Qual è una formula per approssimare il cambiamento di umidità relativa causato da un cambiamento di temperatura?


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La capacità di trasportare l'umidità dell'aria sale quando la temperatura aumenta. Quindi se prendo un volume d'aria e lo scaldi o lo raffreddi (permettendogli di espandersi / contrarsi in modo che la pressione rimanga costante) come posso calcolare l'umidità relativa (approssimativa) dell'aria più calda / fredda che contiene la stessa quantità d'acqua vapore?

Diciamo che soffio aria a 30 ° C con umidità relativa del 20% su un oggetto freddo (ma non abbastanza fredda per condensare l'acqua fuori dall'aria). L'aria viene raffreddata a 20 °. Quale sarebbe l'umidità relativa dell'aria raffreddata se contenesse la stessa quantità di vapore acqueo? Come lo calcolo?

Sto costruendo un controllo basato su Arduino per un essiccatore ad aria calda per scarponi da sci e attrezzatura da bici. Misurerò la temperatura / umidità dell'aria riscaldata mentre esce dall'essiccatore e poi la misuro di nuovo mentre fuoriesce dall'ingranaggio che sto asciugando. Mentre l'ingranaggio è ancora umido, l'aria di scarico dovrebbe raccogliere ulteriore umidità, e quindi la sua umidità relativa dovrebbe essere più alta di quella che sarebbe se io la raffreddi semplicemente. Quando la mia attrezzatura è completamente asciutta, l'aria di scarico più fredda dovrebbe contenere la stessa quantità di vapore acqueo con cui è iniziata, quindi l'umidità relativa dovrebbe essere la quantità calcolata per il cambiamento di temperatura misurato.

Voglio una soluzione "abbastanza buona", non una che sia matematicamente pura. Se riesco a ottenere risposte che sono all'interno di una percentuale ma che richiedono meno calcoli, è meglio di una soluzione ideale che richiede molti calcoli dispendiosi in termini di tempo. Il microcontrollore Arduino è piuttosto lento e non può eseguire calcoli in virgola mobile ad alta velocità / alta precisione.

(Sarebbe meglio questa domanda su un forum di ingegneria? Potrei vedere argomenti in entrambi i casi.)

Risposte:


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La formula per l'umidità relativa è la pressione del vapore di saturazione al punto di rugiada diviso per la pressione del vapore di saturazione alla temperatura ambiente. La formula per la pressione del vapore di saturazione è:

= 610.78 * e (t / (t + 238.3) * 17.2694) / 100

Non ricordo dove ho trovato questa formula, ma la uso in un foglio di calcolo Excel per calcolare la perdita di acqua nel mio stagno. Dal momento che sto già usando la formula, calcolo anche l'umidità relativa e assoluta. Le formule sembrano essere ragionevolmente accurate. Ovviamente la temperatura è in gradi Celsius.

Ho il foglio di calcolo sul mio account Dropbox e posso pubblicare l'URL se sei interessato.

Ho trovato il link per il foglio in cui ho trovato la formula; suo Qui.


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È necessario conoscere la pressione del vapore dell'acqua a diverse temperature. Non esiste una formula semplice per calcolarlo, tuttavia puoi dare la caccia a un tavolo - come quello su wikipedia - e quindi usa il Equazione di Clausius-Clapeyron . Ho imparato a usare questo modulo: $$ ln \ frac {} {P_1 P_2} = - \ frac {L} {R} (\ frac {1} {T_1} - \ frac {1} {} T_2) $$ Con il calore latente $ L $ e gas costante $ R $ . Utilizzare la coppia di valori noti più vicina a T e P dalla tabella per calcolare i valori desiderati.

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