Хорошее самочувствие людей, протекание многих технических и технологических процессов зависит от уровня влагосодержания. Определение, контролирование, регулирование и управление влажности воздуха - являются основными задачами не только в быту, но и в различных отраслях промышленности. Влажность воздуха, в том числе и в помещении, определяют в абсолютной или относительной влажности.

Влажность воздуха в окружающей среде (в помещении)

Влажность воздуха - количество воды в веществе (воздухе), определенное в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества / воздуха (массовое влагосодержание) или её объёма (объёмное влагосодержание).

Влажность воздуха - содержание водяного пара в воздухе - одна из наиболее существенных характеристик влажности окружающей среды или в помещении.

Величины измерения влажности воздуха / окружающей среды

Давление насыщенного водяного пара p_s

Как и любой другой влажный газ, влажный воздух, это смесь сухого газа и водяных паров и его свойства описываются законом Дальтона. Ограниченный объем сухого газа (при определенной температуре) может абсорбировать определенную массу воды. Это значение соответствует давлению насыщенного водяного пара p_s, которое зависит от температуры.

Зависимость между давлением насыщенного водяного пара p_s и температурой это кривая, которая на практике может быть описана (определена) следующим приближенным уравнением для температур выше 0 °С:

следующее уравнение применимо для температур ниже 0 °С:

В таком состоянии газ описывается как насыщенный.

Парциальное давление водяного пара p_D

Если масса паров, содержащихся в определенном объеме газа меньше, то это ненасыщенный влагой газ с парциальным давлением водяных паров p_D. В этом случае суммарное давление газа определяется как:

Абсолютная влажность воздуха, d_v

Масса воды, фактически содержащаяся в единице объема насыщенного газа называется абсолютной влажностью воздуха (или влагосодержанием) d_v, и зависит от самого объема, она может быть определена с помощью уравнения состояния для газов.

Степень увлажненности или коэффициент смешанности Х

Во многих областях промышленности человек обращается к сухому состоянию газа чаще чем к его влажному состоянию. В результате чего были введены термины “степень увлажненности”, или “коэффициент смешанности х”, выражающий количественную характеристику. Они выражают массу воды, содержащуюся в единице массы сухого газа и, в противоположность абсолютному влагосодержанию, зависят от давления и типа газа. Следующее уравнение применимо для воздуха:

Температура точки росы t_s

Температура точки росы t_s это другой термин, использующийся для описания состояния влажного воздуха. Это температура, при которой влажный газ становится насыщенным, т.е. температура, до которой газ мог бы быть охлажден, чтобы прекратилась абсорбция воды и началась конденсация находящейся в газе воды. Связь между давлением насыщенного пара и температурой отображается кривой давления пара. Она является следствием того факта, что каждая температура точки росы обусловлена каждым отдельным давлением водяного пара и, таким образом, определенной абсолютной влажностью.

Относительная влажность воздуха φ (окружающей среды)

Относительная влажность воздуха - это переменная, к которой на практике обращаются очень часто. Она выражает собой отношение между абсолютной влагой, реально содержащейся в газе при определенной температуре и максимально возможным влагосодержанием:

Другими словами, относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, чтобы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Эта величина характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. При расчете оптимальной влажности воздуха в помещении говорят именно об относительной влажности.

Относительная влажность выражается в процентах или числом, меньше единицы. При необходимости измерения относительной влажности воздуха, насыщенного относительно льда гигрометром, измеряющим влажность относительно воды, в показания термогигрометра следует вводить поправку, учитывающую разницу давлений насыщенного водяного пара

Сухой воздух

Смесь газов, состоящая из 78,1% азота, 20,93% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% диоксида углерода, 0,01% водорода; гелий, неон, криптон, ксенон в ещё меньших концентрациях. Такая смесь, называемая сухим воздухом, очень редко встречается в природе.

Влажный воздух

Содержит (видимые или невидимые) - пары воды в больших или в меньших концентрациях. Когда они видимы, это называется туманом.

Атмосферное давление

Суммарное давление столба воздуха атмосферы на единицу площади.

Парциальное давление

Давление, оказываемое каждым отдельно взятым компонентом газовой смеси.

Суммарное давление газовой смеси

Состоит из суммы давлений сухого воздуха (всех его компонентов) и паров воды:

Разница температуры точки росы

Разница между фактической температурой воздуха и его температурой точки росы.

Насыщенный пар

Смесь газов, содержащая в себе максимальное количество влаги, которое она может вместить в себя при данном давлении и температуре. При дальнейшем повышении влажности начнется выпадение конденсата.

Перенасыщение воздуха

Ситуация, при которой парциальное давление воды превосходит давление насыщенного пара. Может возникнуть, например, при быстром понижении температуры воздуха.

Испарение жидкости

Переход вещества из жидкого в газообразное состояние.

Сублимация (или возгонка)

Процесс перехода вещества из твердого состояния, в газообразное, минуя стадию жидкости.

Десублимация

Кристаллизация вещества из паров, минуя процесс конденсации.

Критическая температура

Если в замкнутой системе, в которой находятся вода и насыщенное паром воздушное пространство, постоянно повышать температуру, то плотность жидкости будет уменьшатся, а давление и плотность пара возрастать. В определенный момент плотность жидкости и пара станут равными. Температура, при которой плотность жидкости и пара становятся равными, называется критической температурой.

Приборы для измерения влажности окружающей среди или помещения

В качестве приборов, измеряющих относительную влажность воздуха, влагосодержание, могут выступать измерители, индикаторы, датчики влажности и температуры, гигрометры, психрометры, гигростаты, гигромодули, реле-влажности, влагомеры и др. Принцип измерения влагосодержания некоторых из них основан на применении емкостных влагочувствительных элементов.