| POLITECHNIKA WARSZAWSKA FILIA W PŁOCKU |
|---|
| LABORATORIUM FIZYKI BUDOWLI |
| TEMAT SPRAWOZDANIA |
| DATA 13.10.14 |
| WYKONALI Rafał Pesta Marek Pączkowski Damian Zalewski |
Pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu wraz z wyznaczeniem pionowego gradientu temperatury
Wstęp
Temperatura jest to jedna z podstawowych wielkości fizycznych w termodynamice. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.
Wilgotność jest to zawartość pary wodnej w powietrzu:
wilgotność właściwa - masa pary wodnej wyrażona w gramach przypadająca na 1 kg powietrza;
wilgotność względna - wyrażony w procentach stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej
w powietrzu do prężności pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze.
Celem ćwiczenia było zapoznanie się z aparaturą pomiarową i metodami pomiaru podstawowych parametrów charakteryzujących powietrza wewnętrznego. Ćwiczenie obejmowało wykonanie pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza w sali 57 od godziny 14:50 do 15:40 dnia 13.10.14 za pomocą aparatury pomiarowej. Ponadto podęto próbę wyznaczenia pionowego gradientu temperatury. Pomiaru dokonano w jednym miejscu sali laboratoryjnej na pięciu różnych wysokościach. Na rysunku nr 1 przedstawiono położenie punktu pomiarowego.
Rys. 1. Położenie punktu pomiarowego
Na każdej, z wyznaczonych wysokości (0 m; ; ; 1,5 m; ) w Sali laboratorium dokonano pomiaru temperatury i wilgotności względnej w miejscu zaznaczonym na rysunku 1. Pomiarów dokonano termohigrometrem LB- 701 z panelem odczytowym LB-702. O parametrach technicznych zaprezentowanych na rysunku 2.
| POMIAR TEMPERATURY |
|---|
| Niepewność pomiaru |
| Zakres pomiaru LB-701 |
| POMIAR WILGOTNOŚCI |
| Niepewność pomiaru |
| Zakres pomiaru LB-701 |
| ODCZYT POMIARÓW |
| Parametr |
| temperatura powietrza |
| wilgotność względna |
| czas |
| ZASILANIE |
| bateryjne |
| sieciowe |
| ZAKRES TEMPERATUR PRACY |
| Urządzenie |
| Sonda LB-701 |
Rys. 2. Tabela parametrów technicznych termohigrometru LB- 701.
Na wyniki wpływ miało położenie punktu pomiarowego w pobliżu okna oraz grzejnika centralnego ogrzewania.
Wyniki pomiarów temperatury i wilgotności zaprezentowano w tabeli na rysunku 3 zamieszczonym poniżej.
| Lp. | Wysokość punktu pomiarowego | T[˚C] | Wilgotność [%] |
|---|---|---|---|
| 1 | 0m | 22,70 | 62,10 |
| 2 | 22,60 | 61,80 | |
| 3 | 22,50 | 61,50 | |
| 4 | 22,40 | 61,40 | |
| 5 | 22,30 | 61,30 | |
| 6 | 22,20 | 61,50 | |
| 7 | 22,20 | 61,30 | |
| 8 | 22,20 | 61,20 | |
| 9 | 22,20 | 61,60 | |
| 10 | 22,50 | 63,60 | |
| 11 | 0,5m | 22,20 | 61,30 |
| 12 | 22,30 | 61,60 | |
| 13 | 22,40 | 62,20 | |
| 14 | 22,50 | 62,60 | |
| 15 | 22,50 | 62,80 | |
| 16 | 22,60 | 62,70 | |
| 17 | 22,70 | 62,80 | |
| 18 | 22,80 | 63,30 | |
| 19 | 22,80 | 63,50 | |
| 20 | 22,90 | 62,20 | |
| 21 | 1m | 23,10 | 62,20 |
| 22 | 23,10 | 62,20 | |
| 23 | 23,20 | 62,80 | |
| 24 | 23,20 | 62,60 | |
| 25 | 23,20 | 63,00 | |
| 26 | 23,30 | 62,90 | |
| 27 | 23,30 | 62,80 | |
| 28 | 23,30 | 63,10 | |
| 29 | 23,30 | 63,00 | |
| 30 | 23,40 | 62,90 |
| Lp. | Wysokość punktu pomiarowego | T[oC] | Wilgotność [%] |
|---|---|---|---|
| 31 | 1,5m | 23,30 | 65,20 |
| 32 | 23,40 | 63,90 | |
| 33 | 23,30 | 63,80 | |
| 34 | 23,40 | 63,50 | |
| 35 | 23,30 | 63,30 | |
| 36 | 23,30 | 62,90 | |
| 37 | 23,40 | 62,70 | |
| 38 | 23,40 | 62,70 | |
| 39 | 23,40 | 62,50 | |
| 40 | 23,40 | 62,40 | |
| 41 | 2m | 23,40 | 63,40 |
| 42 | 23,50 | 63,20 | |
| 43 | 23,50 | 63,40 | |
| 44 | 23,50 | 63,50 | |
| 45 | 23,60 | 63,50 | |
| 46 | 23,60 | 63,20 | |
| 47 | 23,40 | 63,30 | |
| 48 | 23,70 | 63,20 | |
| 49 | 23,70 | 63,20 | |
| 50 | 23,70 | 63,20 |
Rys. 3. Tabela wyników pomiarów temperatury i wilgotności na poszczególnych wysokościach.
Wyniki pomiarów temperatury i wilgotności zaprezentowano w tabeli na rysunku 4 zamieszczonym poniżej.
$$\overset{\overline{}}{X}$$ |
$$\overset{\overline{}}{X_{0}}$$ |
$$\overset{\overline{}}{X_{0,5}}$$ |
$$\overset{\overline{}}{X_{1}}$$ |
$$\overset{\overline{}}{X_{1,5}}$$ |
$$\overset{\overline{}}{X_{2}}$$ |
M | Xmax |
Xmin |
R | Sx |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Temperatura (o C) | 23,02 | 22,38 | 22,57 | 23,24 | 23,36 | 23,56 | 23,25 | 23,70 | 22,20 | 1,50 | 0,49 |
| Wilgotność (%) | 62,72 | 61,73 | 62,50 | 62,75 | 63,29 | 63,31 | 62,80 | 65,20 | 61,20 | 4,00 | 0,83 |
Rys. 4. Tabela wyników pomiarów temperatury i wilgotności.
Zależność temperatury od wysokości i czasu pomiarów zaprezentowano na rysunku 5 zamieszczonym poniżej.
Rys. 5. Zależność temperatury od wysokości i czasu pomiarów.
Zależność temperatury od czasu zaprezentowano na rysunku 6 zamieszczonym poniżej.
Rys. 6. Zależność temperatury od czasu
Zależność średniej temperatury od wysokości zaprezentowano na rysunku 7 zamieszczonym poniżej.
Rys. 7 . Zależność temperatury od wysokości
Zależność wilgotności względnej od czasu pomiaru zaprezentowano na rysunku 8 zamieszczonym poniżej.
Rys. 8. Zależność wilgotności względnej od czasu
W dalszej kolejności podjęto próbę wyznaczenia pionowego gradientu temperatury. Do obliczenia wartości pionowego gradientu temperatury wykorzystano następujący wzór:
(2)
Wartości pionowego gradientu temperatury w danych przedziałach wysokości zaprezentowano w tabeli na rysunku 9 zamieszczonym poniżej.
| Przedział wysokości (m) | Wartości pionowego gradientu temperatury (oC/m) |
|---|---|
| 0,0-0,5 | 0,095 |
| 0,5-1,0 | 0,335 |
| 1,0-1,5 | 0,06 |
| 1,5-2,0 | 0,1 |
Rys. 9. Tabela wartości pionowego gradientu temperatury.
Wykres wartości pionowego gradientu temperatury zaprezentowano na rysunku 10 zamieszczonym poniżej.
Rys. 10. Wykres wartości pionowego gradientu temperatury.
Na podstawie przeprowadzonych badań, można powiedzieć że średnia temperatura w pomieszczeniu wyniosła 23,02±0,2˚C. Natomiast wilgotność ……
Na podstawie uzyskanych wyników:
Średnia temperatura w pomieszczeniu wyniosła 23,02 oC.
Średnia wilgotność w pomieszczeniu wyniosła 62,72 %.
Na podstawie otrzymanych wyników w sali 57 laboratorium fizyki budowli od 14:50 do 15:40 w punkcie pomiarowym numer 1 pokazanym na rysunku ( Rys. 1. ) stwierdzamy, że wraz ze wzrostem wysokości rośnie temperatura oraz wilgotność względna. Wniosek taki można wysunąć na podstawie dodatniego współczynnika kierunkowego prostej na wykresie zależności temperatury od wysokości (Rys. 6.) oraz na wykresie zależności wilgotności względnej od czasu (Rys. 7. ). Po porównaniu z warunkami normowymi średnia temperatura w sali przekroczyła normową temperaturę 20oC o 3.2 oC i średnią wilgotność 45% o 17,72 % zgodnie z normami PN-EN ISO 6946:1999 i PN-82/B-02402. Różnice z normami spowodowane są obecnością ludzi w pomieszczeniu
i ich migracją, punkt badawczy był w pobliżu okna oraz grzejnika, a sprzęt otrzymany od prowadzącego był nie do końca sprawny. Sala nie spełnia warunków normowych.