Влажность
Содержание:
Приборы для измерения влажности воздуха
Придется определиться, какой из приборов-гигрометров лучше всего подойдет для конкретного дома. Производятся разные типы гигрометров, что существенно различаются по принципу действия.
- Психрометрические.
- Пленочные.
- Волосяные.
- Весовые.
- Конденсационные.
- Электронные.
- Электролитические.
- Керамические.
Пленочные и волосяные приборы для измерения влажности
Волосяные гигрометры известны издавна, в семействе этих приборов они по праву считаются «старожилами». Устроен прибор очень просто, принцип действия понятен. Поэтому такие приборы остаются востребованными и в настоящий момент, хотя многие домовладельцы отдают предпочтение устройствам новых типов.
Используется натуральный волос. Он чутко реагирует на малейшие изменения влажности. Повышается влажность – волос слегка удлиняется; влажность снижается – волос сокращается. Волос натянут, перекинут через шкив. При колебаниях длины волоса шкив слегка проворачивается. При удлинении волоса – по часовой стрелка, при укорачивании – против часовой стрелки.
Недостатком такого прибора признаётся значительная погрешность показаний. Она достигает 10 %.
Подобным принципом действия и устройством обладают пленочные гигрометры. Но их чувствительным элементом становится не волос, а органическая мембрана. Когда колеблется уровень влажности, размер мембраны также меняется.
Психрометрические приборы
Процессу испарения воды сопутствует поглощение энергии. Та поверхность, с которой вода испаряется, начинает охлаждаться. С какой интенсивностью происходит испарение, это зависит:
- от парциального давления паров воды, находящихся в воздухе;
- от температуры.
Гигрометры электролитические, керамические
Электролитический измеритель влажности основан на измерении электрического сопротивления. По поверхности, чувствительной к влаге, пропускается ток. Ее покрывают гигроскопическим электролитом (тонкий слой). Когда в помещении меняется влажность, попутно изменяется и концентрация электролита, вследствие чего отмечаются изменения электрического сопротивления.
Подобный принцип работы имеют и керамические приборы. Производится оценка изменения сопротивления с учетом перемены влажности. Здесь проводником служит твердотельный элемент. Его производят из смеси:
- кремния;
- глины;
- коалита;
- окислов металла.
Электронные гигрометры
Такие приборы представлены в большом разнообразии. Устройства этого типа различаются и внешним исполнением, и принципом оценки уровня влажности, измеряемой в помещении.
Другой пример — резистивные устройства. Каждый такой прибор функционирует, измеряя сопротивление гигроскопичного проводника, а этот показатель меняется с изменением уровня влажности.
Следующий пример — ёмкостные варианты. Эти приборы отслеживают зависимость ёмкости конденсаторов (создаваемых особым способом) от влажности.
Некоторые приборы попросту фиксируют электрическую проводимость воздуха. На результат накладываются показатели температуры. А дальше автоматически рассчитывается относительная влажность.
Особым достоинством электронных приборов считается их удобство. Показания выдаются готовые, однозначные. Выпускаются электронные гигрометры:
- в настенных исполнениях;
- в настольных вариантах.
Гигрометры конденсационные, весовые
Обозначенные типы гигрометров чаще используются в лабораториях. Весовым гигрометром определяют только абсолютную влажность воздуха. Другими словами, выявляют показатель плотности водяных паров.
Конденсационные гигрометры можно применять и в лаборатории, и дома. Однако замер влажности таким устройством — занятие хлопотное. К тому же оператор должен иметь определенную подготовку.
Оптимальная влажность воздуха в квартире
Комфортный для всего организма воздух должен иметь влажность, находящуюся в пределах 45%. Но для каждой комнаты этот параметр может колебаться в допустимых нормах:
- Кабинет и библиотека – 40-45%.
- Столовая, ванная комната, кухня и гостиная – 40-60%.
- Взрослая спальня – 40-50%.
- Детская комната – 45-60%.
Сохранить параметр влажности на необходимых значениях достаточно сложно, ведь на него влияют:
- смена сезонов;
- перемена погоды;
- работа отопительных приборов и кондиционера;
- особенности материалов, применяемых для отделки интерьера и фасада.
Поэтому и надо знать, как измерить влажность воздуха в комнате, чтобы поддерживать оптимальный режим.
Какие последствия влечет превышение нормы влажности в помещении
Оптимальная влажность не приносит вреда здоровью человека. Главная опасность даже для здоровых людей в появлении вредоносных бактерий и микроорганизмов. Там, где тепло и влажно формируются колонии грибков и плесени, споры которых приводят к аллергии и астме.
Если проигнорировать отклонения:
- Участятся респираторные заболевания. Болезни примут более тяжелую форму. Жильцам грозит бронхит. А когда на фоне аллергических и астматических проявлений недуг принимает хроническую форму, вылечить его крайне сложно.
- Затрудненное дыхание становится причиной снижения тонуса. Итог – отсутствие работоспособности, мышечные спазмы, недостаточная активность коры головного мозга. Приступы удушья мешают спать, что приводит к утомляемости.
- Неприятные запахи въедаются в мебель, одежду, волосы, и избавиться от них не получится, пока влажность выше нормальной. Причина тому – результаты действия бактерий, споры грибка, разложение плесени и т.д.
После стирки вещи сохнут долго, что дополнительно усугубляет ситуацию. Контакты, микросхемы бытовых электроприборов окисляются. Телевизор, компьютер, стиральная машина выходит из строя, и такой случай не является гарантийным. Отсыревшая мебель деформируется, скрипит, растрескивается. Тканевая обивка, матрас, подушка, одеяло принимает неприятный запах.
В чем опасность низкой и высокой влажности?
Воздух сухой и слишком влажный отрицательно влияет на здоровье человека. Это сразу отражается на самочувствии и человек испытывает много проблем:
- дискомфорт;
- плохой сон;
- снижение иммунитета;
- быстрая утомляемость.
Все эти признаки можно легко заметить с началом отопительного сезона. Медики считают, что низкая влажность плохо сказывается на состоянии кожи. Она старится и становится дряблой, добавляя возраст. Это требует дополнительного ухода за кожей, если в помещении сухой воздух. Также ощущается сухость в глазах, поскольку страдает слизистая глаз.
Организм страдает и от повышенной влаги воздуха. От этого могут обостряться такие заболевания, как ринит или аллергия. В слишком влажном помещении обычно появляется плесень и грибок. Такие проявления отрицательно влияют на здоровье и приводят к негативным последствиям.
Величины измерения влажности газа
Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:
- абсолютная влажность воздуха
- масса водяного пара, содержащаяся в единице объёма воздуха, то есть плотность содержащегося в воздухе водяного пара, [г/м³]; в атмосфере колеблется от 0,1-1,0 г/м³ (зимой над материками) до 30 г/м³ и более (в экваториальной зоне);
- максимальная влажность воздуха (граница насыщения)[источник не указан 1121 день]
- количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе при определённой температуре в термодинамическом равновесии (максимальное значение влажности воздуха при заданной температуре), [г/м³ ]. При повышении температуры воздуха его максимальная влажность увеличивается;
- упругость пара, давление пара
- парциальное давление, которое оказывает водяной пар, содержащийся в воздухе (давление водяного пара как часть атмосферного давления). Единица измерения — Па.
- дефицит влажности
- разность между максимально возможным и фактическим давлением водяного пара (при данных условиях: температуре и давлении воздуха), то есть между упругостью насыщения и фактической упругостью пара;
- относительная влажность воздуха
- отношение давления пара к давлению насыщенного пара, то есть абсолютной влажности воздуха к максимальной ;
- точка росы
- температура газа, при которой газ насыщается водяным паром °C. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %. С дальнейшим притоком водяного пара или при охлаждении воздуха (газа) появляется конденсат. Таким образом, хотя роса и не выпадает при температуре −10 или −50 °C, выпадает изморозь, иней, лёд или снег, точка росы в −10 или −50 °C существует и соответствует 2,361 и 0,063 г воды на 1м³ воздуха или другого газа под давлением одна атмосфера;
- удельная влажность
- масса водяного пара в граммах на килограмм увлажнённого воздуха [г/кг], то есть отношение масс водяного пара и увлажнённого воздуха;
- температура смоченного термометра
- температура, при которой газ насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Относительная влажность газа при этом составляет 100 %, влагосодержание увеличивается, а энтальпия равна начальной.
- соотношение компонентов смеси (содержание водяного пара)
- масса водяного пара в граммах на килограмм сухого воздуха [г/кг], то есть соотношение масс водяного пара и сухого воздуха.
Влажность воздуха
Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли — одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.
Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2 % по объёму в высоких широтах до 2,5 % в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мбар (иногда лишь сотые доли мбар) и летом ниже 5 мбар; в тропиках же она возрастает до 30 мбар, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5—10 мбар.
Абсолютная влажность воздуха (f) — это количество водяного пара, фактически содержащегося в 1 м³ воздуха. Определяется как отношение массы содержащегося в воздухе водяного пара к объёму влажного воздуха.
Обычно используемая единица абсолютной влажности — грамм на метр кубический, г/м³
Относительная влажность воздуха (φ) — это отношение его текущей абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре. Она также определяется как отношение парциального давления водяного пара в газе к равновесному давлению насыщенного пара.
Температура t, °C | −30 | −20 | −10 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | |
Максимальная абсолютная влажность fmax, (г/м³) | 0,29 | 0,81 | 2,1 | 4,8 | 9,4 | 17,3 | 30,4 | 51,1 | 83,0 | 130 | 198 | 293 | 423 | 598 |
Относительная влажность обычно выражается в процентах.
Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85 % и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50 % и ниже).
С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99 % водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится 28,5 кг водяного пара.