OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA 1 PODSTAWOWE

OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA
1
PODSTAWOWE POJĘCIA I OKREŚLENIA
Powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazową zawierającą zawsze pewną ilość pary
wodnej. Zawartość pary wodnej w powietrzu atmosferycznym zmienia się zaleŜnie od
okoliczności, a zachowanie się jej jest odmienne od pozostałych gazów (moŜliwość zmiany
stanu skupienia) — do celów praktycznych moŜna więc traktować powietrze atmosferyczne
jako mieszaninę powietrza suchego (składającego się wyłącznie z gazów) oraz pary wodnej.
Ilość pary wodnej znajdującej się w jednostce objętości powietrza nie moŜe przekroczyć
pewnej wielkości maksymalnej, która jest zaleŜna od temperatury.
Powietrze niedosycone jest to powietrze, które moŜe jeszcze w danej temperaturze
wchłonąć pewną ilość pary wodnej, natomiast powietrze nasycone parą wodną
zawiera juŜ w sobie ilość pary wodnej maksymalną w danej temperaturze.
Prawo Daltona: Ciśnienie powietrza wilgotnego pb (ciśnienie barometryczne) jest
sumą ciśnienia powietrza suchego ppow oraz ciśnienia pary wodnej pi:
pb = ppow + pi
W powietrzu niedosyconym ciśnienie cząstkowe pary wodnej pi jest mniejsze od
ciśnienia nasycenia pary wodnej w danej temperaturze. W powietrzu nasyconym
parą ciśnienie cząstkowe pary wodnej jest równe ciśnieniu nasycenia w danej
temperaturze — stan ten nazywa się równieŜ punktem rosy, gdyŜ
najmniejsze
obniŜenie temperatury spowoduje wykroplenie się pewnej ilości pary w postaci mgły
lub rosy.
Wilgotność bezwzględna objętościowa powietrza ρ jest to ilość gramów pary wodnej
zawartej w l m3 powietrza wilgotnego.
Zawartość wilgoci. Wilgotność bezwzględna wagowa czyli zawartość wilgoci jest to
masa pary wodnej przypadająca na jednostkę masy suchego powietrza. Zawartość
wilgoci oznacza się przez x w g/kg lub w kg/kg.
Wilgotność względna φ wyraŜa stosunek wilgotności bezwzględnej ρ do wilgotności
bezwzględnej w stanie nasycenia ρn lub ciśnienia cząstkowego pary wodnej w
powietrzu do ciśnienia cząstkowego pary wodnej w powietrzu nasyconym parą wodną
w tej samej temperaturze
φ = pi / pn
gdzie:
pi — ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu,
OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA
2
pn — ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu nasyconym parą wodną w tej
samej temperaturze.
Pomiędzy temperaturą ts, w której występuje kondensacja a ciśnieniem cząstkowym pary
wodnej pi zachodzi następujący związek :
pi

 237,3 ⋅ ln(6,105)

 17,269− ln( pi )

6,105
ts = 
p
 265,5 ⋅ ln( i )
6,105


p
21,875− ln( i )
6,105

dla
dla


pi ≥ 0,6105 hPa 





pi < 0,6105 hPa


ObniŜenie temperatury przegrody budowlanej (ściany, stropu, stropodach) przy danej
wilgotności do wartości określonej powyŜszym wzorem skutkuje zawilgoceniem tej
przegrody. W stanie permanentnego zawilgocenia na przegrodzie
mogą rozwinąć się
szkodliwe dla człowieka pleśnie. Zawilgocenie przegrody obniŜa jej parametry fizyczne
– w tym jej izolacyjność termiczną i wytrzymałość.
Opis przyrządu pomiarowego
Przyrządem wykorzystywanym w tym ćwiczeniu jest psychrometr (od psychros (gr.)chłodny ) Assmana. Podstawowa częścią
aparatury są dwa identyczne precyzyjne
termometry:
jeden
suchy,
zaś
drugi
„zwilŜony” (mokry), którego zbiorniczek na
rtęć
termometr suchy
termometr wilgotny
jest
otoczony
kawałkiem
gazy
nasyconej wody. Górna część przyrządu
zawiera wiatrak, który zasysa powietrze
zapewniając
stały
i równomierny przepływ (ok. 2,5 m/s)
powietrza
fiolka z wodą
wokół
obu
termometrów.
W dolnej części obudowy termometru
„mokrego” znajduje się tuleja z gazą, którą
naleŜy zwilŜyć przy pomocy fiolki z wodą.
NaleŜy zwrócić uwagę na to, aby w czasie
pomiaru
przyrząd
nie
znajdował
się
OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA
3
w miejscu naraŜonym na bezpośrednie nasłonecznienie ani na przewiew.
Metoda wyznaczania wilgotności względnej powietrza sprowadza się do porównania wskazań
obu termometrów: suchego i mokrego.
WYKONANIE OZNACZENIA
1.
Sprawdzić, czy oba termometry przed zwilŜeniem gazy wskazują tą samą temperaturę.
Jeśli wskazania termometrów są róŜne, zapisać róŜnice tych wskazań. Po odczytaniu przy
pomiarze temperatur termometru suchego i zwilŜonego skorygować temperaturę suchego
przez uwzględnienie powyŜszej poprawki.
2. Napełnić fiolkę wodą, następnie zwilŜyć gazę.
3.
Uruchomić wiatrak. Podczas pracy wiatraka obserwować obniŜenie się temperatury.
Zapisać najniŜszą temperaturę tm termometru otoczonego zwilŜoną gazą. Jednocześnie
odczytać temperaturę ts termometru suchego.
4. Pomiar naleŜy powtórzyć 3 razy doprowadzając za kaŜdym razem oba termometry do
tych samych wskazań początkowych
Opracowanie wyników
W oparciu o wyniki pomiarów naleŜy wyznaczyć wilgotność względną powietrza
w laboratorium, w dniu wykonywania pomiarów. Wilgotność względną powietrza naleŜy
wyznaczyć korzystając z 2 sposobów.
•
W oparciu o wyznaczone temperatury ts, tm z tablic (zał.2.),
•
w oparciu o wyznaczone temperatury ts, tm z nomogramu (zał.3.) oraz
•
Ze wzoru Sprunga:
lub
ϕ= [pnm –A(ts-tm) pb]/pns
gdzie:
pnm – ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze tm termometru mokrego,
pb – ciśnienie barometryczne w chwili pomiaru,
pns – ciśnienie nasycenia pary wodnej w temperaturze ts termometru suchego,
A –współczynnik psychrometryczny; A=[65+ (6,75 /w)]/10-5 , A=0,000677
w- prędkość opływającego termometry powietrza ; w = 2,5 m/s
OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA
Zał.3.
Nomogram wyznaczania wilgotności względnej określonej Psychrometrem Assmana
4
OZNACZENIE WILGOTNOSCI POWIETRZA
5
Formularze do ćwiczenia:
1. Pomiar wilgotności powietrza psychrometrem Assmanna w pomieszczeniu:
Lp.
Data i godzina pomiaru
ts
Temperatura [°C]
tm
ts-tm
Wilgotność*
[%]
1.
2.
3.
Średnia
2. Pomiar temperatury i wilgotności powietrza termohigrometrem LB
Lp
Data i godzina pomiaru
.
Temperatura [°C]
Wilgotność [%]
1.
2.
3. Sprawdzenie zgodności ze wzorem Sprunga:
ϕ= [pnm –A(ts-tm) pb]/pns
ϕ=.....................................................................................
ϕ=.....................................................................................%
Wykonawcy:
Data i podpis
1......................................................................................... prowadzącego
2.........................................................................................
3.........................................................................................
4.........................................................................................