Wprowadzenie.

Wilgotność powietrza - zawartość pary wodnej w powietrzu. Wilgotność powietrza charakteryzuje się podając jeden z poniższych parametrów:

1. Wilgotność bezwzględna, - masa pary wodnej wyrażoną w gramach, zawarta
   w 1m³ powietrza,

2. Wilgotność właściwa, - masa pary wodnej wyrażoną w gramach, zawarta w 1 kg suchego powietrza,

3. Wilgotność względna, - stosunek wilgotności bezwzględnej do wilgotności bezwzględnej przy danej temperaturze i ciśnieniu,

4. Prężność pary wodnej lub inaczej jej ciśnienie cząstkowe (wielkości wyrażone
   w jednostkach ciśnienia),

5. Temperatura punktu rosy, - temperatura przy której wilgotność względna osiąga 100 %,

Osuszanie występuje, gdy wilgotność względna w danej temperaturze większa jest od wilgotności nad danym roztworem.

Osuszaniu będzie towarzyszyć pobieranie ciepła z powietrza w ilości około 41,868 kJ/mol.

Nawilgacanie powietrza występuje, gdy wilgotność względna jest mniejsza od wilgotności nad roztworem.

Nawilgacaniu będzie towarzyszyć wydzielanie ciepła do przepływającego powietrza w ilości około 41.868 kJ/ mol.

Jeżeli sól, w której będzie wykonane wyrobisko, zbudowana będzie z czystego halitu (NaCl), to należy się spodziewać, że osuszanie powietrza wystąpi wówczas, gdy wilgotność względna powietrza będzie większa niż 75%. Towarzyszyć temu zjawisku będzie efekt cieplny, zależny od czasu przewietrzania wyrobiska (temperatury ociosów

2. Wzory użyte do obliczeń.

• gęstość powietrza:

• prędkość maksymalna powietrza w odcinku pomiarowym:

• prędkość maksymalną w przekroju rury pomiarowej:

[m/s]

• prężność pary wodnej nasyconej E(t_w), E(t_s)

[Pa]

• stałą psychrometryczną :

• prężność pary wodnej nienasyconej:

[Pa]

• wilgotność względną:

• wilgotność właściwą:

• entalpię powietrza:

• natężenie przepływu powietrza:

• ilość wody odebranej lub oddanej przez wkładkę solną:

gdzie:

τ_i - czas pomiędzy poszczególnymi pomiarami [s]

G_wi - masowy wydatek wody w czasie pomiaru [kg/s]

3. Dane stanu powietrza.

t_s = 20,6

t_w = 17,2

p = 998,21

g= 1,67

4. Obliczenia.

5.1. Zestawienie wyników pomiarów parametrów termodynamicznych powietrza.

Efekt osuszania powietrza					Efekt nawilżania powietrza
przed		za			przed		za
ts	tw	ts	tw	pd	ts	tw	ts	tw	pd
15,2	21,4	14,8	20,6	162	15,2	20,4	14,8	20,4	165
15,4	21,6	15	20,8	162	15	20,4	14,8	20	165
15,6	21,6	15,2	21,2	162	15,2	20,4	15	20,2	163
15,6	21,6	15,4	21,2	162	15,4	20,6	15,2	20,2	162

5.2 Zmiany parametrów termodynamicznych powietrza.

Parametry powietrza przed wkładką					Parametry powietrza za wkładką					Zmiana wilgotności		Zmiany	Czas	Natężen.	Ilość wody	Masowy
Prężność pow.		Wilgotność		Entalpia	Prężność pow.		Wilgotność		Entalpia			entalpi		prz.pow.	odebr -oddan	wyd. wody
E(tm)	E(ts)e	 p.	xp	ip	E(tm)	E(ts)e	 L	xz	iz		r=xp-xL	i	t	Q	Gw	Gwi
			kg/kg	kJ/kg				kg/kg	kJ/kg		kg/kg	kJ/kg	min.	m^3/s.	kg	kg/s.
		OSUSZENIE POWIETRZA							OSUSZENIE POWIETRZA			
1714,16	2327,81	135,80%	0,0111	43,284	1670,46	2244,53	134,37%	0,0107	41,854	-0,01434	-0,00040	-1,42950	5	0,005585	-3,71784E-06	-0,0011154
1736,38	2350,03	135,34%	0,0112	43,761	1692,18	2266,25	133,92%	0,0108	42,325	-0,01417	-0,00041	-1,43616	10	0,005585	-3,74086E-06	-0,0022445
1758,85	2352,71	133,76%	0,0112	44,000	1714,16	2308,02	134,64%	0,0110	43,042	0,00880	-0,00022	-0,95796	15	0,005585	-1,99619E-06	-0,0017966
1758,85	2352,71	133,76%	0,0112	44,000	1736,38	2310,44	133,06%	0,0110	43,276	-0,00703	-0,00020	-0,72304	20	0,005585	-1,8879E-06	-0,0022655
		NAWILŻANIE POWIETRZA							NAWILŻANIE POWIETRZA
1714,16	2228,84	130,03%	0,0106	42,073	1670,46	2224,73	133,18%	0,0106	41,612	0,03155	-0,00002	-0,46034	5	0,005585	-1,8315E-07	-5,495E-05
1692,18	2226,66	131,59%	0,0106	41,841	1670,46	2185,14	130,81%	0,0104	41,129	-0,00774	-0,00020	-0,71243	10	0,005585	-1,85203E-06	-0,0011112
1714,16	2228,84	130,03%	0,0106	42,073	1692,18	2206,87	130,42%	0,0105	41,599	0,00390	-0,00011	-0,47365	15	0,005585	-9,80222E-07	-0,0008822
1736,38	2251,06	129,64%	0,0107	42,550	1714,16	2209,04	128,87%	0,0105	41,831	-0,00771	-0,00020	-0,71889	20	0,005585	-1,87465E-06	-0,0022496

Suma Gw przy osuszaniu: -0,0074219kg

Suma Gw przy nawilżaniu: -0,0043kg

5. Wnioski.

W pierwszej części ćwiczenia, powietrze przepływające przez wkładkę było nawilżane. W drugiej części osuszane. Analizując wyniki widać, że nawilżanie powietrza powoduje wzrost entalpii i oraz wilgotności właściwej x w funkcji czasu. Wilgotności względna ϕ pozostawała praktycznie bez zmian przy osuszaniu natomiast przy nawilżaniu malała przed wkładką. Wszelkie niezgodności z zachowaniem się parametrów w stosunku do zmian spodziewanych mogą wynikać z niedokładnego wykonania ćwiczenia bądź też z niedoskonałości przedmiotów „martwych”. Wykres entalpii przy powietrzu osuszanym powinien maleć, natomiast przy nawilżaniu rosnąć. Otrzymane wyniki pozostawiamy do subiektywnej oceny prowadzącego ćwiczenia.

---