VDI VDE 3514 Blatt 1-2016 Measurement of gas humidity - Characteristics and symbols.pdf

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1、ICS 07.030 VDI/VDE-RICHTLINIEN November 2016 VEREIN DEUTSCHER INGENIEURE VERBAND DER ELEKTROTECHNIK ELEKTRONIK INFORMATIONSTECHNIK Gasfeuchtemessung Kenngren und Formelzeichen Measurement of gas humidity Characteristics and symbols VDI/VDE 3514 Blatt 1 / Part 1 Ausg. deutsch/englisch Issue German/En

2、glish Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich. The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik (GMA) Fachbereich Prozessmesstechnik und Stru

3、kturanalyse VDI/VDE-Handbuch Prozessmesstechnik und Strukturanalyse VDI-Handbuch Raumlufttechnik VDI-Handbuch Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen, Band 5: Spezielle Verfahrenstechniken Vervielfltigungauchfrinnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet /Reproductionevenforinternalusenot permittedFr

4、here Ausgaben:11.07;07.14 Entwurf,deutschFormereditions:11/07;07/14 Draft,in German onlyZu beziehen durch / Available atBeuth Verlag GmbH,10772 BerlinAlle Rechte vorbehalten / AllrightsreservedVerein DeutscherIngenieuree.V.,Dsseldorf2016Inhalt Seite Contents Page Vorbemerkung . 2 Einleitung . 2 1 An

5、wendungsbereich . 2 2 Formelzeichen und Indizes 2 3 Beschreibung der Kenngren . 6 3.1 Sttigungsdampfdruck . 7 3.2 Sttigungsdampfdruck in Luft mit einem Gesamtdruck p. 8 3.3 Taupunkttemperatur, Frostpunkt-temperatur, Drucktaupunkt 10 3.4 Relative Feuchte U . 12 3.5 Mischungsverhltnis r 14 3.6 Volumen

6、anteil v. 14 3.7 Teilvolumen des Wasserdampfs 14 3.8 Wasserdampfdichte dv15 Schrifttum 16 Preliminary note . 2 Introduction 2 1 Scope . 2 2 Symbols and indices 2 3 Description of characteristics . 6 3.1 Saturation vapour pressure. 7 3.2 Saturation vapour pressure in air with a total pressure p 8 3.3

7、 Dew point temperature, frost point temperature, pressure dew point 10 3.4 Relative humidity U . 12 3.5 Mixing ratio r . 14 3.6 Volume fraction v14 3.7 Partial volume of water vapour 14 3.8 Water vapour density dv. 15 Bibliography 16 B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15B

8、E74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 2 VDI/VDE 3514 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Vorbemerkung Der Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Beachtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richtlinie VDI 1

9、000. Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder voll-stndig, sind vorbehalten. Die Nutzung dieser Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenzbedingungen (www.vdi.de/richtli

10、nien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich. Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt. Preliminary note The content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recommendations of the standard VDI 100

11、0. All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, either of the full text or of extracts. The use of this standard without infringement of copyright is permitted subject to the licensing con-diti

12、ons (www.vdi.de/richtlinien)specified in the VDI Notices. We wish to express our gratitude to all honorary contributors to this standard. Einleitung In der Richtlinienreihe VDI/VDE 3514 sind mehrere Bltter geplant. Eine Liste der aktuell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abru

13、fbar unter www.vdi.de/3514. Introduction The series of standards VDI/VDE 3514 is sched-uled to comprise several parts. A catalogue of all available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3514. 1 Anwendungsbereich Diese Richtlinienreihe legt Kenngren und deren

14、 Formelzeichen fr die Gasfeuchtemessung fest. Zielsetzung ist, die in diesem Bereich vielfltigen Definitionen zu vereinheitlichen und eine gemein-same Basis bereitzustellen. Grundlage ist die bestehende Normung, die jedoch aufgrund des Alters an bestehende technische Rahmenbe-dingungen angepasst wur

15、de. 1 Scope This series of standards specifies characteristics and their symbols for the measurement of the humidity of gas with a view to unifying the varied definitions existing in this area and to providing a common basis. The starting point for these efforts has been the standards at present in

16、force which, due to their age, were, however, adjusted to todays general technical conditions. 2 Formelzeichen und Indizes Formelzeichen In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Formelzeichen verwendet: 2 Symbols and indices Symbols The following symbols are used throughout this stan

17、dard: Formel-zeichen / Symbol Bezeichnung / Designation Einheit / Unit Gleichung zur Berechnung / Computation formula Erluterung / Comment CnMagnuspara-meter / Magnus parameter C1hPa C3C Parameter zur Anwendung der Magnus-formel / parameters for using the Magnus equation dvWasserdampf-dichte, auch a

18、bsolute Feuchte / water vapour density, also absolute humidity kg/m3 Vmix10,0021667edZT= Verhltnis der Masse des Wasserdampfs zum Volumen, in dem sich das feuchte Gas befin-det; Zmixist der Kompressionsfaktor des Mischgassystems. / Ratio of the mass of water vapour to the vol-ume in which the humid

19、gas is contained; Zmixis the compression factor of the mixed gas system. B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 3514 Blatt 1

20、/ Part 1 3 Formel-zeichen / Symbol Bezeichnung / Designation Einheit / Unit Gleichung zur Berechnung / Computation formula Erluterung / Comment e Wasserdampf-druck in reiner Phase / water vapour pressure in pure phase Pa Druck der gasfrmigen Phase des Wassers in einem gegebenen Volumen in reiner Pha

21、se oder der Wasserdampfpartialdruck in einem idealen Gas oder Gasgemisch / pressure of the gaseous phase of water in a given volume in pure phase or of the water vapour partial pressure in an ideal gas or gas mixture e* Wasserdampfpar-tialdruck in ent-spanntem Gas / water vapour partial pressure in

22、expanded gas Pa 0*peep= Druck der gasfrmigen Phase des Wassers in einem gegebenen Volumen in reiner Phase oder der Wasserdampfpartialdruck in einem idealen Gas oder Gasgemisch bei entspanntem Gas / pressure of the gaseous phase of water in a given volume in pure phase or of the water vapour partial

23、pressure in an ideal gas or gas mixture in expanded gas e Wasserdampfpar-tialdruck in ei-nem realen Gas / water vapour partial pressure in a real gas Pa e = xv p Partialdruck der gasfrmigen Phase des Wassers in einem gegebenen Volumen eines realen Gases oder Gasgemischs / partial pressure of the gas

24、eous phase of water in a given volume of a real gas or gas mixture eiSttigungsdampf-druck in reiner Phase ber Eis / saturation vapour pressure in pure phase above water Pa Bestimmungsgleichungen fr ew; als Funktion der Tem-peratur t, siehe Abschnitt 3.1 / conditional equations for ew; as a function

25、of temperature t, see Section 3.1 Wasserdampfpartialdruck bei Sttigung ber Eis / water vapour partial pressure under saturation conditions above ice eiSttigungsdampf-druck in Gas ber Eis / saturation vapour pressure in gas above ice Pa i iie fe= Dampfdruck in einem realen Gas oder Gas-gemisch bei St

26、tigung ber Eis / vapour pressure in a real gas or gas mixture under saturation conditions above ice ewSttigungsdampf-druck in reiner Phase ber Wasser / saturation vapour pressure in pure phase above water Pa Bestimmungsgleichungen fr ewals Funktion der Tem-peratur t siehe Abschnitt 3.1 / conditional

27、 equations for ewas a function of temperature t, see Section 3.1 Wasserdampfpartialdruck bei Sttigung ber Wasser / water vapour partial pressure under saturation conditions above water ewSttigungsdampf-druck in Gas ber Wasser / saturation vapour pressure in gas above water Pa w wwe fe= Dampfdruck in

28、 einem realen Gas oder Gas-gemisch bei Sttigung ber Wasser / vapour pressure in a real gas or gas mixture under saturation conditions above water B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 4 VDI/VDE 3514 B

29、latt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Formel-zeichen / Symbol Bezeichnung / Designation Einheit / Unit Gleichung zur Berechnung / Computation formula Erluterung / Comment fiEnhancement-Faktor fr Eis / enhancement factor for ice Bestimmungsgleichunge

30、n fr fw; als Funktion der Tem-peratur t und des Drucks p, siehe Abschnitt 3.2 / conditional equations for fwas a function of temperature t and pressure p, see Section 3.2 Der Enhancement-Faktor bercksichtigt die Wechselwirkungen zwischen Eis und Gas im realen System. / The enhancement factor account

31、s for the interactions between ice and gas in a real system. fwEnhancement-Faktor fr Wasser / enhancement factor for water Bestimmungsgleichungen fr fwals Funktion der Tem-peratur t und des Drucks p, siehe Abschnitt 3.2 / conditional equations for fwas a function of temperature t and pressure p, see

32、 Section 3.2 Der Enhancement-Faktor bercksichtigt die Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gas im realen System. / The enhancement factor accounts for the interactions between water and gas in a real system. h spezifische Enthalpie / specific enthalpy J/kg a wv()pph c t l c tr= + + Zustandsgre des f

33、euchten Gases, die sich aus den spezifischen Enthalpien der Komponenten des Gemischs zusammensetzt und auf den Masseanteil des trockenen Gases bezogen ist; cpaist die spezifische Wrmekapazitt des trockenen Gases, cpvist die spezifische Wrmekapazitt von Wasserdampf, jeweils bei konstantem Druck, und

34、lwist die spezifische latente Wrme (Verdampfungs-wrme) von Wasser. / parameter of state of the humid gas, composed of the specific enthalpies of the components of the mixture and related to the mass fraction of the dry gas; cpais the specific heat capacity of the dry gas, cpvis the specific heat cap

35、acity of water vapour, each at constant pressure, and lwis the specific latent heat (evaporation heat) of water. n Anzahl Mole / number of moles Gesamtanzahl der Mole eines Gases oder Gasgemischs in einem gegebenen Volumen / total number of moles of a gas or gas mixture in a given volume nvAnzahl de

36、r Mole Wasserdampf / number of moles of water vapour Anzahl der Mole Wasserdampf in einem gegebenen Volumen eines Gases oder Gasgemischs / number of moles of water vapour in a given volume of a gas or gas mixture p Gasdruck / gas pressure Pa Gesamtdruck, der sich aus der Summe der Partialdrcke der g

37、asfrmigen Komponenten zusammensetzt / total pressure equal to the sum of the partial pressures of the gaseous components B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11All rights reserved Verein Deutscher Ingen

38、ieure e.V., Dsseldorf 2016 VDI/VDE 3514 Blatt 1 / Part 1 5 Formel-zeichen / Symbol Bezeichnung / Designation Einheit / Unit Gleichung zur Berechnung / Computation formula Erluterung / Comment qvMasseanteil des Wasserdampfs (spezifische Feuchte) / mass fraction of water vapour (specific humidity) kg/

39、kg vv0,621980,37802 1eqperqr= =+Verhltnis der Masse des Wasserdampfs zur Masse des feuchten Gases / ratio of mass of water vapour to mass of humid gas R Gaskonstante / gas constant Konstante / constant r Mischungs-verhltnis / mixing ratio kg/kg 0,62198erpe= Verhltnis der Masse des Wasserdampfs zur M

40、asse des trockenen Gases / ratio of mass of water vapour to mass of dry gas t, T Gastemperatur / gas temperature C, K 273,15=TtTemperatur eines Gases oder Gasgemischs / temperature of a gas or gas mixture tdTaupunkt-temperatur / dew point temperature C wd (, )e e pt= Temperatur, bei der der aktuelle

41、 Wasser-dampfpartialdruck gleich dem Sttigungs-dampfdruck ist und bei der Kondensation einsetzt / temperature at which the prevailing water vapour partial pressure is equal to the saturation vapour pressure and at which condensation starts tfFrostpunkt-temperatur / frost point temperature C wf (, )e

42、 e pt= Temperatur, bei der der aktuelle Wasser-dampfpartialdruck gleich dem Sttigungs-dampfdruck ist und bei der Eisbildung einsetzt / temperature at which the prevailing water vapour partial pressure is equal to the saturation vapour pressure and at which ice begins to form tw,tiFeuchttempera-tur /

43、 wet bulb temperature C Temperatur, die sich an der Grenzflche einer befeuchteten oder vereisten Ober-flche und einem vorbeistrmenden Gas einstellt / temperature resulting at the interface between a wetted or iced surface and a flowing gas Uirelative Feuchte in Bezug auf Eis / relative humidity in r

44、elation to ice % 100),()(iii=tpfteeUin Prozent angegebenes Verhltnis des Wasserdampfpartialdrucks zum Sttigungs-dampfdruck bei Sttigung ber Eis und bei gleichem Gesamtdruck und gleicher Temperatur / percentage of water vapour partial pressure to saturation vapour pressure under saturation conditions

45、 above ice and at equal total pressure and temperature B974908A824A6748CAAAA99BAB349F63B2C88DD9B0D2BF8368C461B1CCB65CD15BE74F0686BD19CFC1FA2DEF1929BEST BeuthStandardsCollection - Stand 2016-11 6 VDI/VDE 3514 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2016 Fo

46、rmel-zeichen / Symbol Bezeichnung / Designation Einheit / Unit Gleichung zur Berechnung / Computation formula Erluterung / Comment Uwrelative Feuchte in Bezug auf Wasser / relative humidity in relation to water % 100),()(www=tpfteeUin Prozent angegebenes Verhltnis des Wasserdampfpartialdrucks zum St

47、tigungs-dampfdruck bei Sttigung ber Wasser und bei gleichem Gesamtdruck und gleicher Temperatur / percentage of water vapour partial pressure to saturation vapour pressure under saturation conditions above water and at equal total pressure and temperature xv Molenbruch / molar fraction nnxvv= Verhlt

48、nis der Anzahl Mole Wasserdampf zur Gesamtzahl der Mole eines Gases oder Gasgemischs / ratio of number of moles of water vapour to total number of moles of a gas or gas mixture Z Kompressionsfaktor / compression factor aus Literatur 1; 2 / from literature 1; 2 Faktor zur Beschreibung der Wechsel-wir

49、kung einzelner Gasmolekle / factor for description of interaction of individual gas molecules vVolumenanteil des Wasser-dampfs / volume fraction of water vapour m3/m3vvV eVp = =Verhltnis des Volumenanteils des Wasser-dampfs zum Gesamtvolumen des feuchten Gases / ratio of volume fraction of water vapour to total volume of humid gas Indizes In dieser Richtlinie werden die nachfolgend aufge-fhrten Ind