,, Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza.''

1. Wprowadzenie

Celem ćwiczenia jest określenie efektu nawilżania, osuszania oraz zmian entalpii powietrza przepływającego przez wkładkę z soli kamiennej.

Podczas przepływu powietrza wyrobiskami wykonanymi w górotworze zachodzi wiele procesów, zmieniających jego parametry.

Zmiany wilgotności powietrza wpływają niekorzystnie na ociosy wyrobisk wykonanych w złożach soli. W lecie, kiedy zawartość wilgoci w powietrzu jest duża następuje ługowanie ociosów wyrobiska, natomiast w zimie obserwuje się wysuszanie ociosów.

Podczas przepływu powietrza przez wyrobiska wykonane w złożu soli następuje zmiana jego parametrów termodynamicznych. Duże znaczenie ma w tym przypadku:

• skład chemiczny danego złoża soli

• temperatura ociosów wyrobiska

• temperatura samego powietrza

• zawartość wilgoci w powietrzu

• ciśnienie.

Wymienione czynniki wpływają na zmiany temperatury i zawartości wilgoci w powietrzu kopalnianym.

2. Przebieg ćwiczenia

Schemat stanowiska nawilżania i osuszania powietrza.

Ćwiczenie to składa się z dwóch części. Pierwsza część to osuszanie, a druga to nawilżanie powietrza przepływającego przez wkładkę soli kamiennej. Podczas trwania ćwiczenia dokonuje się pomiarów:

1. jednorazowo

• t_s = 21,2 [˚C] - temperatury suchej na stanowisku

• t_m = 18,4 [˚C] - temperatury wilgotnej na stanowisku

• p = 994,6 [hPa] - ciśnienia atmosferycznego

1. sześciokrotnie w odstępach 5- minutowych

• temperatury suchej i wilgotnej przed i za wkładką solną

• ciśnienia dynamicznego na U - rurce

Zestawienie wyników pomiarów termodynamicznych powietrza.

Efekt	tsp	tmp	tsz	tmz	h	pd
		[˚C]	[˚C]	[˚C]	[˚C]	[mm]	[Pa]
	osuszenia	18	16	19	16,2	5	49,05
		16,8	15,2	18,2	16	5	49,05
		16,4	15,2	18,2	16	5	49,05
		16,4	15,2	18	16	5	49,05
		16,4	15,4	18	16	5	49,05
		16,6	15,6	18	16	5	49,05
	nawilżania	16,6	15,6	18	16	3	29,43
		22	15	20	14,6	3	29,43
		22,8	15	20,8	14	3	29,43
		23	14,8	21,2	14,4	3	29,43
		23,4	14,4	21,2	14,2	3	29,43
		23	13,8	21,2	13,8	3	29,43

3. Opracowanie wyników

Z przeprowadzonych pomiarów określamy :

1. gęstość powietrza na stanowisku pomiarowym :





1,18


2. prędkość maksymalną powietrza w odcinku pomiarowym




podczas osuszania:
9,12


podczas nawilżania:
7,06


i prędkość maksymalna w przekroju rury pomiarowej:




podczas osuszania:
0,4715


podczas nawilżania:
0,365


3. prężność pary wodnej nasyconej p_wn(t_m) i p_wn(t_s):


[N/m²]

gdzie : T= t+273

4. stałą psychrometryczną:




podczas osuszania: A_p = 0,00079316

podczas nawilżania: A_p = 0,0008349

5. prężność pary wodnej nienasyconej przed i za wkładką solną:


[N/m²]

6. wilgotność powietrza przed i za wkładka solną:

względną:
[%]

właściwą:
[kg/kg]

7. przyrost wilgotności powietrza przy przejściu przez wkładkę:


[%]


[kg/kg]

8. entalpie powietrza przed i za wkładka solną :


[kJ/kg]

oraz przyrost entalpii:
[kJ/kg]

9. natężenie przepływu powietrza :


[m/s]

podczas osuszania: Q = 0,003657[m/s]

podczas nawilżania: Q = 0,00283[m/s]

10. ilość wody odebranej przez wkładkę solną:


[kg]

gdzie:


czas pomiędzy poszczególnymi parametrami, s

G_wi - masowy wydatek wody w czasie pomiaru, kg/s


[kg/s]

podczas osuszania: G_w = 0,008625 [kg]

podczas nawilżania: G_w = 0,02133[kg]

4. Wnioski

Podczas przeprowadzanego ćwiczenia w którym wyznaczamy zmiany wilgotności powietrza zauważamy, że podczas osuszania za wkładka jak i przed wilgotność nam wzrasta, natomiast podczas nawilżania maleje. Zauważamy również że przy przejściu przez wkładkę wilgotność względna podczas osuszania powietrza ma wartości ujemne, natomiast podczas nawilżania ma wartości dodatnie. Z wykresów możemy odczytać, że entalpia powietrza przed i za wkładką solną przebiega prostolinijnie tzn. że czas nie ma w tym przypadku znaczenia, natomiast w przypadku wilgotności względnej podczas osuszania wraz ze wzrostem czasu wzrasta wilgotność, a podczas nawilżania wraz ze wzrostem czasu wilgotność maleje. Jeżeli chodzi o wilgotność właściwą to zachowuje się podobnie jak wilgotność względna, czyli podczas osuszania rośnie, a podczas nawilżania maleje wraz ze wzrostem czasu. Znając zmiany wilgotności właściwej i natężenie przepływu powietrza wyznaczyłyśmy ilość wody odebranej przez wkładkę solna i dla osuszania wynosi ona 0,008625 [kg], a dla nawilżania 0,02133 [kg]. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że podczas efektu osuszania wkładka solna pobiera wilgoć z otoczenia, natomiast podczas nawilżania oddaje ją do otoczenia.

---