版湿度露点饱水蒸气压计算公式

1、饱和水蒸气压公式饱和是一种动向均衡态，在该状态下，气相中的水汽浓度或密度保持恒定。在整个湿度的换算过程中，关于饱和水蒸气压公式的选用显得尤其重要，所以下边介绍几种常用的。（1）、克拉柏龙-克劳修斯方程该方程是以理论观点为基础的，表示物质相均衡的关系式，它把饱和蒸汽压随温度的变化、容积的变化和过程的热效应三者联系起来。方程以下：T-为循环的温度;dT-为循环的温差;L-为热量，这里为汽化潜热（相变热）;-为饱和蒸汽的比容;-为液体的比容;e-为饱和蒸汽压。这就是有名的克拉柏龙-克劳修斯方程。该方程不只合用于水的汽化，也合用于冰的升华。当用于升华时，L为升华潜热。（2）、卡末林-昂尼斯方程实质的蒸

2、汽和理想气体不一样，原由在于气体分子自己拥有体积，分子间存在吸引力。卡末林-方程考虑了这类力的影响。卡末林-昂尼斯于1901年提出了状态方程的维里表达式（e表示水汽压）。昂尼斯气体状态这些维里系数都能够经过实验测定，此中的第二和第三维里系数都已经有了广泛的计算公式。比如靠近大气压力，温度在150K到400K时，第二维里系数计算公式：一般在我们所议论的温度范围内，第四维里系数能够不予考虑。（3）、Goff-Grattch饱和水汽压公式从1947年起，世界气象组织就介绍使用Goff-Grattch公式。它包含两个公式，一个用于液-汽均衡，另一个用于固关于水平面上的饱和水汽压的水汽压方程。该方程是此

3、后多年世界公认的最正确的-汽均衡。式中，T0为水三项点温度273.16K关于冰面上的饱和水汽压以上两式为1966年世界气象组织公布的国际气象用表所采纳。（4）、Wexler-Greenspan水汽压公式1971年，美国国家标准局的Wexler和Greenspan依据25100范围水面上饱和水汽压的精准丈量数据，以克拉柏龙一克劳修斯方程为基础，联合卡末林-昂尼斯方程，经过简单的数学运算并参照试验数据作了部分修正，导出了0100范围内水面上的饱和水汽压的计算公式，该式的计算值与实验值基本切合。式中常数项的个数n一般取48，比如n为4时，各项系数为：C0=-0.60436117104、C1=0.18

4、93292601102、C2=-0.2824492510-1、C3=0.1725033110-4、C4=0.285848710因为冰面上的饱和水汽压试验数据较少，Wexler近似0100范围内水面上的饱和水汽压的计算公式，使用了Guildner等人的三相点蒸气压试验数据，导出了冰面上的饱和水汽压公式，近似于上式，不再列出。5）、饱和水汽压的简化公式上述的饱和水汽压公式均比较繁琐，为了适应大部分工程实践需要，特别是利于计算机、微办理器编程需要，总结了一组简化饱和水汽压公式关于水面饱和水汽压关于冰面饱和水汽压上式与Goff-Gratch和Wexler公式的最大相对误差小于0.2%。Thunder以

5、上五个求饱和水蒸气压值的公式很拥有代表性，与此有关的公式也基本经过它们得来，包含企业。Michell企业和在这里介绍一下Michell企业和Thunder企业在程序中所使用的饱和水蒸汽压以及露点温度和加强因子等几个重要参量的计算公式。（6）、MichellInstrumentsLtd中使用的饱和水汽压计算公式经过查阅资料知Michell企业计算饱和水蒸气压的计算公式，一组是简化的，一组是复杂的。简化公式以下（饱和水蒸气压的单位：Pa）：在水面上：此中温度范围是：-45+60；不确立度小于0.6%；置信空间在95%。在冰面上：此中温度范围是：-65+0.01；不确立度小于1.0%；置信空间在95

6、%。另一组复杂公式以下所示：在水面上：在冰面上：该组公式也相应的给出了不确立度，关于过冷水即-500不确立度为0.6%上述两公式的置信空间都在95%。在水面上温度范围从0100，饱和水蒸气压的不确立小于0.1%；在冰面上温度范围从-1000.01，饱和水蒸气压的不确立小于，而1%；资猜中给出的露点计算公式是将求饱和水蒸气压简化公式中的温度值反推，公式以下：在水面上：在-45+60温度范围内，露点值td的不确立度为0.04。在冰面上：在-65+0.01温度范围内，霜点值td的不确立度为0.08。在加强因子的计算中，Michell也给出了两个公式，条件主假如由环境的压力值来确立的，公式以下：若压力

7、P在3kPa110kpa间：该公式在-50+60内计算出的f值的不确立度在0.08%内。若压力P在一标准大气压至2MPa：此中，Ai和Bi的值以下表：过冷水-500水面上0100冰面上-1000A13.6218310-43.5362410-43.6444910-4A22.6055310-52.9322810-52.9363110-5A33.8650110-72.6147410-74.8863510-7A43.8244910-98.5735810-94.3654310-9B1-10.7604-10.7588-10.7271B26.3972510-26.3252910-27.6198910-2B3

8、-2.6341610-4-2.5359110-4-1.7477110-4B41.6725410-66.3378410-72.4672110-6（7）、HumiCalc中使用的饱和水汽压公式Thunder企业分别给出了在68温标和90温标下的计算公式，因为此刻波及到温度的计算都采纳90温标，因此本文中所提到的公式没有特别说明都是采纳90温标。饱和水蒸气压的计算公式以下：在水面上：,T的单位为K：温度范围t：0100系数g值列表以下g0g1g2g3g4g5g6g7-2836.5744-6028.07655919.54263612-0.027378301881.62616987.0229056-1.

9、86800092.715030510-510-1010-13在冰面上：,T的单位为K：温度范围t：-1000系数k值列表以下k0-5886.6426k122.32870244k20.0139387003-k33.426240210-5k42.7040955-810k5-0.67063522Thunder企业的饱和水蒸气的计算公式是依据Wexler-Greenspan水汽压公式来的，不过方程中所用的系数值g和k获得更为精准，所查阅的Thunder企业资猜中没有指出其公式计算出的不确立度，但我们同Michell以及相应的其余同类计算公式比对从数据上能够看出值是比较靠近的，说明该公式精度是很高的，不

10、过公式的表达方式不一样。企业的公式Thunder企业的露点和霜点的计算公式，以下：在水面上（露点计算公式）：c和d系数列表值：c0c1c2c3d0d1d2d3207.98233-20.1560280.46778925-9.22880671-0.133196695.6577518-7.517286510-610-310-5在冰面上（霜点计算公式）：c和d系数列表值：c0c1c2d0d1d2d3212.57969-10.2646120.143547961-8.28716192.3540411-2.43639510-210-310-5对加强因子的计算，Thunder企业只给出了一种公式，格式上看同M

11、ichell企业给出的公式例同（压力P在一标准大气压至2MPa间的），不过在Ai和Bi的取值稍有不一样，公式以下：此中，Ai和Bi的值以下表：系数过冷水-500水面上0100冰面上-100-50冰面上-500A13.6218310-43.5362410-49.883002210-43.6134510-4A22.606124410-52.932836310-55.742970110-52.947168510-5A33.866777010-72.616897910-78.902309610-75.219116710-7A43.8244910-98.581360910-96.203884110-95

12、.019421010-9B1-10.7604-10.7588-10.415113-10.7401B26.398744110-26.326813410-29.117715610-27.369844710-2B3-2.635156610-4-2.536893410-45.112827410-5-2.689002110-4B41.672508410-66.340528610-73.549929210-61.539508610-6基础知识（1）干空气与水蒸气的分压自然界的空气总含有一些水蒸汽，可称之为湿空气，即湿空气可当作干空气与水蒸气的混淆物。若令P代表大气压强，即湿空气的总压，Pa和Pw分别代表干

13、空气及水蒸气的分压，则按道尔顿分压定律有：（Pa）（2）露点Td和霜点Tf：假如给定的空气在水汽压不变的状况下渐渐冷却，当达到某一温度时，空气的水汽压达到了该温度下的饱和蒸汽压，当空气进一步冷却时，假如在空气中有一个光洁的平面和“冷凝核心”（如表面上的微粒和缺点的棱角），水汽就会在平面上凝固成露点，此温度Td称为露点温度，切实的说，应为热力学露点温度；当空气的温度低于0时，水汽在平面上凝固成霜，该温度Tf被称为霜点。露点和露点的计算公式详见饱和水蒸气压公式中的介绍。（3）相对湿度%RH：相对湿度是指空气中水汽的摩尔分数与同样温度（T）、压力（P）下纯水表面的饱和水汽的摩尔份数之比，用百分数表示

14、。式中，e-表示水气分压(Pa)；ew-表示饱和水蒸气压力(Pa)；相对湿度越小，就表示是空气离饱和态越远，另有汲取更多水蒸气的能力，即空气越干燥，汲取水蒸气能力越强；反之，相对湿度越大，汲取水蒸汽能力越弱，即空气越湿润。相对湿度反应了湿空气中水蒸汽含量靠近饱和的程度，故又称饱和度。（4）气象相对湿度%RH：气象相对湿度的定义同（3）相对湿度%RH的定义基真同样，不过低于0时，相对湿度仍以过冷水即液面饱和水汽压计算公式来计算饱随和压值，所以在计算ew时我们一直用水面上饱随和压值计算公式来计算（低于0当作过冷水），这点在同标准相对湿度是不一样的。（5）水气分压WVP；就是在总压下水蒸汽所占的压力

15、，表示为e，若将湿空气视作理想二元气体混淆物，依据道尔顿分压定律，引入摩尔分数可获得：式中P为实质气体的压力（包含水汽分压e与干空气分压Pa），r表湿空气的混淆比。6）饱和水蒸汽压力SWVP，即湿空气处于露点温度或霜点温度（饱和状态时）时水蒸气所占的分压值。7）混淆比R(W)：湿空气的混淆比R(W)是指湿空气中所含的水汽质量和与它共存的干空气质量的比值。当把湿空气视作理想气体时，由理想气体状态方程能够导出以下关系式：式中，Mw为水的分子量（18.0153），Ma为干空气的分子量（28.9635）。8）混淆比R(V)：气体的湿度除可用质量比的形式来表示以外，也能够用体积比来表示，即水汽体积与干空

16、气体积之比。体积混淆比关于理想状态有9）PPM(V)：在湿度丈量中体积比还常常用水汽的体积和与之共存的干空气的体积之比（百万分之一）来表示，即PPM(V)，公式以下：式中，P为湿空气的总压力；e为湿空气中的水汽分压。10）PPM(W)：以“百万分之一”为计算单位表示的水汽与其共存的干空气的质量之比，公式以下：式中，mw是给定的湿空气中的水汽质量，单位为g；ma是与质量为mw的水汽共存的干空气质量，单位为g。11）比湿：湿空气中的水汽质量与湿空气的总质量之比，表示式为：当把湿空气视作理想气体时，将理想气体状态方程代入上式，能够导出以下关系式：12）绝对湿度：绝对湿度亦称为水气浓度和水气密度，定义

17、为湿空气中的水汽质量与湿空气的整体积之比，表示为：式中，V是湿空气的整体积（m3），w是绝对湿度（g/m3）假如将湿空气视作理想气体，可导出以下关系式：13）焓H：湿空气的热含量是指单位质量绝热干空气在常压下，以0为基准的热焓，用H表示，单位为kJ/kg干空气：式中：d为空气的含湿量(kg水蒸气/kg干空气)Ca,Cw绝干空气与水蒸气在0t的均匀定压比热，它们是温度的函数，在200以下的干燥范围内可取Ca=1.006,Cw=1.930kJ/kg；t空气的温度；2490是水在0时的汽化潜热，kJ/kg。（14）湿球温度Tw：在压力为P、温度为T条件下，纯水湿空气系统进行绝热蒸发，达到均衡状态时湿

18、球所对应的温度就叫湿球温度Tw。依据干湿表公式，空气的水汽压e（mb）为：式中，etw-为湿球温度tw所对应的纯水平液面的饱和水汽压（mb）；当湿球结冰时，即为纯水平冰面的饱和水汽压；A为干湿表系数（(-1)）。在湿球球部（柱状）通风速度为3.5m/s条件下，当湿球未结冰时A=0.66710(-3)（(-1)）；当湿球结冰时A=0.58810(-3)（(-1)）。P为本站气压（mb）；t为干球温度（）；tw为湿球温度（）。（15）加强因子f：因为实质气体并不是理想气体，所以实质气体混淆物其实不完整恪守道尔顿分压定律，详细地说，当水汽与其临界温度以下的其余气体混淆时和水面或冰面均衡时的水汽压力与只存在纯水汽的状况不一样，一般称作有效饱和压力e(有效饱和压力比只有纯水汽时的饱和压力要大)。e=f*e式中，f称为加强因子；e-为气相纯水汽时的饱和压力；e-为同样条件下与其余气体共存时的饱和水气分压。16）体积百分比：在标准压力和温度下，湿空气中水汽所据有的体积与其余整体积的百分比，公式以下：体积百