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木材干燥—— 空气的湿度

空气的湿度

空气的湿度有两种概念，即绝对湿度和相对湿度。

（1）绝对湿度每m³湿空气中所含水蒸气的质量，称为湿空气的绝对湿度。在数值上等于水蒸气在其分压力_υ和温度t下的密度，用ρ_υ（kg/m³）表示。它只能表明湿空气中实际含水蒸气的多少。

（2）湿容量饱和湿空气的绝对湿度称为湿容量，用ρ_O表示。

湿容量表示湿空气容纳水蒸气的能力，它与温度有关，随着温度升高明显增加。

（3）相对湿度湿空气中水蒸气的实际含量，与同温同压下的最大可能含量ρ_o的比值，称为相对湿度，即绝对湿度与湿容量之比，用φ表示：

φ= （1-3）

又由理想气体状态方程式得：

所以φ （1-4）

即相对湿度又可定义为湿空气的水蒸气分压力_υ与饱和湿空气的水蒸气分压力（即饱和蒸气压） _o之比。由于 _o随温度升高而增大，故当_υ一定时，相对湿度φ随温度升高而减少。

相对湿度可称作空气的饱和度，表明一定温度下空气被水蒸气饱和的程度，常用百分率表示。φ值越小，表明湿空气继续容纳水蒸气的能力越强，当φ=0时，就是干空气。相反，φ值越大表明它吸收水蒸气的能力越小，当φ=100%时，就成为饱和湿空气，失去了吸收水分的能力。

相对湿度既可用湿度计来测定，也可用经验公式计算。

湿度计由两支精度相同的温度计组成。一支温度计的温包外裹着洁净且吸水性好的纱布，纱布下端浸在清水中，使纱布保持湿润状态。这支包裹着湿纱布的温度计叫作湿球温度计，用它测得的温度叫作湿球温度t_M 。另一支温包，不包纱布的温度计叫作干球温度计，用它测得的温度叫作干球温度t 。在不饱和空气中，湿球纱布所含的水分向空气中蒸发；水分蒸发时从湿球吸取热量，使得湿球温度小于干球温度（即空气温度）。干球温度和湿球温度之间的差值（Δt=t-t_M）叫作湿度计差，或干湿球温度差。空气越干，湿度计差越大，湿物料的水分蒸发越快。反之，空气越湿，湿度计差越小，湿物料的水分蒸发越慢。当空气被水蒸气饱和时（φ=100%），湿度计差为零，此时湿物料的水分停止蒸发。

根据干球温度和干湿球温度差，查表1-1可求得相对湿度值。

相对湿度也可由卡锐尔—卡喷特尔（Carrier-Carpenter）1982年的经验方程来计算：

表1-1 干燥介质相对湿度表φ% 气流速度为1.5～2.5m/s

干燥介质温度t(℃)	干湿球温度差 Δt（℃）																														干燥介质温度t(℃)
干燥介质温度t(℃)	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	22	24	26	28	30	32	34	36	38	干燥介质温度t(℃)
30	100	93	87	79	73	66	60	55	50	44	39	34	30	25	20	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	30
32	100	93	87	80	73	67	62	57	52	46	41	36	32	28	23	19	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	32
34	100	94	87	81	74	68	63	58	54	48	43	38	34	30	26	22	19	15	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	34
36	100	94	88	81	75	69	64	59	55	50	45	40	36	32	28	25	21	18	14	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	36
38	100	94	88	82	76	70	65	60	56	51	46	42	38	34	30	27	24	20	17	14	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	38
40	100	94	88	82	76	71	66	61	57	53	48	44	40	36	32	29	26	23	20	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	40
42	100	94	89	83	77	72	67	62	58	54	49	46	42	38	34	31	28	25	22	19	16	—	—	—	—	—	—	—	—	—	42
44	100	94	89	83	78	73	68	63	59	55	51	48	43	40	36	33	30	27	24	21	18	—	—	—	—	—	—	—	—	—	44
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104	—	—	—	—	88	84	81	78	75	72	69	67	64	62	60	57	55	53	50	48	46	42	39	35	32	30	27	24	22	19	104
106	—	—	—	—	—	—	81	78	75	72	69	67	64	62	60	57	55	53	50	48	46	43	39	36	33	30	27	24	22	20	106
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120	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	50	47	44	41	38	35	32	29	26	24	120
125	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	41	38	35	33	30	27	25	125
130	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	35	33	31	28	26	130

（自Союзнаучдрепром，1985）

由于相对湿度φ

式中：_o—— 干球温度下的饱和蒸气压，kpa，可由表1-2查得；

_υ—— 湿空气的水蒸气分压力，kpa，可用卡锐尔一卡喷特尔方程计算；

（1-5）

式中：_ow —— 湿球温度下的饱和蒸气压，kpa，查表1-2；

—— 大气压，kpa，随海拔高度而异，查表1-3；

C和C_W —— 分别为干球和湿球温度，℃。

[例] 已知在海拔高度750m处的空气干球温度20℃，湿球温度10℃，求相对湿度。

[解] 由表1-2查得： _o=2.337kPa， _ow=1.227kPa，由表1-3查得，在海拔750m处，大气压 =92.5kpa，以上数值代入公式（1-5）得：

=0.63kPa

相对湿度φ×100%=27%

用卡锐尔一卡喷特尔方程计算相对湿度，对不同海拔高度处的相对湿度求解很有效，也足够精确。而根据干湿球温度查表（1-1）法，只能求得接近海平面处的相对湿度，若海拔高度较大，则查表（1-1）法，不够精确。

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