AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA

w BYDGOSZCZY

LABORATORIUM TERMODYNAMIKI

ĆWICZENIE NR 3

TEMAT: POMIAR WILGOTNOŚCI POWIETRZA

Zespół nr 5

Kubiak Zbigniew

Gadzinowski Sławomir

gr .C, sem. VI, mgr

rok ak. 1998/99

1Część teoretyczna

Powietrze wilgotne jest mieszaniną powietrza suchego i pary wodnej. Ilość pary wodnej znajdującej się w jednostce objętości powietrza nie może przekroczyć pewnej wielkości maksymalnej, która jest zależna od temperatury. Przyjmuje się , że mieszanina ta zachowuje się jak gaz doskonały i spełnia prawo Daltona.

Ciśnienie powietrza wilgotnego pb (ciśnienie barometryczne) wg. prawa Daltona jest sumą ciśnienia powietrza suchego p_pow oraz ciśnienia pary wodnej p_p .

p_b = p_pow + p_p

W powietrzu nasyconym parą ciśnienie cząstkowe pary wodnej jest równe ciśnieniu nasycenia w danej temperaturze - stan ten nazywa się punktem rosy, gdyż najmniejsze obniżenie temperatury spowoduje wykroplenie się pewnej ilości pary w postaci mgły lub rosy.

Błąd! Nie znaleziono żadnych haseł indeksu.

Wilgotność bezwględna powietrza ρp - jest to masa pary wodnej (wyrażona w g lub kg ) pary wodnej zawarta w 1 m³ powietrza wilgotnego, w danej temperaturze. Jest to więc gęstość pary wodnej ρp zawartej w ilości rozpatrywanego powietrza. Wilgotność właściwa powietrza X-jest to masa pary wodnej zawartej w powietrzu przypadająca na 1kg powietrza suchego.

Wilgotność względna powietrza ϕ jest to stosunek wilgotności bezwzględnej ρp. lub ciśnienia cząsteczkowego rozpatrywanego stanu powietrza do wilgotności bezwzględnej ρpn lub ciśnienia cząsteczkowego pary wodnej w powietrzu nasyconym w tej samej temperaturze. Powietrze nasycone to stan graniczny, w którym przy danej temperaturze para osiąga stan suchej pary nasyconej.

ϕ =

p_p - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu

p_n - ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu nasyconym parą wodną w tej

samej temperaturze

. Wilgotność względną możemy określić wzorem:

gdzie: A - stała

A = (65 + 6,75/W ) * 10^-5 * K^-1 * W - prędkość

Stopień nasycenia powietrza ψ jest to stosunek wilgotności właściwej X rozpatrywanego stanu powietrza, do wilgotności maksymalnej Xmax osiąganej w stanie nasycenia przy tej samej temperaturze.

ψ =

Przyrządy do pomiarów wilgotności powietrza - w zależności od ich budowy i zasady działania przyrządy dzielimy na:

I.Higrometry:

Higrometry absorbcyjne (grawimetryczne)

-1. Higrometry kondensacyjne ( higrometry punktu rosy )

-1. Higrometry oparte na zjawiskach higroskopowych

• higrometry włosowe

• higrometry oparte na zasadzie przewodnictwa cieplnego

Higrometry elektryczne

• higrometry rezystancyjne

• higrometry pojemnościowe

• higrometry z ogrzewanymi czujnikami

II.Psychrometry:

Psychrometr Augusta

Psychrometr Assmanna

Psychrometr elektroniczny

Zasada działania psychrometrów

Każdy psychrometr składa się z dwóch jednakowych termometrów: tzw. suchego i mokrego. Naczynie termometru mokrego jest owinięte koszulką z gazy lub batystu, zwilżoną wodą destylowaną. Podstawą pomiaru jest założenie, że w warstwie powietrza graniczącego bezpośrednio z naczyniem termometru mokrego ustali się stan nasycenia powietrza parą wodną. Na skutek różnicy ciśnień cząstkowych pary wodnej w tej warstwie granicznej i w dalszych warstwach powietrza będzie miało miejsce parowanie wody z gazy termometru mokrego. Parowanie to obniży temperaturę powietrza naokoło naczynia termometru mokrego, który z tego powodu wskazuje temperaturę niższą niż suchy. Różnica wskazań termometru suchego i mokrego nazywa się różnicą psychometryczną.

Rysunek psychrometru elektronicznego

1-sonda

2-termometr suchy

3-termometr mokry

4-tkanina nawilżona-gaza

5-woda destylowana

6-wentylator

7-miernik

Część doświadczalna;

Pomiary dokonano psychometrem Assmanna , psychometrem Augusta oraz psychrometrem elektronicznym.

a). Psychometr Assmanna.

Przyrząd ten ma czujniki termometrów zabezpieczone przed wpływem promieniowania oraz wymuszony przepływ powietrza z prędkością

W = 2,5 m/s

A = 67,7 * 10^-5 K^-1

Zakres pomiarowy i temperatura 0 - 50 ⁰ C

wilgotność względna 5 - 95 %

b). Psychometr Augusta.

Psychometr Augusta jest to zestaw dwóch termometrów, z których jeden jest zaopatrzony w koszulkę i zbiorniczek wody destylowanej do jej nawilżania.

Przyrząd ten ma przypadkowy przepływ powietrza wokół termometrów i nie nadaje się do pomiarów dokładnych.

Dane:

w = 0,4 - 0,5 m/s ;

A = 80 * 10^-5 K^-1

Wyniki pomiarów

RODZAJ PRZYRZĄDU POMIAROWEGO	STAN POCZĄTKOWY	STAN KOŃCOWY
PSYCHROMETR ELEKTRONICZNY	TS=22^0C=295.15K TW=--^0C ϕ1=46% X1=7g/kg I1+X=40kJ/kg	TS=20^0C TW=--^0C ϕ2=62% X2=9g/kg I2+X=42kJ/kg
PSYCHROMETR ASSMANA	TS=21.5^0C TW=15.5^0C ϕ1=50% X1=8g/kg I1+X=42kJ/kg	TS=22^0C TW=18^0C ϕ2=66% X2=12,8g/kg I2+X=56,5kJ/kg
PSYCHROMETR AUGUSTA	TS=21.4^0C TW=18.1^0C ϕ1=70% X1=11.5g/kg I1+X=51kJ/kg	TS=22,1^0C TW=18.2^0C ϕ2=65% X2=11g/kg I2+X=50kJ/kg
OBLICZENIE ILOŚCI DOSTARCZONEGO CIEPŁA Q1-2=mp⋅(I2+x - I1+x) =1187Kj OBLICZENIE ILOŚCI DOSTARCZONEJ WODY mw= mp⋅(X2 - X1) = 274.89g

---