Калькулятор скорости испарения

Оцените испарение с открытой воды по температуре, относительной влажности, скорости ветра и площади поверхности.

Оценка испарения воды
Предварительная модель учитывает давление насыщенного пара, дефицит давления пара, ветер и площадь.

Об оценке скорости испарения

При испарении жидкая вода переходит в атмосферу, когда молекулы с высокой энергией покидают поверхность в виде пара. Скорость зависит от разности между давлением пара у поверхности воды и парциальным давлением водяного пара, уже содержащегося в окружающем воздухе. У тёплой воды выше давление насыщенного пара, сухой воздух создаёт больший дефицит давления пара, а движение воздуха обновляет влажный пограничный слой над поверхностью. Увеличение открытой площади пропорционально увеличивает поверхность, с которой возможно испарение. Сначала калькулятор оценивает давление насыщенного пара по широко используемой формуле Магнуса: 0.6108 умножить на exp(17.27T разделить на (T плюс 237.3)), где T — температура воды в градусах Цельсия, а давление выражено в килопаскалях. Затем это давление умножается на единицу минус относительная влажность в десятичной форме для получения дефицита давления пара. Предварительная скорость равна 0.1, умноженному на площадь, дефицит давления пара и ветровой коэффициент, равный единице плюс 0.5, умноженное на скорость ветра. В этой модели один килограмм воды примерно соответствует одному литру потерянного объёма. Расчёт намеренно является оценкой, а не инженерной гарантией для конкретного объекта. Реальное испарение зависит от солнечного излучения, температуры воздуха, атмосферного давления, химического состава воды, турбулентности, числа купающихся, покрытий, затенения, подвода тепла к воде и геометрии окружающих сооружений. Для крытых бассейнов также важны вентиляция и насыщенность воздуха около воды. Природные озёра могут накапливать тепло и испытывать переменный ветер на большом разгоне, поэтому для водного баланса предпочтительны суточные метеоданные и откалиброванные гидрологические модели. Если температура воды известна, используйте её, а не температуру воздуха: условия насыщения определяются у поверхности жидкости. Относительная влажность должна быть от нуля до ста процентов. Скорость ветра должна отражать условия непосредственно над водой; данные удалённой метеостанции могут не подходить для защищённого бассейна или резервуара. Площадь означает горизонтальную поверхность воды, а не площадь смоченных стенок. Умножив часовой результат на двадцать четыре, можно получить показанную здесь суточную оценку при постоянных условиях. Инструмент полезен для сравнения сценариев, оценки потребности в подпитке, изучения сокращения открытой площади покрытиями и проверки порядка величины потерь воды. Для подбора оборудования, регулируемых объектов, графиков орошения и экологических разрешений используйте метод, одобренный для конкретной задачи и местного климата. Измерения за несколько характерных дней позволяют откалибровать коэффициент модели и улучшить прогноз для конкретного места.

Примеры скорости испарения

Примеры показывают, как жара, сухость и сильный ветер увеличивают расчётные потери.

УсловияРасчётная скоростьСитуация
25°C, 50% отн. влажности, 2 m/s, 10 m²3.168 kg/hТёплый открытый бассейн при умеренном ветре.
20°C, 60% отн. влажности, 1 m/s, 5 m²0.701 kg/hНебольшая, менее тёплая и частично защищённая поверхность.
30°C, 40% отн. влажности, 3 m/s, 20 m²12.729 kg/hЖаркие, сухие и ветреные условия над большей площадью.

Как оценить испарение

  1. Введите температуру поверхности воды в градусах Цельсия.
  2. Введите относительную влажность от нуля до ста процентов и местную скорость ветра в метрах в секунду.
  3. Введите площадь открытой горизонтальной поверхности воды в квадратных метрах.
  4. Нажмите «Рассчитать скорость испарения» и изучите предварительные часовые и суточные оценки.

Вопросы о скорости испарения

Один килограмм в час равен одному литру в час?

Для обычной воды один килограмм примерно равен одному литру. Небольшое изменение плотности с температурой обычно несущественно для этой предварительной оценки.

Почему ветер усиливает испарение?

Ветер удаляет влажный пограничный слой, возникающий непосредственно над водой. Более сухой окружающий воздух замещает его и поддерживает больший градиент давления пара.

Что происходит при относительной влажности 100 процентов?

Упрощённое уравнение даёт нулевое результирующее испарение, поскольку дефицит давления пара равен нулю. Если температуры воздуха и воды различаются, в реальных местных условиях всё ещё возможны конденсация или испарение.

Можно ли использовать температуру воздуха вместо температуры воды?

Предпочтительна температура воды, поскольку она определяет давление насыщенного пара у поверхности. Температура воздуха допустима лишь как грубая замена, когда вода близка к тепловому равновесию с воздухом.

Подходит ли это для окончательного проекта вентиляции и кондиционирования бассейна?

Нет. Окончательный проект должен соответствовать применимым инженерным нормам и учитывать загрузку бассейна, вентиляцию, активность и подвод тепла. Результат лучше использовать для сравнений и предварительных оценок.