POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

Transkrypt

1 Politechnika Lubelska i Napędów Lotniczych Instrukcja laboratoryjna POMIARY WILGOTNOŚCI POWIETRZA

2 Pomiary wilgotności /. Pomiar wilgotności powietrza psychrometrem Augusta Rys. 1. Psychrometr Augusta 1 - Termometr suchy, 2 - Termometr mokry, 3 - naczynie z wodą Przeprowadzenie pomiaru Przed pomiarem naczynie 3 (rysunek 1) powinno być napełnione wodą destylowaną o temperaturze równej temperaturze otoczenia, a gaza otulająca czujnik termometru mokrego dokładnie zwilżona. Po ustaleniu się stanu równowagi cieplnej (ok. 10 min) należy odczytać wskazanie termometru suchego t s i termometru mokrego t m. Dla tych dwu temperatur odczytuje się ciśnienie nasycenia pary wodnej z tablic parowych p ss dla t s i p sm dla t m. Wilgotność względną oblicza się ze wzoru: 100% gdzie: t s - temperatura wskazywana przez termometr suchy [ o C], t m - temperatura wskazywana przez termometr mokry [ o C], p sm - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze t m [N/m 2 ], p ss - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze t s [N/m 2 ], p b - ciśnienie barometryczne [N/m 2 ], A - stała psychrometryczna [1/K] 2

3 Stałą tą oblicza się z zależności: 65 6,75 10 Przyjmując prędkość powietrza w pomieszczeniu W = 0,5 m/s. Tabela wyników: [ o C ] [ o C ] 1 [ % ] /. Pomiar wilgotności powietrza psychrometrem Assmanna Rys. 2. Psychrometr Assmanna 1 - termometr mokry, 2 - termometr suchy, 3 - ekrany, 4 - wentylator, 5 - napęd wentylatora. 3

4 1.1. Przeprowadzenie pomiaru Przyrząd należy zawiesić na wysokości 1,5 m nad podłogą, następnie zwilżyć gazą na czujniku termometru mokrego (oznaczonego kolorem niebieskim) zanurzając go na 1 min w probówce z wodą destylowaną. Po ustaleniu się równowagi cieplnej z otoczeniem (ok. 10 min) uruchomić silniczek wentylatora włączając go do sieci i przełączając wyłącznik na zasilanie. Po upływie 3-4 min. pracy wentylatora odczytuje się temperaturę na termometrze suchym t s i na termometrze mokrym t m a następnie wyłącza się silniczek wentylatora Wyznaczanie wilgotności względnej na podstawie pomiarów Wyznaczenie wilgotności względnej na podstawie pomiarów określimy: a) ze wzoru 100% gdzie: t s - temperatura wskazywana przez termometr suchy [ o C], t m - temperatura wskazywana przez termometr mokry [ o C], p sm - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze t m [N/m 2 ], p ss - ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze t s [N/m 2 ], p b - ciśnienie barometryczne [N/m 2 ], A - stała psychrometryczna [1/K]. Stałą tą oblicza się z zależności: 65 6,75 10 Przyjmując prędkość powietrza w pomieszczeniu W = 2,5 m/s. b) z tablic psychrometrycznych Odczytać z załączonych do przyrządu tablic dla znanych temperatur t s i t m. UWAGA! Tablice opracowane są dla ciśnienia barometrycznego p b = 755 mmhg. Przy ciśnieniu barometrycznym różniącym się więcej niż 5 mmhg od 755 mmhg należy z załączonych tablic określić poprawkę w sposób podany we wstępie do wspomnianych tablic psychrometrycznych. 4

5 c) z wykresu i - x Po wyznaczeniu t s i t m można określić φ z wykresu i - x powietrza wilgotnego w sposób pokazany na rysunku: Tabela wyników: Rys. 3. Wyznaczanie wilgotności względnej φ według wskazań psychrometru na wykresie i x t s t m p ss p sm p b A φ z wzoru φ z tablic φ φ ± φ z tablic φ z wykresu i-x [ o C ] [ o C ] 1 [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] 5

6 III. Pomiar wilgotności powietrza w wilgotnościomierzach elektronicznych WEB1 Rys. 4. Schemat czujnika wilgotnościomierza elektrochemicznego 1. Termometr oporowy, 2. Niskonapięciowe źródło prądu zmiennego, 3. Układ pomiarowy 4. Zasilanie układu pomiarowego Sposób przeprowadzenia pomiaru Przyrząd powinien być uruchomiony na kilka godzin przed pomiarem. Wynika to z okresu ustalania się równowagi termodynamicznej w okolicy czujnika oraz z konieczności kilkakrotnego zwilżania czujnika roztworem LiCl. Przez cały czas od uruchomienia do pomiarów przyrząd winien być włączony do sieci elektrycznej. W celu określenia wilgotności należy: odczytać wartość wilgotności.., przeliczyć tą wartość w sposób następujący: gdzie: k X = X k.. - jest mnożnikiem uwzgledniającym wartość ciśnienia barometrycznego, 6

7 gdzie: 760 p p [Tr] - wartość ciśnienia pary wodnej w powietrzu odczytana z dołączonego do przyrządu nomogramu dla X, p b [Tr] - ciśnienie barometryczne. z załączonego nomogramu dla określonej wartości.. oraz temperatury poza otoczeniem t g [ o C] odczytuje się φ [%]. Przykład określania φ podany jest w nomogramie znajdującym się przy przyrządzie. Tabela wyników X p p p b k X = X k t g φ. h. [ Tr ] [ Tr ] [ - ]. h. [ o C ] [ % ] 7

8 Rys. 5. Błąd wskazań B termometru mokrego, w procentach zmierzonej różnicy psychrometrycznej (t s -t m ), w zależności od temperatury t m wskazywanej przez termometr mokry i prędkości powietrza 100 8

9 Rys. 6. Wykres psychrometryczny dla psychrometru Augusta 9

10 Rys. 7. Wykres psychrometryczny dla psychrometru Assmanna w=2,5m/s; A=67,7 * 10-5 K -1 10

11 Tab. 1. Tablica psychrometryczna do psychrometru Augusta Wilgotność względna w % przy ciśnieniu 1000mb (750,06 mm Hg) i prędkości powietrza 0,8m/s Temperatura suchego termometru t s Różnica psychrometryczna (różnica między temperaturami suchego i wilgotnego termometru t s-t m w o C) 1 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 9 Temperatura suchego termometru t s

12 Tab. 2. Wyciąg z tablic pary nasyconej H 2 O uszeregowany wg temperatur [cz. 1/2] t p s h' h" r s' s" [ o C ] [ kpa ] [ m 3 /kg ] [ m 3 / kg ] [ kj/kg ] [ kj/kg ] [ kj/kg ] [ kj/kgk ] [ kj/kgk ] 0,00 0,6108 0, ,0 0, ,0 2501,0 0,0002 9,1564 0,01 0,6112 0, ,18 0, ,0 2501,0 0,0000 9, ,6566 0, ,62 4, ,8 2498,6 0,0153 9, ,7054 0, ,93 8, ,7 2496,3 0,0306 9, ,7575 0, ,17 12, ,5 2493,9 0,0459 9, ,8129 0, ,27 16, ,3 2491,5 0,0611 9, ,8719 0, ,16 21, ,2 2489,2 0,0762 9, ,9346 0, ,77 25, ,0 2486,8 0,0913 9, ,0012 0, ,06 29, ,9 2484,5 0,1063 8, ,0721 0, , ,7 2482,1 0,1213 8, ,1473 0, ,43 37, ,5 2479,7 0,1362 8, ,2271 0, ,42 41, ,4 2477,4 0,1510 8, ,3118 0, ,90 46, ,2 2475,0 0,1658 8, ,4015 0, ,83 50, ,1 2472,7 0,1805 8, ,4967 0, ,17 54, ,9 2470,3 0,1952 8, ,5974 0, ,89 58, ,7 2468,0 0,2098 8, ,7041 0, ,97 62, ,6 2465,6 0,2243 8, ,8170 0, ,38 67, ,4 2463,3 0,2388 8, ,9364 0, ,09 71, ,2 2460,9 0,2533 8, ,063 0, ,09 75, ,0 2458,6 0,2677 8, ,196 0, ,34 79, ,9 2456,2 0,2820 8, ,337 0, ,83 83, ,7 2453,8 0,2963 8, ,485 0, ,56 88, ,5 2451,5 0,3105 8, ,642 0, ,49 92, ,4 2449,1 0,3247 8, ,808 0, ,62 96, ,2 2446,8 0,3389 8, ,982 0, ,93 100, ,0 2444,4 0,3530 8, ,166 0, ,40 104, ,8 2442,1 0,3670 8, ,360 0, ,03 108, ,6 2439,7 0,3810 8, ,654 0, ,81 113, ,5 2437,3 0,3949 8, ,778 0, ,73 117, ,3 2435,0 0,4088 8, ,004 0, ,77 121, ,1 2432,6 0,4227 8, ,242 0, ,93 125, ,9 2430,3 0,4365 8, ,491 0, ,20 129, ,7 2427,9 0,4503 8, ,754 0, ,57 134, ,5 2425,5 0,4640 8, ,029 0, ,04 138, ,4 2423,2 0,4777 8, ,318 0, ,60 142, ,2 2420,8 0,4913 8, ,622 0, ,25 146, ,0 2418,4 0,5049 8, ,940 0, ,97 150, ,8 2416,0 0,5184 8, ,274 0, ,76 154, ,6 2413,7 0,5319 8, ,624 0, ,63 159, ,4 2411,3 0,5453 8, ,991 0, ,56 163, ,2 2408,9 0,5588 8,

13 Tab. 3. Wyciąg z tablic pary nasyconej H 2 O uszeregowany wg temperatur [cz. 2/2] t p s h' h" r s' s" 40 7,375 0, ,55 167, ,0 2406,5 0,5721 8, ,777 0, ,59 171, ,8 2404,1 0,5854 8, ,198 0, ,69 175, ,6 2401,8 0,5987 8, ,639 0, ,84 179, ,4 2399,4 0,6120 8, ,100 0, ,04 184, ,1 2397,0 0,6252 8, ,582 0, ,28 188, ,9 2394,6 0,6383 8, ,085 0, ,56 192, ,7 2392,2 0,6514 8, ,612 0, ,88 196, ,5 2389,8 0,6645 8, ,161 0, ,23 200, ,3 2387,4 0,6776 8, ,735 0, ,63 205, ,1 2385,0 0,6906 8, ,335 0, ,05 209, ,8 2382,6 0,7035 8, ,960 0, ,50 213, ,6 2380,2 0,7164 8, ,612 0, ,98 217, ,4 2377,8 0,7293 8, ,292 0, ,49 221, ,2 2375,4 0,7422 8, ,001 0, ,02 225, ,9 2372,9 0,7550 8, ,740 0, , , ,7 2370,5 0,7677 7, ,510 0, , , ,4 2368,1 0,7804 7, ,312 0, , , ,2 2365,7 0,7931 7, ,146 0, , , ,0 2363,2 0,8058 7, ,015 0, , , ,7 2360,8 0,8184 7, ,919 0, , , ,5 2358,4 0,8310 7, ,837 0, , , ,0 2353,5 0,8560 7, ,910 0, , , ,4 2348,6 0,8809 7, ,148 0, , , ,9 2343,7 0,9057 7, ,561 0, , , ,3 2338,8 0,9303 7, ,161 0, , , ,8 2333,8 0,9548 7, ,957 0, , , ,2 2328,9 0,9792 7, ,963 0, , , ,6 2323,9 1,0034 7, ,190 0, , , ,0 2318,9 1,0275 7, ,650 0, , , ,4 2313,9 1,0514 7, ,359 0, , , ,7 2308,8 1,0753 7, ,328 0, , , ,1 2303,8 1,0990 7, ,572 0, , , ,4 2298,7 1,1225 7, ,107 0, , , ,7 2293,6 1,1460 7, ,947 0, , , ,0 2288,5 1,1693 7, ,108 0, , , ,3 2283,3 1,1925 7, ,607 0, , , ,5 2278,2 1,2156 7, ,460 0, , , ,8 2273,0 1,2386 7, ,685 0, , , ,0 2267,8 1,2615 7, ,301 0, , , ,2 2262,5 1,2842 7, ,32 0, , , ,3 2257,3 1,3069 7, ,78 0, , , ,5 2252,0 1,3294 7, ,68 0, , , ,6 2246,6 1,3518 7, ,04 0, , , ,7 2241,3 1,3742 7, ,90 0, , , ,8 2235,9 1,3964 7,

14 14

15 15

16 16

17 17

18 18

19 19

20 20

21 21

22 22

23 23

24 24