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測濕學的原理可以應用在任何由氣體和蒸氣組成的混合氣體中,不過最常見的應用是在空氣-水蒸氣混合物上,例如暖通空調(HVAC)及氣象學都與此有關。生活中的熱舒適性不但和周圍空氣的溫度有關,也和空氣中水蒸氣的比例有關(像流汗排熱就是用水的蒸發來散熱)。
許多物質會吸收濕氣,在週圍濕度大於臨界相對濕度時,會吸引水份。這種物質包括有棉花、紙、纖維素、木材、糖、氧化鈣等。使用這些物質的產業會管控這些物質製造及儲存時的相對濕度,避免相對濕度太高。若是使用到易燃物質,也會控制相對濕度,維持在較高的數值,避免因為空氣乾燥產生靜電,造成火災。
在工業乾燥(例如紙的烘乾)時,製造商會設法在較低的相對濕度(加快乾燥速度)以及較少的能量使用(若相對濕度較高,能量使用會比較少)之間平衡。許多應用中會避免水氣的凝結,這會損壞產品,或是造成鏽蝕。
若相對濕度較低,可以避免黴菌和真菌的繁殖。若相對濕度在75%以下,會破壞木頭的真菌就不會繁殖。
乾球溫度是指溫度計暴露在未受太陽直接照射的空氣中,所量測到的溫度。此名詞刻意的加入「乾球」一詞,以和濕球溫度和露點溫度區分。在氣象學和測濕學中,若使用「溫度」一詞,就表示是乾球溫度。技術上,此溫度是指用濕度計中的乾球溫度計所量到的溫度。名字表示溫度計的感測部位或是元件是乾的。世界氣象組織(WMO)的文件中,有一章是針對溫度量測,共有23頁[1]。
熱力學上的濕球溫度是空氣和水蒸氣混合物的熱力學性質。濕球溫度計量測到的溫度可以近似熱力學上的濕球溫度。
單一濕球溫度計的準確度和流過溫度計的風速,是否有隔絕周圍對溫度計的熱輻射有關。若風速到5,000 ft/min(60 mph,25.4 m/s)是最理想的,可是此速度下移動溫度計非常危險。若空氣流動太慢,或是有熱輻射(例如陽光),誤差最大會到15%。
若在風速1–2 m/s時量測的濕球溫度,稱為百葉箱溫度(screen temperature),在風速3.5 m/s以上時量測的濕球溫度,稱為懸吊溫度(sling temperature)。
乾濕球濕度計(psychrometer)是同時量測乾球溫度和濕球溫度的設備。懸吊式乾濕球濕度計(sling psychrometer)需要人工操作來產生濕度計週圍的氣流。供電乾濕球濕度計(powered psychrometer)會利用風扇來產生風速。若知道乾球溫度(DBT)和濕球溫度(WBT),可以用近似空氣壓力下的濕度線圖來計算相對濕度(RH)。
露點溫度是空氣中濕氣的飽和溫度,也可以定義為水蒸氣變成液態(凝結)的溫度。有一個簡化版的定義,是水蒸氣變成露的溫度(Chamunoda Zambuko 2012)。
比濕度(Specific humidity)是水蒸氣的質量,相對整體空氣(包括乾空氣以及水蒸氣)的比例,此數值和humidity ratio緊密相關,數值會比較低。
絕對濕度是一定體積濕空氣中含有水蒸氣的質量,也稱為水蒸氣密度(water vapor density)[2]。
相對濕度是濕空氣中水蒸氣的蒸氣壓,相對相同溫度下飽和蒸氣壓的比例。
濕空氣的比焓是指乾空氣和水蒸氣總熱量的和,除以乾空氣的質量。
濕空氣的比容是指乾空氣和水蒸氣總體積的和,除以乾空氣的質量。
乾濕比例(psychrometric ratio)是濕表面上熱傳系數除以熱傳系數和濕比熱乘積後的比例。可以用以下的公式計算[3][4]:
乾濕比例是測濕學中重要的特性,可以將絕對濕度、飽和濕度以及乾球濕度和絕熱飽和溫度之間溫度差之間建立關係。
濕比熱(Humid heat)是濕空氣的定壓比熱,是以單位質量的乾空氣為準[5]。濕比熱是使單位體積水蒸氣—空氣混合物溫度變化1度所需要的熱。
許多測濕學的參數和壓力有關:
濕度線圖(psychrometric chart)也稱為空氣線圖、濕空氣線圖或焓濕圖,是描述定壓下濕空氣熱力學性質的圖,一般是以海平面的高度為準[6]。ASHRAE型式的濕度線圖是由威利斯·開利在1904年提出[7][6],其中說明了狀態方程中的相關參數。其中的橫軸是乾球溫度,縱軸是濕度比(humidity ratio,ω),其中再用曲線說明比焓、相對濕度、濕球溫度、比容等參數。有關各參數的說明如下:
利用濕度線圖,可以在已知三個獨立參數(其中之一要是壓力)的情形下,知道待測濕空氣的所有特性。狀態的改變(例如二個濕空氣的混合),可以用正確壓力或是海拔高度的濕度線圖來建模,有時也可以用繪圖的方式求得。若海拔不到2000 ft(600 m),多半會使用海平面的濕度線圖。
濕度線圖也可以稱為ω-t圖,乾球溫度(t)為X軸,濕度比(ω)為Y軸。若已知特定壓力下的濕度線圖,再知道濕球溫度、乾球溫度、相對濕度、濕度比、比焓和比容中六個物理量中的二個,就可以確定其他的物理量。共有15種組合。
飽和曲線上面的區域是二相區,是飽和濕空氣和液態水熱平衡的混合物。
莫利爾圖(Mollier diagram)也稱為莫利爾i-x圖(Mollier i-x diagram),i和x分別是對應焓和濕度比,是由理查德·穆勒在1923年建立[10],是另一種的濕度線圖,許多德國、奧地利、瑞士、荷蘭、比利時、北歐、東歐以及俄羅斯的科學家使用此一圖表[11]。
傳統濕度線圖和莫利爾圖中的濕度相關參數概念是一樣的。二個圖看起來很不相近,但若莫利爾圖逆時針轉90度,再作垂直鏡射,就和傳統濕度線圖一樣了。莫利爾圖的坐標軸是焓和濕度比。焓的座標是傾斜的,等焓線等距,彼此平行。自從 1961年起,ASHARE的濕度線圖使用類似的坐標軸,不過還是有一些濕度線圖使用乾球溫度和濕度比的坐標軸。
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