Come calcolare l'umidità relativa: da entità e fatti diversi


La misurazione dell'umidità relativa (UR) gioca un ruolo cruciale in diversi campi. Come calcolare l'umidità relativa” è la preoccupazione principale di questo articolo.

Per calcolare l'umidità relativa utilizziamo diversi dispositivi e metodi. Molte applicazioni come i sistemi di condizionamento dell'aria, la conservazione degli alimenti, le previsioni meteorologiche, il processo di essiccazione del legno, le torri di raffreddamento, ecc. richiedono un monitoraggio regolare umidità relativa.

In parole semplici, l'umidità relativa è il rapporto tra la quantità attuale di vapore acqueo nell'aria e la massimo capacità di trattenere il vapore acqueo da parte dell'aria a una determinata temperatura.

L'umidità relativa è cambiata insieme al cambiamento di temperatura.

L'Umidità Relativa può essere espressa come segue:

Umidità relativa(%)=[latex] \frac{Densità vapore effettiva}{Densità vapore saturazione}X100%[/latex]

L'umidità relativa è sempre espressa in percentuale (%).

Se l'umidità relativa è del 50% significa che l'aria trattiene metà del vapore acqueo che può contenere teoricamente.

Generalmente, come dispositivo di misurazione dell'UR viene utilizzato uno psicrometro o un igrometro contenente termometri a bulbo umido e a bulbo secco.

Dispositivo di misurazione dell'umidità relativa; Credito immagine: Pixabay

Come calcolare l'umidità relativa con bulbo umido e bulbo secco?

L'umidità relativa può essere calcolata dalla differenza tra la temperatura sul termometro a bulbo umido e sul termometro a bulbo secco e utilizzando un grafico dell'umidità relativa.

Usando due termometri (bulbo secco e bulbo umido) possiamo determinare l'Umidità Relativa nella nostra casa o in un'area e possiamo sapere se c'è troppa o poca umidità in essa. La percentuale di umidità relativa presenta una grande differenza a varie temperature perché l'aria più calda trattiene più umidità dell'aria più fredda.

termometro a bulbo umido; Credito immagine: wikipedia

I passaggi seguiti per calcolare l'umidità relativa con il termometro a bulbo umido e a bulbo secco sono i seguenti:

Prendere due termometri a bulbo uno accanto all'altro e avvolgere un panno imbevuto d'acqua su uno dei due termometri.

Dopo qualche tempo, osserva la lettura della temperatura di entrambi i termometri e annota le letture in gradi Fahrenheit o gradi Celsius.

Il termometro a secco fornisce la temperatura dell'aria che è la vera temperatura termodinamica. La lettura della temperatura ottenuta dal bulbo umido è quella più bassa a causa dell'evaporazione dalla superficie bagnata.

Poiché la lettura della temperatura di bulbo umido è inferiore alla temperatura di bulbo secco, sottrarremo [latex]T_{wb}[/latex] da [latex]T_{db}[/latex] per ottenere la differenza.

Ora usando il grafico psicometrico possiamo calcolare l'UR.

come calcolare l'umidità relativa
Grafico psicometrico; Credito immagine: wikipedia

Come calcolare l'umidità in una stanza?

Conosciamo l'umidità relativa in una stanza, possiamo usare un dispositivo chiamato igrometro. Nel corso dei secoli questi strumenti sono cambiati, avanzati e di diverse tipologie a seconda delle esigenze dell'utilizzatore.

L'uso principale dell'igrometro è misurare la quantità di vapore acqueo nell'aria, a parte che ha numerosi usi commerciali. Ora al giorno secondo il requisito o le applicazioni sono disponibili sul mercato diverse varietà di igrometri.

Una quantità eccessiva di umidità nell'aria crea muffe e inquinanti all'interno delle case mentre una quantità non adeguata provoca irritazioni cutanee, problemi respiratori, scariche elettrostatiche, ecc. Per mantenere un livello di umidità adeguato possiamo utilizzare deumidificatori o vaporizzatori per regolare manualmente l'umidità ambientale.

Igrometro; Credito immagine: wikipedia

Come calcolare l'umidità relativa con la temperatura?

L'umidità relativa indica la percentuale di umidità presente rispetto alla quantità massima di umidità nell'aria a una determinata temperatura.

L'umidità relativa è più alta a una temperatura più bassa perché l'aria fredda può trattenere più vapori d'acqua rispetto all'aria calda. L'umidità relativa è specifica della temperatura e tende a cambiare anche con le variazioni di temperatura.

L'umidità relativa è inversamente proporzionale alla temperatura per una quantità fissa di vapore acqueo.

L'Umidità Relativa può essere espressa come segue:

Umidità relativa(%)=[latex]\frac{Pressione di vapore effettiva}{Pressione di vapore di saturazione}X100%[/latex] Eq(1)

All'aumentare del valore del denominatore nell'equazione(1), il valore di RH ottenuto viene diminuito.

Pertanto, quando la pressione del vapore acqueo saturo diminuisce (con il decremento della temperatura), il relativo valore di umidità aumenta fino a saturare l'aria.

Come calcolare l'umidità relativa dall'umidità?

L'umidità si riferisce alla quantità di vapore acqueo presente nell'aria.

In generale, possiamo dire che l'umidità viene misurata in tre modi diversi: umidità relativa, assoluta e specifica che indicano il contenuto di umidità nell'aria in tre modi diversi.

L'Umidità Relativa può essere espressa come segue:

Umidità relativa(%)= [latex]\frac{Densità di vapore effettiva}{Densità di vapore di saturazione}X100%[/latex]

Come calcolare l'umidità relativa usando uno psicrometro a fionda?

Gli psicrometri a fionda sono un tipo di igrometro senza batteria, più ampiamente utilizzato per determinate caratteristiche come poco costoso, facile da usare, a bassa manutenzione, portatile, ecc.

I passaggi seguiti per misurare l'umidità relativa sono i seguenti:

  • Rimuovere il tappo del serbatoio dello psicrometro e riempire il serbatoio con acqua.
  • Riempi il serbatoio con acqua per saturare lo stoppino, fissa bene il coperchio della camera. Allo stesso modo, assicurati che lo stoppino all'estremità del termometro sia bagnato.
  • Tenere asciutto il serbatoio di mercurio nel termometro a bulbo secco.
  • Ora, nell'area in cui dobbiamo misurare l'Umidità Relativa, fai oscillare rapidamente lo psicrometro nell'aria per un minuto o due.
  • Smetti di far girare lo psicrometro per stabilizzare le temperature, annota le letture di entrambi i termometri.
  • Ora calcola il valore di depressione del bulbo umido sottraendo la temperatura del bulbo umido dalla temperatura del bulbo secco.
  • Con l'aiuto della tabella allegata o della tabella psicomatica determinare il valore di RH. Per questo, individuare la temperatura del bulbo secco sull'asse orizzontale del grafico, quindi contrassegnare il valore di depressione del bulbo umido sull'asse verticale.
  • Ora segnare il punto di intersezione delle due letture per ottenere il valore di Umidità Relativa in percentuale.
  • Per una maggiore precisione, ripetere il metodo per due/tre volte.
Psicometri a fionda; Credito immagine: Flickr

Una grande differenza tra la temperatura del bulbo secco e quella del bulbo umido indica un valore di UR basso e al contrario una piccola differenza indica un valore di UR più alto. Se le temperature del bulbo secco e umido sono uguali, possiamo dire che l'umidità relativa è del 100%.

Come calcolare l'umidità relativa con temperatura e pressione di vapore?

La pressione del vapore saturo aumenta all'aumentare della temperatura, quindi l'umidità relativa diminuisce all'aumentare della temperatura.

L'Umidità Relativa può essere espressa come segue:

Umidità relativa(%)=[latex] \frac{Pressione di vapore effettiva}{Pressione di vapore di saturazione}X100%[/latex]

Come calcolare l'umidità relativa con temperatura e punto di rugiada?

Il punto di rugiada è la temperatura alla quale l'aria deve essere raffreddata affinché si verifichi la saturazione (si forma la rugiada) e raggiunga il 100% di umidità relativa.

I passaggi seguiti per calcolare l'umidità relativa utilizzando la temperatura e il punto di rugiada noti sono descritti di seguito:

  • La temperatura dell'aria e il punto di rugiada devono essere in Celsius, altrimenti convertirli in gradi Celsius.
  • Possiamo convertire Fahrenheit in Celsius usando la formula

               [latex]C=\frac{5}{9}(F-32)[/latex]   Eq(1)

               dove C= Temperatura Celsius, F= temperatura Fahrenheit,

  • Ora calcola la pressione del vapore saturo[latex](E_{s})[/latex] usando la formula

                [latex]E_{s}=6.11\cdot\exp{\frac{7.5T}{273.3+T}}[/latex] Eq(2)

                dove T=Temperatura dell'aria, [latex]E_{s}[/latex]=Pressione di vapore standard

  • Determinare ora la pressione di vapore effettiva (E) utilizzando la stessa formula, ovvero Eq (2)

                [latex]E=6.11\cdot\exp{\frac{7.5T_{d}}{273.3+T_{d}}}[/latex]

                Dove [latex]T_{d}[/latex]=Punto di rugiada, E= Pressione di vapore effettiva

  • Ora calcola l'umidità relativa (UR) dividendo la pressione di vapore effettiva per la pressione di vapore saturo e moltiplicando per 100.

[latex]RH=\frac{E}{E_{s}}X100[/latex] Eq(3)

Lo psicrometro a fionda può essere utilizzato anche per misurare il punto di rugiada. Il punto di rugiada è semplicemente l'umidità relativa con il 100% o lo stato completamente saturo, la condensazione inizia a quel punto. Per gli esseri umani è preferibile un punto di rugiada intorno a 55.

Sangeeta Das

Sono Sangeeta Das. Ho completato il mio Master in Ingegneria Meccanica con specializzazione in IC Engine and Automobiles. Ho circa dieci anni di esperienza nel settore e nel mondo accademico. La mia area di interesse include motori IC, aerodinamica e meccanica dei fluidi. Puoi raggiungermi su https://www.linkedin.com/in/sangeeta-das-57233a203/

Post Recenti