湿度、露点和干燥度

2009年第25卷第5期 2009．Vo1．25 No．5 电 子 机 械 工 程 Electro—M echanical Engineering 湿度、露点和干燥度 许建照 ，赵 莉 ，丰爱国 (1．扬州宝军苏北电子有限公司， 江苏 扬州 225001) (2．中国船舶重工集团第七二三研究所， 江苏 扬州 225001) 摘 要：叙述了湿度、露点和干燥度的概念。它跟工程、产品贮存以及环境试验等都有密切关系。 从概念上把他们搞清楚是十分必要的。由于工作需要，作者曾对绝对湿度进行了一些换算。为慎重起 见，即将计算结果同已查到的资料数值相比较，发现算式不存在 问。文章中有换算举例，并列 出一 21℃ ～一80℃的饱和湿空气。 关键词：绝对湿度；相对湿度；露点；干燥度 中图分类号：TB114．3 文献标识码：B 文章编号：1008—5300(2009)05—0025—03 Humidity，DeW Point and Dryness XU Jian-zhao ，ZHAO Li ，FENG Ai-guo (1．Yangzhou Baojun Subei Co．，Ltd， Yangzhou 225001，China) (2．The 723th Research Institute of CSIC， Yangzhou 225001，China) Abstract：This paper mainly introduces the concepts of humidity，dew point and degree of dry ness．These concepts have close relations with project design，products storage and environment test，SO it S necessary for US to know the concept differences of them．The authors did some conversions with formula for absolute humid— ity，and compared the results with authoritative data．It proved the formula for absolute humidity is correct． This paper contains some examples of conversion and a table of saturated humidity between ——80~C and -— 21℃ ． Key words：absolute humidity；relative humidity；dew point；degree of dryness 0 引 言 湿度同人们的生活息息相关，但多数人对它不甚 了解。当有朝一日用到它的时候，才发现它属于气象 知识，在普通设计资料中涉及不多。露点和干燥度，两 者似乎并不相关，但工程上却把他们联系在一起。作 者根据收集到的书本和网络资料，谈谈认识和理解，仅 供同行参考。 1 从潮湿空气说起 大家都知道，干空气是由氮、氧、氩和二氧化碳四 种主要气体组成的，其中氮、氧的成份 占98％以上。 空气中含有水蒸气时便称为潮湿空气。潮湿空气可以 由绝对湿度(AH)、水汽压强(e)、相对湿度(RH)、露 收稿日期：2009—06—01 点(d)四种参数来表示它的特征。 1．1 绝对湿度(AH) 通常将空气中的水汽密度称为绝对湿度。它是指 单位体积的空气中所含水汽质量P(g／m )。一般绝对 湿度不易测得。习惯上常用水汽压强 e来表示，单位 为毫米汞柱(mmHg)，他们之间的关系是： e= 1 ． 06(1+ t )mmHg 式中：t为空气温度，当t=16．4~C时，以毫米汞柱(mm— Hg)表示的水汽压强 e和以g／m 表示的P似乎相等。 国际标准中用 sI单位制帕(Pa)来表示水汽压强。 气象上又常用毫巴(mbar)表示大气压力和水汽压强。 1Pa等于0．01 mbar，1 mbar等于0．76 mmHg。 自然界中，绝对湿度为零的情况是有的。比如沙 漠地区和干冷的北方，空气中几乎无水份；但在我国长 电 子 机 械 工 程 第 25卷 江以南的湿热区和亚湿热区 ，最高绝对湿度可达 29 g／m 。此时气温为29~C，相对湿度近 100％。 绝对湿度的大小只反映空气当中水汽的多少，不 反映该水汽压强跟饱和水汽压强的差距。比如绝对湿 度同样是 18．1 mbar，在气温为 15．9~C时即饱和，相对 湿度达 100％；但在气温为 32．8~C时，相对湿度只有 36％ 。 1．2 水汽压强(e) 水汽压强是绝对湿度的另一种表示方式，它是空 气中所含水汽产生的压强。因为水汽具有一定的质量 (m)，在重力(g)环境下，自然产生压力或压强。 空气的干湿度跟单位体积内空气里所含水汽的多 少有关。在一定温度、一定体积的空气中，水汽密度 (P)越大，水汽压强(e)越大，空气湿度越大。 在某一特定温度下，大气中所含水汽压强有一个 极限值。这时的空气称为饱和空气。这一极限水汽压 强称为饱和水汽压强( )。 饱和水汽压强(E)跟温度有对应关系。饱和水汽 压强越大，对应的温度越高；饱和水汽压强越小，对应 的温度越低。 绝对湿度是表示水汽多少的一个量，它跟温度没 有关系。 一 些书本或资料 中所指的“水汽分压强(e)”或 “水蒸汽分压力(P)”同本文所指的“水汽压强(e)”含 义相l司。 1．3 相对湿度(RH) 实际生活中碰到许多跟湿度有关的现象并不跟绝 对湿度有关，而是跟水汽离饱和状态的程度有直接关 系。因此提出了一个能表示空气中的水汽离饱和状态 远近的一个物理量，这就是相对湿度。 在一定的温度下空气中实际水汽压强(e)与该温 度下的饱和水汽压强值( )的比值百分数称为相对湿 度： RH(％)=百e×100％ 相对湿度也可表示为：空气中实际所含水汽密度 和同温下饱和水汽密度的百分比。 相对湿度是温度的函数，温度的变化对相对湿度 的影响极大。温度每变化 0．1℃，即能产生 0．5％RH 的湿度变化。饱和湿空气会随温度的上升而不再饱 和，RH5％的空气湿度会随着温度下降而达到饱和状 态。 相对湿度是一个比值，影响因素比较多，对大气压 力和温度变化很敏感，是一个随时变化的量。我们日 常生活中所指的湿度即相对湿度。 1．4 露点(d) 含有一定水汽量的空气在一定气压下降低温度， 使空气中的水汽达到饱和时的温度值称为露点，此点 的温度称为露点温度。形象地说，露点温度就是空气 中水蒸汽变为露珠时的温度，此温度值即露点。 农历二十四节气中的白露，交节日期是 9月7日 至9日。此时距立秋整整一个月，昼夜温差已变大。 若白天气温高，湿度又大，那么到了晚上气温下降到一 定程度后，就会出现露水。温差大和湿度大是结露的 两个主要条件，大热天的晚上不会有露水，因为气温高 于29℃时湿空气不易达到饱和状态。阴天的晚上一 般也不会有露水，因为昼夜温差小。 露点不受温度影响，但受水汽压强的影响。水汽 压强越大，空气含湿量越高，露点温度越高；反之水汽 压强越低，空气含湿量越小，露点温度越低。也就是说 空气越干燥，露点温度越低。 露点温度本是个温度值，可为什么用它来表示湿 度呢?这是因为当空气中水汽已达到饱和时，气温与 露点温度相同；当水汽未达到饱和时，气温一定高于露 点温度。所以露点与气温的差值可以表示空气中的水 汽距离饱和的程度。 1．5 关于湿度测量 计量法中将湿度定义为物象状态的量，是一个最 难准确测量的参数。湿度标定设备价格十分昂贵。 湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。常见 的测量方法有：动态法(双压法、双温法、分流法)、静 态法(饱和盐法、硫酸法)、露点法、干湿球法和电子传 感器法。 干湿球法是 18世纪就发明的方法。历史悠久，使 用普遍。干球温度反映空气实际温度，湿球是用湿纱 布包裹并有持续水源湿润的温度计球体。湿球温度是 在一定的气压和风速下，在空气冷却下蒸发水分带走 热量，引起温度下降至一定的数值。在非饱和空气中， 湿球温度总比干球温度低。若出现湿球温度等于干球 温度情况，则表示此时的空气湿度为 100％。 普通用的干湿球温度计，其准确度只有5％～7％RH。 电子式湿度传感器的准确度可达2％ ～3％RH。计量用的 精密露点仪，其准确度可达±O．2~C，甚至更高。使用露点 仪可直接得到环境温度，相对湿度以及在此温湿条件下的 露点。 2 干燥度 这里讨论的干燥度是对空气而言，是对空气中水汽 第 5期 许建照。等：湿度 、露点和干燥度 27 含量的要求，作为一项技术指标，它可来自行业标准，也 可来自供求合同。空气干燥机是雷达等一些电子设备 的配套件，干燥度要求对它而言，应该是最基本的。 干燥度的使用单位是 g／m ，即每立方米的空气中 允许有多少克的水汽。它跟绝对湿度(P)的含义是完 全相同的。 露点是表示空气湿度的一个物理量，加上它的唯一 性和稳定性，用露点来表示空气干湿程度是一种必然。 露点是随空气中的含水量而变化的：含湿量越大， 露点温度越高；含湿量越小 ，露点温度越低。因此，用 低温值露点来表示干燥度就成为一种合理的选择。 其实确定了露点也就确定了干燥度，他们是一一 对应的。从这个意义上讲，露点就是干燥度，干燥度就 是露点。比如要求输出空气含湿量小于 0．4 g／m ，跟 要求该输出空气的露点温度小于一31℃完全一样。因 为含湿量为0．4 g／m 的空气会在 一31℃结露。 用单位体积内的水汽密度来表示干燥度，不易检 测；而用露点来表示干燥度，操作起来很方便。 3 绝对湿度换算 水汽密度(P)和水汽压强(e)都表示绝对湿度。 相比之下，水汽压强易检测，且可查表获取，而水汽密 度的长处是看起来比较直观。为了兼而有之，在已知 水汽压强的条件下，可以根据前面列出的关系式换算 出水汽密度： ，) ，． t 、 ．， ( + )mmHg 若 e的单位为 mbar(毫巴)，应换算成 mmHg(毫 米汞柱)，现将上式改写为求水汽密度的公式： p： (g／m3m) p 一 (1+ ) 例 1．气温为20~C时，若此时的相对湿度为 65％， 查表可得水汽压强 e=15．2 mbar(大气压力为 1000 mbar时)， p ： ： 1 1．41 g／m3 · m 例 2．气温为 一20~C时，若此时的相对湿度为 100％，查表可得水汽压强 e=1．3 mbar(大气压力为 1O00 mbar时)， p ： ： 1．13 g／m3 · m 《机械设计手册》气压传动分册中有饱和湿空气 表。表中列出了温度、饱和水蒸气分压力、饱和水蒸气 密度之间的对应关系。从 100~C～一20℃共 48个露 点。由于表示干燥度的露点有时会选择在 一31 oC～ 一 45cI二，作者即用以上方法和中央气象局编印的《湿 度查算表》上的数据，换算出了从 一2l℃ ～一80~C若 干个露点三个对应值，见表 1。从表 1中不难看出，随 着露点温度的下移，饱和水汽密度越来越小，空气中的 水汽含量已微乎其微。 表 1 饱和湿空气表 (下转第52页) 52 电 子 机 械 工 程 第25卷 成在地面的功能集成调试，之后完成机上地面集成两 个步骤。完成系统综合集成是通过总装测试、调试、试 验等方式，使各集成单元在功能上、性能上互联成一个 具备系统综合功能和性能的大系统，达到满足产品设 计要求的完整产品水平。本阶段需要设计将各个分系 统设备连接、安装和调试成系统的工艺说明、作业指导 书、工艺规程等工艺文件。 2．4 软件的工艺控制分析 为了固化软件产品，使得软件的生产交付由不可 控变为可控状态，我们提出了软件工程的工艺控制这 一 新思路。经过分析，该部分工艺设计主要有四方面 ，分别制订工艺文件。 a)将用于集成测试的模拟器软件(或仿真环境软 件)进行状态确认和控制，视为硬件的工装或模具进 行管理； b)软件交付产品的制作和验证； e)软件安装后的检查； d)软件产品库的管理。 3 系统综合集成过程的工艺管理 工艺管理就是科学的策划、组织、指导、控制各项 工艺工作的全过程，是对工艺过程进行管理和控制，以 保证工艺活动按照事先设计的方案、路线、、规程 等技术要求进行 。 工艺管理一般包括工艺规章制度的建立、工艺管 理体系的建设、企业工艺工作的整顿和验收。 明确系统综合集成过程的现场是生产现场，制订 生产现场的工艺管理文件、工艺纪律制度、多余物控制 规定等，对系统综合集成过程有重要意义。 ·+ + ··+ ··+ 一+ “+ *+ 一+ 一+ ··+ ··+ 一+ -·+ (上接第27页) 4 结束语 4 工艺标准化 系统综合集成过程工艺标准化工作核心是制订工 艺标准和工装标准 。工艺标准要针对各种工艺方 法制定，工装标准为工装的设计、制造或订货提供依 据。实施形式有的用来指导工艺规程编制，有的被工 艺规程、工装设计等文件引用。 5 结 语 文中探讨了现代军用机载信息系统综合集成过程 的控制问题，提出了系统综合集成工艺技术的概念，并 结合实例介绍了一种工艺技术应用于系统综合集成过 程控制的讨论模型，文章最后浅谈了系统综合集成过 程工艺管理和工艺标准化的认识。 参考文献： [I] 陈正浩．电装工艺管理与实践[Z]．中国电子科技集团 第十研究所 ，2008 [2] 陈耀君．机械工业企业工艺管理[M]．北京：机械工业出 版社，1989 [3] Paul P E Wang，Jorge Martinez—vargas，Dinesh Gill et a1． Craft Control and Management[J]．Circuits Assembly， 2004，15(4)：34—39 [4] 周德俭，吴兆华．电气互联技术及其发展动态[J]．电子 工艺技术，2002，23(1)：1—4 作者简介：刘 媛(1968一)，女，高级工程师，主 要从事军工产品质量管理工作。 王得水(1976一)，男，硕士，工程师，主要从事军 事信息系统产品工艺工作。 湿度包括绝对湿度、相对湿度和露点。绝对湿度 是用水汽压强和水汽密度来表示空气中的水汽含量； 相对湿度是用百分比的方法来表示湿空气的饱和程 度；露点则是用温度值表示饱和湿空气的绝对湿度。 它们各有特征，被用于不同场合。在工程技术中，露点 被用来表示干燥度。当然，如果需要的话，露点同样可 以被用来表示潮湿度。区别仅在于干燥度用低温值作 露点，潮湿度则应选择高温值作露点。 参考文献： [1] 成大先．机械设计手册(气压传动)[M]．北京 ：化学工 业出版社，2004 [2] 环境条件与试验(应用指南)[M]．北京：中国标准出版 社 ．1990 [3] 气象常用表(第一号)[z]．北京中央气象局编印，1974 (6)：251—252 [4] 王健石，朱东霞．电子设备热设计速查手册[M]．北京： 电子工业出版社 ，2008 作者简介：许建照(1965一)，男，大学本科，工程 师，技术质量部负责人，产品主管设计师。