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木材干燥—— 空氣的濕度

空氣的濕度

空氣的濕度有兩種概念，即絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。

（1）絕對(duì)濕度每m³濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量，稱(chēng)為濕空氣的絕對(duì)濕度。在數(shù)值上等于水蒸氣在其分壓力_υ和溫度t下的密度，用ρ_υ（kg/m³）表示。它只能表明濕空氣中實(shí)際含水蒸氣的多少。

（2）濕容量飽和濕空氣的絕對(duì)濕度稱(chēng)為濕容量，用ρ_O表示。

濕容量表示濕空氣容納水蒸氣的能力，它與溫度有關(guān)，隨著溫度升高明顯增加。

（3）相對(duì)濕度濕空氣中水蒸氣的實(shí)際含量，與同溫同壓下的最大可能含量ρ_o的比值，稱(chēng)為相對(duì)濕度，即絕對(duì)濕度與濕容量之比，用φ表示：

φ= （1-3）

又由理想氣體狀態(tài)方程式得：

所以φ （1-4）

即相對(duì)濕度又可定義為濕空氣的水蒸氣分壓力_υ與飽和濕空氣的水蒸氣分壓力（即飽和蒸氣壓） _o之比。由于 _o隨溫度升高而增大，故當(dāng)_υ一定時(shí)，相對(duì)濕度φ隨溫度升高而減少。

相對(duì)濕度可稱(chēng)作空氣的飽和度，表明一定溫度下空氣被水蒸氣飽和的程度，常用百分率表示。φ值越小，表明濕空氣繼續(xù)容納水蒸氣的能力越強(qiáng)，當(dāng)φ=0時(shí)，就是干空氣。相反，φ值越大表明它吸收水蒸氣的能力越小，當(dāng)φ=100%時(shí)，就成為飽和濕空氣，失去了吸收水分的能力。

相對(duì)濕度既可用濕度計(jì)來(lái)測(cè)定，也可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

濕度計(jì)由兩支精度相同的溫度計(jì)組成。一支溫度計(jì)的溫包外裹著潔凈且吸水性好的紗布，紗布下端浸在清水中，使紗布保持濕潤(rùn)狀態(tài)。這支包裹著濕紗布的溫度計(jì)叫作濕球溫度計(jì)，用它測(cè)得的溫度叫作濕球溫度t_M 。另一支溫包，不包紗布的溫度計(jì)叫作干球溫度計(jì)，用它測(cè)得的溫度叫作干球溫度t 。在不飽和空氣中，濕球紗布所含的水分向空氣中蒸發(fā)；水分蒸發(fā)時(shí)從濕球吸取熱量，使得濕球溫度小于干球溫度（即空氣溫度）。干球溫度和濕球溫度之間的差值（Δt=t-t_M）叫作濕度計(jì)差，或干濕球溫度差?？諝庠礁?，濕度計(jì)差越大，濕物料的水分蒸發(fā)越快。反之，空氣越濕，濕度計(jì)差越小，濕物料的水分蒸發(fā)越慢。當(dāng)空氣被水蒸氣飽和時(shí)（φ=100%），濕度計(jì)差為零，此時(shí)濕物料的水分停止蒸發(fā)。

根據(jù)干球溫度和干濕球溫度差，查表1-1可求得相對(duì)濕度值。

相對(duì)濕度也可由卡銳爾—卡噴特爾（Carrier-Carpenter）1982年的經(jīng)驗(yàn)方程來(lái)計(jì)算：

表1-1 干燥介質(zhì)相對(duì)濕度表φ% 氣流速度為1.5～2.5m/s

干燥介質(zhì) 溫度t(℃)	干濕球溫度差 Δt（℃）																														干燥介質(zhì) 溫度t(℃)
干燥介質(zhì) 溫度t(℃)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	干燥介質(zhì) 溫度t(℃)
30	100	93	87	79	73	66	60	55	50	44	39	34	30	25	20	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	30
32	100	93	87	80	73	67	62	57	52	46	41	36	32	28	23	19	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	32
34	100	94	87	81	74	68	63	58	54	48	43	38	34	30	26	22	19	15	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	34
36	100	94	88	81	75	69	64	59	55	50	45	40	36	32	28	25	21	18	14	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	36
38	100	94	88	82	76	70	65	60	56	51	46	42	38	34	30	27	24	20	17	14	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	38
40	100	94	88	82	76	71	66	61	57	53	48	44	40	36	32	29	26	23	20	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	40
42	100	94	89	83	77	72	67	62	58	54	49	46	42	38	34	31	28	25	22	19	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	42
44	100	94	89	83	78	73	68	63	59	55	51	48	43	40	36	33	30	27	24	21	18	—	—	—	—	—	—	—	—	—	44
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48	100	95	90	84	79	74	70	65	61	57	52	49	46	42	39	36	33	30	27	24	22	17	—	—	—	—	—	—	—	—	48
50	100	95	90	84	79	75	70	66	62	58	54	50	47	44	41	37	34	31	29	26	24	19	14	—	—	—	—	—	—	—	50
52	100	95	90	84	80	75	71	67	63	59	55	51	48	45	42	38	36	33	30	27	25	20	16	—	—	—	—	—	—	—	52
54	100	95	90	84	80	76	72	68	64	60	56	52	49	46	43	39	37	34	32	29	27	22	18	14	—	—	—	—	—	—	54
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82	100	96	92	88	84	80	77	74	71	67	65	62	59	56	54	51	49	46	44	42	40	36	32	29	26	23	18	—	—	—	82
84	100	96	92	88	84	80	77	74	71	38	65	62	59	56	54	51	49	46	44	42	40	36	32	29	26	23	19	14	—	—	84
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92	100	97	93	90	86	82	79	76	73	70	67	64	62	59	57	54	52	50	47	45	43	39	36	33	30	26	22	19	16	—	92
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102	—	—	94	91	88	84	81	78	75	72	69	67	64	62	59	56	54	52	50	48	46	42	38	35	32	29	26	23	21	18	102
104	—	—	—	—	88	84	81	78	75	72	69	67	64	62	60	57	55	53	50	48	46	42	39	35	32	30	27	24	22	19	104
106	—	—	—	—	—	—	81	78	75	72	69	67	64	62	60	57	55	53	50	48	46	43	39	36	33	30	27	24	22	20	106
108	—	—	—	—	—	—	—	—	75	72	69	67	64	62	60	57	55	54	51	49	46	43	40	36	33	31	28	25	23	21	108
110	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	69	67	65	63	61	58	56	54	51	49	46	43	41	37	34	32	29	26	24	21	110
112	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	65	63	61	58	56	54	52	50	47	44	42	38	35	33	30	27	24	22	112
114	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	61	58	56	54	52	50	48	45	42	38	35	33	30	27	25	22	114
116	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	57	55	53	51	49	46	43	39	36	34	31	28	25	23	116
118	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	53	51	50	46	43	40	37	34	32	29	26	23	118
120	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	50	47	44	41	38	35	32	29	26	24	120
125	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	41	38	35	33	30	27	25	125
130	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	35	33	31	28	26	130

（自Союзнаучдрепром，1985）

由于相對(duì)濕度φ

式中：_o—— 干球溫度下的飽和蒸氣壓，kpa，可由表1-2查得；

_υ—— 濕空氣的水蒸氣分壓力，kpa，可用卡銳爾一卡噴特爾方程計(jì)算；

（1-5）

式中：_ow —— 濕球溫度下的飽和蒸氣壓，kpa，查表1-2；

—— 大氣壓，kpa，隨海拔高度而異，查表1-3；

C和C_W —— 分別為干球和濕球溫度，℃。

[例] 已知在海拔高度750m處的空氣干球溫度20℃，濕球溫度10℃，求相對(duì)濕度。

[解] 由表1-2查得： _o=2.337kPa， _ow=1.227kPa，由表1-3查得，在海拔750m處，大氣壓 =92.5kpa，以上數(shù)值代入公式（1-5）得：

=0.63kPa

相對(duì)濕度φ×100%=27%

用卡銳爾一卡噴特爾方程計(jì)算相對(duì)濕度，對(duì)不同海拔高度處的相對(duì)濕度求解很有效，也足夠精確。而根據(jù)干濕球溫度查表（1-1）法，只能求得接近海平面處的相對(duì)濕度，若海拔高度較大，則查表（1-1）法，不夠精確。

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