4.5. PRZYKŁADY

Przykład 4.1

Prężność pary wodnej w powietrzu wynosi
2010 Pa. Jaka jest jego wilgotność względna φ jeśli temperatura wynosi T = 295 K?

Przykład 4.2

Jak zmieni się wilgotność względna φ powietrza z poprzedniego zadania jeśli podgrzejemy go o 5; 10; 15 K a ciśnienie nie ulegnie zmianie?

Przykład 4.3

Temperatura w pomieszczeniu wynosi 20º C (
 K) a wilgotność względna jest równa
. Jaka będzie wilgotność powietrza,
, jeśli temperatura wzrośnie do 25º C (T₂ = 298 K).

Przykład 4.4

Jakie jest stężenie pary wodnej,
, w powietrzu o temperaturze T = 293 K i pod ciśnieniem p = 1,013 · 10⁵ Pa jeśli jego wilgotność względna wynosi
?

Rozwiązanie

Szukaną wartość
znajdziemy w następującym ciągu przekształceń:

Prężność pary wodnej nasyconej wynosi
 Pa.

Prężność parcjalną pary wodnej,
, obliczamy z przekształconej postaci wzoru 4.3

 Pa

Szukaną wartość stężenia pary wodnej w powietrzu
obliczmy z wzoru 2.3

Przykład 4.5

W temperaturze
i pod ciśnieniem
wilgotność względna powietrza wynosi
Do jakiej temperatury
należy go podgrzać żeby jego wilgotność zmalała do
?

Przykład 4.6

Jaka jest prężność pary wodnej nasyconej w temperaturze T = 298 K? Porównaj wartości odczytane z tabeli 4.1 z wartościami obliczonymi z wzorów 4.1 i 4.2

Przykład 4.7

Wilgotność powietrza w temperaturze
wynosi
Określ temperaturę punktu rosy

Przykład 4.8

Jaka jest temperatura punktu rosy powietrza,
Stężenie pary wodnej wynosi
Parametry powietrza są następujące:

Przykład 4.9

Oblicz gęstość powietrza jeśli jego wilgotność, w temperaturze T = 293 K oraz pod ciśnieniem
 Pa, wynosi
Obliczoną wartość porównaj z gęstością powietrza suchego. Obliczenia wykonaj z dokładnością do 3-ciego miejsca po przecinku.

Przykład 4.10

W pomiarach wilgotności powietrza przy użyciu psychrometru Assmana uzyskano następujące wyniki:

• temperatura wskazywana prze termometr suchy,
  ,

• temperatura wskazywana przez termometr wilgotny,
  

• ciśnienie barometryczne,
  .

Oblicz:

• wilgotność względną powietrza,
  ,

• stężenie pary wodnej w powietrzu,
  ,

• gęstość powietrza,
  

Przykład 4.11

Ile wynosi temperatura punktu rosy,
powietrza, które zawiera parę wodną o stężeniu
. Ciśnienie całkowite powietrza wynosi

Przykład 4.12

Temperatura punktu rosy suszarniczych gazów odlotowych wynosi
. Oblicz jakie jest stężenie pary wodnej w gazach
Ciśnienie całkowite gazów wynosi

Rozwiązanie

Przyjmujemy następujący tok postępowania:

Dla znanej temperatury punktu rosy,
, odczytujemy wartość prężności nasyconej pary wodnej:

Dalej obliczamy szukaną wartość stężenia

Przykład 4.13

Jaką ilość wody zawiera 1 m³ powietrza o wilgotności względnej
. Temperatura powietrza jest równa

Przykład 4.14

Stopień zawilżenia spalin X oznaczano metodą kondensacyjno-adsorpcyjną. Masa wody wydzielonej wynosiła: w odwadniaczu
; w osuszaczu
. Objętość osuszonej próbki spalin wynosiła
w temperaturze
i pod ciśnieniem
Skład spalin był następujący:

Przykład 4.15

Przy użyciu analizatora elektronicznego stwierdzono, że stężenia tlenu i dwutlenku węgla, w przeliczeniu na gazy suche, wynoszą odpowiednio:

Oznaczona manualnie, metodą kondensacyjno-adsorpcyjną, wilgotność bezwzględna (stopień zawilżenia) jest równa
Oblicz gęstość spalin ulatujących z emitora jeśli ich parametry mają następujące wartości

Rozwiązanie

Wyjaśnienie. Przy obliczaniu gęstości uwzględniamy tylko główne składniki spalin. Pomijamy fakt obecności zanieczyszczeń, które występują w stężeniach nie mających wpływu na właściwości fizyczne mieszaniny. Z zasady działania elektronicznych analizatorów spalin wynika to, że oznaczone stężenia tlenu i ditlenku węgla są odniesione do spalin suchych. Zakłada się, że pozostałym trzecim składnikiem spalin suchych jest azot, a jego stężenie stanowi dopełnienie do 100%. Przez emitor ulatują do atmosfery spaliny wilgotne, i to ich gęstość mamy obliczyć.

Przykład 4.16

Określ skład spalin suchych i wilgotnych (głównych składników). Przy użyciu analizatora elektronicznego stwierdzono, że
W manualnym oznaczeniu wilgotności bezwzględnej, metodą kondensacyjno-adsorpcyjną, z próbki gazu wydzielono w sumie
Objętość próbki gazu w stanie suchym wynosiła
Parametry pomiaru objętości próbki spalin były następujące:

Przykład 4.17

Z suszarki ulatują opary o temperaturze
i pod ciśnieniem
Wielkość strumienia objętościowego w warunkach unosu jest równa
Na podstawie oznaczenia temperatury punktu rosy określono, że prężność zawartej w nich pary wodnej wynosi
(
Gazy są schładzane w chłodnicy przeponowej. Po schłodzeniu ich temperatura wynosi
a ciśnienie
W tych warunkach zawartość pary wodnej jest mniejsza, a jej ciśnienie parcjalne wynika z wartości prężności pary nasyconej w temperaturze
i wynosi
Ile wody ulegnie wykropleniu (kondensacji)
Jaka będzie wielkość strumienia objętościowego gazów po przejściu przez chłodnicę

Wyjaśnienie. Składniki gazu możemy podzielić na parę wodną, której znaczna część ulega przemianie fazowej - skropleniu, oraz pozostałe, które nie biorą udziału w przemianie fazowej i możemy je określić jako inerty, lub w tym konkretnym przypadku jako gazy suche

Do chłodnicy dopływają gazy zawierające strumień masowy pary wodnej
natomiast jego wielkość w gazach opuszczających chłodnicę jest mniejsza wskutek częściowej kondensacji i wynosi
. Różnica tych dwóch wielkości daje nam wielkość strumienia masowego skroplin
:

---