湿球温度计算方法研究_张磊

±2.0% ～ 3.0% 26
±1.0% ～ 2.0% 74
≤ ± 1.0%
350
所占百分 比
0.2%
2.0%
5.7%
16.1%
76.1%
根据表2可知，在2002～2006年460个数据中，误
差在±1%以内的有350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%
（5）
式中：DC为确定性系数； y(i) 为实测值； yc (i) 为计算 值； y 为实测序列均值； n 为资料序列长度。
（一）辉县气象站 根据辉县站2002～2006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26.3℃。 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26.4℃。实
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
实测均值 （℃）
22.13
计算均值 （℃）
22.15
均值相对 误差（%）
0.09
实测 10% 值 （℃）
26.3
计算 10% 值（℃）
26.4
10% 值相对 误差（%）
1．两气象站计算值与实测值的数据误差分别有 92.2%、95%集中在±2%以内。
2．用本法计算的10%湿球温度与用实测计算的10% 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。
10% 值及有效性分析表
实测均值 （℃）
23.33
计算均值 （℃）
23.44
均值相对 误差（%）
0.47
实测 10% 值（℃）
26.5
计算 10% 值（℃）
26.6
10% 值相 对误差（%）
0.38
确定性 系数
0.993
由表5可知，湿球温度均值及频率为10%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。
0.38
确定性 系数
0.996
由表3可知，湿球温度均值及频率为10%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。
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、
）； t ：干球温度（℃）； tw ：湿球温度（℃）。 表 1 干湿表系数表
式如下：
式 中 ， Ew ： 纯 水 平 液 面 饱 和 水 汽 压 （ ° K （水的三相点温度）；
（绝对温度 K ）。 2．由相对湿度求水汽压公式
（2） ）；
℃
e = U × Ew /100 式中，U ：相对湿度（%）；其余同上。
e = Etw − A ⋅ Ph ⋅ (t − tw )
（1）
式 中 Hale Waihona Puke Baidu e ： 水 汽 压 （ ） ； Etw ： 湿 球 温 度 tw 所 对
应的纯水平液面的饱和水汽压； A ：干湿表系数（℃-
1），由干湿表类型、通风速度及湿球结冰与否而定，其
值可在干湿表系数表中查取，见表1； Ph ：本站气压（
35
（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10%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
由于近几年国内大多气象站已不观测逐日湿球温 度，原手册方法已经不能满足工程计算要求，需要研究 新的替代方法。本文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，并 通过与实测湿球温度进行对比，验证此方法的精确性和 适用性。
二、方法原理
1．用干湿球温度求空气中水汽压的计算公式：
湿球温度计算方法研究
张 磊 1 杨亚东 1 田文文 2 李 静 3
（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
与计算误差分布表
误差 范围
个数
所占 百分比
≥ ±4.0% 1
0.2%
±3.0% ～ 4.0% 4
0.9%
±2.0% ～ 3.0% 18
3.9%
±1.0% ～ 2.0% 71
15.4%
≤ ± 1.0%
366 79.6%
根据表4可知，在2001～2005年460个数据中，误
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：
（责任编辑：耿春芳）
2011.04
43
一、问题提出
《电力工程水文技术规程（DL/T5084-1998）》中规 定：冷却塔热力计算的设计气象条件，应根据最近连续 不少于五年夏季最炎热时期（三个月计）的日平均湿球 温度资料统计，点绘累积频率曲线，求得频率为10%的湿 球温度，以此查找一组或数组相应的干球温度、相对湿 度、风速及气压等组合值。
由（1）、（3）式可知：
（3）
Etw − A ⋅ Ph ⋅ (t − tw ) = U × Ew /100
（4）
上式中：干湿表系数 A 查表可得；气压 Ph 、干球温
度 t 、相对湿度U 为已知值； Ew 为干球温度 t 所对应的纯
水平液面饱和水汽压，由（2）式可求。 Etw 、 tw 未知，而
Etw 为湿球温度 tw 所对应的纯水平液面饱和水汽压，也仅 有 tw 为未知量。则（4）式为仅有一个未知量 tw 的方程。
42
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10%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1。 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
误差 范围
个数
≥ ±4.0% 1
±3.0% ～ 4.0% 9
参考文献 [1] 电力工程水文技术规程（DL/T 5084-1998）[S]． [2] 国家气象局．湿度查算表 [M]．北京：气象出版社，1986. [3] 中国气象局．地面气象观测规范 [S]. 气象出版社，2003.
作者简介：张磊（1980-），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。
采用试算法，根据程序计算可求解 tw 。
三、算例分析
本文选取了分别位于河南省南、北部地区的信阳、 辉县两个气象站作为代表站，利用其近几年的资料进行 计算分析，并采用确定性系数评价计算结果的精度：
干湿表类型及通风速度
Ai×10-3（℃ -1）
湿球未结冰
湿球结冰
通风干湿表（通风速度 2.5m/s）
0.662
0.584
球状干湿表（通风速度 0.4m/s）
0.857
0.756
柱状干湿表（通风速度 0.4m/s）
现用百叶箱球状干湿表 （通风速度 0.8m/s）
0.815 0.7947
0.719 0.7947
饱和水汽压采用世界气象组织推荐的戈夫-格雷奇 （Goff-Gratch）公式。纯水平液面饱和水汽压的计算公