Relativ luftfuktighet
Den relative luftfuktigheten til luften , eller den hygrometriske graden , ofte notert φ , tilsvarer forholdet mellom partialtrykket til vanndampen i luften og det mettede damptrykket (eller damptrykket ) ved samme temperatur. Det er derfor et mål på forholdet mellom vanndampens innhold i luften og dens maksimale kapasitet til å inneholde den under disse forholdene. Dette forholdet vil endres hvis temperaturen eller trykket endres, selv om luftens absolutte fuktighet ikke har endret seg. Det måles ved hjelp av et hygrometer .
Beskrivelse
Det mettede damptrykket tilsvarer partialtrykket til vanndampen som finnes i den mettede luften. Metningens damptrykk er en økende funksjon av temperaturen. Det er det maksimale vanndamptrykket som luften kan inneholde ved en bestemt temperatur og et bestemt trykk.
Den relative fuktigheten er forholdet mellom damptrykk av vann som faktisk er tilstede i betraktet luft (vanntrykk i luften ) og mettet trykkverdi . Det uttrykkes oftest i prosent, og uttrykket blir:
![\ varphi \; [\%] = {\ frac {P _ {{\ text {vap}}}} {P _ {{\ text {sat}}} (T)}} \ ganger 100](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/37200b64f1d759313759c38ca183874026969927)
Fra dette uttrykket kan vi trekke følgende tolkninger:
- ettersom det mettede damptrykket øker med temperaturen, for den samme absolutte mengden vann i luften, vil varm luft ha en lavere relativ fuktighet enn kald luft. For å redusere den relative fuktigheten til et lukket volum luft, er det tilstrekkelig å varme den opp.
- hvis vi tilfører vanndamp til volumet uten å endre temperaturen, når metningen er nådd (100%), varierer den relative fuktigheten ikke lenger i luft uten flytende partikler.
applikasjoner
Komfort
Mennesker og varmblodige dyr kontrollerer kroppstemperaturen gjennom fordampning . Faktisk fører fordampningen av svette til en direkte kjøling av huden. Den relative luftfuktigheten i den omgivende luften, så vel som vindens hastighet, påvirker fordampningen av svette og dermed kjøling av kroppen. For lav luftfuktighet øker kjøling og øker effektiviteten til svette, mens for høy luftfuktighet begrenser kjøling og forsterker derfor følelsen av varme. Høy varme er derfor mer utholdelig i tørt vær, da svette effektivt kjøler kroppen. Ekstrem kulde er også tåleligere i tørt vær, men på grunn av termisk ledning og ikke av fordampning.
I følge American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) anbefales det å opprettholde et relativt fuktighetsnivå mellom 30 og 60 % (under 50% hvis vi vil begrense spredningen av støvmidd. ). Og ifølge Canadian Center for Occupational Health and Safety, kan "fuktighet under 20% forårsake ubehag ved å tørke ut slimhinner og bidra til utslett . "
For å få en idé, i komfortsonen (dvs. rundt 20 ° C og 50% fuktighet ), vil en økning på 1 ° C føre til et fall på 2 til 3 % i den relative fuktigheten og omvendt. Dette er bare en idé fordi forhold i fuktighetsdiagrammer er laget av kurver. Luft ved 20 ° C og 50% relativ fuktighet inneholder 8,65 g vann per kubikkmeter ; ved samme temperatur, men ved 100% relativ fuktighet, inneholder den 17,3 g / m 3 , det vil si dobbelt så mye.
Prosessingeniør
Den relative fuktigheten verdi er viktig i prosessteknikk , og mer spesielt i enhetsoperasjoner som involverer luft som tørkemiddel. Faktisk er det verdien av relativ fuktighet, sammenlignet med aktiviteten til vannet i et fast eller flytende produkt, som vil gjøre det mulig å kjenne retningen på vannutvekslingen mellom luften og produktet så vel som likevektsverdien. . Konvensjonelt vil den omgivende luften bli oppvarmet (reduksjon i relativ fuktighet og dermed økning i tørkeeffekt) før den settes i kontakt med produktet som skal tørkes.
Relativ luftfuktighet spiller også en rolle i transportoperasjoner for tørt produkt: hvis den relative fuktigheten er for høy, kan vanligvis over 50% tørre produkter absorbere fuktighet og se egenskapene deres endres, spesielt med hensyn til strømning, eller med generering av tilslag
Luftavfukter / avfukting av frontruten
For å redusere relativ (og også absolutt) fuktighet senkes lufttemperaturen under duggpunktet for vann av et kjølesystem som et klimaanlegg . Denne avkjølingen vil øke graden av relativ fuktighet opp til 100%. På dette tidspunktet dannes vanndråper. De blir deretter skilt fra luften ved hjelp av tyngdekraften, og vann strømmer ut av systemet. Den avkjølte luften, og frigjøres for en del av fuktigheten, passerer deretter gjennom den andre delen av systemet som varmer den opp til en temperatur som vanligvis er litt høyere enn ved innløpet. Luftfuktigheten ved utløpet av dette systemet reduseres da sterkt. Ved avflukking har den en mye bedre tørkekraft.
Konsertsal
I dette området er temperaturen mindre viktig enn fuktigheten. Lyden av musikkinstrumenter (veldig ofte laget av tre) reagerer mye på fuktighet. Det er viktig å utforme ventilasjons-, oppvarmings- og klimaanlegget på en slik måte at inntaket av kalorier ikke ledsages av et for høyt fall i fuktighet. Det er viktigere å respektere den relative fuktigheten enn temperaturen på stedet. Eksempel på problem, volumene med stor treghet, "nattlig overventilasjon" (virkemiddelregulering ved faseforskyvning) gir metningsproblemer. Det er generelt mindre alvorlig å nærme seg høy luftfuktighet (selvfølgelig uten å være mettet) enn å holde seg ved veldig lav luftfuktighet, under 30%.
Meteorologi
Fuktighet måler mengden vanndamp i luften, ikke inkludert flytende vann og is. For at det skal dannes skyer og nedbør må luften nå en relativ fuktighet på litt over 100% i nærheten av dråpene som dannes. Denne overmettingen er nødvendig for å overvinne overflatespenningen til vannmolekylene og slik at de forenes på et støv som fungerer som en kondensasjonskjerne . Etter at dråpene når en viss diameter, faller den relative fuktigheten til 100% i nærheten. Dette skjer normalt når luften stiger og avkjøles.
Vanligvis faller regnet da i luft som ikke nødvendigvis er mettet (mindre enn 100% relativ fuktighet). Noe av vannet i regndråpene vil derfor fordampe i denne luften når den faller, noe som øker fuktigheten, men ikke alltid nok til at den relative fuktigheten når 100%. Det kan til og med skje at regndråpene fordamper helt før de når bakken hvis luften er tørr nok, noe som resulterer i virga og ingen nedbør på bakken.
Fordamping av regn, som faller i luften, kjøler det også ned, fordi fordampning krever energiinntak som hentes fra miljøet. Hvis det er tilstrekkelig kjøling på bakken, kan lufttemperaturen nå duggpunktet i miljøet, noe som øker den relative fuktigheten til 100%. Vi blir så vitne til dannelsen av tåke eller dugg . Vannunderskuddet i luften i form av kondens reduserer imidlertid absolutt fuktigheten i dette tilfellet.
Til slutt vil kjøling av luften ved stråling (spesielt om natten) eller flytting til en kjøligere overflate senke temperaturen. Mengden vanndamp som forblir der konstant, den relative fuktigheten vil derfor øke, og vi vil se dannelsen av tåke, tåke eller dugg når metningen er nådd.
Merknader og referanser
- " Termisk komfort på kontoret " , Canadian Center for Occupational Health and Safety (CCOHS) .
- [PDF] Hygrometer , på Armacell.com, 11 juli 2003
- (en) Process Engineer's Tools , " Humid Air - Air Relativ Humidity - Air psychrometrics " på powderprocess.net (åpnet 30. oktober 2018 )