干湿球温度表测湿原理与纱布包扎方法分析

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【摘 要】通过对干湿球温度表的测湿原理关系分析，得出干湿球温度表测湿的准确度依赖于湿球温度的准确，而要使湿球的示值准确，必须保证湿球的表面与空气间有良好的蒸发及热量交换。因此正确的包扎湿球纱布和保持其清洁是非常关键的一步。

【关键词】湿球；纱布；包扎

0.引言

空气湿度是表示空气的潮湿程度及水汽含量的物理量，天气的变化与大气中湿度的变化极为密切。云雾和降水都来自水汽，大气中的水相转换是通过水汽来进行能量传递的，所以大气中湿度的变化与天气的变化密切相关。农田近地面空气中水汽的含量直接影响着农作物的生长和发育，因此，在地面观测中空气湿度是重要的观测要素之一。地面气象观测中测定的是距地1.5米处的空气湿度。测量湿度的仪器主要有湿球温度表、毛发湿度表、通风干湿表、湿度计和湿敏电容湿度传感器等。干湿球温度表是用于测定空气湿度的人工站仪器。湿球温度表的准确度除了与湿球温度表的性能、安置湿球温度表的百叶箱、湿润湿球纱布的水质及包扎湿球用的纱布质量和湿球纱布的清洁有关，还与湿球纱布包扎的状态有关。根据多年的测报工作实践经验，从物理量方面分析干湿球温度表的测湿原理及湿球纱布包扎的最适宜方法。

1.干湿球温度表的测湿原理

湿球温度是标定空气相对湿度的一种手段，其含义是，某一状态下的空气，同湿球温度表的湿润温包接触，发生绝热热湿交换，使其达到饱和状态时的温度。利用两支形状和球部都一样的温度表，放在百叶箱中，一支测空气温度，一支测湿球的温度，湿球温度表是温包上裹着湿纱布的温度表，在流速大于2.5m/s且不受直接辐射的空气中所测得的湿纱布表面温度，以此作为空气接近饱和程度的一种度量。当空气中的水汽含量未达到饱和时，湿球纱布上的水就会不断的蒸发而消耗湿球上的热量，湿球在降温的同时又从流经湿球的空气中不断的获得热量补给，当湿球纱布上因蒸发消耗的热量和湿球从流经的空气中取得的热量相互平衡后，湿球的温度就不会再继续下降，维持一个相对稳定的湿球温度。周围空气的饱和差愈大，湿球温度表上发生的蒸发愈强，而其湿度也就愈低，反之，空气中湿度大，湿球的水分蒸发就慢些，湿球温度降低的也就小一些，干湿球的温差也就小，湿度也就高。根据干、湿球温度的差值，可以换算出空气的相对湿度。干湿球温差的大小还与其它的因素有关，比如通过湿球附近的气流速度、大气的压力、湿球温度表球部的大小和湿球纱布的湿润状态等等都有关，这些因素也都影响着干湿球温度表测湿的精确度。

在实际应用中，湿球温度表的读数，实际上反映了湿纱布上水的温度，但是，值得注意的是，并不是任一读数都可以是湿球温度，只有在热交换达到平衡后，即稳定状态下的读数才称为湿球温度。下面用传热传湿原理来分析空气流经湿球表面时所发生的热湿交换过程。

当空气的相对湿度Ψ

当空气相对湿度较低时，湿球温度纱布上的水分蒸发快，蒸发需要的热量多，水温下降得也较多，因而干，湿球温度温差大。反之，如果空气得相对湿度高，则干湿球温度温差小。当Ψ=100%时，湿纱布上的水分不再蒸发，干，湿球温度也就相等了。由此可见，在一定的空气的状态下，干湿球温度的差值反映了空气相对湿度的大小。

用湿纱布包扎湿球温度表的球状感温部分，纱布下端浸在水杯的蒸馏水中保持纱布充分润湿，以维持感温部位空气湿度达到饱和。在纱布周围保持一定空气流通的情况下，使周围的空气接近达到等焓，湿球温度表的示数达到稳定后，此时温度表显示的读数近似认为是湿球的温度。 湿纱布中的水分不断向空气中蒸发时需要吸收热量，这热量靠由空气传到湿球来补充。因此，湿球的温度比空气的温度低，亦即比没有包有湿纱布前为低。但是湿球温度也不总是低于干球温度，在有大雾或湿球结冰时偶尔会出现高出干球温度0.1～0.2℃的情况，这是因为有大雾时，当空气中的水汽含量处于过饱和状态时，空气中的水汽就会在湿球上凝结出水珠而释放出热量，从而使湿球的温度上升。同样，在湿球结冰时，如果空气中的水汽较多，接近饱和状态时，对水面来说是不饱和状态，但对冰面来说已经处于过饱和状态，空气中的水汽就会在湿球上凝结，释放出热量而使湿球温度升高，这样就有可能造成湿球温度稍高于干球温度。

2.湿球纱布的包扎

湿球包扎纱布时，要把湿球温度表从百叶箱中拿出，先把手洗干净，再用清洁的水将温度表的感应球部冲洗干净，然后将长约10cm左右的新纱布平均折叠三次，压出褶皱来，这样做能使湿纱布更好的贴在湿球温度表的球部。把折叠好的纱布在蒸馏水中浸湿，使上端无绉折地包卷在感应球部（包卷纱布的重叠部分不要超过球部圆周的四分之一），包的时候让纱布向上稍稍多包一点，用纱线把高出感应部分上面的纱布扎紧，然后再把纱布向下拉紧，再往湿球纱布上倒点蒸馏水（这样能使纱布紧贴在球部），最后把感应部分下面的纱布紧靠着球部慢慢的扎好。包扎下面的纱布时，动作要轻缓，不要扎得过紧，要松紧适宜，过紧容易使水分供应缓慢，球部供水不足，造成湿球读数偏高；过松使纱布不能紧贴在水银球上，同样会造成湿球示值误差。

3.结论

综上所述，干湿球温度表的测湿是利用湿球纱布上的水分蒸发引起湿球温度的下降而最终维持一个相对稳定的干湿球温差，根据差值和气压及其它因素换算出当时空气的湿度。湿球温度的准确与否对测定空气湿度关系很大，要使湿球的示值准确，主要依赖于正确的包扎湿球纱布并保持其清洁，从而使湿球的表面有良好的蒸发及热量交换。

【参考文献】

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