眾所周知,大氣中含有水蒸氣,這是自然界空氣所固有的,與大氣環(huán)境溫度和相對濕度有關(guān)。
平時,大氣中的水蒸氣是看不見的,但是卻能感受得到。
在日常生活中,我們經(jīng)常用濕度來表示空氣中水蒸氣的含量。比如冬天,大氣的相對濕度較低,我們就感覺皮膚干燥,需要在臉、手擦些滋潤霜,鎖住皮膚的水分;而夏天的相對濕度較高,則無需滋潤霜,皮膚都不覺得干。
還有下雨/雪,這是因為地面或江海水分在太陽照射下升溫,變成水蒸氣隨大氣上升。當(dāng)上升到一定高度時被降溫,水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時會凝聚成小水滴,變成云。當(dāng)云中的液態(tài)水凝結(jié)成足夠大,在重力的作用下從天而降就會下雨或雪。
平時我們在下雨天開車,汽車前擋風(fēng)玻璃會起霧。那是因為人呼出的氣中帶有水蒸氣,當(dāng)水蒸氣遇到冷的擋風(fēng)玻璃時,水蒸氣的相對濕度達(dá)到100%時就凝結(jié)成小水滴,就是霧。
在壓縮空氣領(lǐng)域,我們經(jīng)常要使用露點這個概念——比相對濕度更有用的術(shù)語,用來表示壓縮空氣中水蒸氣的含量。露點是在一定壓力下的水蒸氣開始凝結(jié)成水時的溫度。當(dāng)空氣溫度和露點相等時,此時空氣的相對濕度為100%。通常有“常壓露點”和“壓力露點”。、
(一)在壓力保持不變,溫度的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。
1.當(dāng)一定體積的空氣,溫度120OF(48.9℃),在100PSI(6.9bar)壓力下相對濕度為100%時,空氣含水量為0.0858g。
壓力露點為=120OF(48.9℃)
2.在壓力不變的情況下,通過降溫,溫度由120OF(48.9℃)降到80OF(26.7℃)時,相對濕度還是100%,空氣含水量為0.0254g。此時會有一定量的液態(tài)水析出(有0.0694析出)。此時,壓力露點也從120OF(48.9℃)降到80OF(26.7℃)。
壓力露點為=80OF(26.7℃)
3.當(dāng)一定體積的空氣在相對濕度100%,100PSI(6.9bar)壓力下,溫度由40OF(4.4℃)加熱上升到120OF(48.9℃)時(圖3右),相對濕度從100%變成了7.1%,空氣含水量0.0061g,不變,壓力露點還是40OF(4.4℃)。
壓力露點為=40OF(4.4℃)
因此,在一定壓力下,相對濕度100%的時候,壓力露點=溫度值;當(dāng)相對濕度不是100%的時候,壓力露點≠溫度值。
(二)在溫度保持不變,壓力的變化會影響空氣保持水蒸氣的能力。
一定氣量的空氣,溫度為80OF(26.7℃)、相對濕度80%,此時壓力露點不是80OF(26.7℃),當(dāng)從0PSI(0bar)壓力開始被壓縮到132PSI壓力(9.1bar),溫度不變,見圖4(b),相對濕度由80%上升到100%,此時壓力露點就是80OF(26.7℃)。
壓力露點為=80OF(26.7℃)