CW01 - Teorie měření a regulace

Transkript

1 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb CW01 - Teorie měření a regulace ZS 2011/ Ing. Václav Rada, CSc.

2 Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb Teorie měření a regulace měření vlhkosti 10.SP-t.6. ZS 2014/ Ing. Václav Rada, CSc.

3 Další pokračování o principech měření

4 Měření vlhkosti patří ve stavebnictví při realizacích staveb i při výrobě stavebních hmot a dílců, stejně tak jako v občanském životě nebo v jiných oblastech průmyslu, zdravotnictví, zemědělství, atd., k těm obvyklým a běžným. Základní měření se týká vzduchu, protože vzduch je směsí plynů a vodní páry. Jeho tlak je podle Daltonova zákona určen součtem parciálních tlaků jednotlivých složek. VR - ZS 2010/2011

5 Prakticky lze konstatovat, že v principu jde vždy o měření vlhkosti v plynech. to i v případech, kdy se jedná o měření vlhkosti v pevných látkách i tam je vlhkost uzavřená v podobě molekul vody, respektive (a přesněji) vodní páry. VR - ZS 2010/2011

6 Se změnou teploty nebo tlaku se mění nasycenost vzduchu a tedy i jeho relativní vlhkost. S poklesem teploty vlhkost roste. Teplota, při které je vzduch (plyn) právě nasycen, tj. hodnota = 100 %, se nazývá rosný bod. Jiná jeho definice říká, že je to teplota, při které je nutno vlhký vzduch izobaricky ochladit, aby se stal nasyceným. VR - ZS 2010/2011

7 Parciální tlak vodní páry může dosáhnout své maximální hodnoty při 100 % nasycení (při dané teplotě) míra nasycenosti: absolutní relativní měrná VR - ZS 2010/2011

8 Míra nasycenosti: absolutní hmotnost m p vodní páry obsažené v objemu V směsi vzduchu vlhkého podle vztahu: Φ = m p / V [ kg/m 3 nebo g/m 3 ] nebo Φ = p p / (R p * T) kde p p je tlak vodní páry R p je plynová konstanta. Pro vzduch je R p = 461,5 [J * kg -1 * K -1 ].

9 Míra nasycenosti: relativní poměr hmotnosti m p vodní páry a hmotnosti M tohoto nasyceného (obecně) plynu (vzduchu) při shodném objemu plynu byl za dané teploty a při daném tlaku nasycen: = m p / M [ - ; případně % ] nebo kde = ρ p / ρ pi = p p / p pi ρ pi je hodnota udávající kolik % z maxima je vzduch (plyn) ještě schopen pojmout p pi je tlak vodní páry při nasyceném vlhkém vzduchu (plynu).

10 Míra nasycenosti: měrná udává se poměrem hmotnosti vodní páry m p a hmotnosti suchého vzduchu m V a slouží jako porovnávací hodnota: = m p / m V [ - ; případně % ].

11 Metody měření vlhkosti Používané metody jsou čtyři: váhová spočívá v porovnání váhových množství vůči suchému plynu psychometrická kondenzační hygrometrická

12 Metoda psychometrická funkční závislost mezi částečným tlakem páry a rozdílem teploty (υ υ m ) suchého a mokrého teploměru (což je speciální provedení teploměru pro měření vlhkosti vzduchu). Mokrý teploměr = dole obalen rouškou smáčenou v destilované vodě. Metoda ani dané provedení teploměru se dnes již nepoužívá. V současnosti se používají speciální snímače (čidla).

13 Metoda psychometrická Hodnota relativní vlhkosti se počítala ze vztahu: = ( p pim * p * (υ υ m ) ) / p pi kde: je konstanta rovna 6,56 * 10-4 [ K -1 ] p aktuální barometrický tlak.

14 Metoda kondenzační - zjištění rosného bodu systémem podchlazujícím měřicí plošky. Rosný bod se určuje ze změřeného tlaku a teploty, při kterých právě došlo k orosení. Toto orosení se (pro vyloučení subjektivních vlivů) snímá např. opticky nebo změnou elektrické vodivosti orosované plochy destičky. Metoda nedosahuje potřebnou přesnost. Je vhodná pro měření rosného bodu kouřových plynů, kdy je potřeba zamezit riziku vzniku koroze.

15 Metoda kondenzační elektroda u napařená vrstvička l 2 O 3 R základna l R = fce vodivosti σ mezi elektrodami l a u

16 Metoda kondenzační vinutí č. 1 obal ze skelné tkaniny napuštěné chloridem lithiovým měřicí odporová vložka (u) základem je skleněná trubka s obalem souběžné paralelní vinutí č. 2

17 Metoda kondenzační rosný bod [ o C] rosný bod rozsah dovolených teplot rovnovážná teplota ν R [ o C] teplota vzduchu (plynu)

18 Metoda hygrometrická

19 a to by bylo k informacím o měření vlhkosti (skoro) vše VR - ZS 2010/2011

20 Témata