяющее количество энергии, сохраненной в его молекулярной структуре, которая доступна для преобразования в теплоту при определённой температуре и давлении. Но не всю энергию можно преобразовать в теплоту, т.к. часть внутренней энергии тела остается в веществе для поддержания его молекулярной структуры.

Для расчета значений влажности применяют несложные формулы. Так, абсолютную влажность принято обозначать p и определять как

p = mвод. пара / Vвоздуха

где mвод. пара – масса водяного пара (г)
Vвоздуха – объем воздуха (м3), в котором он содержится.

Общепринятое обозначение относительной влажности – φ. Относительную влажность рассчитывают по формуле:

φ = (p/pн) * 100%

где p и pн – текущее и максимальное значение абсолютной влажности. Наиболее часто применяется величина относительной влажности, так как на состояние человеческого организма в большей степени влияет не вес влаги в объеме воздуха (абсолютная влажность), а именно относительное содержание воды.

Влажность весьма важна для нормальной жизнедеятельности практически всех живых существ и, в особенности – человека. Ее величина (по опытным данным) должна находиться в пределах от 30 до 65%, вне зависимости от температуры.

Например, низкая влажность зимой (по причине малого количества воды в воздухе) приводит к пересыханию у человека всех слизистых оболочек, тем самым увеличивается риск простудных заболеваний. Высокая влажность наоборот, ухудшает процессы терморегуляции и потоотделения через кожные покровы.

При этом появляется ощущение духоты. Кроме того, поддержание влажности воздуха является важнейшим фактором:

  • для проведения многих технологических процессов на производстве;
  • эксплуатации механизмов и устройств;
  • сохранности от разрушения строительных конструкций зданий, элементов интерьера из древесины (мебели, паркета и т.п.), археологических и музейных артефактов.

Энтальпия это потенциальная энергия, которая содержится в одном килограмме влажного воздуха. Причем при равновесном состоянии газа она не поглощается и не излучается во внешнюю среду. Энтальпия влажного воздуха равна сумме энтальпий составляющих его частей: абсолютно сухого воздуха, а также паров воды. Ее величину рассчитывают по следующей формуле:

I = t + 0,001(2500 +1,93t)d

Где t – температура воздуха (°С), а d – его влагосодержание (г/кг). Энтальпия (кДж/кг) является удельной величиной.

Температура по мокрому термометру – это такое ее значение, при котором идет процесс адиабатного (энтальпия постоянна) насыщения воздуха парами воды. Для определения ее конкретного значения используют I – d диаграмму.

Вначале на нее наносят точку, соответствующую заданному состоянию воздуха. Затем через эту точку проводят луч адиабаты, пересекая его с линией насыщения (φ = 100%).

А уже из точки их пересечения опускают проекцию в виде отрезка с постоянной температурой (изотерма) и получают температуру мокрого термометра.

I-d диаграмма является основным инструментом для расчетов/построений разных процессов, связанных с изменением состояния воздуха – нагрева, охлаждения, осушения и увлажнения.

Ее появление значительно облегчило понимание процессов, происходящих в системах и агрегатах для сжатия воздуха, вентиляции и кондиционирования.

Эта диаграмма графически показывает полную взаимозависимость основных параметров (температуры, относительной влажности, влагосодержания, энтальпии и парциального давления паров воды), определяющих тепло-влажностный баланс. Все значения указаны при определенном значении атмосферного давления. Обычно это 98 кПа.

Диаграмма выполнена в системе косоугольных координат, т.е. угол между ее осями составляет 135°. Это способствует увеличению зоны ненасыщенного влажного воздуха (φ = 5 – 99%) и сильно облегчает графическое нанесение происходящих с воздухом процессов. На диаграмме представлены следующие линии:

  • криволинейные – влажности (от 5 до 100%).
  • прямые – постоянной энтальпии, температуры, парциального давления и влагосодержания.

Ниже кривой φ = 100% воздух полностью насыщен влагой, находящейся в нем в виде жидкости (вода) или твердом (иней, снег, лед) состоянии. Определить состояние воздуха во всех точках диаграммы можно, зная любые два его параметра (из четырех возможных).

Графическое построение процесса изменения состояния воздуха значительно облегчается с помощью дополнительно нанесенной круговой диаграммы. На ней под разными углами показаны значения тепло-влажностного отношения ε.

Эта величина определяется наклоном луча процесса и рассчитывается как:

ε = Q / W

где Q – теплота (кДж/кг) и W – влага (кг/ч), поглощаемые или выделяемые из воздуха. Значение ε делит всю диаграмму на четыре сектора:

  • ε = +∞ … 0 (нагрев + увлажнение).
  • ε = 0 … -∞ (охлаждение + увлажнение).
  • ε = -∞ … 0 (охлаждение + осушение).
  • ε = 0 … +∞ (нагрев + осушение).

Измерительные приборы для определения значений относительной влажности называются гигрометрами. Для замера величины влажности воздуха используют несколько основных методов. Рассмотрим три из них.

  1. Для сравнительно неточных замеров в быту применяют волосяные гигрометры. В них чувствительным элементом является конский или человеческий волос, который в натянутом состоянии установлен в стальную рамку. Оказалось, что этот волос в обезжиренном виде способен чутко реагировать на малейшие изменения относительной влажности воздуха, изменяя свою длину.

    По мере увеличения влажности волос удлиняется, при уменьшении – наоборот, укорачивается. Стальная рамка, на которой закреплен волос, связана со стрелкой прибора. Стрелка воспринимает от рамки изменение размера волоска и вращается вокруг своей оси. При этом она указывает на градуированной шкале (в %) относительную влажность.

  2. При более точных теплотехнических измерениях во время научных исследований применяют гигрометры конденсационного типа и психрометры. Они осуществляют косвенный замер относительной влажности. Гигрометр конденсационного типа изготовлен в виде закрытой цилиндрической емкости. Одна из ее плоских крышек отполирована до состояния зеркала.

    Внутрь емкости устанавливают термометр и наливают какую-нибудь легкокипящую жидкость, например эфир. Затем ручным резиновым диафрагменным насосом в емкость закачивается воздух, который начинает там интенсивно циркулировать. Из-за этого эфир вскипает, понижает температуру (охлаждает) поверхность емкости и ее зеркало соответственно.

    На зеркале появятся капли воды, сконденсированной из воздуха. В этот момент времени необходимо зафиксировать показания термометра, который покажет температуру «точки росы». Потом с помощью специальной таблицы определяют соответственную плотность насыщенного пара. А по ним уже и величину относительной влажности.

  3. Психрометрический гигрометр это пара термометров, установленных на основание с общей шкалой. Один из них называют сухим, он измеряет действительную температуру воздуха. Второй называют – мокрым.

    Температура мокрого термометра – это температура, которую принимает влажный воздух при достижении насыщенного состояния и сохранении постоянной энтальпии воздуха, равной начальной, т. е. это предельная температура адиабатического охлаждения. У мокрого термометра шарик оборачивают тканью из батиста, которую погружают в емкость с водой.

    На ткани происходит испарение воды, что ведет к понижению температуры воздуха. Этот процесс охлаждения идет до момента, когда воздух вокруг шарика не станет полностью насыщенным (т.е. с относительной влажностью 100%). Этот термометр покажет «точку росы». На шкале прибора имеется и т.н. психрометрическая таблица. С ее помощью по данным сухого термометра и разности температур (сухой минус мокрый) определяют текущее значение относительной влажности.

Для повышения влажности (увлажнения воздуха) применяют увлажнители. Увлажнители отличаются большим разнообразием, которое определяется способом увлажнения и дизайном. По способу увлажнения увлажнители делятся на: адиабатические (форсуночные) и паровые. В паровых увлажнителях водяной пар образуется при нагреве воды на электродах.

Как правило, в быту наиболее часто используются паровые увлажнители. В системах вентиляции и центрального кондиционирования применяются увлажнители как парового, так и форсуночного типа.

В промышленных вентиляционных системах увлажнители могут размещаться как непосредственно в самих вентиляционных установках, так и в виде отдельной секции в вентиляционном канале.

Наиболее эффективный метод удаления влаги из воздуха реализуется при помощи осушителей воздуха на базе компрессорных холодильных машин. Они осушают воздух путем конденсации водяных паров на охлажденной поверхности теплообменника испарителя. Причем его температура должна быть ниже «точки росы». Собранная таким способом влага самотеком или с помощью насоса удаляется наружу по дренажной трубе. Существуют осушители различных типов и назначений. По типам осушители делятся на моноблочные и с выносным конденсатором. По назначению осушители делятся на:

  • бытовые мобильные;
  • профессиональные;
  • стационарные для бассейнов.

Основная задача систем осушения – обеспечивать благоприятное самочувствие находящихся внутри людей и безопасную эксплуатацию конструктивных элементов зданий. Особенно важно поддерживать уровень влажности в помещениях с повышенным выделением влаги, таких как бассейны, аквапарки, банные и SPA-комплексы. Воздух в бассейне имеет повышенную влажность из-за интенсивных процессов испарения воды с поверхности чаши. Поэтому избыток влаги – определяющий фактор при проектировании вентиляции в бассейне. Избыток влаги, а также наличие в воздухе агрессивных сред, как например, соединения хлора оказывают разрушительное воздействия на элементы строительных конструкций и отделку в помещении. Влага конденсируется на них, вызывая появление плесневых грибков или коррозионное разрушение металлических элементов. По этим причинам рекомендуемая величина относительной влажности воздуха внутри бассейна должна поддерживаться в диапазоне 50 – 60%. Строительные консьтрукции, в частности стены и остекленные поверхности помещения бассейна следует дополнительно защитить от выпадения влаги на них. Это можно реализовать путем подачи на них потока приточного воздуха, причем обязательно в направлении снизу-вверх. Снаружи здание должно иметь слой высокоэффективной тепловой изоляции. Для достижения дополнительных преимуществ настоятельно рекомендуем применять разнообразные осушители воздуха, но только лишь в комбинации с оптимально рассчитанными и подобранными системами вентиляции бассейнов.

Если Вам необходима консультация по вопросам проектирования или поставки систем осушения, вентиляции или центрального кондиционирования, специалисты ГК «ПромВентХолод» будут рады оказать квалифицированную помощь. Вы можете связаться с нами по телефону +7(495)9331520 или отправить заявку на info@pvholod.ru.

Специалисты рекомендуют

Источник: https://www.promventholod.ru/tekhnicheskaya-biblioteka/vlazhnost.html

WikiVrachi.Ru
Добавить комментарий