露點(diǎn)溫度和濕球溫度

　　摘要：未飽和濕空氣中水蒸汽處于過(guò)熱狀態(tài)；而在飽和空氣中的水蒸汽處于飽和蒸汽狀態(tài)。未飽和空氣達(dá)到飽和可以經(jīng)歷不同的途徑：在溫度不變的情況下，水分向空氣中蒸發(fā)，增加蒸汽分壓力，而蒸汽分壓力達(dá)到該溫度相應(yīng)的飽和壓力時(shí)，即可達(dá)到飽和空氣狀態(tài)；在保持濕空氣中蒸汽分壓力不變的情況下，降低濕空氣溫度，當(dāng)溫度降到與相應(yīng)的水蒸汽的飽和溫度時(shí)，空氣也達(dá)到飽和狀態(tài)。此時(shí)濕空氣的溫度稱(chēng)為露點(diǎn)溫度，用符號(hào)表示。

　　通常，相對(duì)濕度可由干濕球溫度計(jì)測(cè)量干、濕球溫度得到。干濕球溫度計(jì)含有兩支普通溫度計(jì)，如圖1。

　　圖1干濕球溫度計(jì)

　　其中一支的溫包直接和濕空氣接觸，其測(cè)得溫度稱(chēng)為干球溫度；另一支的溫包則用保持浸潤(rùn)的濕紗布包著，測(cè)得溫度稱(chēng)濕球溫度。如果來(lái)流空氣是未飽和的，那么濕紗布表面的水分會(huì)不斷蒸發(fā)，由于水蒸發(fā)時(shí)吸收熱量，從而使貼近紗布的一層空氣溫度降低。隨著與主流空氣建立的溫差，主氣流向紗布傳熱。當(dāng)溫度降低到一定程度時(shí)，傳入紗布的熱量正好等于水蒸發(fā)所需的熱量，這時(shí)溫度維持不變，此時(shí)的溫度就是濕球溫度。空氣的相對(duì)濕度愈小，濕球溫度比干球溫度就低得愈多。如果空氣是飽和的，則由于空氣不能接納更多的蒸汽，故紗布上水不會(huì)蒸發(fā)，這時(shí)濕球溫度和干球溫度是相同的。因此干濕球溫度的差值與相對(duì)濕度存在一定的函數(shù)關(guān)系（見(jiàn)圖2）。

　　圖2干濕球溫度與相對(duì)濕度關(guān)系

　　根據(jù)對(duì)露點(diǎn)溫度和濕球溫度的討論，干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度的關(guān)系如下：

　　對(duì)于未飽和空氣

　　對(duì)于飽和空氣

　　應(yīng)該指出，濕球溫度計(jì)的讀數(shù)和掠過(guò)濕球溫度計(jì)的風(fēng)速有一定的關(guān)系，濕球溫度并非熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)。嚴(yán)格的場(chǎng)合應(yīng)用絕熱飽和溫度作為確定濕空氣狀態(tài)的一個(gè)參數(shù)，但絕熱飽和溫度的確定很困難。研究表明，在風(fēng)速超過(guò)2m/s直至40m/s以下的寬廣范圍內(nèi)，濕球溫度計(jì)的讀數(shù)變化很小，故工程上近似用濕球溫度替代絕熱飽和溫度，作為一種表征濕空氣的狀態(tài)參數(shù)。在以干、濕球溫度查圖表或進(jìn)行計(jì)算求取相對(duì)濕度等時(shí)，應(yīng)以通風(fēng)式干－濕球溫度計(jì)的讀數(shù)為準(zhǔn)。

　　相關(guān)問(wèn)題：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)濕球溫度與空氣流的速度有關(guān)，為什么用濕球溫度作為描述濕空氣的一種參數(shù)？

　　解答：是的，可以這樣理解。露點(diǎn)溫度是濕空氣中水蒸汽分壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，濕球溫度圖2干濕球溫度與相對(duì)濕度關(guān)系，是濕球周?chē)柡涂諝鈱拥乃羝謮毫?duì)應(yīng)的飽和溫度，因濕球周?chē)諝鈱拥乃羝謮毫Σ豢赡艿陀诳諝庵兴羝姆謮毫Γ詽袂驕囟瓤偸谴笥诘扔诼饵c(diǎn)溫度？