Sadržaj vlage u zraku na temperaturi. Relativna vlažnost

Vlažnost je količina vodene pare u atmosferi. Ova karakteristika u velikoj mjeri određuje dobrobit mnogih živih bića, a utječe i na vremenske i klimatske uvjete na našoj planeti. Za normalan rad ljudsko tijelo mora biti unutar određenog raspona, bez obzira na temperaturu zraka. Postoje dvije glavne karakteristike vlažnosti zraka - apsolutna i relativna:

• Apsolutna vlažnost je masa vodene pare sadržana u jednom kubnom metru vazduha. Jedinica apsolutne vlažnosti je g/m3. Relativna vlažnost definira se kao omjer trenutne i maksimalne vrijednosti apsolutne vlažnosti pri određenoj temperaturi zraka.
• Relativna vlažnost obično se mjeri u %. Kako temperatura raste, apsolutna vlažnost vazduha takođe raste sa 0,3 na -30°C na 600 na +100°C. Vrijednost relativne vlažnosti ovisi uglavnom o klimatskim zonama Zemlje (srednje, ekvatorijalne ili polarne geografske širine) i godišnjem dobu (jesen, zima, proljeće, ljeto).

Postoje pomoćni termini za određivanje vlažnosti. Na primjer, sadržaj vlage (g/kg), tj. težina vodene pare po kilogramu vazduha. Ili temperatura "tačke rose", kada se smatra da je vazduh potpuno zasićen, tj. njegova relativna vlažnost je 100%. U prirodi i rashladnoj tehnici ova pojava se može uočiti na površinama tijela čija je temperatura niža od temperature rosišta u obliku kapljica vode (kondenzata), mraza ili mraza.

Entalpija

Postoji i takva stvar kao što je entalpija. Entalpija je svojstvo tijela (tvari) koje određuje količinu energije pohranjene u njegovoj molekularnoj strukturi, koja je dostupna za pretvaranje u toplinu pri određenoj temperaturi i pritisku. Ali ne može se sva energija pretvoriti u toplotu, jer. dio unutrašnje energije tijela ostaje u tvari da održi svoju molekularnu strukturu.

Proračun vlage

Za izračunavanje vrijednosti vlažnosti koriste se jednostavne formule. Dakle, apsolutna vlažnost obično se označava p i definiše kao

p = m aq. para / V zrak

gdje m voda. para - masa vodene pare (g)
V vazduh - zapremina vazduha (m 3) u kojoj se nalazi.

Općenito prihvaćena oznaka za relativnu vlažnost je φ. Relativna vlažnost se izračunava pomoću formule:

φ \u003d (p / p n) * 100%

gdje su p i p n trenutne i maksimalne vrijednosti apsolutne vlažnosti. Najčešće se koristi vrednost relativne vlažnosti, jer na stanje ljudskog tela u velikoj meri ne utiče težina vlage u zapremini vazduha (apsolutna vlažnost), već relativni sadržaj vode.

Vlažnost je vrlo važna za normalno funkcioniranje gotovo svih živih bića, a posebno za čovjeka. Njegova vrijednost (prema eksperimentalnim podacima) treba biti u rasponu od 30 do 65%, bez obzira na temperaturu. Na primjer, niska vlažnost zraka zimi (zbog male količine vode u zraku) dovodi do isušivanja svih sluzokoža kod čovjeka, čime se povećava rizik od prehlade. Visoka vlažnost, naprotiv, pogoršava procese termoregulacije i znojenja kože. To stvara osjećaj gušenja. Osim toga, održavanje vlažnosti zraka je važan faktor:

• za izvođenje mnogih tehnoloških procesa u proizvodnji;
• rad mehanizama i uređaja;
• sigurnost od uništavanja građevinskih konstrukcija zgrada, unutrašnjih elemenata od drveta (namještaj, parket i sl.), arheoloških i muzejskih artefakata.

Izračun entalpije

Entalpija je potencijalna energija sadržana u jednom kilogramu vlažnog zraka. Štaviše, u ravnotežnom stanju gasa, on se ne apsorbuje i ne emituje u spoljašnju sredinu. Entalpija vlažnog zraka jednaka je zbiru entalpija njegovih sastavnih dijelova: apsolutno suhog zraka, kao i vodene pare. Njegova vrijednost se izračunava prema sljedećoj formuli:

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

Gdje je t temperatura zraka (°C), a d njegov sadržaj vlage (g/kg). Entalpija (kJ/kg) je specifična veličina.

Temperatura vlažnog termometra

Temperatura vlažnog termometra je vrijednost pri kojoj se odvija proces adijabatskog (konstantne entalpije) zasićenja zraka vodenom parom. Za određivanje njegove specifične vrijednosti koristi se I - d dijagram. Prvo se na njega primjenjuje tačka koja odgovara datom stanju zraka. Zatim se adijabatska zraka povlači kroz ovu tačku, prelazeći je sa linijom zasićenja (φ = 100%). I već od tačke njihovog preseka, projekcija se spušta u obliku segmenta sa konstantnom temperaturom (izotermom) i dobija se temperatura mokrog balona.

I-d dijagram je glavni alat za izračunavanje / crtanje različitih procesa povezanih sa promjenom stanja zraka - grijanje, hlađenje, odvlaživanje i vlaženje. Njegov izgled je znatno olakšao razumijevanje procesa koji se odvijaju u sistemima i jedinicama za kompresiju zraka, ventilaciju i klimatizaciju. Ovaj dijagram grafički prikazuje potpunu međuzavisnost glavnih parametara (temperatura, relativna vlažnost, sadržaj vlage, entalpija i parcijalni pritisak vodene pare) koji određuju ravnotežu toplote i vlažnosti. Sve vrijednosti su navedene na određenoj vrijednosti atmosferski pritisak. Obično je 98 kPa.

Dijagram je napravljen u sistemu kosih koordinata, tj. ugao između njegovih osa je 135°. To doprinosi povećanju zone nezasićenog vlažnog zraka (φ = 5 - 99%) i uvelike olakšava grafičko crtanje procesa koji se odvijaju sa zrakom. Dijagram prikazuje sljedeće linije:

• krivolinijski - vlažnost (od 5 do 100%).
• prave linije - konstantna entalpija, temperatura, parcijalni pritisak i sadržaj vlage.

Ispod krivulje φ \u003d 100%, zrak je potpuno zasićen vlagom, koja je u njemu u obliku tekućeg (voda) ili čvrstog (inje, snijeg, led) stanja. Moguće je odrediti stanje zraka u svim tačkama dijagrama, poznavajući bilo koja dva njegova parametra (od četiri moguća). Grafička konstrukcija procesa promjene stanja zraka uvelike je olakšana uz pomoć dodatno ucrtanog kružnog grafikona. Prikazuje vrijednosti omjera topline i vlažnosti ε pod različitim uglovima. Ova vrijednost je određena nagibom procesne grede i izračunava se kao:

gdje je Q toplina (kJ/kg), a W vlaga (kg/h) apsorbirana ili oslobođena iz zraka. Vrijednost ε dijeli cijeli dijagram na četiri sektora:

• ε = +∞ … 0 (grijanje + vlaženje).
• ε = 0 … -∞ (hlađenje + vlaženje).
• ε = -∞ … 0 (hlađenje + odvlaživanje).
• ε = 0 … +∞ (grijanje + odvlaživanje).

Merenje vlažnosti

Mjerni instrumenti za određivanje vrijednosti relativne vlažnosti zraka nazivaju se higrometri. Za mjerenje vlažnosti zraka koristi se nekoliko metoda. Razmotrimo tri od njih.

1. Za relativno neprecizna mjerenja u svakodnevnom životu koriste se higrometri za kosu. U njima je osjetljivi element konjska ili ljudska kosa, koja je ugrađena u čelični okvir u zategnutom stanju. Ispostavilo se da ova kosa u obliku bez masti može osjetljivo reagirati na najmanje promjene relativne vlažnosti zraka, mijenjajući svoju dužinu. Kako se vlažnost povećava, kosa se produžava, a kako se smanjuje, naprotiv, skraćuje se. Čelični okvir, na koji je pričvršćena kosa, povezan je sa strelicom uređaja. Strelica opaža promjenu veličine kose iz okvira i rotira se oko svoje ose. Istovremeno, pokazuje relativnu vlažnost na stepenovanoj skali (u %).
2. Za preciznija termotehnička mjerenja tokom naučnih istraživanja koriste se kondenzacijski higrometri i psihrometri. Indirektno mjere relativnu vlažnost. Hidrometar kondenzacionog tipa je napravljen u obliku zatvorene cilindrične posude. Jedan od njegovih ravnih poklopaca je poliran do zrcalne završne obrade. Unutar posude se ugrađuje termometar i ulije se neka tekućina niskog ključanja, poput etra. Zatim se ručnom gumenom membranskom pumpom u posudu upumpava zrak koji tamo počinje intenzivno cirkulirati. Zbog toga etar ključa, snižava temperaturu (hladi) površinu posude i njeno ogledalo. Kapljice vode kondenzovane iz vazduha pojaviće se na ogledalu. U ovom trenutku potrebno je snimiti očitanja termometra koji će pokazati temperaturu „tačke rose“. Zatim se pomoću posebne tablice određuje odgovarajuća gustoća zasićene pare. I prema njima, vrijednost relativne vlažnosti.
3. Psihrometrijski higrometar je par termometara postavljenih na postolje sa zajedničkom skalom. Jedan od njih se zove suhi, on meri stvarnu temperaturu vazduha. Drugi se naziva mokrim. Temperatura vlažnog termometra je temperatura koju vlažni zrak poprima kada dođe u zasićeno stanje i održava konstantnu entalpiju zraka jednaku početnoj, odnosno ovo je granična temperatura adijabatskog hlađenja. Na vlažnom termometru, lopta je umotana u batist tkaninu, koja je uronjena u posudu s vodom. Na tkanini voda isparava, što dovodi do smanjenja temperature zraka. Ovaj proces hlađenja se nastavlja sve dok vazduh oko balona nije potpuno zasićen (tj. 100% relativne vlažnosti). Ovaj termometar će pokazati "tačku rose". Na skali uređaja nalazi se i tzv. psihrometrijska tabela. Uz njegovu pomoć, prema suhoj sijalici i temperaturnoj razlici (suvo minus mokro), određuje se trenutna vrijednost relativne vlažnosti.

Regulacija vlažnosti

Ovlaživači se koriste za povećanje vlažnosti (ovlaživanje zraka). Ovlaživači su vrlo raznoliki, što je određeno načinom ovlaživanja i dizajnom. Prema načinu ovlaživanja, ovlaživači se dijele na: adijabatske (mlaznice) i parne. U parnim ovlaživačima vodena para nastaje kada se voda zagrije na elektrodama. U pravilu se u svakodnevnom životu najčešće koriste parni ovlaživači zraka. U sistemima ventilacije i centralne klimatizacije koriste se ovlaživači i parne i mlaznice. U industrijskoj ventilacionih sistema ovlaživači se mogu postaviti i direktno u ventilacione instalacije, i kao poseban dio u ventilacijskom kanalu.

Većina efikasan metod uklanjanje vlage iz zraka vrši se pomoću rashladnih mašina na bazi kompresora. Oni odvlažuju vazduh kondenzacijom vodene pare na ohlađenoj površini izmenjivača toplote isparivača. Štaviše, njegova temperatura bi trebala biti ispod "tačke rose". Ovako prikupljena vlaga odvodi se gravitacijom ili pomoću pumpe prema van kroz odvodnu cijev. Postoji razne vrste i sastanke. Po vrsti, odvlaživači se dijele na monoblok i sa daljinskim kondenzatorom. Prema svojoj namjeni, sušilice se dijele na:

• kućni mobilni;
• profesionalni;
• stacionar za bazene.

Glavni zadatak sistema za odvlaživanje je osigurati dobrobit ljudi u unutrašnjosti i siguran rad konstruktivnih elemenata zgrada. Posebno je važno održavati nivo vlažnosti u prostorijama sa povećanim oslobađanjem vlage, kao što su bazeni, vodeni parkovi, kupatila i SPA kompleksi. Vazduh u bazenu ima visoku vlažnost zbog intenzivnih procesa isparavanja vode sa površine posude. Stoga je višak vlage odlučujući faktor za. Višak vlage, kao i prisustvo agresivnih medija u zraku, poput spojeva klora, razorno djeluju na elemente građevinskih konstrukcija i unutrašnjeg uređenja. Na njima se kondenzira vlaga, uzrokujući rast plijesni ili oštećenje metalnih dijelova od korozije.

Iz ovih razloga, preporučenu vrijednost relativne vlažnosti unutar bazena treba održavati u rasponu od 50 - 60%. Građevinske konstrukcije, posebno zidovi i ostakljene površine bazenske sobe, treba dodatno zaštititi od vlage koja pada na njih. To se može ostvariti dovođenjem struje svježeg zraka do njih, i to uvijek u smjeru odozdo prema vrhu. Sa vanjske strane zgrada mora imati sloj visoko efikasne toplinske izolacije. Za postizanje dodatnih pogodnosti, toplo preporučujemo upotrebu raznih odvlaživača, ali samo u kombinaciji sa optimalno proračunatim i odabranim

Datum kreiranja: 2014/01/08

Temperatura

Pod mikroklimom prostorija podrazumeva se ukupnost toplotnih, vazdušnih i vlažnih uslova u njihovom odnosu. Glavni zahtjev za mikroklimu je održavanje povoljnih uslova za ljude u prostoriji.

Kao rezultat metaboličkih procesa koji se odvijaju u tijelu, energija se oslobađa u obliku topline. Ova toplota se mora preneti u okolinu konvekcijom, zračenjem, kondukcijom i isparavanjem, jer ljudsko telo nastoji da održi konstantnu temperaturu (36,6ºS). Održavanje stalne tjelesne temperature osigurava fiziološki sistem termoregulacije. Za normalan život i dobro zdravlje, osoba mora imati toplotnu ravnotežu između toplote koju proizvodi tijelo i topline koja se predaje okolini. U normalnim uslovima, više od 90% proizvedene toplote predaje se okolini (polovina toplote se emituje zračenjem, četvrtina konvekcijom, četvrtina isparavanjem) i manje od 10% toplote se gubi kao rezultat metabolizma.

Intenzitet prenosa toplote čoveka zavisi od mikroklime prostorije, koju karakterišu temperatura unutrašnjeg vazduha, temperatura zračenja prostorije, brzina kretanja i relativna vlažnost vazduha. Kombinacije ovih parametara mikroklime, u kojima se održava toplinska ravnoteža u ljudskom tijelu i nema napetosti u njegovom termoregulacionom sistemu, nazivaju se udobnim ili optimalnim. Najvažnije je održavati, prije svega, povoljne temperaturne uvjete u prostoriji, jer pokretljivost zraka i relativna vlažnost zraka po pravilu imaju neznatne fluktuacije. Zone udobnih kombinacija tV i eR za civilne objekte u hladnim i toplim periodima godine. Osim optimalnih, postoje prihvatljive kombinacije parametara mikroklime u kojima osoba osjeća malu nelagodu.

Dio prostorije u kojem osoba provodi većinu svog radnog vremena naziva se servisni ili radni prostor. U ovom području prije svega treba osigurati udobnost.

Toplotni uslovi prostorije uglavnom zavise od njene temperaturne situacije, koju obično karakterišu dva uslova udobnosti. Prvi uslov za udobnost temperaturnog okruženja određuje takvo područje temperaturnih kombinacija na kojem se osoba nalazi u centru radni prostor, ne doživljava pregrijavanje, niti hipotermiju.

Za mirno stanje osobe tV=21…23ºS, za lagani rad - 19…21ºS, za teške radove - 14…16ºS.

Drugi uslov udobnosti određuje dozvoljene temperature grijanih i hlađenih površina kada se osoba nalazi u njihovoj neposrednoj blizini. Kako bi se izbjeglo neprihvatljivo pregrijavanje ili hipotermija ljudske glave, površine stropa i zidova mogu se zagrijati do dozvoljena temperatura. Temperatura hladnog poda zimi može biti samo 2-2,5ºS niža od temperature zraka u prostoriji zbog visoke osjetljivosti ljudskih stopala na hipotermiju, ali ne viša od 22-34ºS, ovisno o namjeni prostorija. Temperatura u stambenim prostorijama ne smije biti niža od 18◦S, au ugaonim prostorijama - ne niža od 20◦S. Temperatura za učionice ne bi trebalo da bude niža od 16-18 ◦S za teretanu - 16 ◦S; za rekreaciju, hodnike, stepenice, menze - 14◦S. Relativna vlažnost vazduha u prostorijama i školskim prostorijama treba da bude 40-60%, a njegova pokretljivost od 0,1 do 0,15 m/s.

Za dobro zdravlje i dobrobit potrebno je da relativna vlažnost zraka bude između 40 i 60%. Optimalna vlažnost vazduha je 45%, ali u našim domovima i školama tokom zimskih meseci često ne prelazi 10 ili 20%. S početkom sezone grijanja, vlažnost zraka u zatvorenom prostoru značajno opada. Ovakva stanja uzrokuju brzo isparavanje i isušivanje sluzokože nosa, grkljana, pluća, što dovodi do prehlade i drugih bolesti. Za održavanje u ovom trenutku, najmanje 1 litar vode treba ispariti dnevno u prostoriji od 15-18 kvadratnih metara. Visoka vlažnost takođe na bilo kojoj temperaturi je štetna za ljudsko zdravlje. Može nastati zbog velikih sobne biljke ili nepravilna ventilacija. Pri višim temperaturama poželjna je vlažnost od oko 20%.

Vlažnost vazduha

Vazduh je sastavni deo života svake osobe – jedan je od izvora života. Čovek ne može da živi bez vazduha. A šta je vazduh, od čega se sastoji i kako utiče na čoveka? atmosferski vazduh je mješavina raznih plinova i vodene pare. Uz temperaturu i pritisak atmosfere, za čovjeka je važna i količina vodene pare u njoj. Utjecaj vlažnosti zraka na ljudski život Koja je vlažnost bolja?

Suh vazduh nije dobar. Suhi zrak djeluje na kožu poput sunđera, izvlačeći vlagu iz nje, odnosno jednostavno isušuje kožu, pa se bore brže stvaraju. Previše suv vazduh sa relativnom vlažnošću manjom od 40% čini sluzokožu pluća i nazofarinksa suvim, povećavajući rizik od infekcija i krvarenja. Javljaju se neugodni osjećaji suhoće u ustima i grlu, stvaraju se duboke pukotine na usnama, a zaštitne funkcije gornjih dišnih puteva su smanjene.

Visoka vlažnost (iznad 70%) takođe negativno utiče na ljudski organizam, kako pri visokim tako i pri niskim temperaturama. Pri visokoj temperaturi zraka i visokoj vlažnosti, osoba se jako znoji, ali nema isparavanja vlage sa površine tijela, što dovodi do pregrijavanja tijela i „toplotnog udara“. Na niskim temperaturama, povećana vlažnost zraka, naprotiv, dovodi do jakog hlađenja tijela, jer se u vlažnom zraku gubici energije konvekcijom i provođenjem topline naglo povećavaju. Vlažan vazduh U zatvorenom prostoru stvaraju se idealni uslovi za rast i razmnožavanje buđi, takozvanih grinja, koje mogu izazvati alergije kod ljudi sklonih ovim bolestima. Vlažnost vazduha, koja značajno utiče na razmenu toplote tela sa okruženje, Ima veliki značaj za ljudski život.

Ljudi su vrlo osjetljivi na vlagu. Zavisi od intenziteta isparavanja vlage sa površine kože. A isparavanje vlage je od velike važnosti za održavanje stalne tjelesne temperature. Pri visokoj vlažnosti, posebno po vrućem danu, smanjuje se isparavanje vlage s površine kože i zbog toga je termoregulacija ljudskog tijela otežana. U vazduhu sa visokom relativnom vlažnošću, isparavanje se usporava i hlađenje je zanemarljivo. Toplota se teže podnosi uz visoku vlažnost. U ovim uslovima teško je ukloniti toplotu zbog isparavanja vlage. Stoga je moguće pregrijavanje tijela, što narušava vitalnu aktivnost tijela. Za optimalan prenos toplote ljudskog tela na temperaturi od 20-25 C, najpovoljnija relativna vlažnost vazduha je oko 50%.

Pri niskim temperaturama i visokoj vlažnosti povećava se prijenos topline i čovjek je izložen većem hlađenju. Pri visokim temperaturama i visokoj vlažnosti, prijenos topline je naglo smanjen, što dovodi do pregrijavanja tijela, posebno pri obavljanju fizičkog rada. Toplota lakše se tolerišu kada je vlažnost niža. Dakle, pri radu u toplim radnjama, optimalan učinak na prijenos topline i dobrobit ima relativna vlažnost od 20%. Najpovoljnija za osobu u prosječnim klimatskim uslovima je relativna vlažnost od 40-60%. Takva se vlažnost, na primjer, održava u svemirskim letjelicama.

Za otklanjanje štetnih efekata vlažnosti vazduha u zatvorenom prostoru koriste se ventilacija, klimatizacija itd. S obzirom da učenici tokom školske godine moraju više vremena da provode u školi, stanje vlažnosti u učionicama igra važnu ulogu. Na osnovu toga odlučili smo da saznamo da li sanitarni standardi uslove naše kancelarije. Mjerenja su vršena u predmetnim kabinetima i u računarskoj učionici.

Psihrometar

Psihrometar se sastoji od dva termometra. Rezervoar jednog od njih ostaje suv, a termometar pokazuje temperaturu vazduha. Rezervoar drugog je okružen trakom od tkanine, čiji je kraj spušten u vodu. Voda isparava, a zbog toga se termometar hladi. Što je relativna vlažnost viša, isparavanje je manje intenzivno i razlika u očitanjima termometra je manja. Pri relativnoj vlažnosti od 100%, voda uopće neće ispariti i očitanja oba termometra će biti ista. Relativna vlažnost zraka može se odrediti iz razlike u temperaturi između termometara. Psihrometri se obično koriste u slučajevima kada je potrebno dovoljno precizno i ​​brzo određivanje vlažnosti zraka.

Optimalni i dozvoljeni parametri temperature i relativne vlažnosti u prostorijama u svim vaspitno-obrazovnim i predškolskim ustanovama

Optimalni parametri:

• temperatura 19 C, relativna vlažnost 62%;
• temperatura 20 C - relativna vlažnost 58%;
• temperatura 21 C - relativna vlažnost 55%.

Važeći parametri:

• temperatura 18 C - relativna vlažnost 39%;
• temperatura 22 C - relativna vlažnost 31%.