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空氣濕度,我國主要城市空氣濕度參數(供參考)

更新時間:2025-02-15 點擊量:129

在探討自然界中空氣的含水量及其衡量方式時,我們不可避免地要深入到一系列復雜而又有趣的物理現象中。空氣,這個看似簡單實則深奧的自然元素,其內部的水分含量及其表現形式,不僅影響著我們的日常生活,也是眾多工業和科學領域研究的重點。


空氣濕度,我國主要城市空氣濕度參數(供參考)

(抽濕除濕機、百科特奧工業除濕機)


首先,我們要明確的是,自然界中幾乎不存在絕對干燥的空氣。即使在看似晴朗干燥的日子里,空氣中也依然含有微量的水蒸氣。而當這些水蒸氣在特定條件下,如溫度降低或空氣中的水蒸氣達到飽和狀態時,它們就會凝結成微小的水滴,懸浮在空氣中,形成我們所熟知的霧。這時,空氣中的氣體水已經凝結成了水霧,形成了一種特殊的氣溶膠狀態。

在探討壓縮空氣時,我們同樣不能忽視水分的存在。由于空氣中總是含有一定量的水蒸氣,因此在壓縮過程中,這些水蒸氣也會被一同壓縮進空氣中。這就意味著,在壓縮空氣中,必然也含有一定量的水分。那么,如何衡量這些水分的含量呢?這就需要我們引入一系列專業的參數和單位。

其中,水蒸氣分壓力是一個基礎且重要的概念。濕空氣是水蒸氣與干空氣的混合物,而水蒸氣在濕空氣中所占的壓力份額,就被稱為水蒸氣分壓。這個值可以直觀地反映濕空氣中水蒸氣的含量。當空氣中的水蒸氣達到飽和狀態時,此時的水蒸氣分壓就被稱為飽和水蒸氣分壓。其他表示水在壓縮空氣中含量的參數,如絕對濕度、相對濕度、含濕量等,都是基于水蒸氣分壓計算而得的。

接下來,我們詳細探討一下這些濕度的表示方法。首先是絕對濕度,它是指空氣中的水蒸氣質量與體積的比率。這個值直接反映了單位體積濕空氣中含有多少水蒸氣。但需要注意的是,絕對濕度并不能表示濕空氣的飽和程度。也就是說,即使兩個不同地點的空氣具有相同的絕對濕度,它們的相對濕度也可能大相徑庭。

相對濕度則是一個更為直觀且實用的參數。它表示的是空氣的絕對濕度與同一壓力、溫度下的飽和絕對濕度之比。這個值在0-100%之間變化。當相對濕度接近100%時,空氣接近飽和狀態,吸水能力較弱;而當相對濕度較低時,空氣較為干燥,吸水能力較強。在日常生活中,我們經常會根據相對濕度來判斷空氣的潮濕程度,以及是否需要采取相應的除濕或加濕措施。

除了絕對濕度和相對濕度外,含濕量也是一個重要的參數。它分為質量含濕量和容積含濕量兩種。質量含濕量表示的是1kg干空氣中所含有的水蒸氣的重量;而容積含濕量則表示的是1m3干空氣中所含有的水蒸氣的重量。這兩個參數都可以直觀地反映空氣中水蒸氣的含量,且與質量含濕量相比,容積含濕量更易于在實際應用中進行測量和計算。

在了解了這些參數后,我們還需要注意到一個有趣的現象:飽和空氣的絕對濕度(即水蒸氣的密度)是有極限的。在氣動壓力范圍內(通常指2MPa以下),我們可以認為飽和空氣中水蒸氣的密度只取決于溫度的高低,而與空氣壓力的大小無關。這是因為壓縮空氣中水蒸氣分壓的大小主要取決于溫度,而絕對濕度則是通過水蒸氣分壓計算而得的。因此,在一定溫度下,飽和空氣的絕對濕度是一個定值,無法再進一步增加。

此外,我們還需要注意到的是,雖然相對濕度為100%的空氣在特定條件下是容易得到的(如將濕空氣冷卻至露點以下),但相對濕度為0%的空氣在自然界中卻是無法存在的。這是因為即使在最干燥的環境中,空氣中也總會含有微量的水蒸氣。


質量含濕量常用在壓縮空氣干燥機的設計計算中,而容積含濕量常用在銷售工作中。兩者的關系如式1.4.4所示。按ISO8573.1-2001的規定,壓縮空氣的標準狀態為:

表1-1 標準工況

空氣溫度

20℃

空氣壓力

1bar絕對壓力

水蒸氣分壓

0

*1bar=0.1MPa

因此計算所得的質量含濕量,再按F4.4乘上標準狀態下的空氣密度:1.205kg/m3即得壓縮空氣的容積含濕量,單位為:kg/m3(標準工況)。


一定壓力下,未飽和空氣在保持水蒸氣分壓不變(即保持絕對含水量不變)情況下降低溫度,使之達到飽和狀態時的溫度叫“露點溫度"。溫度降至露點溫度時,濕空氣中便有凝結水滴析出(稱為“結露"),此時空氣的相對濕度為100%。空氣壓力為1個大氣壓時稱為“大氣露點"(也稱“常壓露點",按照ISO8573.1 2.10.1規定大氣露點不應用在壓縮空氣的干燥方面),壓縮空氣的露點溫度稱為此壓力下的“壓力露點"。濕空氣的露點溫度與濕空氣中水分含量的多少有關。因此壓力露點溫度是所有壓縮空氣干燥機的一個關鍵性能指標。


我們周圍空氣中的水分含量與環境溫度和相對濕度有關,環境溫度決定了飽和水蒸氣分壓的大小,相對濕度表明了空氣的飽和程度。每個地區一年四季空氣中的含水量不同地區也不一樣。具體參見表1-2。


表1-2 我國主要城市空氣濕度參數

地名

大氣壓力(kPa)

室外溫度(℃)

夏季含量(g/kg干)

冬季含水量(g/kg干)

冬季

夏季

冬季

夏季

拉薩

65.00

65.23

-8.00

22.80

5.90

0.5250

烏魯木齊

91.99

90.67

-27.00

34.10

6.90

0.2576

西寧

77.51

77.35

-15.00

25.90

7.80

0.4939

蘭州

85.14

84.31

-13.00

30.50

10.60

0.7175

呼和浩特

90.09

88.94

-22.00

29.90

11.60

0.2962

昆明

81.15

80.80

1.00

25.80

12.10

2.7982

銀川

89.57

88.35

-18.00

30.60

13.20

0.4507

太原

93.29

91.92

-15.00

31.20

14.70

0.5248

貴陽

89.75

88.79

-3.00

30.00

14.70

2.3189

哈爾濱

100.15

98.51

-29.00

30.30

15.30

0.1746

西安

97.87

95.92

-8.00

35.20

15.30

1.2569

長春

99.40

97.79

-26.00

30.50

16.50

0.2421

石家莊

101.69

99.56

-11.00

35.10

18.10

0.7701

沈陽

102.08

100.07

-22.00

31.40

18.10

0.3386

濟南

102.02

99.85

-10.00

34.80

18.70

0.8748

北京

102.04

99.86

-12.00

33.20

19.00

0.6093

重慶

99.12

97.32

2.00

36.50

19.20

3.5957

鄭州

101.28

99.17

-7.00

35.60

20.20

1.2654

長沙

101.99

99.94

-3.00

35.80

20.20

2.4081

成都

96.32

94.77

1.00

31.60

20.20

3.2920

南寧

101.14

99.60

5.00

34.20

20.40

4.1063

天津

102.66

100.48

-11.00

33.40

20.50

0.7849

福州

101.26

99.64

-4.00

35.20

21.10

2.0209

南昌

101.88

99.91

-3.00

35.60

21.10

2.2000

廣州

101.95

100.45

5.00

33.50

21.10

3.8325

合肥

102.23

100.09

-7.00

35.00

21.20

1.5818

南京

102.52

100.40

-6.00

35.00

21.30

1.6520

武漢

102.33

100.17

-5.00

35.20

21.30

1.9053

海口

101.60

100.24

10.00

34.50

21.30

6.5731

杭州

102.09

100.05

-4.00

35.70

21.60

2.1029

上海

102.51

100.53

-4.00

34.00

21.70

2.0483


綜上所述,空氣中的水分含量及其衡量方式是一個復雜而又有趣的話題。通過深入了解水蒸氣分壓、絕對濕度、相對濕度和含濕量等參數的概念和計算方法,我們可以更加準確地了解空氣中水分的含量和狀態,從而為日常生活和工業應用提供更加精準的指導和幫助。同時,這些參數的研究也有助于我們更好地理解自然界的物理現象和規律,推動科學和技術的發展。


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