一种湿球温度的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种湿球温度的测量方法，将原有的一组湿球温度计算公式简化为两条直线，再利用“直接计算法”或“迭代法”计算湿球温度；本发明专利技术在确保满足计算精度的情况下，计算步骤大大减少、计算过程简单，计算速度可以提高３０倍以上，并可以在Ｅｘｃｅｌ电子表格中直接计算，满足批量数据计算，能更好的应用于工程设计，节约工时。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于温度测量

技术介绍
由于2004年后气象部门不再观测湿球温度，需要采用其它气象要素来计算，《电力 工程气象勘测技术规程》修订版推荐的公式很难求解，一般是通过“湿球查算表”查取，效率 低、易出错，不适合大量的数值计算。根据研究，本文推荐采用的计算方法，简单易懂，非常 方便的解决了求解的难题。湿球温度温度计的感温球与空气直接接触所测出的空气温度称为空气的干球温 度，如果用带有水分的湿纱布包在温度计的感温球上，这样的温度计就叫湿球温度计，所测 出的温度就叫湿球温度，是纱布中的水与周围空气进行热、湿交换达到最终稳定状态时的温度。气象站观测湿球温度主要是为了查算水汽压与相对湿度两个气象要素，自从江苏 省气象部门在2002-2004年逐步完成建立自动观测站后，水汽压与相对湿度两个气象要素 都能自动观测了，所以气象部门就不再观测湿球温度了。为了给火力发电厂冷却塔设计提供10%的湿球温度及相应气象条件，《电力工程 气象勘测技术规程》DL/T 5158-2002中4. 2. 1规定“近期连续不少于5年最炎热时期(3个月计)频率为10%的日平均湿球温度，......，其相应的日平均干球温度、相对湿度、风速、气压应选取10 %的日平均湿球温度出现日的对应值。”从规定可以看出，10 %的湿球温 度实际上是为冷却塔水温计算确定标准，如果标准定高了，会造成冷却塔偏大，浪费钱财； 如果标准定低了，那么在高温季节可能造成冷却水温过高而报警停机或降低机组出率的 严重后果。因此10%的湿球温度计算非常重要。由于气象部门在2004年以后就不再观测湿球温度这一气象要素，发电厂冷却塔 参数10%湿球温度将难以直接计算，为了解决这个问题，《电力工程气象勘测技术规程》DL/ T 5158-2010修订版征求意见稿4. 3节提出了如下湿球温度计算公式Et —eK ^tCi--.~~(1)MTT-8.2969(1-1)Iog^t =10.79574(1- 5.028 log(—) +1.50475 χ IO"4 TT1(2)+0.42873 χ 10"3 [104 769'50"^-1J + 0.78614式中tw湿球温度，°C ；td干球温度，V ；&湿球温度tw所对应的纯水平液面饱和水汽压，hpa ；3e7jC汽压，hpa ；A干湿表系数，查表取值，TT1;Ph本站气压，hpa ；T绝对湿度，为湿球温度tw加上273. 15，K ； T1水的三相点温度，273. 16K。以土耳其某电厂为例，比较2002年-2006年热季实测湿球温度和反查《湿度查算 表》、差值法、相关法得到的湿球温度，93%的数据以查表法的偏差最小，最小偏差为0°C，最 大偏差为0. 7°C，平均偏差为0. 3°C，较其它方法为佳。目前对公式还不能直接求解，只能通过查表法、差值法、相关法来近似求解，由于 这些方法效率低、易出错，且精度不高，一直以来困扰着设计工作者。近年来，也有人研究采 用迭代法近似求解，但操作也比较繁琐、且误差较大。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种计算量小、简单地测量湿球温度的方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供，其特征在于包括以 下步骤1)现场实测td、e、ph的数值；2)令 y = IogEtw、χ = tw，将TT-8.2969(—-1)Iog^i =10.79574(1 — ~L)-5.0281og(—) +1.50475 χ 10"4T式(2)「ηηο , 4.76955(1-^-)L0027J +0.42873x10—3 +0.78614和logEk = log式⑷转化为I^i=式(5)； Iy = J2(X)3)将P = $1看作两条直线；Lv = Λ O)4)在χ轴上xl处作垂直于χ轴的直线分别与两条近似直线交叉于C、A两点，在 x2处作垂直于χ轴的直线分别与两条近似直线交叉于G、E两点；两条近似直线的交点为D， 过D点作一条平行于χ轴的直线分别与直线AC交于B点、与直线EG交于F点，则各点的坐 标值分别为:C(xl, yll)、A(xl，yl2)、D(x，y)、B(xl，y)、E(x2，y21)、F(x2，y)、G(x2，j22),5)取X2 = td，X1取值范围在td-2与td-8之间，利用式(5)来计算y21、y22、y『y12 的值，然后利用式(7)计算出χ值、即为求解的tw值，4 或者，对应X1 计算出 A1 = abs (yn_y12)、X2 计算出 Δ 2 = abs (y21_y22)，abs 代表绝 对值函数，当Δ趋近于0时所对应的χ值就是要求的值，利用迭代法求解，初始值为、至 td-3，步长取 0. 5-5，各式中tw湿球温度，V ；td干球温度，V ；￡；,,,湿球温度tw所对应的纯水平液面饱和水汽压，hpa ；e水汽压，hpa ；A干湿表系数，查表取值，V ―1 ； Ph本站气压，hpa ；T绝对湿度，为湿球温度tw加上273. 15，K ；T1水的三相点温度，273. 16K。前述的湿球温度的测量方法，其特征在于在所述步骤5)中，利用式(5)来计算 y2i> y22> Yn> Yi2 的值时，χι 取 td_3。本专利技术所达到的有益效果本专利技术在确保满足计算精度的情况下，计算步骤大大 减少、计算过程简单，计算速度可以提高30倍以上，并可以在Excel电子表格中直接计算， 满足批量数据计算，能更好的应用于工程设计，节约工时。附图说明图1 为 y = fl (χ)、y = f2 (χ)折线图；图2 为 y = fl (X)、y = f2 (X)部分折线图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。公式的几何图形转换将公式(1)改变为 (3)将式(3)两边取对数，得下式 (4)由于td、e、ph、A为已知，求tw，将式(2)、(4)组成一对方程组，由于两个方程中均 隐含tw的未知变量，且不能直接求解。但如果假设一个1值，就可以根据方程(2)、(4)分 别计算出两个不等的IogEtw值，当计算的两个IogEtw值相等时，对应假设的tw值就是要求 解的值。为了便于说明，令y = logEtw、X = tw，将方程(2)、(4)进一步转化为 本文采用南京气象站1999年8月17日一组实测资料(td = 28.5°C e = 29. 8hpaph =1006. 7hpa A = O. 0007947°C ―1)，因为同时观测的湿球温度总是低于干球温度，所以x 值从28. 5起算，步长取0.2，计算到-0. 1，表1为函数AUhf2(X)对应χ的计算值；将表1 所有计算数据复制到autoCAD中绘制成图1 ；为了节省篇幅，将χ = 21. 5°C及以上步长所对 应的fi (χ)、f2 (χ)值以及Δ f (χ) / Δ χ值列于表2 表2为变量χ值与对应的fi (χ)、f2 (χ)、 Δ ·(χ)/Δχ 计算值。表 1 表2 从表2中的Δ (χ) / Δ χ、Δ f2 (χ) / Δ χ的数值变化可以判断，图1中的两条折线是 两条近似直线，因为折线的斜率只有微小的变化，对于Y = (χ)的折线平均斜率:K1 = (1. 5900-1. 4088本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种湿球温度的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：　　１）现场实测ｔ↓［ｄ］、ｅ、ｐ↓［ｈ］的数值；　　２）令ｙ＝ｌｏｇＥｔ↓［ｗ］、ｘ＝ｔ↓［ｗ］，将　　ｌｏｇＥ↓［ｔ↓［ｗ］］＝１０．７９５７４（１－Ｔ↓［１］／Ｔ）－５．０２８ｌｏｇ（Ｔ／Ｔ↓［１］）＋１．５０４７５×１０↑［－４］［１－１０↑［－８．２９６９（Ｔ／Ｔ↓［１］－１］）］］　　式（２）　　＋０．４２８７３×１０↑［－３］［１０↑［４．７６９５５（１－Ｔ↓［１］Ｔ］）］－１］＋０．７８６１４　　和ｌｏｇＥ↓［ｔ↓［ｗ］］＝ｌｏｇ［Ａｐ↓［ｈ］（ｔ↓［ｄ］－ｔ↓［ｗ］）＋ｅ］式（４）转化为：　　＊＊＊　式（５）；　　３）将＊＊＊看作两条直线；　　４）在ｘ轴上ｘ１处作垂直于ｘ轴的直线分别与两条近似直线交叉于Ｃ、Ａ两点，在ｘ２处作垂直于ｘ轴的直线分别与两条近似直线交叉于Ｇ、Ｅ两点；两条近似直线的交点为Ｄ，过Ｄ点作一条平行于ｘ轴的直线分别与直线ＡＣ交于Ｂ点、与直线ＥＧ交于Ｆ点，则各点的坐标值分别为：Ｃ（ｘ１，ｙ１１）、Ａ（ｘ１，ｙ１２）、Ｄ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ１，ｙ）、Ｅ（ｘ２，ｙ２１）、Ｆ（ｘ２，ｙ）、Ｇ（ｘ２，ｙ２２），　　５）取ｘ↓［２］＝ｔ↓［ｄ］，ｘ↓［１］取值范围在ｔ↓［ｄ］－２与ｔ↓［ｄ］－８之间，利用式（５）来计算ｙ↓［２１］、ｙ↓［２２］、ｙ↓［１１］、ｙ↓［１２］的值，然后利用式（７）计算出ｘ值、即为求解的ｔ↓［ｗ］值，　　＊＊＊　式（７），　　或者，对应ｘ↓［１］计算出Δ↓［１］＝ａｂ　ｓ（ｙ↓［１１］－ｙ↓［１２］）、ｘ↓［２］计算出Δ↓［２］＝ａｂ　ｓ（ｙ↓［２１］－ｙ↓［２２］），ａｂｓ代表绝对值函数，当Δ趋近于０时所对应的ｘ值就是要求的值，利用迭代法求解，初始值为ｔ↓［ｄ］至ｔ↓［ｄ］－３，步长取０．５－５，　　各式中：ｔ↓［ｗ］湿球温度，℃；　ｔ↓［ｄ］干球温度，℃；　　Ｅ↓［ｔ↓［ｗ］］湿球温度ｔ↓［ｗ］所对应的纯水平液面饱和水汽压，ｈｐａ；ｅ水汽压，ｈｐａ；Ａ干湿表系数，查表取值，℃↑［－１］；　Ｐｈ本站气压，ｈｐａ；　　Ｔ绝对湿度，为湿球温度ｔ↓［ｗ］加上２７３．１５，Ｋ；　　Ｔ↓［１］水的三相点温度，２７３．１６Ｋ。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：巫黎明，
申请(专利权)人：江苏省电力设计院，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]