Wilgotność Względna Spalin: Definicja i Metody Pomiaru
- Szczegóły
Pomiar ilości pary wodnej zawartej w gazach, takich jak spaliny, ma istotne znaczenie w bilansowaniu różnych procesów technologicznych. Zawartość wilgoci w gazie określa się najczęściej przez podanie wilgotności względnej.
Definicja Wilgotności Względnej
Wilgotność względna to iloraz aktualnej ilości pary wodnej w gazie i maksymalnej ilości pary wodnej w gazie w warunkach nasycenia dla danej temperatury. Można ją również zdefiniować jako stosunek aktualnego ciśnienia cząstkowego pary wodnej do ciśnienia nasycenia przy danej temperaturze.
Wilgotność względną (oznaczana najczęściej jako f), definiuje się wzorem:f = (e/E) * 100 [%], informującą w jakim procencie, w stosunku do maksymalnie możliwego w danej temperaturze (tj. temperaturze, w której zmierzono e) powietrze jest nasycone parą wodną. Zauważmy, że w różnych temperaturach powietrza taka sama wartość wilgotności względnej (np. 50%) będzie oznaczała zupełnie rożne ilości pary wodnej znajdującej się w powietrzu.
Metody Pomiaru Wilgotności Spalin
Higrometria Izochoryczna
Metoda pomiaru wilgotności gazów za pomocą higrometru izochorycznego należy do metod termometrycznych. Zasadniczy element higrometru izochorycznego to naczynie pomiarowe, w którym gaz wilgotny podlega przemianom. Naczynie to jest otoczone płaszczem wodnym utworzonym w zbiorniku. Badany gaz zasysa się do naczynia pomiarowego przez zawór.
Do pomiaru temperatury próbki badanego gazu służy termoelement NiCr-CrAl umieszczony w rurce. Ciśnienie manometryczne badanego gazu mierzy się manometrem cieczowym podłączonym do króćca impulsowego. Do schładzania cieczy w płaszczu wodnym wykorzystuje się kriostat, który pozwala na płynną regulację temperatury czynnika roboczego w określonym zakresie.
Przeczytaj także: Poradnik: walka z wilgocią w mieszkaniu
Elementy higrometru izochorycznego:
- Zbiornik higrometru izochorycznego.
- Zawór odcinający dopływ gazu.
- Zawór odcinający dopływ cieczy termostatycznej.
- Zawór odcinający odpływ gazu.
- Przewód odpływowy cieczy termostatycznej.
- Przewód dopływowy cieczy termostatycznej.
- Wskaźnik temperatury badanego gazu.
- Panel sterowania kriostatu z wyświetlaczem temperatury cieczy termostatycznej.
- Agregat chłodniczy kriostatu.
Przetworniki Wilgotności Względnej
Przetworniki wilgotności względnej to przydatny element automatyki służący do pomiaru wilgotności. Jest to narzędzie o uniwersalnym zastosowaniu. Wilgotność względna to stosunek wilgotności rzeczywistej do maksymalnej wilgotności w danych warunkach i jest podawana w procentach.
Dzięki dużej amplitudzie temperatur możliwe jest używanie go w różnych warunkach zewnętrznych i wewnętrznych. Istotnym jest fakt, że dzięki wysokiej dokładności pomiarów pojawia się szansa na kontrolowanie wszystkich parametrów powietrza zarówno w pomieszczeniach, jak i kanałach wentylacyjnych. Zamienia on sygnał ciśnienia na sygnał cyfrowy, który możliwy jest do odczytania w szerszym wymiarze.
Czujniki wilgotności mają szczególne znaczenie w miejscach, gdzie wilgotność może mieć istotny wpływ na funkcjonowanie maszyn, systemów elektronicznych, przestrzeni Ethernetu czy komfort człowieka. Stosuje się to w ocenie powietrza na przykład w klimatyzacji.
Temperatura Punktu Rosy
Temperatura, do której należy schłodzić powietrze, aby przy danej prężności aktualnej wilgotność względna osiągnęła 100% i rozpoczęły się w nim procesy kondensacji, nosi nazwę temperatury punktu rosy i oznaczana jest zazwyczaj jako td [°C]. Temperatura punktu rosy powietrza, w którym nie zachodzą procesy kondensacji, zależy jedynie od wartości prężności aktualnej.
Przeczytaj także: Wakacje w Bodrum
Bardzo wszechstronną miarą wilgotności powietrza może być para temperatury - temperatura powietrza (tp) i temperatura punktu rosy tego powietrza (td). Różnica temperatury powietrza i temperatury punktu rosy informuje nas o tym, jaka jest wilgotność względna (duża różnica - mała wilgotność, mała różnica - duża wilgotność, czyli powietrze bliskie nasycenia parą wodną).
Higrometr Włosowy
Higrometr włosowy jest nieskomplikowanym, tanim przyrządem, służącym do pomiaru wilgotności względnej. Elementem mierzącym (reagującym na zmiany wilgotności względnej) jest w nim odtłuszczony włos ludzki (dokładniej pęczek włosów). Włos, gdy wilgotność względna rośnie, absorbuje parę wodną z powietrza i zmienia swoją grubość i długość; przy wzroście wilgotności względnej włos się wydłuża, przy zmniejszaniu się wilgotności względnej - kurczy.
Higrometry włosowe pozwalają na dość pewny (dokładność pomiaru nie jest obarczona większym błędem niż 5%) pomiar wilgotności względnej od 30 do 100%. Pomiar wilgotności w zakresie od 20 do 30% obarczony jest błędem przekraczającym 5%.
Tabela Prężności Maksymalnej Pary Wodnej (E) w Funkcji Temperatury
| Temperatura (°C) | Prężność Maksymalna (E) (hPa) |
|---|---|
| 0 | 6.1 |
| 5 | 8.7 |
| 10 | 12.3 |
| 15 | 17.0 |
| 20 | 23.4 |
Przeczytaj także: Poradnik pomiaru wilgotności
tags: #wilgotność #względna #spalin #definicja #pomiar
