溼空氣性質計算,隨筆與學習記錄(2.水蒸氣分壓,含溼量,相對溼度)

公式基原本源於 ASHRAE 2017 Fundamentals Handbook ,手冊裏有詳細的公式推導過程.

 

1.含溼量

 

 

W 爲 含溼量(每公斤幹空氣中水的質量),Humidity ratio or mixing ratio,單位爲kg/kg;W_s爲飽和含溼量,saturation humidity ratio;p 爲 總壓力,也就是實測的大氣壓力. pw爲水蒸氣分壓.壓力單位均爲kPa.p_ws爲飽和水蒸氣分壓,單位爲kPa.

其中0.621945是18.015268 與 28.966的比值,18.015268是水的相對分子質量,28.966是空氣的相對分子質量.

 

根據比焓計算公式

t>0

能夠獲得另一個含溼量的計算公式:

以上公式中h 爲比焓,單位爲kJ/kg(da); t爲幹球溫度,單位爲℃; t^*爲溼球溫度,單位爲℃;W^*_s,爲用溼球溫度算出的飽和含溼量;h_w^*,爲水從0℃加熱到溼球溫度所需的熱量,單位爲kJ/kg,其中4.186爲水大於0℃時的平均比熱容,單位爲kJ/kgK.

其中2501爲水在0℃時的汽化潛熱,單位爲kJ/kg;1.006爲絕幹空氣的平均定壓比熱(200℃如下);1.86爲水的平均定壓比熱;定壓比熱的單位爲kJ/kgK.這幾個常量不一樣的公式中取值略有區別.

 

 t<0

 

 其中333.4爲冰融化時須要吸取的熱量,單位爲kJ/kg;2.1爲水小於0℃的平均比熱容,單位爲kJ/kgK.

 

 

2.水蒸氣分壓

p_w = (W * p) / (0.621945 + W)

 根據p,t,t^*,能夠算出W,再根據第一個公式就能夠算出p_w,水蒸氣分壓,單位爲kPa.

 

 

 3.相對溼度

根據以上的公式計算出了水蒸氣分壓,再計算出飽和水蒸氣分壓.二者的比值就是相對溼度,Relative humidity.

∅ 爲相對溼度,單位爲%;p_w爲水蒸氣分壓,單位爲kPa;p_ws爲飽和水蒸氣分壓,單位爲kPa.