Влагосодержание это: Влагосодержание

Влагосодержание

Воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим. Если сухому воздуху показать каплю воды, он мгновенно её испарит и станет влажным. Итак, влагосодержание – это отношение массы воды к массе сухого воздуха, в котором эта вода испарилась. Однако, продолжим: вторую каплю он также испарит, но немного медленнее. Третья капля испарится ещё медленнее. Наконец, на N-ной капле воздух “устанет” вбирать в себя воду. Он насытится ею, “напьется водой”. Это будет насыщенный влажный воздух. Влагосодержанием d воздуха называют количество водяных паров, выражаемое в граммах, содержащееся в 1 кг сухого воздуха.

Парциальное давление водяного пара

Влажный воздух в своём составе имеет водяной пар. Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. Очевидно, что в воздухе водяного пара совсем мало (об этом нам говорит влагосодержание, которое измеряется величинами порядка 0.

005…0.03 кг/кг), а, значит, при исчезновении сухого воздуха из некого объёма, оставшийся пар будет вполне вольготно себя чувствовать в предоставленном объеме, следовательно, иметь низкое давление. Это означает, что и парциальное давление водяного пара достаточно низко. Действительно, оно измеряется тысячами Паскалей, а ведь атмосферное давление воздуха равно примерно ста тысячам Паскалей. Снова вернемся к поглощаемым каплям.

Движущей силой процесса испарения служит именно разность парциальных давлений. У капли воды оно равно некоторой величине, а у сухого воздуха – нулю. Процесс испарения максимально активен. Далее, парциальное давление водяного пара растет, процесс замедляется и заканчивается в условиях их равенства. Водяным паром во влажном воздухе достигнуто давление насыщения. Оно же называется давлением насыщенного водяного пара.

Энтальпия

Далее, любое вещество обладает некоторой энергией. Очевидно, его энергия тем больше, чем выше температура.

Для сухого воздуха это единственный параметр, определяющий энтальпию. Однако для влажного воздуха следует учесть, что при той же температуре он включает в себя и энергию испаренной влаги – энтальпия влажного воздуха зависит и от температуры и от влагосодержания. Причем при той же температуре в зависимости от влагосодержания разброс энтальпий может быть огромен – и 100 и 200 и 300% – чем выше температура, тем выше. Это невооруженным глазом видно из I-d-диаграммы: чем выше температура, тем выше рассматриваемая изотерма и тем больше наклонных изоэнтальп её пересекает. Итак, энтальпия влажного воздуха – это сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара, причем первая пропорциональна температуре (коэффициент пропорциональности – теплоемкость сухого воздуха), а вторая пропорциональна влагосодержанию.

Относительная влажность

Следующий вопрос: как определить, насколько имеющийся влажный воздух насыщен водяным паром? Другими словами, каково отношение текущего давления водяного пара к давлению насыщения? На этот вопрос в точности отвечает относительная влажность, разве что для удобства измеряется она в процентах, а потому упомянутое отношение умножается на 100%. Итак, относительная влажность – это отношение текущего давления водяного пара к максимально возможному для данной температуры.

Относительную влажность измеряют в долях единицы или в процентах.

Для измерения относительной влажности воздуха наиболее распространенным прибором является психрометр. Он состоит из двух термометров, укрепленных рядом на одном штативе. Шарик одного термометра, называемого мокрым, окутан гигроскопической материей, свободный конец которой опущен в резервуар с водой. Второй термометр, называемый сухим, измеряет температуру окружающей среды.

Принцип его действия состоит в следующем. При испарении воды с поверхности материи вокруг мокрого термометра создается слой насыщенного воздуха и термометр показывает температуру насыщения при парциальном давлении насыщенного пара. Влагосодержание насыщенного воздуха зависит от его парциального давления. Сухой термометр измеряет температуру перегретого пара, находящегося в отдаленных от мокрого термометра слоях влажного воздуха и имеющего меньшее влагосодержание. Благодаря разности парциальных давлений и влагосодержаний между соседними слоями насыщенного и ненасыщенного воздуха происходит диффузия влаги из насыщенного в ненасыщенный воздух. Убыль влаги компенсируется ее испарением с открытой поверхности, и воздух вокруг мокрого термометра вновь становится насыщенным. Очевидно, чем выше разность влагосодержаний в насыщенных и ненасыщенных слоях воздуха, тем соответственно выше разность в показаниях температур сухого и мокрого термометров. Если температура сухого термометра равна температуре мокрого, то воздух полностью насыщен паром и относительная влажность равна 100%.

Температуру, при которой влажный воздух имеет относительную влажность, равную 100%, называют точкой росы. В точке росы воздух полностью становится насыщенным водяным паром. Пар в таком воздухе является также насыщенным. В ненасыщенном влажном воздухе пар находится в перегретом состоянии.

Процессы изменения параметров влажного воздуха

Оборудование, так или иначе связанное в своей работе с влажным воздухом, меняет его параметры – увеличивает температуру, добавляет в него влагу или осушает и т. д. Для проектирования и расчета режимов работы этого оборудования необходимо знать основные характеристики и методы реализации процессов изменения параметров влажного воздуха.

Выделяют следующие процессы:

Необязательно, но может пригодиться

Влажный воздух при данном давлении и температуре может содержать разное количество водяного пара.

Если смесь состоит из сухого воздуха и насыщенного водяного пара, то его называют насыщенным влажным воздухом.

В этом случае во влажном воздухе находится максимально возможное для данной температуры количество водяного пара. При охлаждении этого воздуха, будет происходить конденсация водяного пара. Парциальное давление водяного пара в этой смеси равно давлению насыщения при данной температуре.

Если влажный воздух содержит при данной температуре водяной пар в перегретом состоянии, то он будет называться ненасыщенным.

Так как в нем находится не максимально возможное для данной температуры количество водяного пара, то он способен к дальнейшему увлажнению.

Поэтому такой воздух используют в качестве сушильного агента в различных сушильных установках.

По закону Дальтона общее давление влажного воздуха равно сумме парциальных давлений сухого воздуха и водяного пара, входящих в его состав:Р = Р_В + Р_П , (6.9)

где: Р_В – парциальное давление сухого воздуха; Р_П – парциальное давление водяного пара.

Максимальное значение Р_П при данной температуре влажного воздуха t представляет собой давление насыщенного водяного пара – Р_Н.

Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяных паров, находящихся в 1 м

3 влажного воздуха. Абсолютная влажность равна плотности пара при его парциальном давлении и температуре воздуха – t_н .

Отношение абсолютной влажности ненасыщенного воздуха при данной температуре к абсолютной влажности насыщенного воздуха при той же температуре называется относительной влажностью воздуха

j = с_п / с_н или j = с_п / с_н ·100% , (6. 10)

Для сухого воздуха j = 0, для ненасыщенного j < 1, для насыщенного j = 1(100%).

Если водяной пар считать как идеальный газ, то по закону Бойля-Мариотта отношение плотностей можно заменить отношением давлений. Тогда:

j = r_П / Р_Н или r = Р_П / Р_Н ·100% . (6.11)

Плотность влажного воздуха слагается из масс, содержащихся в 1 м³ сухого воздуха и водяных паров:

r = r_в + r_п = P_B/(R_B·T) + j/n^” . (6.12)

Молекулярная масса влажного воздуха определяют по формуле:

m = 28,95 – 10,934j P_Н/P (6.13)

Значения Р_Н и n^” при температуре воздуха t берутся из таблицы водяного пара, j – по данным психрометра, P – по барометру.

Влагосодержание – представляет собой отношение массы пара к массе сухого воздуха:

d = М_П

/ М_В , (6.14)

где: М_П, М_В – соответственно массы пара и сухого воздуха во влажном воздухе.

Связь между влагосодержанием с относительной влажностью:

d = 0,622 j·Р_Н·/(Р – j·Р_Н). (6.15)

Газовая постоянная:

R = 8314/м = 8314/(28,95 – 10,934·m·Р_Н/P). (6.16)

Объем влажного воздуха, приходящегося на 1 кг сухого воздуха:

V_ВЛ.В = R·T/P. (6.17)

Удельный обьем влажного воздуха:

n = V_ВЛ.В/(1 + d). (6.17)

Удельная массовая теплоемкость паровоздушной смеси:

с_см = с_В + d·с_П .

(6.18)

Влагосодержание в контактных линзах: что это такое?

Оглавление

Что такое влагосодержание в контактных линзах? Классификация линз по влагосодержанию Что лучше: кислородопроницаемость или влагосодержание? Консультация офтальмолога при подборе контактных линз

Контактные линзы (КЛ) – это оптические изделия для коррекции зрения, которые располагаются непосредственно на поверхности глаз. Существуют косметические линзы, предназначенные для изменения цвета и рисунка радужной оболочки.  Оптический эффект КЛ достигается за счёт точно рассчитанного расположения оптических зон, а безопасность и комфорт – за счёт материалов, способных пропускать воздух и влагу. Один из самых важный показателей при выборе контактной оптики – % влагосодержания.

Что такое влагосодержание в контактных линзах?

Влагосодержание – характеристика, которая важна для поддержания слёзной плёнки между роговицей и линзой. Чем выше % воды в материале, тем мягче и гибче изделие. Отсюда можно сделать вывод, что чем больше влаги, тем лучше. 

Однако это не так. Всё зависит от материала, из которого изготовлены контактные линзы. Гидрогель плохо пропускает воздух, из-за чего влага под линзой быстро испаряется, а внешняя поверхность роговицы высушивается. При показателе влагосодержания ниже 50% развивается гипоксия роговицы, синдром сухого глаза. Изделия с влагосодержанием выше 60% непрочные, подвержены деформации и механическим повреждениям.

Силикон-гидрогелевые линзы воздухопроницаемы, но характеризуются низкой гидрофильностью (способностью накапливать и удерживать влагу). Проблема недостаточного увлажнения роговицы решается путём точного соотношения параметров кислородопроницаемости и влагосодержания. В процессе производства в состав материала включаются дополнительные компоненты, которые помогают поддерживать нужный водный баланс.

Классификация линз по влагосодержанию

Гидрогелевые линзы классифицируются на:

• низкогидрофильные – 38-50 %;
• высокогидрофильные – выше 50 %.

Параметры влагосодержания оптических изделий из силикон-гидрогеля – 24-35 %. 

Какие показатели влагосодержания можно считать оптимальными?  Обратите внимание, что эта характеристику всегда нужно рассматривать в соотношении с газопроницаемостью. Каждый производитель применяет собственные технологии производства, улучшая свойства основного материала за счёт дополнительных компонентов, поэтому оптимальные характеристики индивидуальны в зависимости от типа линз. 

Что лучше: кислородопроницаемость или влагосодержание?

Изделия из силикон-гидрогеля более плотные, поэтому их часто рекомендуют тем, кому контактная оптика назначается впервые. Они хорошо пропускают воздух, поэтому их можно носить длительное время, вплоть до полугода, не боясь навредить роговице. Однако из-за низкого содержания влаги пользователю нужно будет чаще применять офтальмологические растворы и капли, чтобы поддерживать качественное увлажнение.

Гидрогелевые линзы за счёт высокой гидрофильности очень комфортные, но они не пропускают воздух, поэтому носить их больше одного дня нельзя. Чем выше % «влажности», тем аккуратнее с ними нужно обращаться, а это под силу только опытным пользователям.

Консультация офтальмолога при подборе контактных линз

Правильный подбор параметров газо- и водопроницаемости – гарантия того, что ношение КЛ не навредит глазам.  Заниматься этим должен офтальмолог, который будет опираться на показатели слёзной жидкости, вид и степень нарушения зрения, а также условия работы и опытность пользователя.

Раствор «АкваОптик» для ухода за линзами

«АкваОптик» на основе гиалуроновой кислоты помогает поддерживать стабильную влажность контактных линз. Это не только офтальмологический раствор для увлажнения и защиты роговицы от пересыхания во время ношения линз, но и средство для ухода за контактной оптикой.

 

Что такое влажность? (с картинками)

`;

Наука

Факт проверен

Джен Айноа

Дата последнего изменения: 07 декабря 2022 г.

Содержание влаги — это мера количества воды или водяного пара, содержащегося в веществе. Может быть полезно думать об этом как о проценте по массе воды в образце смеси или формы вещества. Это измерение является переменным фактором для большинства веществ и может меняться в зависимости от погоды и температуры.

Знание количества воды или содержания влаги в веществе может помочь определить, подходит ли это вещество для конкретного использования. Например, количество влаги в почве напрямую влияет на типы организмов, которые могут в ней жить. Содержание воды в почве можно измерить с помощью зондов, которые прикрепляются к карманным компьютерам. Когда зонд вставляется в почву и активируется, он может обеспечить мгновенное считывание.

При сельскохозяйственной переработке пищевых продуктов, таких как кофе или какао-бобы, знание содержания влаги является ключом к определению того, когда безопасно упаковывать и отправлять продукт. Если кофе или какао-бобы содержат слишком много влаги, они заплесневеют при упаковке и будут небезопасны для употребления. И наоборот, если уровень слишком низкий, кофе и какао немного теряют вкус.

Определение идеального содержания влаги в веществе для коммерческих целей требует проб и ошибок. Часто, как в случае с кофе и какао-бобами, простые методы могут быть наиболее эффективными для достижения идеального уровня. Солнце, простые сушилки и время — факторы, которые можно использовать для уменьшения содержания влаги во многих пищевых продуктах.

Термином для снижения содержания влаги в веществе является обезвоживание. Обезвоживание может превратить сочный фрукт или овощ в маленькую, сухую, сморщенную модель самого себя. Многие грибы и грибки продаются в обезвоженном виде, из которого удалена почти вся влага. Когда эти грибы замачивают в воде, что называется регидратацией, они очень похожи по вкусу, текстуре и внешнему виду на свежие версии.

Плотники знают о важности содержания влаги в древесине. Зеленая древесина или древесина, которая совсем недавно была стоячим деревом, имеет высокий уровень влажности и не подходит для строительного материала. Использование такой древесины может вызвать изгиб, коробление и даже образование больших трещин после того, как влага начнет испаряться. С другой стороны, регидратация древесины путем ее замачивания позволяет сгибать ее для создания определенных форм. Это полезно при изготовлении изделий из дерева, которые необходимо изогнуть, например, гитар. Определение и контроль содержания влаги в веществах уникальны и необходимы для многих продуктов, и этот процесс граничит между искусством и наукой.

Вам также может понравиться

Рекомендуется

КАК ПОКАЗАНО НА:

Объяснение содержания влаги и шкалы показаний влажности

Для многих людей, которые не знакомы с идеей использования влагомеров для контроля содержания влаги в различных строительных материалах, термины «содержание влаги» и «шкала показаний» могут нуждаться в некотором объяснении. . Что означают эти термины и почему они важны при использовании влагомера?

Что такое влажность?

Влажность (MC) – это показатель количества влаги, присутствующей в материале. Это значение часто представляется в процентах от массы материала (например, X% MC). Количество влаги в объекте можно измерить несколькими различными способами, например, с помощью тестов на сушку в печи или измерителей влажности.

Испытание на сушку в печи

Испытание на сушку в печи измеряет содержание влаги по весу — кусок материала взвешивают, а затем помещают в печь при заданной температуре на время, необходимое для того, чтобы материал перестал изменять вес. После высыхания материал снова взвешивают, и разница в весе до и после сушки используется для определения того, сколько влаги было в испытуемом материале.

Однако есть несколько проблем с этими тестами. Во-первых, их обработка может занять некоторое время и потребовать какой-либо духовки, что делает их непрактичными для проверки влажности на ходу.

Во-вторых, такие тесты часто разрушают тестируемые материалы, делая их непригодными для использования во многих случаях (например, при тестировании древесины или некоторых растений).

Наконец, были высказаны опасения по поводу точности таких испытаний. В одной из статей CSC Scientific задается вопрос: «Уверены ли мы, что другие летучие вещества не уходят вместе с водой и не разлагаются при нагревании?» Несмотря на эту озабоченность, испытание в сухом состоянии обычно считается наиболее точным способом измерения содержания влаги в самых разных материалах.

Влагомер Тестирование

Другим методом определения содержания влаги в различных материалах является использование влагомеров. То, как это работает, будет немного отличаться в зависимости от типа используемого влагомера. Влагомеры можно разделить на две большие категории:

1. Бесконтактные Влагомеры . Эти измерители используют электромагнитные волны для «сканирования» образца материала. Контактная пластина измерителя нуждается в материалах с плоской поверхностью и достаточной толщины для правильной работы. Если контактная пластина не может установить надежный контакт, радиоволна может искажаться. Если материал слишком тонкий, бесконтактный измеритель может сканировать материал за сканируемым образцом.
2. Тип штифта Влагомер . Эти измерители используют принцип электрического сопротивления для измерения влажности различных строительных материалов. Набор штифтов вставляется в тестируемый материал, и электрический ток проходит от одного штифта через материал к другому штифту. Поскольку вода проводит электричество, большее сопротивление означает меньшее количество воды, а меньшее сопротивление означает большее количество воды.

Весы для чтения и Влагомеры

Термин «шкала показаний» приобретает важное значение при тестировании влагомеров. Почему?

Поскольку в случае влагомеров каждое устройство обычно калибруется для получения точных (или «количественных») показаний для одного вида материала. Например, некоторые влагомеры оптимизированы для получения точных показаний в древесине. Они будут называться измерителями влажности древесины и иметь «шкалу для чтения древесины». С другой стороны, существуют влагомеры, оптимизированные для сена — эти измерители называются измерителями влажности сена и имеют шкалу показаний для сена.

Однако существуют и другие измерители, такие как измерители влажности почвы, которые предназначены для измерения доступной влаги в почве, но не имеют «шкалы показаний почвы». Причина этого заключается в том, что, хотя счетчик измеряет доступную влагу в почве, в составе почвы в разных частях мира слишком много переменных, чтобы обеспечить согласованный стандарт измерения фактического содержания влаги в почве.

Некоторые расходомеры используют режим «эталонной шкалы», который не откалиброван для какого-либо отдельного материала. Вместо этого эталонные измерители обеспечивают качественную оценку влажности данного материала. Некоторые профессионалы используют эту настройку, чтобы получить быструю оценку влажности материалов, которые не имеют соответствующей шкалы показаний (или, если у пользователя нет подходящего измерительного прибора для работы).

При использовании измерительных приборов с эталонной шкалой пользователь обычно тестирует образец материала, который, как он знает, является сухим, а затем использует это показание в качестве точки сравнения (или «эталона»). Если показания близки или такие же, как у «сухого» образца, то материал, вероятно, сухой, если показания значительно выше, то, скорее всего, он влажный.

Конечно, даже в пределах одной шкалы отсчета возможны изменения физических свойств испытуемого материала. Например, существуют сотни видов древесины, каждая из которых имеет свой удельный вес и электропроводность (два фактора, влияющие на бесштифтовые и штифтовые влагомеры соответственно).