MĚŘENÍ VLHKOSTI. Vlhkoměr CHM 10 s kapacitní sondou

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "MĚŘENÍ VLHKOSTI. Vlhkoměr CHM 10 s kapacitní sondou"

Štefan Moravec
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 MĚŘENÍ VLHKOSTI 1. Úkol ěření a) Zěřte relativní vlhkost vzduchu v laboratoři sychroetre a oocí řístrojů s kaacitní olyerní sondou. b) S oocí tabulek a vzorců v teoretické úvodu vyočítejte rosný bod, absolutní vlhkost a arciální tlak vodní áry. Při výočtech vycházejte z teloty a relativní vlhkosti zěřené sychroetre. c) Kolik graů vody bycho useli odařit v laboratoři (její obje odhadněte) ro dosažení relativní vlhkosti 70%. Jak by se zěnila relativní a absolutní vlhkost, kdybycho zvýšili nebo snížili telotu o 2 C? d) Poocí generátoru relativní vlhkosti orovnejte údaje řístrojů s kaacitní sondou ro relativní vlhkost 85%, 60% a 40%. Psychroetr Vlhkoěr HTM 998 s kaacitní sondou Generátor relativní vlhkosti Vlhkoěr CHM 10 s kaacitní sondou 2. Postu ěření 2.1 Měření sychroetre Navlhčenou unčošku okrého teloěru nechte asi 5 inut ustálit. Natáhněte ero ventilátoru (nejvýše 4 otáčky), o vyvětrání odečtěte teloty a oocí tabulky III zjistěte relativní vlhkost. Z tabulky II odečtěte ro danou telotu absolutní vlhkost nasyceného vzduchu a oocí rovnice (1) vyočítejte absolutní vlhkost. Podobně se určí arciální tlak z rovnice (3). Rosný bod je ožné odečíst z obrázku 2 nebo z tabulky II. 1

2 2.2 Přístroje s kaacitní olyerní sondou Vlhkoěr CHM 10 (síťově naájený) zobrazuje řío hodnotu relativní vlhkosti, která je sníána řiojenou sondou. Přístroj HTM 998 (bateriově naájený) obsahuje ve své ěřicí sondě kroě sníače vlhkosti navíc také senzor teloty. Zobrazení na disleji lze oocí tlačítka FUNC řeínat ezi telotou (sybol t), relativní vlhkostí (h) a telotou rosného bodu (d). Telota rosného bodu je ikrorocesore vyočítávána z naěřených údajů teloty a relativní vlhkosti oocí uložené tabulky hygroetrických ekvivalentů. 2.3 Generátor relativní vlhkosti Generátor relativní vlhkosti General Eastern C-1 je určen ro orovnání dvou sond v kooře s nastavitelnou vlhkostí. Generátor není kalibrován, nastavené hodnoty jsou roto řibližné. K určení skutečné hodnoty relativní vlhkosti v kooře oužijte řístroj CHM 10 jako referenční. Funkce generátoru je založena na íchání suchého vzduchu a nasyceného vzduchu, rvní se vytváří v odvlhčovači s granulei a druhý v nádržce s destilovanou vodou. Poěr suchého a nasyceného vzduchu, tedy relativní vlhkost, je kontrolován dobou otevření ventilu s nasycený vzduche a nastavuje se řeínače na generátoru. Do koory generátoru vložíe sondy řístrojů HTM 998 a CHM 10 a nastavíe nejrve relativní vlhkost 85%. Před odečtení hodnoty z vlhkoěrů vyčkáe asi 20 inut na ustálení. Totéž zoakujee ro relativní vlhkost 60% a 40%. Pozn.: Pro kalibrování vlhkoěrů lze také oužít ěření vlhkosti vzduchu v uzavřené nádobě nad nasycenýi vodníi roztoky solí. Po ustálení (trvá cca 20 inut) by odle Roultova zákona ělo být ři 20 C dosaženo následujících hodnot relativní vlhkosti: LiCl 11,1 % MgCl 2 33,1 % NaCl 75,6 % (Nikdy nenaáčejte sondy do roztoků!) 3. Teoretický úvod Měřiče vlhkosti se oužívají k ěření vlhkosti vzduchu a neagresivních lynů v nejrůznějších oborech. 3.1 Základní vztahy a definice Vlhký lyn obsahuje suchý lyn a vodní áru. Absolutní vlhkost lynu (absolute huidity) [kg 3 ] - hotnost vodní áry obsažené v objeové jednotce lynu Absolutní vlhkost daného objeu lynu se neění se zěnou teloty. Při stlačení daného lynu se zenší jeho obje, číž se zění absolutní vlhkost. 2

3 Absolutní vlhkost nasyceného lynu [kg 3 ] - axiální nožství vodní áry, které vlhký lyn ůže obsahovat; lyn se v toto stavu nazývá sytý a telota, ři níž je lyn vodní arou nasycen, je tzv. rosný bod (DP, Dew oint) Relativní vlhkost lynu (RH, relative huidity) ϕ [%] - je dána oěre absolutní vlhkosti lynu k vlhkosti axiální, jaká by za daného tlaku a teloty sěsi vznikla ři stavu nasycení: ϕ.100 [% ; kg 3, kg 3 ] (1) Relativní vlhkost daného lynu se ění, zěníe-li jeho telotu (ři ohřátí vzduchu o 20 C se jeho kaacita absorbovat vodní áru zvýší veli řibližně na dvojnásobek, tj. relativní vlhkost klesne zhruba na olovinu). I řes tuto nevýhodu se tato jednotka nejvíce oužívá, rotože je to dobrý indikátor ohody rostředí (odobně jako telota). Vlhký vzduch (kroě oblasti blízké nasycení) se s dostatečnou řesností chová jako ideální lyn, ro jehož obě složky (tj. suchý vzduch a vodní áru) latí vztah V nrt kde R je univerzální lynová konstanta, R 8,314 Jol -1 K -1 ; n je očet olů, n, kde je olární hotnost. Po úravě ro arciální tlak každého lynu latí. V. RT RT Tab. I Molární hotnosti lynů olekula H O H 2 O suchý vzduch olární hotnost 1,008 g 15,999 g 18,015 g 28,965 g (růěrná hodnota) Celkový absolutní tlak sěsi je odle Daltonova zákona kde v je arciální tlak suchého vzduchu, je arciální tlak vodní áry. v +, (2) 3

4 Z těchto vztahů je atrno, že relativní vlhkost lze též vyjádřit oěre arciálního tlaku vodní áry a arciálního tlaku syté vodní áry a že latí: ϕ.100 (3) Rosný bod a absolutní vlhkost se neění s telotou. Za běžných atosférických odínek se s telotou výrazně neění ani arciální tlak vodní áry. Všechny tyto veličiny se ovše ění s tlake nař. ři stlačování technických lynů dochází ke zvyšování rosného bodu a ůže tak dojít ke kondenzaci vody. Závislost arciálního tlaku syté vodní áry na telotě je daná stavový diagrae (obr. 1), hodnoty lze nalézt v tabulce II. S oocí této tabulky ůžee řevádět jednotlivé veličiny: znáe-li nař. arciální tlak vodní áry a telotu, určíe relativní vlhkost a rosný bod (viz dále). Absolutní vlhkost ak určíe ze stavové rovnice: V H O 2 n V RT Pro zjednodušení jsou v tab. II vyočtené hodnoty absolutních vlhkostí také uvedeny. Příklady oužití tabulky: 1 3 vzduchu ůže ři telotě 25 C absorbovat 23 g vody, ři telotě 45 C řibližně 65 g vody, ři telotě 5 C jen 7 g vody. Při relativní vlhkosti 50 % a telotě 25 C je arciální tlak vodní áry asi 0, Pa, tedy & 1600 Pa. Rosný bod je telota, ři které je tato vlhkost axiální (nasycená), tedy asi 14 C. Absolutní vlhkost je řibližně 12,1 g 3 : RT , Stlačíe-li izotericky lyn na desetinu objeu, bude jeho tlak desetkrát vyšší. Pokud byla ůvodní relativní vlhkost enší než 10 %, dojde k jejíu desetinásobnéu zvýšení. Pokud byla ůvodní relativní vlhkost rovná nebo vyšší než 10 %, bude o stlačení výsledná vlhkost 100 % a část vodní áry zkondenzuje. Při stlačení lynu dojde i k úěrnéu zvýšení arciálního tlaku vodní áry v ně obsažené. Vztah ezi relativní vlhkostí, telotou a rosný bode je ro norální tlak uveden v raktické noograu na obr. 2. Absolutní vlhkost kaalin (nař. benzinu) se nejčastěji vyjadřuje hotnostní koncentrací, nař. jednotkou w : w. 10 v ,1 4

5 Tab. II Parciální tlak vodní áry a absolutní vlhkost nasyceného vlhkého vzduchu t [ C] [Pa] [g 3 ] t [ C] [Pa] [g 3 ] arciální tlak vodní áry [Pa] telota [ C] Obr. 1 Stavový diagra syté vodní áry 5

6 Obr. 2 Převodní noogra jednotek vlhkosti rosný bod [ C] 3.2 Psychroetrická etoda ěření Základe sychroetru jsou dva teloěry - suchý a okrý. Suchý teloěr ěří telotu vzduchu, okrý teloěr ěří telotu t, rotože je stále zvlhčován vodou vzlínající tkaninou, kterou je nádobka obalena. Vzduch roudí kole okrého teloěru, ochlazuje se a tí odvádí výarné telo. Sotřebovanéu telu ak odovídá snížená telota okrého teloěru t. Rozdíl t t se nazývá sychroetrický rozdíl. Pro sychroetrický rozdíl telot latí vztah t t A A ( t t ) (4) 6

7 kde A [K -1 ] je sychroetrická konstanta. Tato konstanta je závislá na rychlosti roudící tekutiny, okud je tato rychlost enší než 2 s. Při rychlostech větších než 2 s je tato konstanta ro vzduch rovna číslu A 6, K -1 Dále [Pa] je arciální tlak syté vodní áry ři telotě okrého teloěru t, [Pa] je arciální tlak vodní áry ři telotě suchého teloěru t, [Pa] je arciální tlak syté vodní áry ři telotě suchého teloěru t, [Pa] je baroetrický tlak (tlak sěsi). Přeočet jednotek: 1 torr 133,32 N -2 1 bar 10 5 N -2 1 k 2 9,8066 N -2 1 kc 2 1 at 9, N ,56 torr Dosadíe-li z výrazu (4) do vztahu (1) ro relativní vlhkost, dostanee: A ( t t ) ϕ [%] (5) Tento výraz je číselně zracován v tabulce III. Psychroetry: a) Assannův (bez uělého větrání) b) asirační (s uělý větrání 2 s) c) elektrický - sníání telot odorovýi teloěry 7

8 Tabulka III Psychroetrická tabulka ro teloty od +18,00 do +24,00 C t [ C] Rozdíl telot t - t [ C] 0,0 0,2 0,4 1,0 1,4 2,0 2,4 3,0 3,4 4,0 4,4 5,0 5,4 6,0 6,4 7,0 7,4 8,0 8,4 9,0 9,4 10,0 +18, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Podobné dokumenty

11. CHEMICKÉ SENZORY

11. CHEMICKÉ SENZORY 11.1. Měření vlhkosti vzduchu Úkol ěření Zěřte relativní vlhkost vzduchu v laboratoři sychroetre a řístroje s kaacitní olyerní sondou Huistar. Z tabulek a výočte určete rosný bod,