我要坦白一件事:我已经爱上了心理计量学!除了水本身,潮湿的空气一定是建筑科学中最有趣的物质。而干湿图,在它的各种表现形式和众多的数量上,是一件美丽的事情。好吧,至少对我是,也许对你也会是,等你对它了解得更透彻些。
什么是心理测量学?
学习这门学科的一个问题是,很多人在没有确切理解心理测量学是什么之前就直接进入了图表。除非你是工程师、物理学家或气象学家,否则你对心理测量学领域的第一次接触可能是心理图表本身,以及它是如何将干球温度、相对湿度、露点温度和“绝对湿度”联系起来的一点解释。(我把最后一项加引号是有原因的。继续阅读。)
我在这里的目的是定义基本术语,并为你们介绍心理测量学领域的适当背景。心理计量学的圣经,我在这里讲的很多内容都是基于这本书,理解干湿表唐·加特利著。以下是他对心理计量学的定义:
气象学:研究潮湿空气的性质以及温度或水蒸气含量或两者都发生变化的过程的科学。
今天,我将继续介绍绝对的基本原理,并将各种干湿量和过程的解释留到以后的文章中。
潮湿空气的两种成分
所以,“潮湿空气的特性”这个术语是我们关注的焦点,这是一个充满意义和含义的术语。同样,在我们继续讨论之前,我们需要一个定义。什么是潮湿空气?
潮湿空气:干燥空气和水蒸气的混合物;也被简称为“空气”。
现在,如果我们能处理好这两件事,我们就可以开始了。
首先,我们知道潮湿的空气是一种混合物。它不是纯物质。干燥空气和水蒸气这两种成分具有不同的性质,其中有一点特别重要,这使得这种混合物在气象学、空调和其他领域具有极其重要的意义。(你知道这是什么吗?)
现在让我们来看看这两个组件。干燥空气本身也是一种混合物。下图2中的表格显示了主要组件和一些小组件。
这些元素和化合物都有自己的一套特性,但它们有一个重要的共同点。它也是区分干燥空气和水蒸气的东西。下面就是:
干空气部件则不然变化阶段在正常的温度和压强范围内。
只要温度高于-100°C(-148°F),所有的干空气成分都只存在于气相中。它们不会凝结或蒸发到空气中。
但这正是水蒸气的作用。当晚上气温下降时,我们早上醒来发现草地上的露珠还有我们的车。(虽然你们这些气候干燥的人可能很难相信,上面这张照片是我在一个夏天的早晨在我的车顶上发现的露水。)早晨晚些时候,当太阳照射在草地上时,露水开始蒸发,过一会儿就会全部回到空气中。
水的魔力
水有很多神奇的特性。我最近写过多孔材料中水的物理现象在那里我讨论了水的四个相。然而,在气象计量学领域,我们主要关注的是水蒸气。
所以水可以进出汽相,从而改变我们称之为湿空气的物质的性质。水蒸气含量非常低的空气,按质量计算可能只有百分之零点几的水蒸气。自然产生的最潮湿的空气,按质量计算大约含有3%到3.5%的水蒸气。这就相当于不敬虔露点大约95华氏度,但我们有点超前了。
湿气计量学的重点是了解水蒸气成分发生了什么,因为它是潮湿空气中可以经历如此多变化的部分。事实证明,一个叫威利斯载体开发了一个在20世纪变得非常有用的工具:湿度图(见下图4)。它使我们能够定位特定体积空气的状态点,然后绘制出随着条件变化而经过的变化。
从化学到心理测量学
那么,测湿图是从哪里来的呢?让我们从水的压力-温度图开始,如图3所示。在干湿计量学中,我们主要关心黄色区域以及在气相和液体或固体相之间的边界上发生了什么。压力-温度图中的边界和你在干湿图中看到的边界是一样的。这是100%相对湿度曲线,也被称为饱和曲线。
在黄色区域,水蒸气表现得很像理想气体,所以压强-温度图把我们带回到化学入门课。正如你所期望的那样,心理计量学的应用有点复杂,但我们不会在本系列中深入研究数学。
现在你已经有了理解心理计量学的基础。我们已经得到了最基本的定义。在下周的博客中,我们将看看各种可用的干湿量及其定义。(我已经提到了其中的一些数量,但还有更多……更多。)然后我们将把它们分为两组:可测量的和必须计算的(加上优选和不推荐的额外二分法)。在此之后,我们将准备深入研究一些你可以用心理测量学做的真正有趣的事情,比如:
- 看看空气通过空调时会发生什么
- 找出通风空气与室内空气混合的结果
- 弄清楚我们需要做什么来访问图表的“禁止”区域
一旦你掌握了所有这些,你也可以穿一件心理图表t恤,就像亨利·吉福德在下面的照片中所做的那样。
Allison贝尔斯迪凯特,格鲁吉亚,是一个演讲者,作家,能源顾问,resnet认证培训师,和作者能源先锋博客.看看他的深度课程,掌握建筑科学并在推特上关注他@EnergyVanguard.
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3评论
也许是一个机会
我想要一件那样的衬衫,但我记得亨利说过
是一次性的定制工作。想想有多少人会得到
不过,在合适的会议上被抢光了……是
原来的丝印还存在吗??
可能值得一提的是,夜空辐射也会进入
露水的画面,使得各种朝上的表面比
在晴朗的夜晚。
_H *
谢谢!总是
谢谢!总是被这个话题吓倒,谢谢你让它如此容易理解。
小错别字,100度前面需要一个负号
对彼得·罗杰斯的回应
彼得,
谢谢你发现错别字。已经被纠正了。
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