Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza2, V semestr, Wentylacja i pożary, Labolatorium


Kraków dn. 14.04.2005 r.

0x01 graphic

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wykonał:

Marcin Włodarczyk

Wydział Górnictwa i Geoinżynierii,

GiG, Rok III, Grupa 3.

TEMAT:

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. Istotny wpływ ma na wymianę ciepła i wilgoci między ociosami wyrobiska a płynącym powietrzem. Na wielkość tych procesów wpływają okresowe zmiany (w ciągu roku) temperatury i wilgotności powietrza wpływającego do kopalni. 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. Ma to duże znaczenie szczególnie przy przewietrzaniu części muzealnej Kopalni Soli Wieliczka.

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

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

Jeżeli powietrze przepływające wyrobiskiem ma wilgotność względną w danej temperaturze większą do odpowiadającej wilgotności nad danym roztworem tworzącym się na powierzchniach odsłoniętych w wyrobisku, to część wilgoci (pary wodnej) z powietrza będzie się starała przedostać do roztworu. Występować więc będzie osuszanie powietrza. Osuszanie będzie towarzyszyć pobieranie ciepła z powietrza w ilości około 41,868 kJ/mol (rząd wielkości ciepła parowania wody). Natomiast podczas przepływu powietrza o wilgotności względnej mniejszej od wilgotności nad roztworem występować będzie nawilgacanie powietrza (osuszanie ociosów wyrobiska). Część wilgoci z roztworu będzie przechodzić do powietrza. Nawilgacaniu będzie towarzyszyć wydzielanie ciepła do przepływającego powietrza w ilości około 31,868 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).

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 %.

  1. Opracowanie wyników pomiarów

Użyte wzory:

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
[m/s]

0x01 graphic
[Pa]

0x01 graphic
[Pa]

0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic
0x01 graphic

0x01 graphic

0x01 graphic

gdzie:

τi - czas pomiędzy poszczególnymi pomiarami [s]

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

0x01 graphic

  1. Zestawienie obliczeń

Wartości na stanowisku:

Wartości na stanowisku:

ts

22

tw

16

p

993,62

ρ

1,19

Δh

110

Wartości zmierzone:

Efekt osuszania powietrza

lp.

przed:

za:

Δpd

tw[C]

ts[C]

tw[C]

ts[C]

1.

15,2

21

15

21

1079,1

2.

15,2

21,8

15,2

21,6

1079,1

3.

15,6

21,8

15,4

21,8

1079,1

4.

15,8

22

15,4

21,8

1079,1

5.

15,6

22

15,4

21,8

1079,1

6.

15,8

21,8

15,4

21,8

1079,1


Efekt nawilżania powietrza

lp.

przed:

za:

Δpd

tw[C]

ts[C]

tw[C]

ts[C]

1.

16

22,6

15,4

22,2

1079,1

2.

16

22,6

15,4

22,4

1079,1

3.

16

22,6

15,6

22,4

1079,1

4.

16

22,8

15,6

22,4

1079,1

5.

16

22,8

15,6

22,2

1079,1

6.

15,8

22

15,4

22,2

1079,1

Wartości obliczone:

lp.

Parametry powietrza przed wkładką

Parametry powietrza za wkładką

prężność powietrza [N/m2]

Wilgotność

Entalpia

prężność powietrza [N/m2]

Wilgotność

Entalpia

E™

E(ts)

e

φp[%]

xp[kg/kg]

ip[kJ/kg]

E™

E(ts)

e

φz [%]

xz [kg/kg]

iz[kJ/kg]

Osuszanie powietrza

1.

1711,405

2464,784

1333,830

77,94

0,008556

42,84104

1689,501

2464,784

1298,906

76,88

0,008329

42,2643

2.

1711,405

2588,623

1281,750

74,89

0,0082175

42,79781

1711,405

2557,165

1294,770

75,66

0,0083021

42,8086

3.

1755,959

2588,623

1352,344

77,01

0,0086764

43,96433

1733,556

2588,623

1316,922

75,97

0,0084461

43,3788

4.

1778,614

2620,417

1374,999

77,31

0,0088238

44,54345

1733,556

2588,623

1316,922

75,97

0,0084461

43,3788

5.

1755,959

2620,417

1339,324

76,27

0,0085917

43,95336

1733,556

2588,623

1316,922

75,97

0,0084461

43,3788

6.

1778,614

2588,623

1388,019

78,04

0,0089086

44,55448

1733,556

2588,623

1316,922

75,97

0,0084461

43,3788

Nawilżanie powietrza

1.

1801,525

2717,855

1371,870

76,15

0,0088035

45,10485

1733,556

2652,552

1290,882

74,46

0,0082768

43,3570

2.

1801,525

2717,855

1371,870

76,15

0,0088035

45,10485

1733,556

2685,031

1277,862

73,71

0,0081923

43,3461

3.

1801,525

2717,855

1371,870

76,15

0,0088035

45,10485

1755,959

2685,031

1313,284

74,79

0,0084224

43,9314

4.

1801,525

2751,029

1358,850

75,43

0,0087187

45,09372

1755,959

2685,031

1313,284

74,79

0,0084224

43,9314

5.

1801,525

2751,029

1358,850

75,43

0,0087187

45,09372

1755,959

2652,552

1326,304

75,53

0,0085071

43,9424

6.


lp.

Zmiany wilgotności

Zmiany entalpii

Gwi [kg/s]

Δφ [%]

Δx=xz-xp [kg/kg]

Δi [kJ/kg]

Osuszanie powietrza

-1,06

-0,000227

-0,5767

-0,000002054

0,76

8,459E-05

0,0108

0,000000766

-1,05

-0,0002303

-0,5855

-0,000002084

-1,34

-0,0003778

-1,1647

-0,000003417

-0,31

-0,0001457

-0,5746

-0,000001318

Nawilżanie powietrza

-1,69

-0,0005266

-1,7479

-0,000004764

-2,44

-0,0006112

-1,7588

-0,000005529

-1,36

-0,000381

-1,1734

-0,000003447

-0,64

-0,0002963

-1,1623

-0,000002681

0,10

-0,0002117

-1,1513

-0,000001915

Gw odebr.[kg/s]

-0,008849903

Gw odd.[kg/s]

-0,016764813

vmax

18,9658

vmax2

0,9805

Ap

71,8840

Q

0,007605

  1. Wykresy:

0x01 graphic

0x01 graphic

Wykres nr 1 a), b). Efekt osuszania powietrza: przed wkładką i za wkładką

0x01 graphic

0x01 graphic

Wykres nr 2 a), b). Efekt nawilżania powietrza: przed wkładką i za wkładką

  1. Wnioski:

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 (wyraźnie widać to na wykresie 1 b ), a podczas nawilżania wraz ze wzrostem czasu wilgotność maleje (wykres 2 a ). 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 wyznaczyliśmy ilość wody odebranej przez wkładkę solna i dla osuszania wynosi ona 0,01755 [kg], a dla nawilżania 0,03006 [kg]. Z przeprowadzonego doświadczenia wynika, że podczas efektu osuszania wkładka solna pobiera wilgoć z otoczenia, natomiast podczas nawilżania oddaje ją do otoczenia. Wszelkie niezgodności z zachowaniem się parametrów w stosunku do zmian spodziewanych mogą wynikać z niedokładnego wykonania.

7



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza3, V semestr, Wentylacja i pożary, Labolatorium
Wyznaczanie zmian wilgotnosci powietrza NASZE, V semestr, Wentylacja i pożary, Labolatorium
Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza, AGH, GiG, AGH, wentylacja i pozary 1, Laborki, Ćw.5
Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza, Górnictwo i Geologia AGH, wentylacja,klimatyzacja,aerolgia
Oznaczanie sklonnosci wegli do samozapalenia, V semestr, Wentylacja i pożary, Labolatorium
Wyznaczanie zmian wilgotności powietrza Bartosz Grzesiak i Sławomir Jastrzębski
Wyznaczanie zmian wilgotonści powietrza
Wyznaczanie wspolczynnika szczelnosci lutniociagu, AGH, Wentylacja i pozary, sprawozdanie wentylacja
,wentylacja i pożary, Wyznaczanie strumieni objętości powietrza potrzebnych do przewietrzenia
Wyznaczanie rozplywu powietrza w kopalni, Politechnika WGGiG, Wentylacja i pożary-1 3
rosiek, wentylacja i pożary, Wpływ zmian temperatury powietrza atmosferycznego
rosiek, wentylacja i pożary, Przemiany termodynamiczne powietrza wilgotnego
rosiek, wentylacja i pożary L, Wyznaczanie strumienia objętości i strumienia masy powietrza w wyrobi
rosiek, wentylacja i pożary, Metoda PTO 2 prognozowania temperatury i stopnia zawilżenia powietrza
,wentylacja i pożary, Stabilizacja kierunków prądów powietrza
Wilgotność, AGH, GiG, AGH, wentylacja i pozary 1, z chomika, Laborki

więcej podobnych podstron