Konrad Kulita B22
SPRAWOZDANIE DO ĆWICZENIA
LABORATORYJNEGO NR 1
Z FIZYKI BUDOWLI
1. Temat ćwiczenia
Pomiar temperatury i wilgotności względnej powietrza w pomieszczeniu wraz z wyznaczeniem pionowego gradientu temperatury
2. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z aparaturą pomiarową i metodami pomiaru podstawowych parametrów charakteryzujących mikroklimat.
3. Zakres ćwiczenia
Zakres ćwiczenia obejmuje wykonanie pomiaru temperatury i wilgotności względnej powietrza
w pomieszczeniu za pomocą aparatury pomiarowej oraz wyznaczenie pionowego gradientu
temperatury.
4. Podstawy teoretyczne:
Temperatura - jedna z podstawowych w termodynamice wielkości fizycznych (parametrów stanu) , będąca miarą stopnia nagrzania ciał. Temperaturę można ściśle zdefiniować tylko dla stanów równowagi termodynamicznej, z termodynamicznego bowiem punktu widzenia jest ona wielkością reprezentującą wspólną własność dwóch układów pozostających w równowadze ze sobą. Temperatura jest związana ze średnią energią kinetyczną ruchu i drgań wszystkich cząsteczek tworzących dany układ i jest miarą tej energii.
Wilgotność względna - stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia nasycenia, określającego maksymalne ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze. Ciśnienie cząstkowe jest (zgodnie z prawem Daltona) ciśnieniem, jakie miałby gaz, gdyby zajmował całą dostępną objętość. Wilgotność względna jest niemianowana i zawiera się w przedziale od 0 do 1, często wyrażana w procentach (100%=1). Wilgotność względna równa 0 oznacza powietrze suche, zaś równa 1 oznacza powietrze całkowicie nasycone parą wodną. Przy wilgotności względnej równej 1 oziębienie powietrza daje początek skraplaniu pary wodnej.
Pionowy gradient temperatury (ang. atmospheric lapse rate) zjawisko zmiany temperatury wraz z wysokością w atmosferze a także wielkość określająca zmianę temperatury watmosferze ziemskiej, przypadającą na jednostkę wysokości. Zazwyczaj jest wyrażany w stopniach Celsjusza na 100 metrów wysokości (°/100m).
Gradient temperatury między dwoma punktami (1) i (2) określony jest równaniem:
gdzie γ jest gradientem temperatury, T jest temperaturą, a z jest wysokością.
Gradient temperatury w atmosferze zależny od zjawisk zachodzących w atmosferze,
od pory roku, wilgotności powietrza i pory dnia.
5. Opis i charakterystyka aparatury pomiarowej
Aparatura pomiarowa używana w trakcie badań
1. Termohigrometry
Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702
Sonda pomiarowa LB-701 składa się z cienkowarstwowego czujnika temperatury
Pt-1000, cienkowarstwowego pojemnościowego czujnika wilgotności względnej,
elektronicznych układów przetwarzających i układu programowanej pamięci nieulotnej, w której zapisywane są indywidualne charakterystyki sondy, oraz dane identyfikacyjne i techniczne.
Czujniki pomiarowe sondy są chronione wymienną osłoną, której typ zależy od zastosowań.
Przyrząd w wersji standardowej jest wyposażony w osłonę czujników - filtr zanieczyszczeń typuF2.
Aparatura pomiarowa użyta podczas ćwiczenia
Termohigrometr LB-701 z panelem odczytowym LB-702 nr 996 wersja PR
DANE TECHNICZNE (dla LB-701 i 701T)
POMIAR TEMPERATURY |
||
Niepewność pomiaru |
+/- 0.1°C |
+/- 1 ostatnia cyfra |
Zakres pomiaru |
-40..+85°C |
LB-701 |
|
-200..+550°C |
LB-701T
|
POMIAR WILGOTNOŚCI |
|||||
Niepewność pomiaru |
+/- 2.0% |
w zakresie 10...90%, |
|||
|
+/- 4.0% |
poza zakresem 10...90% |
|||
Zakres pomiaru LB-701 |
10..95% |
dla temperatur do +40°C |
|||
|
10..60% |
dla temperatur do +70°C |
|||
|
10..40% |
dla temperatur do +80°C |
|||
Zakres pomiaru LB-701H |
0..100% |
dla temperatur do +60°C |
|||
|
0..70% |
dla temperatur do +70°C |
|||
|
0..40% |
dla temperatur do +80°C |
|||
ODCZYT POMIARÓW |
|||||
Parametr |
Zakres odczytu |
Rozdzielczość |
|||
temperatura powietrza |
-40.0..+85.0°C |
0.1°C |
|||
wilgotność względna |
0.0..100.0% |
0.1% |
|||
|
|
|
|||
ODCZYT POMIARÓW (dodatkowo przez interfejs szeregowy) |
||
Parametr |
Zakres odczytu |
Rozdzielczość |
temperatura punktu rosy |
-40.0..+100.0°C |
0.1°C |
objętościowa zawartość pary wodnej w powietrzu |
0..99999ppm |
1ppm |
czas |
mies.,dni,godz.,min. |
1 min |
ZAKRES TEMPERATUR PRACY |
||
Urządzenie |
Zakres |
Uwagi |
Sonda LB-701 |
-40..+85°C |
|
Czujnik termometru LB-701T |
-60..+90°C |
dla wykonania standardowego |
|
-200..+550°C |
dla wykonania specjalnego |
Przetwornik termometru LB-701T |
-40..+85°C |
|
Panel LB-725 |
0..+50°C |
|
6.Opis przeprowadzonego ćwiczenia:
Za pomocą termohigrometru dokonaliśmy pomiarów w sali laboratoryjnej parametrów mikroklimatu w pięciu punktach na trzech różnych wysokościach (0,5m, 1m, 2m) wyznaczonej siatki pomiarowej według poniższego przykładu:
Pomiary wykonywaliśmy dwuktrotnie. Za pierwszym razem przy zamkniętym oknie w pomieszczeniu. Za drugim razem po 15 minutowym otwarciu okien w pomieszczeniu.
7.Wyniki badań
Numer punktu pomiarowego |
Wysokość h [m] |
Temperatura [oC] |
Wilgotność [%] |
||
1 |
0,5 |
23,2 |
23,2 |
52,5 |
51 |
1 |
1 |
23,4 |
22,9 |
54 ; |
51,8 |
1 |
2 |
23,4 |
22,7 |
55,1 |
54,4 |
2 |
0,5 |
23,5 |
22,6 |
53,1 |
54,2 |
2 |
1 |
23,4 |
22,7 |
53,5 |
54,2 |
2 |
2 |
23,5 |
22,7 |
60,2 |
54,7 |
3 |
0,5 |
23,9 |
22,9 |
54 |
54,3 |
3 |
1 |
23,9 |
22,7 |
54,9 |
54,7 |
3 |
2 |
23,7 |
22,8 |
61 |
57,2 |
4 |
0,5 |
23,8 |
22,6 |
55,1 |
53 |
4 |
1 |
23,8 |
22,7 |
55,2 |
52,9 |
4 |
2 |
23,8 |
22,8 |
59,4 |
59,8 |
5 |
0,5 |
26,1 |
22,9 |
51,1 |
55,5 |
5 |
1 |
26 |
23 |
51,2 |
55,7 |
5 |
2 |
26 |
23 |
52,8 |
61,5 |
Opracowanie wyników:
Pomiar 1
Wyniki badań przed otwarciem okna
Średnia temperatura w Sali na wysokości 0,5m wynosi 24,1˚C
Średnia temperatura w Sali na wysokości 1m wynosi 24,1˚C
Średnia temperatura w Sali na wysokości 2m wynosi 24,08˚C
Średnia temperatura w Sali 24,09˚C
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 0,5m wynosi 53,16%
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 1m wynosi 53,76%
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 2m wynosi 57,7%
Średnia wilgotność względna w Sali 54,87%
Tabelaryczne zestawienie temperatury powietrza w pomieszczeniu
|
0,5m |
1m |
2m |
1stanowisko |
23,2 |
23,4 |
23,4 |
2stanowisko |
23,5 |
23,4 |
23,5 |
3stanowisko |
23,9 |
23,9 |
23,7 |
4stanowisko |
23,8 |
23,8 |
23,8 |
5stanowisko |
26,1 |
26 |
26 |
Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu
Tabelaryczne zestawienie wilgotności powietrza w pomieszczeniu
|
0,5m |
1m |
2m |
1stanowisko |
52,5 |
54 |
55,1 |
2stanowisko |
53,1 |
53,5 |
60,02 |
3stanowisko |
54 |
54,9 |
61 |
4stanowisko |
55,1 |
55,2 |
59,4 |
5stanowisko |
51,1 |
51,2 |
52,8 |
Wykres przedstawiający wilgotność powietrza w pomieszczeniu
Gradient temperatury:
gradTh1-h2 =-((Tśrh2 - Tśrh1)/(h2-h1))
Na wysokości h1=0,5m i h2=1m
gradTh1-h2 =-((24,1 - 24,1)/(1-0,5))= 0˚C/0,5m
Na wysokości h1=1m i h2=2m
gradTh1-h2 =-((24,08 - 24,1)/(2-1))= 0,02˚C/1m
Na wysokości h1=2m i h2=0,5m
gradTh1-h2 =-((24,1 - 24,0,8)/(0,5-2))= -0,02˚C/1,5m
Pomiar 2
Wyniki badań po otwarciu okna
Średnia temperatura w Sali na wysokości 0,5m wynosi 22,84˚C
Średnia temperatura w Sali na wysokości 1m wynosi 22,8˚C
Średnia temperatura w Sali na wysokości 2m wynosi 22,8˚C
Średnia temperatura w Sali 22,81˚C
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 0,5m wynosi 53,6%
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 1m wynosi 53,86%
Średnia wilgotność względna w Sali na wysokości 2m wynosi 57,52%
Średnia wilgotność względna w Sali 54,99%
Tabelaryczne zestawienie temperatury powietrza w pomieszczeniu
|
0,5m |
1m |
2m |
1stanowisko |
23,2 |
22,9 |
22,7 |
2stanowisko |
22,6 |
22,7 |
22,7 |
3stanowisko |
22,9 |
22,7 |
22,8 |
4stanowisko |
22,6 |
22,7 |
22,8 |
5stanowisko |
22,9 |
23 |
23 |
Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu
Tabelaryczne zestawienie wilgotności powietrza w pomieszczeniu
|
0,5m |
1m |
2m |
1stanowisko |
51 |
51,8 |
54,4 |
2stanowisko |
54,2 |
54,2 |
54,7 |
3stanowisko |
54,3 |
54,7 |
57,2 |
4stanowisko |
53 |
52,9 |
59,8 |
5stanowisko |
55,5 |
55,7 |
61,5 |
Wykres przedstawiający temperaturę powietrza w pomieszczeniu
Gradient temperatury:
gradTh1-h2 =-((Tśrh2 - Tśrh1)/(h2-h1))
Na wysokości h1=0,5m i h2=1m
gradTh1-h2 =-((22,8 - 22,84)/(1-0,5))= 0,04˚C/0,5m
Na wysokości h1=1m i h2=2m
gradTh1-h2 =-((22,8 - 22,8)/(2-1))= 0˚C/1m
Na wysokości h1=2m i h2=0,5m
gradTh1-h2 =-((22,84 - 22,8)/(0,5-2))= -0,04˚C/1,5m
8.Wnioski
Wraz ze wzrostem wysokości rośnie temperatura a wilgotność maleje.
Ze wzrostem wysokości powinien rosnąć także gradient temperatury, co może być stwierdzeniem prawidłowości pomiaru temperatury. Trzeba jednak stwierdzić, że pomiary mogą być niedokładne ze względu na krótki czas pomiaru, a aparat pomiarowy posiada stosunkowo dużą bezwładność.
W pomieszczeniu panowała dość duża temperatura biorąc pod uwagę,
że pomieszczenie to przeznaczone jest do celów dydaktycznych. Temperatura w pomieszczeniu wahała się między wartościami od 22,6˚C do 26,1 więc zgodnie z normą budowlaną o numerze PN-82/B-02402
„Ogrzewnictwo - Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach” pomieszczenie w którym wykonywane było badanie spełnia warunki pomieszczenia przeznaczonego do przebywania ludzi bez okryć zewnętrznych nie wykonujących w sposób ciągły pracy fizycznej.
Wyszukiwarka