SPRAWOZDANIE

TEMAT: Wyznaczanie wilgotności względnej powietrza wilgotnego za pomocą psychrometrów Augusta i Assmanna oraz higrografu.

PSYCHROMETR AUGUSTA

Opis wykonywania doświadczenia:

Przyrządy potrzebne do tego doświadczenia to dwa termometry (suchy oraz mokry), kawałek szmatki i zbiorniczek z wodą. Zwilżony kawałek szmatki owijamy na końcówce termometru mokrego, której drugi koniec wkładamy do zbiorniczka z wodą. Następnie odczytujemy wskazania obu termometrów co 30 sekund aż do ustalenia się temperatury na termometrze mokrym.

Lp.	Czas [s]	Termometr suchy [°C]	Termometr mokry [°C]
1.	0	21,0	21,0
2.	30	21,0	20,0
3.	60	21,0	19,5
4.	90	21,0	19,0
5.	120	21,0	18,8
6.	150	21,0	18,6
7.	180	21,0	18,3
8.	210	21,0	18,1
9.	240	21,0	18,0
10.	270	21,0	18,0
11.	300	21,0	18,0
12.	330	21,0	17,9
13.	360	21,0	17,9
14.	390	21,0	17,8
15.	420	21,0	17,7
16.	450	21,0	17,7
17.	480	21,0	17,6
18.	510	21,0	17,5
19.	540	21,0	17,5
20.	570	21,0	17,5
21.	600	21,0	17,5
22.	630	21,0	17,5

P_at. = 1012hPa ± 1hPa

t_s = 21°C ; t_m = 17,5°C ;

Różnica psychrometryczna: Δt = t_s - t_m = 21 - 17,5 = 3,5°C

Wartości odczytane z wykresu i-X Molliera-Ramzina:

Wartość wilgotności względnej powietrza: φ = 71,5%

Ciśnienie pary wodnej nasyconej w temperaturze 294K (21°C): p_{pw nas} = 0,0025MPa = 2500Pa

Zawartość wody w powietrzu wynosi: X = 0,0125 H₂O/kg s.p.

Entalpia właściwa: i = 42kJ/kg s.p.

Obliczenia:

P_at. = 1012hPa = 101200Pa

Zawartość wody w powietrzu wynosi: X=
H₂O/kg s.p.

Analiza błędu dla zawartości wody w powietrzu:

Błąd względny:

Błąd bezwzględny:

Wnioski:

Pomiary dokonane tą metodą mogą być niedokładne ze względu na zmienne ruchy powietrza panującego w sali. Czynniki na to wpływające to między innymi poruszająca się osoba, wymach ręką w pobliżu przyrządów, czy niezamierzone chuchnięcie w stronę przyrządów podczas odczytywania wartości. Temperatura termometru suchego ustaliła się na 21°C, natomiast termometru mokrego na 17,5°C. Obliczenia zawartości wody w powietrzu były obarczone błędami: względnym wynoszącym 0,116 oraz bezwzględnym 11,6%.

PSYCHROMETR ASSMANNA

Opis wykonywania doświadczenia:

Przyrządy potrzebne do wykonania tego doświadczenia to dwa termometry (suchy i mokry), specjalny statyw z umocowanym wentylatorem napędzanym sprężynowo, kawałek szmatki, zbiorniczek z wodą. Na końcówce termometru mokrego umieszczamy zwilżony kawałek szmatki, której drugi koniec jest umiejscowiony w zbiorniczku z wodą. Na statywie z wentylatorem i umiejscowionymi odpowiednio termometrami nakręcamy sprężynę aby zapewnić ruch powietrza wokół termometrów. Odczytujemy wskazania termometrów co 30 sekund aż do ustalenia się wskazań.

Lp.	Czas [s]	Termometr suchy [°C]	Termometr mokry [°C]
1.	0	21,0	21,0
2.	30	21,0	20,5
3.	60	21,0	20,0
4.	90	21,0	19,0
5.	120	21,0	18,5
6.	150	21,0	18,0
7.	180	21,0	17,5

P_at.­ = 1012hPa ± 1hPa

Pomiar wilgotnościomierzem materiałów (sonda RH/T):

Wilgotność względna: 42,8%

Temperatura: 20,5°C

t_s = 21°C ; t_m = 17,5°C ;

Różnica psychrometryczna: Δt = t_s - t_m = 21 - 17,5 = 3,5°C

Wartości odczytane z wykresu i-X Molliera-Ramzina:

Wartość wilgotności względnej powietrza: φ=71,5%

Ciśnienie pary wodnej nasyconej w temperaturze 294K (21°C): p_{pw nas}=0,0025MPa

Zawartość wody w powietrzu wynosi: X=0,0125 H₂O/kg s.p.

Entalpia właściwa: i=42kJ/kg s.p.

Temperatura punktu rosy: t_r=11,5°C

Obliczenia:

Zawartość wody w powietrzu wynosi: X=
H₂O/kg s.p.

Analiza błędu dla zawartości wody w powietrzu:

Błąd względny:

Błąd bezwzględny:

Wnioski:

Dokonywanie pomiarów wilgotności powietrza tą metodą są stosunkowo dokładne, gdyż termometry są pod stałym przewiewem powietrza (ok. 2,5m/s). Wskazania termometru suchego ustaliły się na 21°C, zaś termometru mokrego na 17,5°C. Obliczenia zawartości wody w powietrzu były obarczone błędami: względnym wynoszącym 0,116 oraz bezwzględnym 11,6%.

Błędy wyznaczania parametrów powietrza wilgotnego za pomocą psychrometru Augusta wynosi dla:

1. Wilgotności względnej:

2. Zawartości wody:

Wnioski:

Oba psychrometry, Augusta oraz Assmanna, ukazała nam, że wartość wilgotności powietrza dąży do stałej wartości bez względu na temperaturę. Ponadto zerowe błędy wilgotności względnej oraz zawartości wody powietrza wilgotnego mierzone przy pomocy psychrometru Augusta wskazują na bardzo dokładne wykonanie tych pomiarów. Duży wpływ na to mogły mieć prądy powietrzne powstałe na skutek przechodzenia studentów obok przyrządów pomiarowych. Najprawdopodobniej spowodowało to ruch powietrza o prędkości 2,5 m/s, czyli takiej samej prędkości, przy jakiej wykonuje się pomiary w psychrometrze Assmanna. Stąd końcowe wyniki pomiarów obu stanowisk były identyczne.

HIGROGRAF

Opis wykonywania doświadczenia:

Urządzenie pomiarowe składało się ze skrzynki, w której między dwoma elementami jest rozciągnięty pęczek włosów. Pod wpływem zmiany wilgotności w powietrzu pęczek się rozkurcza bądź skurcza. Jedno ramię przyczepu pęczka włosów jest umocowany do wskazówki, która ukazuje nam wartość wilgotności powietrza na diagramie. Do wykonania doświadczenia należało na pudełku metalowym rozwiesić zwilżoną szmatkę. Następnie odczytywać wskazania co 30 sekund aż do ustalenia się wskazań.

Lp.	Czas [s]	Wilgotność powietrza [%]
1.	0	70
2.	30	72
3.	60	74
4.	90	76
5.	120	79
6.	150	82
7.	180	84
8.	210	86
9.	240	87
10.	270	89
11.	300	90
12.	330	91
13.	360	92
14.	390	94
15.	420	95
16.	450	96
17.	480	96
18.	510	96
19.	540	96

Wnioski:

Higrometr ukazał nam jak zmienia się wilgotność powietrza w czasie. Kolejne wartości wilgotności wzrastały skokowo co 2-3%. Jego maksymalna wartość zatrzymała się na 96% co oznacza że musi zostać wyregulowany by można było go używać jako wiarygodny przyrząd.

9

---