För mina data har jag temperatur (F), atmosfärstryck och daggpunkt.
Jag ville få en ungefärlig uppskattning av lufttätheten med alla dessa tre.
Dessutom, hur skulle jag få en ännu grovare uppskattning med bara temp och dagg?
Kommentarer
- Använd den ideala gaslagen för lufttäthet, givet atmosfärstryck och temperatur. Om du bara har daggpunktstemperatur och lufttemperatur kan du ' inte få en uppskattning av lufttäthet eftersom ångtrycket i vattenånga är oberoende av lufttrycket.
- Ok, så jag läste igenom idealgaslag och jag kunde inte ' inte hitta några helt enkelt formler när det gäller att lägga till dagg.
- En idealgas har en partikeldensitet bestämd av temperatur och tryck. Densiteten beror dock på gaspartiklar VIKT, och H2O är en lättare molekyl än O2 eller N2.
- @DannyW, du (eller jag) kanske saknar en bra punkt här. För en " grov " uppskattning, ignorera mängden vattenånga i luften om du talar om omgivningstemperatur. Om temperaturen inte är omgivande, vänligen ange förhållanden som är något mer specifika.
- Vad sägs om att helt enkelt beräkna densiteterna med den universella gasformeln och lägga till dem?
Svar
Parametrar som du har är temperatur, atmosfärstryck och daggpunkt. Parametrar som behövs för att beräkna lufttätheten är temperatur, atmosfärstryck, relativ fuktighet och mättat ångtryck.
I detta fall är den relativa fuktigheten nödvändig för att beräknas från daggpunkten.
Den relativa fuktigheten kan erhållas genom förhållandet mellan mättad vattenångmängd $ s (t0) $, $ s (t) $ vid daggpunkten $ t0 $ och temperaturen $ t $. Den relativa luftfuktigheten $ Rh $ kan nämligen uttryckas enligt följande.
$$ Rh = \ frac {s (t0)} {s (t)} \ times 100 $$
$ s (t) $ kan erhållas från tillståndsekvationen för vattenånga.
$$ s (t) = \ frac {217 Ps} {t + 273.15} $$
, där det mättade vattenångtrycket $ Ps $ [Pa] kan erhållas från Tetens formel.
$$ Ps = 611 \ gånger 10 ^ {7,5 t / (t + 237,3) } $$
Här kan den relativa luftfuktigheten erhållas. Som nästa steg beräknas lufttätheten.
Lufttätheten kan erhållas från Jones formel. Jones papper är FE Jones, ”Lufttäthetsekvationen och överföringen av massenheten”, J. Res. Natl. Bur. Stand. 83, 1978, s. 419-428.
The lufttäthet $ \ rho $ är
$$ \ rho = \ frac {0.0034848} {t + 273.15} (P – 0.0037960 \ cdot Rh \ cdot Ps) $$
, där $ t $ [Celsius] och $ P $ [Pa] är temperatur respektive atmosfärstryck. Enheten för lufttäthet $ \ rho $ är [kg / m $ ^ 3 $].
temperaturenhet som används här är Celsius. Så om du vill använda Fahrenheit som en temperaturenhet, vänligen konvertera den. Om min förklaring är svår att förstå, ber jag om ursäkt. Eftersom min engelska är dålig.
Om du snabbt vill kontrollera ovanstående beräkning kan du bekräfta det med följande AWK-kommando. Ingångsvärdena för ”eko” är atmosfärstryck, temperatur respektive daggpunkt.
$ 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]";}" När atmosfärstryck, temperatur och daggpunkt är 1013,25 hPa, 25 grader C och 14 grader C, är lufttätheten 1,17693 [kg / m ^ 3].