ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ВІДНОСНОЇ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ

Метою даної роботи є:

- вивчення принципу дії приладів для визначення вологості;

- визначення вологості повітря в лабораторному приміщенні за допомогою аспіраційного психрометра Ассмана;

- визначення характеристик вологості: відносної, абсолютної, питомої вологості, точки роси, дефіциту точки роси, відносини суміші.

Дані про вологість повітря широко використовуються в різних галузях господарства. Від відносної вологості повітря залежать терміни проведення різних сільськогосподарських робіт. Дані про відносну вологість необхідні для текстильної, хімічної, радіотехнічної й інших галузей промисловості, тому що застосовувані ними технологічні процеси багато в чому залежать від вологості повітря. Дані про відносну вологість повітря необхідні також при проектуванні будинків і інших споруджень.

1. Теоретична частина

Вологість повітря – це вміст у повітрі водяної пари.

Вологість характеризується наступними величинами:

1.1.1 Пружність водяної пари е – це парціальний тиск водяної пари, що міститься в повітрі. Вимірюється в н/м² або мб (мілібар). Пружність водяної пари е можна визначити по психрометричній формулі виду:

e = E^' – A · р · (t – t^' ) (1+0,0115·t^') , (1.1)

де E^' – пружність пари, що насичує, при температурі змоченого термометра (якщо на батисті змоченого термометра вода);

і виду

e = E^'_л – 0,88229 · А · р · (t – t^' ) , (1.2)

де E^'_л – пружність пари, що насичує, при температурі змоченого термометра (якщо на батисті змоченого термометра лід);

t – температура сухого термометра, °С;

t^' – температура змоченого термометра, °С;

р – атмосферний тиск, мб;

А – коефіцієнт, що залежить від швидкості вітру. Для станційного психрометра А=0,0007947, для аспіраційного психрометра А=0,000662.

При кожній температурі пружність пари е не може перевищувати деякого граничного значення Е. Водяной пар, пружність якого досягла граничного значення (е = Е), називається насиченим. Пружність насиченої пари Е називають пружністю насичення. Значення Е визначається для конкретного значення температури повітря по таблиці додатка А або обчислюється по формулам 1.3 (для водяної пари над водою) або 1.3а (для водяної пари над льодом):

, мб, (над водою) (1.3)

або

, мб. (над льодом) (1.3а)

1.1.2 Дефіцит вологості d – це різниця між пружністю насичення при даній температурі й пружністю водяної пари, що міститься в повітрі:

d = Е - е , (мб) (1.4)

1.1.3 Відносна вологість r – відношення пружності водяної пари, що міститься в повітрі до пружності насичення при даній температурі:

(1.5)

4. Точка роси τ – це температура, до якої потрібно охолоджувати повітря при постійному тиску, щоб повітря стало насиченим водяною парою.

Різниця між температурою повітря й точкою роси називається дефіцитом точки роси:

Д = t - τ , (°С) . (1.6)

1.1.6 Абсолютна вологість а – маса водяної пари, що міститься в одиниці об'єму повітря:

, (г/м³) (1.7)

де α – об'ємний коефіцієнт теплового розширення газів, рівний 0,004;

t – температура повітря, °С;

е – пружність водяної пари, мб;

Між абсолютною вологістю й пружністю водяної пари (у системі СІ) існує співвідношення:

а = 0,217·е/T , (кг/м³) , (1.8)

де е – пружність водяної пари, мб;

T – температура в градусах Кельвіна,

або (г/м³), (1.9)

1.1.7 Питома вологість q – це відношення маси водяної пари до маси вологого повітря:

(г/г вологого повітря) (1.10)

1.1.8 Відношення суміші S – це відношення маси водяної пари до маси сухого повітря у фіксованому обсязі вологого повітря:

, (⁰/₀₀) . (1.11)

(⁰/₀₀ - проміле. 1 ⁰/₀₀ = 0,01 %)

1.1.10 Убування парціального тиску водяної пари (пружності водяної пари) із висотою відображається емпіричними формулами. Для гірських місцевостей виведена формула:

, мб . (1.12)

Для вільної атмосфери

, мб, (1.13)

де e_z – пружність (парціальний тиск) водяної пари (мб) на висоті z (м);

е₀ – пружність (парціальний тиск) водяної пари (мб) на рівні моря.

Д овідкові дані:

1 атм = 1,013 · 10⁵ н/м²

1 мб = 10² н/м² = 10⁷ дин/м² = 0,75 мм рт.ст.

1 мм рт. ст = 1333,3 дин/см² = 1,33 мб

1 мб = 1 гПа (гПа - гектопаскаль)