干球湿度、湿球温度、相对湿度计算

'''
已知：干球温度、湿球温度
求解：相对湿度
Created by Zinc Xin
2022.07.25

饱和水汽压：E(t)=611.2exp(17.67t/(243.5+t))
干空气比焓：g(t)=1.01t    1.01为干空气的定压比热，kJ/(kg℃)。
水蒸气比焓：v(t)=2501+1.85t   2501是水在0℃时变成水蒸气的汽化潜热，kJ/kg；1.85是水蒸气的定压比热，kJ/(kg℃)
湿空气的含湿量：d(t,ψ)=0.622ψE(t)/(p-ψE(t))     ψ为相对湿度；p为标准大气压101325，单位为Pa
湿空气的比焓：h(t,ψ)=g(t)+d(t,ψ)v(t)
ψ(t_g,t_s)=p[g(t_s)-g(t_g)+d(t_s,100%)v(t_s)]/[E(t_g)[g(t_s)-g(t_g)+d(t_s,100%)v(t_s)+0.622v(t_g)]]
'''

import numpy as np
class z_ambient(object):
    def __init__(self):
        self.p = 101325  # unit Pa

    def E(self, t):
        # 饱和水汽压：E(t)=611.2exp(17.67t/(243.5+t))
        val = 611.2 * np.exp(17.67 * t / (243.5 + t))
        return val

    def g(self, t):
        # 干空气比焓：g(t)=1.01t    1.01为干空气的定压比热，kJ/(kg℃)。
        val = 1.01 * t
        return val

    def v(self, t):
        # 水蒸气比焓：v(t)=2501+1.85t   2501是水在0℃时变成水蒸气的汽化潜热，kJ/kg；1.85是水蒸气的定压比热，kJ/(kg℃)
        val = 2501 + 1.85 * t
        return val

    def d(self, t, ψ):
        # 湿空气的含湿量：d(t,ψ)=0.622ψE(t)/(p-ψE(t))     ψ为相对湿度；p为标准大气压101325，单位为Pa
        val = 0.622 * ψ * self.E(t) / (self.p - ψ * self.E(t))
        return val

    def d2(self, tg, ts, ds):
        # tw为湿空气湿球温度，℃；t为干球温度，℃；ds为湿空气等焓加湿到饱和状态时含湿量（简称饱和含湿量），kg / kg(a)
        # ds查表 (kg/kg)
        if ts >= 0:
            val = ((2530 - 2.326 * ts) * ds - 1.006 * (tg - ts)) / \
                  (2501 + 1.86 * tg - 4.186 * ts)
        else:
            val = ((2830 - 0.24 * ts) * ds - 1.006 * (tg - ts)) / \
                  (2830 + 1.86 * tg - 2.1 * ts)
        return val

    def h(self, t, ψ):
        # 湿空气的比焓：h(t,ψ)=g(t)+d(t,ψ)v(t)
        val = self.g(t) + self.d(t, ψ) * self.v(t)
        return val

    def ψ(self, tg, ts):
        # ψ为相对湿度, tg为干球温度，ts为湿球温度
        val = self.p * (self.g(ts) - self.g(tg) + self.d(ts, 1) * self.v(ts)) / \
              (self.E(tg) * (self.g(ts) - self.g(tg) + self.d(ts, 1) * self.v(ts) + 0.622 * self.v(tg)))
        return val

# imp
z = z_ambient()
i_tg = 32  # 已知干球温度
i_d = 0.331  # 已知相对湿度
o_ts = 0
o_d = 0
for i in range(0, 10000):
    o_ts += 0 + i * 0.00001
    o_d = z.ψ(i_tg, o_ts)
    print("iter: ", i, "o_ts: ", o_ts, "a: ", o_d)
    gap = i_d - o_d
    if gap <= 0.001:
        break
print("target ts: ", o_ts)