데이터에는 온도 (F), 기압 및 이슬점이 있습니다.
대략적인 추정치를 얻고 싶었습니다. 이 세 가지를 모두 사용하여 공기 밀도를 측정합니다.
또한 온도와 이슬만으로 어떻게 더 대략적인 추정치를 얻을 수 있습니까?
댓글
- 주어진 대기압과 온도에서 공기 밀도에 이상 기체 법칙을 사용합니다. 이슬점 온도와 기온 만있는 경우 수증기의 증기압이 기압과 무관하므로 ' 공기 밀도를 추정 할 수 없습니다.
- 좋아, 이상 기체 법칙을 읽어 봤는데 ' 이슬을 추가하는 것과 관련된 단순한 공식을 찾을 수 없었습니다.
- 이상 기체는 온도와 압력에 의해 결정되는 입자 밀도. 하지만 밀도는 기체 입자의 무게에 따라 달라지며 H2O는 O2 나 N2보다 가벼운 분자입니다.
- @DannyW, 여러분 (또는 나)은 여기서 중요한 점을 놓치고있을 수 있습니다. " 대략 " 추정치의 경우 주변 온도에 대해 이야기하는 경우 공기 중 수증기의 양을 무시합니다. 온도가 주변 온도가 아닌 경우 좀 더 구체적인 조건을 지정하십시오.
- 유니버설 가스 공식으로 밀도를 계산하고 추가하는 것은 어떻습니까?
답변
사용중인 매개 변수는 온도, 대기압 및 이슬점입니다. 공기 밀도를 계산하는 데 필요한 매개 변수는 온도, 대기압, 상대 습도 및 포화 증기압입니다.
이 경우 상대 습도는 이슬점에서 계산해야합니다.
상대 습도는 이슬점 $ t0 $에서 포화 수증기량 $ s (t0) $, $ s (t) $와 온도 $ t $의 비율로 구할 수 있습니다. 즉, 상대 습도 $ Rh $는 다음과 같이 표현할 수 있습니다.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $는 수증기 상태 방정식에서 얻을 수 있습니다.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, 포화 수증기 압력 $ Ps $ [Pa]는 Tetens의 공식에서 구할 수 있습니다.
$$ Ps = 611 \ times 10 ^ {7.5 t / (t + 237.3) } $$
여기서 상대 습도를 구할 수 있습니다. 다음 단계로 공기 밀도를 계산합니다.
공기 밀도는 Jones의 공식에서 구할 수 있습니다. Jones의 논문은 FE Jones, “공기 밀도 방정식 및 질량 단위 전달”, J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, pp. 419-428입니다.
The 공기 밀도 $ \ rho $는
$$ \ rho = \ frac {0.0034848} {t + 273.15} (P-0.0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, 여기서 $ t $ [Celsius] 및 $ P $ [Pa]는 각각 온도와 대기압입니다. 공기 밀도 $ \ rho $의 단위는 [kg / m $ ^ 3 $]입니다.
The 여기에서 사용하는 온도 단위는 섭씨입니다. 화씨를 온도 단위로 사용하고 싶다면 변환 해주세요. 제 설명이 이해하기 어려운 경우 사과드립니다. 제 영어 실력이 좋지 않기 때문입니다.
위의 계산을 빠르게 확인하려면 다음 AWK 명령을 사용하여 확인할 수 있습니다. “echo”에 대한 입력 값은 각각 대기압, 온도 및 이슬점입니다.
$ echo "1013.25 25 14" | awk "{ps = 611 * 10^(7.5 * $2 /($2 + 237.3))} {ps0 = 611 * 10^(7.5 * $3 /($3 + 237.3))} {st = 217 * ps / ($2 + 273.15)} {st0 = 217 * ps0 / ($3 + 273.15)} {rh = 100 * st0 / st} {ro = ($1 * 10^2 - 0.003796 * rh * ps) * 0.0034848 / ($2 + 273.15)} END{print "\nAir density is " ro " [kg/m^3]";}" 기압, 온도 및 이슬점이 1013.25hPa, 25 ° C 및 14 ° C 일 때 공기 밀도는 1.17693 [kg / m ^ 3]입니다.