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)得溫度稱為干球溫度；另一支的溫包則用保持浸潤的濕紗布包著，測(cè)得溫度稱濕球溫度。如果來流空氣是未飽和的，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，是濕球周圍飽和空氣層的水蒸汽分壓力對(duì)應(yīng)的飽和溫度，因濕球周圍空氣層的水蒸汽分壓力不可能低于空氣中水蒸汽的分壓力，所以濕球溫度總是大于等于露點(diǎn)溫度？