3.1.1 Існуючі методи визначення вологості газового потоку

Серед методів визначення вологості газу найбільшого поширення набули ваговий, манометричний, конденсаційний і психрометричний.

Ваговий метод заснований на здатності деяких речовин поглинати вологу. До таких речовин відносяться хлористий кальцій, сірчана кислота, фосфорний ангідрид, та ін. Суть методу полягає в пропусканні точно виміряної кількості газу через ємкість з вологопоглинаючою речовиною. За приростом ваги судини в результаті експерименту і кількістю пропущеного газу розраховується вологість газу.

Цей метод достатньо точний, проте практичне застосування його пов'язане з певними складнощами. Так, при виборі вологопоглиначів слід враховувати, що деякі з них можуть поглинати, окрім водяної пари, і інші компоненти газових сумішей. Тому необхідно наперед знати компонентний склад газу, щоб правильно підібрати вологопоглинаючу речовину. Істотним недоліком є громіздкість вагового методу. Для забезпечення повного поглинання вологи послідовно встановлюють декілька ємкостей з поглиначем і кожен зважують окремо. Вважають, що повнота поглинання досягнута, якщо остання (по ходу газу) ємкість практично не міняє маси .

Манометричний метод полягає у визначенні різниці тиску в закритій ємкості без вологопоглинача і з введеним в ємкість вологопоглиначем. Зміряна манометром різниця тиску і дає величину пружності водяної пари в газі. Метод простий, але вимагає точного вимірювання тиску і суворого термостатування приладу, оскільки і незначна зміна температури газу викликає зміну його тиску. При цьому в деяких випадках він не може бути застосований через значний термічний ефект при поглинанні вологи.

Якщо досліджуваний газ вступає в хімічну реакцію з вологопоглиначем, для визначення вологості його доцільне застосувати конденсаційний метод. При цьому методі ненасичений водяними парами газ охолоджується нижче за точку роси і заміряється кількість зібраної вологи, що сконденсувалася. Охолоджування газу можна вести до будь-якої температури, але вона неодмінно повинна точно визначатися і бути нижчою за точку роси. Кількість водяної пари, що міститься в заміряному об'ємі газу, буде рівна сумі вологи, що сконденсувалася, і пари води, що залишилися в насиченому при даній температурі газі.

Конденсаційний метод дає можливість автоматизувати процес вимірювання вологості газів і здійснювати дистанційну передачу даних. Електронні вологоміри, що дозволяють здійснювати швидкі і точні вимірювання вологості, використовують звичайно датчики опору. Для точної роботи електронних вологомірів необхідні охолоджуюче повітря і попереднє тонке очищення газу від пилу.

Психрометричний метод визначення вологості газу заснований на вимірі температур сухим і вологим термометрами, які залежать від вологості оточуючого їх газу. Сухий термометр психрометра при цьому показує температуру досліджуваного газу. Ртутна кулька вологого термометра обернута тонкою бавовняною тканиною, яка в процесі виміру ще зволожується. За рахунок випаровування вологи з поверхні ртутної кульки вологого термометра дані вимірів його нижче за показання сухого термометра. Заміряна величина різниці замірів сухого і вологого термометрів і покладена в основу розрахунку вологості газу.

Психрометр Августа і аспіраційний психрометр Ассмана застосовуються для визначення вологості повітря в приміщенні або поза ним, а психрометр конструкції Гінцветмета застосовується для вимірів в газоході. Слід мати на увазі, що застосування психрометра Гінцветмета для визначення вологості промислових газів обмежене. Психрометр Августа відноситься до психрометрів з нерухомим повітрям, тобто досліджуване повітря при вимірі повинне знаходитися в стані спокою. Останнє дотримується рідко, і, отже, свідчення психрометра Августа часто відхиляються від дійсних значень.

Частіше для визначення будь якого параметра вологого газового потоку використовується графічна залежність між основними фізичними параметрами газових потоків (температурою t, відносною вологістю φ, ентальпією I, вологовмістом d (або х), парціальним тиском водяної пари P_В, що характеризує стан вологого повітря при постійному тиску), яка виражається в I - d-діаграмі.