Laboratóriumi munka № 7т - студопедия
A LÉGKEZELÉS MEGHATÁROZÁSA
ÉS AZ ASSMAN PERMANENT PSGHROMETERJA
A levegő páratartalmának és a fizikai jelenségek mérésének két módszerét vizsgálják.
RÖVID ELMÉLET. A páratartalom a vízgőz mennyisége a levegőben. A páratartalom meghatározó szerepet játszik a meteorológia, a mezőgazdaság, az ipar számos folyamata során. A személy páratartalma és munkaképessége a levegő páratartalmától függ. A páratartalom mennyiségi jellemzői az abszolút és a relatív páratartalom, a nedvességhiány fogalmát használják.
Abszolút páratartalom e a vízgőz tömege egységnyi térfogatáramonként, pl. a vízgőz térfogati sűrűsége a levegőben. A vízgőz az egyik komponense a levegőnek. A pvp vízgőz parciális nyomása a vízgőz nyomásának olyan térfogatban, amely minden levegőt elfoglal. A Dalton-törvény szerinti parciális nyomás a Mendeleev-Clapeyron egyenlethez viszonyított sűrűségével függ össze:
ahol a vízgőz móltömege (),
Telített gőz (n.). Egy adott hőmérsékleten van egy bizonyos maximális abszolút nedvességtartalom, amely megfelel a gőz telítési állapotának. A telített gőz sűrűsége E. Ekkor:
A telített gőz nyomás és sűrűsége különböző hőmérsékleteken az 1. táblázatban található. Megjegyezzük, hogy a hőmérséklet növelésével az abszolút páratartalom maximális értéke nő. Amikor a T = 373,15K (t = 100 ° C) víz forráspontja elérik, a légnyomás normális, a telített vízgőznyomás 1 atm. = 1,01 × 10 Pa.
Amikor a hőmérséklet leereszkedik, a felesleges gőz kondenzálódik, ködbe fordulva, harmat. Ez egy olyan hőmérsékleten fordul elő, amelyet a harmatpontnak neveznek, amikor a vízgőz sűrűsége egyenlővé válik.
A kondenzációs központok hiányában a gőz túltelülése lehetséges. Az ilyen állapot azonban instabil, azaz metastabil.
A relatív páratartalom r (%) egyenlő az abszolút páratartalom és az E maximális érték arányával egy adott hőmérsékleten százalékban kifejezve:
A nedvességhiány D (kg / m3) a maximális és a megfigyelt abszolút páratartalom közötti különbség:
A levegő páratartalmának mérése. A levegő páratartalom mérésére szolgáló eszközöket higrométereknek és pszichrométereknek nevezik. Az abszolút nedvesség pontos értékét úgy határozzák meg, hogy bizonyos mennyiségű levegőt adnak át egy olyan csőben, amely a gőzöket (kalcium-klorid, foszforsav-anhidrid) elnyelő anyagot tartalmaz.
A legegyszerűbb nyílhigrométerek tartalmazzák a zsíroldott emberi hajból, szintetikus anyagból vagy szerves filmből álló szálat, amely zsugorodik, amikor a páratartalom nő, ami a készülék nyíl irányába fordul. Az ilyen higrométer kényelmes, de nagy mérési hiba van.
Ebben a dokumentumban két műszert használnak a légnedvesség mérésére: kondenzációs higrométer, amely lehetővé teszi a harmatpont és az Assmann pszichrométer meghatározását.
Kondenzációs higrométer. A higrométer TP-2M típusú félvezető hűtőszekrény, a Peltier-effektus alapján (1.
A nedvességmérő fő része egy MC rézhenger, krómozott és polírozott felülettel. Hőmérsékletét a T hőmérő méri. Amikor a higrométer be van kapcsolva, amikor a hőmérséklet eléri a t1 harmatpontot. Vízcseppek cseppfolyósodnak a króm felületen, és zavaros lesz.
A henger felületének közvetlen közelében lévő levegő hőmérséklete megegyezik a felületi hőmérsékletével.
Miután kikapcsolta a higrométert, amikor a hőmérséklet t2 -re emelkedik, a víz elpárolog, és a felület ismét fényessé válik. A polírozott krómozott XK gyűrű háttérvilágításával könnyű észrevenni a palack eldugulását és a fényvisszatérést, ami szobahőmérsékleten marad. A megfigyelő és a higrométer közötti kísérletben a napelem egy üvegszűrője van felszerelve, amely megakadályozza a légnyomás nedvességtartalmának változását a megfigyelő légzéséből.
Az Assmann pszichrométer. Az Assman pszichometrense két azonos folyékony hőmérőből áll. A környező testek hőérzékenysége elleni védelem érdekében a tartályokat nyitott fém kettős falú csövekbe helyezzük. Az egyik hőmérő tartályát egy batistába csomagolják, amelyet pipettával desztillált vízzel nedvesítenek.
A készülék felső részén egy ventilátor áll rendelkezésre, amely állandó hőáramot biztosít a levegő számára mindkét hőmérő számára.
A pszichrométer száraz hőmérője a környező levegő hőmérsékletét mutatja. és nedves - a hőmérséklet. A hőmérséklet különbsége annál nagyobb, annál alacsonyabb a levegő relatív páratartalma, hiszen a víz elpárolgása gyorsabbá válik. Ha (a gőz telítési állapotának felel meg), akkor a nedves hőmérőből származó víz elpárolog, és egyenlővé válik.
A nedves hőmérő tartályának termikus egyensúlya akkor érhető el, ha az áramló levegőből származó hőmennyiség egyenlő és a víz elpárolgásához szükséges hőmennyiség. Egy másodperc alatt a tartály környékén áramló levegő adja meg az elpárologtató hőmérsékleti különbségével és felületi területével arányos hőt. S:
ahol C a légáramlás sebességétől függő együttható.
A párologtató víz egy másodperc alatt elszállítja a tartályból a hőmennyiséget:
hol van a meleg víz elpárologtatása. - a vízmennyiség egy másodperc alatt elpárolgott. Ez a tömeg arányos a telített gőz sűrűsége és a levegő abszolút páratartalma közötti különbséggel. valamint a K levegőáram sebességétől és az S területtől függő K tényezőtől, és fordítottan arányos az atmoszferikus nyomásértékkel:
A (6) - (8) képletek kombinálása a. a hõmérséklet egyensúlyi viszonyát - a pszichrometriai képletet kapjuk:
hol a pszichrométer állandó, attól függően, hogy milyen formában és milyen hőmérsékleten.
A pszichometriai képlet alapján pszichometriai táblázatokat állítanak össze abszolút és relatív páratartalom kiszámítására a száraz és nedves hőmérők jelzései szerint (lásd a 2. táblázatot).
A pszichrométer-állandó akkor határozható meg, ha az (9) képlet szerint az abszolút páratartalom ismeretes:
1. Határozzuk meg a harmat hőmérsékletének középértékét három mérésből kondenzációs higrométerrel. Az adatokat az A. táblázatban kell feltüntetni.
2. Az 1. táblázatban meghatározzuk a telített gőz sűrűségét a harmathőmérsékleten (e) és szobahőmérsékleten (E). Számítsa ki a relatív páratartalmat r. a (3) képlet alkalmazásával.
3. Az 1. táblázatban meghatározzuk a vízgőz parciális nyomását.
1. Óvatosan (hogy a víz ne kerüljön a száraz hőmérőre), nedvesítse meg a cambricot desztillált vízzel, amellyel az egyik pszichrométeres hőmérő tartályát becsomagolják, kapcsolja be a ventilátort. Óraszabályozású pszichrométer használata esetén óvatosan kapcsolja be az utóbbinak a kulcsát. Állandó állapotú párolgás esetén mérje meg a száraz (t1) és nedves (t2) hőmérők ötszörösét. Az eredményeket a B. táblázat tartalmazza. A 2. táblázat használatával határozza meg a relatív páratartalmat r.
2. A (3) képlet segítségével kiszámolja az abszolút páratartalom értékét e.
3. Határozzuk meg a légköri nyomást barométer alkalmazásával és kiszámítjuk az A pszichometrométer állandóját (10).
4. Mérje meg a mérési hibákat.
I. rész: Kondenzációs higrométer
1. Formálja az ideális gázok molekuláris kinetikus elméletének és a Mendeleev-Clapeyron egyenlet alapegyenletét. Milyen termodinamikai folyamatokat ír le ezzel az egyenlettel?
2. Mi nevezik részleges nyomásnak? Formálja és igazolja Dalton törvényét.
3. A Mendeleev-Clapeyron-egyenlet alapján kapjunk kapcsolatot a vízpár pvp parciális nyomása és sűrűsége között.
4. Mi a telített gőz? Mi felel meg az abszolút páratartalom maximális értékének?
5. Mi a kapcsolat a telített vízgőznyomás és a maximális abszolút páratartalom között?
6. Mi az abszolút és a relatív páratartalom? Mi a kapcsolat köztük?
7. Mi a "harmatpont"?
8. Hogyan határozza meg a levegő páratartalmát kompenzáló higrométerrel?
9. Hogyan határozza meg a páratartalmat az Assmann pszichrométer segítségével?
1. Trofimova TI Fizika tanfolyam. M. Vyssh.shk. 1985, 8. fejezet, 41-43.
2. Savelyev I.V. Általános fizika tanfolyam. 1. könyv Mechanika · Molekuláris fizika. M. "Science", 1989, Ch. 9, 61.62.
3. Workshop az általános fizikáról. Ed. prof. V.F.Nozdreva. M. "Education", 1971, 2. fejezet, P.118.
NYOMÁS ÉS SÚLYOSSÁG
TELJESÍTMÉNYES VÍZ GŐZT