常用湿度单位如何换算?
工业气体湿度测量中,经常会同时遇到露点、绝对湿度、体积比、质量比以及相对湿度等不同表示方法。同一气体的含水量,可以根据不同测量目的采用不同的湿度单位表示。
例如,露点通常用℃或℉表示;绝对湿度可用g/m³表示;微量水分常使用ppmv或ppmw表示;环境空气湿度则更多采用相对湿度%RH表示。
下面整理常用湿度单位之间的对应数据,便于工程设计、仪表选型及现场数据查询。
一、常用湿度单位换算表
| 露点 ℃ | 露点 ℉ | 绝对湿度 g/m³ | 体积比 ppmv | 质量比 ppmw(在空气中) | 相对湿度(20℃)% |
|---|---|---|---|---|---|
| -70 | -94 | 0.00207 | 2.5 | 1.64 | 0.001 |
| -60 | -76 | 0.00857 | 11 | 6.59 | 0.005 |
| -50 | -58 | 0.0312 | 39 | 24.2 | 0.02 |
| -40 | -40 | 0.102 | 127 | 79.1 | 0.05 |
| -30 | -22 | 0.301 | 376 | 234 | 0.2 |
| -20 | -4 | 0.816 | 1020 | 635 | 4 |
| -10 | 14 | 2.06 | 2560 | 1590 | 11 |
| 0 | 32 | 4.84 | 6020 | 3800 | 26 |
| 10 | 50 | 9.21 | 12100 | 7729 | 52 |
| 20 | 68 | 18.5 | 23100 | 100 | |
| 30 | 86 | 36.6 | 41800 | ||
| 40 | 104 | 58.5 | 73000 |
说明:表中未给出的数据保持为空,不作推算补充,以原始换算表数据为准。
二、什么是露点?
露点是工业气体湿度测量中非常常用的参数。当含有水蒸气的气体在压力和水汽含量基本不变的条件下冷却,达到水蒸气开始凝结时所对应的温度,就是露点温度。
通常情况下,露点越低,说明气体中的水分含量越少。例如表中-70℃露点对应的绝对湿度只有0.00207g/m³,而0℃露点对应的绝对湿度已经达到4.84g/m³。
三、露点℃和℉如何对应?
| 露点 ℃ | 露点 ℉ |
|---|---|
| -70 | -94 |
| -60 | -76 |
| -50 | -58 |
| -40 | -40 |
| -30 | -22 |
| -20 | -4 |
| -10 | 14 |
| 0 | 32 |
| 10 | 50 |
| 20 | 68 |
| 30 | 86 |
| 40 | 104 |
其中一个比较容易记忆的对应点是-40℃=-40℉。在进口露点仪、气体分析仪以及国外技术资料中,经常会遇到华氏温度表示的露点参数。
四、露点与绝对湿度的关系
绝对湿度表示单位体积气体中所含水蒸气的质量,常用单位为g/m³。从表中可以明显看到,随着露点升高,气体所对应的绝对湿度快速增加。
| 露点 | 绝对湿度 |
|---|---|
| -70℃ | 0.00207 g/m³ |
| -50℃ | 0.0312 g/m³ |
| -30℃ | 0.301 g/m³ |
| -20℃ | 0.816 g/m³ |
| 0℃ | 4.84 g/m³ |
| 20℃ | 18.5 g/m³ |
| 40℃ | 58.5 g/m³ |
因此,在干燥空气、压缩空气以及工业气体水分测量中,露点变化实际上可以反映气体含水量的变化。
五、ppmv是什么意思?
ppmv是按体积比表示的百万分率,常用于表示气体中的微量水分含量。对于低露点、低含水量气体,采用ppmv表示通常比百分数更加方便。
| 露点 | 体积比 ppmv |
|---|---|
| -70℃ | 2.5 ppmv |
| -60℃ | 11 ppmv |
| -50℃ | 39 ppmv |
| -40℃ | 127 ppmv |
| -30℃ | 376 ppmv |
| -20℃ | 1020 ppmv |
| -10℃ | 2560 ppmv |
| 0℃ | 6020 ppmv |
| 10℃ | 12100 ppmv |
| 20℃ | 23100 ppmv |
| 30℃ | 41800 ppmv |
| 40℃ | 73000 ppmv |
六、ppmv和ppmw有什么区别?
ppmv表示体积比百万分率,而ppmw表示质量比百万分率,两者不是同一个物理量,因此数值不能直接等同。
原表给出了部分露点条件下空气中的质量比ppmw数据:
| 露点 | ppmv | ppmw(空气中) |
|---|---|---|
| -70℃ | 2.5 | 1.64 |
| -60℃ | 11 | 6.59 |
| -50℃ | 39 | 24.2 |
| -40℃ | 127 | 79.1 |
| -30℃ | 376 | 234 |
| -20℃ | 1020 | 635 |
| -10℃ | 2560 | 1590 |
| 0℃ | 6020 | 3800 |
| 10℃ | 12100 | 7729 |
七、20℃时露点与相对湿度对照
相对湿度表示实际水蒸气含量与相同温度下饱和水蒸气含量之间的相对关系,因此相对湿度必须结合气体温度理解。原表给出了20℃条件下的部分相对湿度数据。
| 露点 | 20℃时相对湿度 |
|---|---|
| -70℃ | 0.001% |
| -60℃ | 0.005% |
| -50℃ | 0.02% |
| -40℃ | 0.05% |
| -30℃ | 0.2% |
| -20℃ | 4% |
| -10℃ | 11% |
| 0℃ | 26% |
| 10℃ | 52% |
| 20℃ | 100% |
例如,当气体温度为20℃时,露点为10℃对应表中的相对湿度约为52%;当露点达到20℃时,对应相对湿度为100%,说明已经达到饱和状态。
八、不同湿度单位主要用在哪里?
| 湿度表示方法 | 常用单位 | 常见应用 |
|---|---|---|
| 露点 | ℃、℉ | 压缩空气、天然气、工业气体干燥度 |
| 绝对湿度 | g/m³ | 空气含水量及工程计算 |
| 体积比 | ppmv | 微量水分、气体分析 |
| 质量比 | ppmw | 按质量表示微量水分 |
| 相对湿度 | %RH | 环境空气、暖通、生产环境湿度测量 |
九、使用湿度换算表需要注意什么?
湿度单位之间的关系会受到温度、压力以及气体组成等条件影响,因此不能在所有工况下简单按照一个固定比例进行换算。
尤其是相对湿度,本身与气体温度密切相关。本表相对湿度一栏明确对应20℃条件,不能直接作为其他温度下的相对湿度数据使用。
对于压力变化明显的工业气体、压缩空气以及其他特殊气体,在进行精确湿度换算时,还应结合实际压力、温度及气体组成进行计算。
总结
工业湿度可以采用露点、绝对湿度、ppmv、ppmw和相对湿度等多种方式表示。不同单位反映水分含量的角度不同,在气体分析、压缩空气、环境湿度和工业过程测量中各有用途。
本文表格提供了-70~40℃露点范围内的常用湿度换算数据,可用于工程设计、仪表选型和现场数据快速查询。对于精确计算,应同时考虑实际温度、压力及气体组成。