湿球温度计算方法研究

湿球温度计算方法研究　张磊　杨亚东　田文文　李静　（１．河南省众慧电力工程咨询有限责任公司；２．河南省电力勘测设计院，河南郑州４５０００７；　３．燕山大学信息科学与工程学院，河北秦皇岛０６６００４）　摘要：近几年，国内大多气象站不再观测逐日湿球温度，原规程中电厂气象参数的分析计算方法已不能满足工程要　求。文章探讨利用湿度参量计算的有关公式，通过干球温度、相对湿度、大气压强来计算湿球温度。通过与实测湿　球温度进行对比，此计算方法较为准确可靠，可在工程实践中应用。　关键词：湿球温度；干球温度；相对湿度；确定性系数　中图分类号：Ｐ４１２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－２３７４（２０１１）１０－００４２—０２　一、问题提出　式如下：　《电力工程水文技术规程（ＤＬ／Ｔ５０８４—１９９８）》中规　ｌｏｇＥ　＝１０．７９５７４（ｉ一　／ｒ）一５．０２８００ｌｏｇ（Ｔ／Ｔｔ）＋１．５０４７５Ｘｌ０。　定：冷却塔热力计算的设计气象条件，应根据最近连续　０—１０　（　’】＋ｏ．４２８７３×１０　０ｏ　（　一１】＋ｏ．７８６１４（２）　不少于五年夏季最炎热时期（三个月计）的日平均湿球　式中，Ｅ　：纯水平液面饱和水汽压（　）；　温度资料统计，点绘累积频率曲线，求得频率为１Ｏ％的湿　＝２７３．１６。Ｋ（水的三相点温度）：Ｔ＝２７３．１　５＋ｔ℃　球温度，以此查找一组或数组相应的干球温度、相对湿　（绝对温度Ｋ）。　度、风速及气压等组合值。　２．由相对湿度求水汽压公式　由于近几年国内大多气象站已不观测逐日湿球温　ｅ＝Ｕ×Ｅ　．／１００　（３）　度，原手册方法已经不能满足工程计算要求，需要研究　式中，ｕ：相对湿度（％）；其余同上。　新的替代方法。本文利用湿度参量计算的有关公式，通　由（１）、　（３）式可知：　过干球温度、相对湿度、大气压强来计算湿球温度，并　一Ａ・　・（，一ｔ　）＝ＵＸＥ　／１００　（４）　通过与实测湿球温度进行对比，验证此方法的精确性和　上式中：干湿表系数　查表可得；气压Ｐ＾、千球温　适用性。　度ｔ、相对湿度　为已知值；Ｅ　为干球温度ｆ所对应的纯　水平液面饱和水汽压，由（２）式可求。　、ｔ　．未知，而　二、方法原理　Ｅ　为湿球温度ｆ　所对应的纯水平液面饱和水汽压，也仅　１．用干湿球温度求空气中水汽压的计算公式：　有ｆ　为未知量。则（４）式为仅有一个未知量ｔ　的方程。　ｅ＝巨　一Ａ・　－（ｔ—ｔ　）　（１）　采用试算法，根据程序计算可求解ｆ　。　式中，ｅ：水汽压（ｈＰ，）：　：湿球温度ｆ　所对　应的纯水平液面的饱和水汽压；Ａ：干湿表系数（℃一　三、算例分析　１），由干湿表类型、通风速度及湿球结冰与否而定，其　本文选取了分别位于河南省南、北部地区的信阳、　值可在干湿表系数表中查取，见表１；　：本站气压（　辉县两个气象站作为代表站，利用其近几年的资料进行　）；ｔ：干球温度（℃）；ｔ　：湿球温度（℃）。　计算分析，并采用确定性系数评价计算结果的精度：　表１干湿表系数表　∑【ｖ　（　）’（ｊ）】ｚ　ＤＣ＝１一　：＿　———●　Ａｉ×１０　（℃一１）　干湿表类型及通风速度　湿球未结冰　湿∑　（ｏ一　（５）　球结冰　式中：Ｄｃ为确定性系数；　（ｆ）为实测值；Ｙｃ（ｉ）为计算　通风干湿表ｆ通风速度２．５ｍ／ｓ）　０．６６２　０．５８４　值；ｙ为实测序列均值；ｎ为资料序列长度。　球状干涅表ｉ通风速度０．４ｍ／ｓ）　０．８５７　０．７５６　（一）辉县气象站　柱状干湿表（通风速度０．４ｍ／ｓ）　０．８１５　Ｏ．７１９　根据辉县站２００２￣２００６年６、７、８－－月４６０天日均湿　现用百叶箱球状干湿表　（通风速度００８ｍ／ｓ）．７９４７　０．７９４７　球温度资料统计，求得频率为１０％的湿球温度为２６．３℃。　．　饱和水汽压采用世界气象组织推荐的戈夫一格雷奇　由气压、干球温度、相对湿度利用本计算方法推求逐日　（Ｇｏｆｆ－Ｇｒａｔｃｈ）公式。纯水平液面饱和水汽压的计算公　湿球温度后，得到的频率为１０％的湿球温度为２６．４＂Ｃ。实　４２　ｏ中闽高新姣：｝　Ｅ　２０１１　０４　测日均湿球温度与计算日均湿球温度误差分析结果见表　２，均值及频率ｌ０％值的相对误差、方案的确定性系数见　表３，实测值系列与计算值系列对比图见图ｌ。　表２辉县市２００２～２００６年６～８月日均湿球温度实测　与计算误差分布表　谩蔓　±４０％　Ｓ±１ｍ％　蒽目　十救　１　９　２６　７４　３５０　所　ｉ升　Ｅ　０　２％　２　０％　５　７％　１６１％　７６１％　根据表２可知，在２００２～２００６年４６０个数据中，误　差在４－１％以内的有３５Ｏ个，所占百分比为７６．１％；误差在　±２％以内的有４２４个，所占百分比为９２．２％：误差在±３％　●　以内的有４５０个，所占百分比为９７．８％。　表３辉县市２００２～２００６年６～８月日均湿球温度均值、　１０％值及有效性分析表　Ｉ　Ｉ茸　Ｉ　Ｉ　Ｉ　Ｉ嚣　Ｉ　，。Ｉ　ｚ　ｓ　Ｉ　ｏ　０９　Ｉ：ｅ．。Ｉ　２６　Ｉ　ｏ３８　Ｉ　ｏ　ｅ。ｅ　由表３可知，湿球温度均值及频率为ｉＯ％值的实测　与计算误差均控制在较低水平，而确定性系数亦达到了　０．９９以上。　图１辉县市２００２—２００６年６～８月日均　湿球温度实测与计算分布图　（二）信阳气象站　根据信阳站２００１～２００５年６、７、８三月４６０天日均湿　球温度资料统计，求得频率为１０％的湿球温度为２６．５℃。　由气压、干球温度、相对湿度利用本计算方法推求逐日　湿球温度后，得到的频率为１０％的湿球温度为２６．６℃。实　测日均湿球温度与计算日均湿球温度误差分析结果见表　４，均值及频率１Ｏ％值的相对误差、方案的确定性系数见　表５，实测值系列与计算值系列对比图见图２。　表４信阳市２００１～２００５年６～８月日均湿球温度实测　与计算误差分布表　误爱　菇围　士１Ｄ％　１、技　１　４　１８　７１　３６６　百分比　所占　０　２％　０．９％　３　９％　１５４％　７９　６％　根据表４可知，在２００１～２００５年４６０个数据中，误　差在±１％以内的有３６６个，所占百分比为７９．６％；误差在　±２％以内的有４３７个，所占百分比为９５％；误差在±３％以　内的有４５５个，所占百分比为９８．９％。　表５信阳市２００１～２００５年６～８月日均湿球温度均值、　１０％值及有效性分析表　实测均值　计算均值　均值相对　实测１０％　计算１０％　１０％值相　确定性　｛‘ｃｌ　｛℃ｌ　误差（％）　值【℃】　值【℃ｌ　对误差１％Ｊ　系数　２３．３３　２３４４　０．４７　２６．５　２６．６　０　３８　０．９９３　由表５可知，湿球温度均值及频率为ｌ　Ｏ％值的实测　与计算误差均控制在较低水平，而确定性系数亦达到了　０．９９以上。　妇５Ｔ　８５　１ｌ３１４Ｉ１６９１９Ｔ　２２ｓ　２Ｓ３　２８ｌ　３０９　３３＂／３６Ｓ　３９３　４２１　４４９　图２信阳市２００１～２００５年６～８月日均湿球温度实测　与计算分布图　四、结论　本文基于湿度参量计算的相关公式，探讨利用气象　站实测干球温度、相对湿度和大气压强求算日均湿球温　度，并应用该方法对河南省南、北区域两个代表站进行　了计算，并与实测数据作了对比分析。结果表明：　１．两气象站计算值与实测值的数据误差分别有　ｇ２．２％、９５％集中在±２％以内。　２．用本法计算的１　０％湿球温度与用实测计算的１　Ｏ％　湿球温度误差仅为０．３８％，而确定性系数均达到了０．９９　以上。　因此，本文所提出的日均湿球温度计算方法是较为　准确适用的，在无湿球温度观测地区，可用于电厂气象　参数的分析计算，可以在工程实践中应用。ｏ　参考文献　［１１　电力工程水文技术规程（ＤＬ／Ｔ　】５０８４—１９９８）【ｓ】．　【２１国家气象局．湿度查算袁『Ｍ】．北京：气象出版社，１９８６　【３】中国气象局．地面气象观测规范ＩＳ］．气象出版社，２００３．　作者简介：张磊（１９８０一），男，河北深州人。供职于河南省众慧　电力工程咨询有限责任公司，研究方向：电力工程水文气象。　（责任编辑：耿春芳）　２０１１．０４　０中闺高新技术企业４３