Paulina Łazowska gr.4 IŚ 4.04.2001 środa g.12

Ćwiczenie 26

Wyznaczanie wilgotności powietrza

1. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wilgotności względnej powietrza, za pomocą higrometru (przyrządu do pomiaru temperatury rosy) i psychrometru(który wykorzystuje zależności między parowaniem i ochładzaniem wody)

2. Pomiar wilgotności wykonujemy na dwa niezależne od siebie sposoby. Pierwszy polega na wyznaczeniu temperatury rosy - czyli temperatury w której skrapla się zawarta w powietrzu para wodna. Do wykonania tego pomiaru używamy psychrometru składa się on z niklowanej płyty czołowej i zbiorniczka z eterem. Podczas przedmuchiwania powietrza przez eter płyta ulega ochłodzeniu i na niej skrapla się para zawarta w powietrzu. Ciśnienia pary wodnej nienasyconej znajdującej się w powietrzu i pary nasyconej w temperaturze rosy są takie same. Druga metoda związana jest z ochłodzeniem wynikającym z parowania wody. Do jego zmierzenia wykorzystujemy psychrometr, który składa się z dwóch termometrów: jeden z nich jest zwilżony wodą, drugi pozostaje suchy, i z wiatraczka. Ruch wiatraczka powoduje przyspieszenie parowania wody i obniżanie temperatury termometru mokrego, temperatura to obniża się aż do osiągnięcia stanu równowagi termodynamicznej. Na podstawie odczytanych wskazań obydwu termometrów i określonych dla nich wartości ciśnienia obliczamy ciśnienie pary wodnej w powietrzu.

3. Czynności pomiarowe

• Pomiar wilgotności powietrza za pomocą higrometru Lambrecht

1. 
   
   Higrometr:

2. Odczytujemy temperaturę otoczenia, a następnie do zbiorniczka higrometru nalewamy ok. 10 ml eteru i zanurzamy w nim termometr.

3. Przedmuchujemy przez eter powietrze i odczytujemy temperaturę, przy której na powierzchni płyty czołowej S zaczyna pojawiać się rosa.
   

4. Po całkowitym zmatowieniu powierzchni kończymy przedmuchiwanie i zapisujemy temperaturę przy której rosa zaczyna znikać.

5. Powtarzamy doświadczenie trzy razy i obliczamy średnią ze wszystkich temperatur i przyjmujemy jej wartość jako temperaturę kondensacji pasy wodnej „temperaturę rosy”.

6. Z tabeli odczytujemy ciśnienie pary wodnej nasyconej w temperaturze rosy i w temperaturze pokojowej.

7. Dane podstawiamy do wzoru:
   ϕ=(p/p_m)100% ,
   na wilgotność względną, gdzie
   p - ciśnienie pary wodnej w temp. rosy
   p_m - ciśnienie pary wodnej w temp. pokojowej

• Pomiar wilgotności powietrza za pomocą psychrometru

1. 
   Psychrometr:
   
   Przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów moczymy w wodzie osłonką znajdującą się na bańce z rtęcią jednego z termometrów.

2. Nakręcamy mechanizm wiatraczka

3. Zwalniamy blokadę wiatraczka, który ochładza nam powietrze przyspieszając parowanie.

4. Obserwujemy wskazania termometrów i zapisujemy temperatury gdy wskazanie termometru mokrego przestanie się obniżać; t₁ - termometr zwilżony, t - termometr suchy

5. Pomiary przeprowadzamy trzykrotnie

6. Z tablic odczytujemy ciśnienia pary wodnej nasyconej: p₁ - dla temperatury t₁, p - dla temperatury t

7. Obliczamy ciśnienie pary wodnej w powietrzu korzystając ze wzoru:
   p=p₁-a(t-t₁)
   a - stały współczynnik = 0,067[kPa/°C]

8. Obliczamy wilgotność względną
   ϕ=(p/p_m)100%

4. Wyniki
   
   Pomiar wilgotności powietrza za pomocą higrometru
   
   

Temperatura rosy [°C]				Ciśnienie pary nasyconej [kPa] w temp.
pojawianie	znikanie	Średnia tr	Δtr	Rosy tr		T=25,4 Δt=0,2		Wilgotność względna [%]
5,4	11,2					p	Δp	pm	Δp m	ϕ [%]	Δϕ
4,2	11,0			7,85	3,65	1,595	0,24	3,246	0,04	49,14	8,01
4,2	11,1


Pomiar wilgotności powietrza za pomocą psychrometru



Wskazania termometru [°C]		Różnica temperatur	Ciśnienie pary wodnej w [kPa] w temp.		Ciśnienie pary w powietrzu	Wilgotność względna
t	T1	t-t1	pm	P1	p	ϕ[%]	Δϕ
25	19,2	5,8	3,17	2,236	1,85	58,4
24,4	19	5,4	3,062	2,21	1,85	60,4		2,6
24,6	19,2	5,4	3,098	2,326	1,96	63,3
Średnia wartość wilgotności względnej					60,7

Wnioski:
Celem ćwiczenia było wyznaczenie wilgotności względnej powietrza dwiema metodami: za pomocą higrometru i psychrometru. Obie metody są od siebie niezależne, mierzą wilgotność w tym samym pomieszczeniu, tak więc ostateczne wyniki pomiarów powinny być do siebie zbliżone. W wyniku pomiaru higrometrem wilgotność względna została określona ≈ 50%, natomiast podczas pomiaru psychrometrem ≈ 60%. Podczas pomiarów przeprowadzanych na higrometrze wyszedł nam dość duży błąd; ok. 8%. Może on wynikać z niedokładnego wykonania zadania i niedokładnego odczytywania wartości na podziałce termometru. Na różnice w wynikach może wpływać też fakt, że pomiary na higrometrze wykonywaliśmy przy otwartym oknie, więc powietrze w otoczeniu mogło ulec zmianie. Pomiary na psychrometrze wykonywaliśmy w zamkniętym pomieszczeniu i tu na niedokładność pomiaru mogła wpływać bardzo niewyraźna podziałka termometru. Podczas obydwu pomiarów zarówno wyznaczone wartości p_m jak i p były do siebie zbliżone; różnica wartości p_m wyznaczonych przez higrometr i psychrometr wynosi ok.0,1, a p ok. 0,2. Ponieważ pomiary są do siebie zbliżone, wnioskuję, że zostały wykonane prawidłowo, a różnica w ostatecznych wynikach powstała z nałożenia się błędów i niedociągnięć przy odczytach i obliczeniach.