Dla moich danych mam temperaturę (F), ciśnienie atmosferyczne i punkt rosy.
Chciałem uzyskać przybliżone oszacowanie gęstość powietrza, używając wszystkich trzech z nich.
Ponadto, jak uzyskać jeszcze bardziej zgrubne oszacowanie, używając tylko temperatury i rosy?
Komentarze
- Użyj idealnego prawa gazu dla gęstości powietrza przy danym ciśnieniu atmosferycznym i temperaturze. Jeśli masz tylko temperaturę punktu rosy i temperaturę powietrza, możesz ' uzyskać oszacowanie gęstości powietrza, ponieważ ciśnienie pary wodnej jest niezależne od ciśnienia powietrza.
- Ok, więc przeczytałem o prawie gazu doskonałego i nie mogłem ' znaleźć prostego wzoru na dodawanie rosy.
- Gaz doskonały ma gęstość cząstek określona przez temperaturę i ciśnienie. Gęstość zależy jednak od MASY cząsteczki gazu, a H2O jest lżejszą cząsteczką niż O2 lub N2.
- @ DannyW, Ty (lub ja) możesz nie zauważyć jakiegoś dobrego punktu. Aby uzyskać " zgrubne " oszacowania, zignoruj ilość pary wodnej w powietrzu, jeśli mówisz o temperaturze otoczenia. Jeśli temperatura nie jest temperaturą otoczenia, określ warunki, które są nieco bardziej szczegółowe.
- A co z prostym obliczeniem gęstości za pomocą uniwersalnego wzoru na gaz i dodaniem ich?
Odpowiedź
Parametry, które masz, to temperatura, ciśnienie atmosferyczne i punkt rosy. Parametry potrzebne do obliczenia gęstości powietrza to temperatura, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność względna i ciśnienie pary nasyconej.
W takim przypadku wilgotność względną należy obliczyć na podstawie punktu rosy.
Wilgotność względną można obliczyć ze stosunku ilości nasyconej pary wodnej $ s (t0) $, $ s (t) $ w punkcie rosy $ t0 $ i temperatury $ t $. Mianowicie wilgotność względną $ Rh $ można wyrazić następująco.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $ można otrzymać z równania stanu pary wodnej.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, gdzie ciśnienie nasyconej pary wodnej $ Ps $ [Pa] można otrzymać ze wzoru Tetensa.
$$ Ps = 611 \ times 10 ^ {7,5 t / (t + 237,3) } $$
W tym miejscu można obliczyć wilgotność względną. W kolejnym kroku oblicza się gęstość powietrza.
Gęstość powietrza można obliczyć ze wzoru Jonesa. Artykuł Jonesa to FE Jones, „The air density equation and the transfer of mass unit”, J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, str. 419-428.
gęstość powietrza $ \ rho $ wynosi
$$ \ rho = \ frac {0,0034848} {t + 273,15} (P – 0,0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, gdzie $ t $ [Celsjusz] i $ P $ [Pa] to odpowiednio temperatura i ciśnienie atmosferyczne. Jednostką gęstości powietrza $ \ rho $ jest [kg / m $ ^ 3 $].
zastosowaną tutaj jednostką temperatury jest Celsjusz. Jeśli więc chcesz użyć Fahrenheita jako jednostki temperatury, przekonwertuj ją. Jeśli moje wyjaśnienie jest trudne do zrozumienia, przepraszam. Ponieważ mój angielski jest słaby.
Jeśli chcesz szybko sprawdzić powyższe obliczenia, możesz to potwierdzić za pomocą polecenia AWK. Wartości wejściowe dla „echo” to odpowiednio ciśnienie atmosferyczne, temperatura i punkt rosy.
$ 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]";}" Gdy ciśnienie atmosferyczne, temperatura i punkt rosy wynoszą 1013,25 hPa, 25 stopni C i 14 stopni C, gęstość powietrza wynosi 1,17693 [kg / m ^ 3].