поверхности воды (льда). При одном и том же состоянии влажного воздуха, у которого Тл<0°С, точка росы всегда ниже точки льда Тв<Тл.

г) Относительнаявлажность

7. Относительная влажность ф равна отношению действительной влажности газа к его максимальной возможной влажности, соответствующей насыщению при данной температуре. Следовательно, величина ф характеризует степень насыщения газа водяным паром и в связи с этим находит применение во многих отрасля.х науки и техники. Величина абсолютной влажности при постоянной относительной влажности является функцией температуры. Относительная влажность выражается в относительных единицах (Оф!) или в процентах (0Ф100%)- Ее можно вычислить с помощью различных, рассмотренных выше характеристик влажности. По последнему определению ВМО относительная влажность (фй) выражается отношением молярной доли водяного пара исследуемого воздуха к молярной доле при насыщении воздуха по отношению к воде (льду) при тех же значениях температуры и давления. Кроме того, значение ф можно вычислить по отношениям следующих величин для исследуемого и насыщенного воздуха: абсолютной влажности а, упругости е, отношения смеси d и удельной влажности q. Соответствующие численные значения (обозначим их фо, фе, Щ, фд) буДуТ НССКОЛЬКО ОТ-

личаться друг от друга. Относительная влажность связана с температурой точки росы т и температурой газа t{tx) соотношением

T = (6-4)

где - упругость насыщенного пара при температуре т; - упругость насыщенного пара при температуре t. На практике для вычисления относительной влажности чаще всего используют значения упругости насыщенного пара Е, полученные из справочных таблиц или диаграмм. В дальнейшем, если не будет особых оговорок, примем:

Ъ «/o = <PeVo = 4-lOO-<F.100.

При температурах ниже-0°С эту величину можно определять для водяного пара в равновесии с водой (ф)

или льдом (фл). Так как-для одной и той же температуры £в>-£л, то всегда ф1в<фл. Общепринятым является определение относительной влажности при любых температурах по б," ниже, при отсутствии оговорок, подразумевается ф=ф>в.

Приведенный перечень не охватывает некоторых менее употребляемых величин, например: дефицит влажности D (недостаток насыщения)-разность (при данном состоянии газа) максимальной возможной и действительной упругостей газа D=E-е, причем в отношении выбора величины Е остаются в силе соображения, высказанные для относительной влажности; дефицит точки росы - разность температур газа и его точки росы; осажденный слой воды - см. §9-2. Однако наличие даже ше-сти-семи характеристик, выраженных различными единицами измерения, вызывает существенные неудобства. В частности, это обстоятельство препятствует унификации гигрометров - существующие приборы имеют шкалы, градуированные в разных единицах.

Поэтому вполне закономерны попытки сокращения числа гигрометрических характеристик и выделения одной из них в качестве основной (базовой). Критериями для сравнительной оценки различных характеристик являются простота расчета или получения данных, возможность создания инструментальных средств измерения и область применения, в частности наличие приложений, где эта характеристика является единственно возможной. Важнейшее качество характеристики - ее консервативность, т. е. сохранение при различных процессах. С этой точки зрения в США в качестве базовой величины выбрано отношение смеси d. При пользовании этой характеристикой отпадает необходимость указания температуры и давления газа, при которых определялось значение d. Кроме того, предлагалось [Л. 6-3] сохранить относительную влажность и точку росы. Последние две характеристики позволяют вычислить и упругость водяного пара.

Зависимости, связывающие различные гигрометпиче-ские хаоактеристики, легко вывести на основе свойств ид-аль-ного газа. Ипи этом переход от параметров газа фТ к р, Т„ выполняется из условия:

V„-=V j-- Например, значение абсолютной влажности, отнесенное-к газу при То= 273°К и рТбО мм рт. ст.,

равно: аа = а~- На основании закона Дальтона дав-

Р о

ление сухого газа рс определяем из выражения рс=р-е, причем e=SuP и рс = «сР («п, «с - молярные доли водяного пара и сухого газа).

Уравнение состояния идеального газа можно записать в следующем виде:

для водяного пара

eV = RT-

для сухого газа

ip-e)V = RT,

где т, М - масса и молекулярная масса, а индексы «п» и «с» относятся к водяному пару и сухому газу.

Отношение молекулярных масс водяного пара и сухого газа, равное отношению их плотностей рп/рс обозначим у=Л1п/Мс = рп/рс; для воздуха принимаем у = = 0,62198 (в расчетах Y=0,622).

В табл. 6-2 приведены основные характеристики влажности и соотношения между ними, рассчитанные на основании приведенных уравнений.

6-2. ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ГАЗОВ

В настоящее время нет универсального метода измерения влажности газов, удовлетворяющего всем разнообразным требованиям, предъявляемым к этим измерениям. Известны и нащли применение многочисленные (несколько десятков) методы, основанные на различ-ны.х 1Принципах. Наибольщее практичеокое значение имеют следующие из них:

1) психрометрический, основанный на измерении температур двумя термометрами: <;сухим» (обыкновенным) и «мокрым», имеющим чувствительный элемент, смоченный водой, и находящимся Б термодинамическом равновесии с окружающей газовой средой. Испарение с поверхности чувствительного элемента мокрого термометра происходит тем интенсивнее, чем ниже влажность газа; разность показаний сухого и мокрого термометров зависит, следовательно, от значения влажности;

2) т о ч к и росы, заключающийся в определении температуры, до которой необходимо охладить (при неизменном давлении) нена-сыщеный газ для того, чтобы довести его до состояния насыщения. Практически температура точки росы определяется по началу конденсации водяного пара на плоской поверхности твердого тела (металлического зеркальца и т. п.), охлаждаемой в атмосфере влажного газа.