II MMDI L1 |
Politechnika Rzeszowska im. Ignacego Łukasiewicza |
13.05.2013 r. |
---|---|---|
Pomiar wilgotności powietrza |
Do pomiaru wilgotności użyto m.in. psychrometru Assmanna. Działa In na zasadzie wymuszonego przepływu powietrza wilgotnego (znad zbiorniczka z wodą) i suchego omywającego termometry, wskazujące temperatury tych rodzajów powietrza. Odczyt temperatur i obliczenie ich różnicy pozwala na odczytanie ze specjalnego nomogramu, dołączonego w instrukcji przyrządu, wilgotności względnej. Znajomość ciśnienia atmosferycznego i temperatury otoczenie, która jest zarazem temperaturą termometru suchego pozwala obliczyć gęstość aktualnego powietrza wilgotnego. Psychometr pokazano na poniższym rysunku:
Aby wyznaczyć wilgotność powietrza należy skorzystać z poniższego wzoru:
Gdzie: T1 – temperatura termometru suchego
T2 – temperatura termometru wilgotnego
p1 – ciśnienie nasycenia w temperaturze T1
p2 – ciśnienie nasycenia w temperaturze T2
p – ciśnienie otoczenia
A – stała psychrometryczna
Stała psychrometryczna zależy od prędkości przepływu powietrza i obliczana jest ze wzoru:
Gdzie: w – prędkość przepływu powietrza (w przypadku psychrometru Assmanna w = 2.5 m/s)
Obliczenia:
Psychrometr Augusta
$$\varphi = \frac{0.0024850MPa - 0.000785\frac{1}{K}*\left( 299.15 - 294.15 \right)K*0.0994585\ MPa}{0.00336\ MPa} \cong 0.62$$
$$X = 0.622*\left( \frac{\varphi*p_{1}}{p_{o} - \varphi*p_{1}} \right) = 0.622*\left( \frac{0.62*0.00336}{0.0994585 - 0.62*0.00336} \right) \cong 0.0134$$
$$p_{\text{pr}} = \frac{X*p_{o}}{X + 0.622} = \frac{0.0134*0.0994585}{0.0134 + 0.622} \cong 0.0022\ MPa$$
Temperatura punktu rosy na podstawie tablic parowych podana w tabeli z wynikami.
Psychrometr Assmanna
$$\varphi = \frac{0.0019362\ MPa - 0.000677\frac{1}{K}*\left( 297.95 - 290.35 \right)K*0.0994585\ MPa}{0.003166\ MPa} \cong 0.45$$
$$X = 0.622*\left( \frac{\varphi*p_{1}}{p_{o} - \varphi*p_{1}} \right) = 0.622*\left( \frac{0.45*0.003166}{0.0994585 - 0.45*0.003166} \right) \cong 0.0090$$
$$p_{\text{pr}} = \frac{X*p_{o}}{X + 0.622} = \frac{0.0090*0.0994585}{0.0090 + 0.622} \cong 0.0015\ MPa$$
Temperatura punktu rosy na podstawie tablic parowych podana w tabeli z wynikami.
Wyniki pomiarów i obliczeń:
Psychrometr Augusta | Psychrometr Assmanna | po [MPa] |
---|---|---|
T1 [K] | ps1 [MPa] | T2 [K] |
299.15 | 0.00336 | 294.15 |
ϕ | X | |
0.62 | 0.0134 | |
Parametry punktu rosy | Parametry punktu rosy | |
psR [MPa] | TR [°C] | |
0.0022 | 17.60 |
Wnioski:
Różnica wilgotności wyznaczona za pomocą psychrometrów Assmanna i Augusta sięga 38%. Tak duża rozbieżność może być spowodowana uszkodzeniem urządzeń lub niedokładnością odczytu temperatur na termometrach oraz ciśnienia otoczenia na ciśnieniomierzu rtęciowym. Na różnicę między dokładniejszym urządzeniem Assmanna a mniej dokładnym Augusta mogło także wpłynąć to, iż pomiary na nich były wykonywane w różnych miejscach pomieszczenia (Assmanna bliżej okna, Augusta bliżej wyjścia). Należałoby się także zastanowić nad poprawnością wykonania doświadczenia.