Психрометрический метод измерения влажности: применение в промышленности

Что такое психрометрический метод измерения влажности. Как работает психрометр. Где применяется психрометрический метод в промышленности. Каковы преимущества и недостатки этого метода.

Принцип работы психрометрического метода измерения влажности

Психрометрический метод основан на измерении разности температур между сухим и влажным термометрами. Эта разность зависит от влажности окружающего воздуха. Чем суше воздух, тем интенсивнее испаряется вода с поверхности влажного термометра и тем больше разница показаний между термометрами.

Основные компоненты психрометра:

• Сухой термометр — измеряет температуру окружающего воздуха
• Влажный термометр — обернут влажным фитилем и охлаждается за счет испарения воды
• Вентилятор — обеспечивает постоянный поток воздуха около термометров
• Резервуар с водой — для смачивания фитиля влажного термометра

По разнице показаний сухого и влажного термометров с помощью психрометрических таблиц или расчетов определяют относительную влажность воздуха.

Виды психрометров и их конструкция

Существует несколько основных типов психрометров:

Стационарный психрометр Августа

Состоит из двух спиртовых термометров, закрепленных вертикально на штативе. Резервуар одного термометра обернут батистом, конец которого опущен в сосуд с дистиллированной водой. Используется для лабораторных измерений.

Аспирационный психрометр Ассмана

Термометры помещены в специальные металлические трубки для защиты от излучения. Принудительная вентиляция создается с помощью аспиратора. Обеспечивает более точные измерения по сравнению с психрометром Августа.

Пращевой психрометр

Компактный прибор для полевых измерений. Термометры закреплены на металлической пластине с ручкой. Для измерений психрометр вращают в воздухе «пращой», что обеспечивает вентиляцию термометров.

Электронный психрометр

Использует электронные датчики температуры вместо жидкостных термометров. Позволяет автоматизировать измерения и передавать данные на компьютер.

Применение психрометрического метода в промышленности

Психрометрический метод широко используется в различных отраслях промышленности для контроля влажности воздуха и газов:

• Системы вентиляции и кондиционирования — для поддержания оптимальной влажности в помещениях
• Пищевая промышленность — контроль влажности при хранении и переработке продуктов
• Текстильная промышленность — поддержание необходимой влажности для обработки тканей
• Деревообрабатывающая промышленность — контроль влажности древесины
• Фармацевтическая промышленность — создание оптимальных условий при производстве лекарств
• Электронная промышленность — контроль влажности в чистых помещениях

Психрометры используются как для разовых измерений, так и для непрерывного мониторинга влажности в технологических процессах.

Преимущества психрометрического метода измерения влажности

Психрометрический метод обладает рядом важных достоинств:

• Простота конструкции и надежность психрометров
• Высокая точность измерений (до ±2-3% относительной влажности)
• Широкий диапазон измерений (от 10% до 100% относительной влажности)
• Возможность измерений при отрицательных температурах (до -10°С)
• Низкая стоимость оборудования по сравнению с другими гигрометрами
• Возможность автоматизации измерений при использовании электронных психрометров

Эти преимущества обусловили широкое распространение психрометрического метода в промышленности и метеорологии.

Недостатки и ограничения психрометрического метода

Несмотря на преимущества, психрометрический метод имеет ряд недостатков:

• Зависимость точности измерений от скорости обдува термометров
• Необходимость регулярного обслуживания (очистка, заправка водой)
• Инерционность измерений из-за тепловой инерции термометров
• Сложность измерений при температурах ниже 0°С
• Невозможность измерений в агрессивных и загрязненных средах
• Погрешности при измерении влажности газов под давлением

Эти ограничения следует учитывать при выборе метода измерения влажности для конкретных условий применения.

Методика проведения измерений психрометром

Для получения точных результатов при измерении влажности психрометром необходимо соблюдать следующую методику:

1. Подготовить прибор — очистить термометры, заправить резервуар дистиллированной водой
2. Разместить психрометр в месте измерения, избегая прямого солнечного света и сквозняков
3. Включить вентилятор или начать вращение пращевого психрометра
4. Выдержать прибор 5-10 минут для стабилизации показаний
5. Снять показания сухого и влажного термометров
6. Определить относительную влажность по психрометрической таблице или формуле
7. При необходимости повторить измерения для повышения точности

Соблюдение этой методики позволяет минимизировать погрешности измерений и получить достоверные данные о влажности воздуха.

Перспективы развития психрометрического метода

Несмотря на появление новых методов измерения влажности, психрометрический метод продолжает развиваться. Основные направления совершенствования:

• Разработка более компактных и точных электронных психрометров
• Создание беспроводных сетевых психрометров для распределенных измерений
• Интеграция психрометров в системы «умного дома» и промышленного интернета вещей
• Совершенствование алгоритмов обработки данных для повышения точности
• Разработка психрометров для экстремальных условий (высокие температуры, агрессивные среды)

Эти инновации позволят расширить сферу применения психрометрического метода и повысить его конкурентоспособность по сравнению с другими методами измерения влажности.

Психрометрический метод — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Высверленные керны.| Механизм для высверливания кернов.  [16]

Психрометрический метод определения влажности газов основан на разности показаний температур сухого и увлажненного термометров. Сухой термометр показывает температуру окружающего ненасыщенного газа, а мокрый термометр, помещенный в той же среде, показывает меньшую температуру, так как с его поверхности происходит испарение воды, связанное с расходом тепла.  [17]

Психрометрический метод определения влажности воздуха основан на зависимости разности показаний сухого и мокрого термометров психрометра от степени насыщения воздуха водяными парами.  [18]

Относительная влажность воздуха.  [19]

Психрометрический метод определения влажности воздуха основан на измерении разности температур сухого и влажного термометров при помощи психрометров Августа и Асмана. Психрометр Августа состоит из двух одинаковых ртутных термометров с ценой деления 0 2 С, укрепленных рядом. Ртутный резервуар одного из них плотно обернут кусочком батиста или марли, опущенным в сосуд с чистой водой. С поверхности ткани вода испаряется тем легче, чем меньше в воздухе влаги. По разности показаний двух термометров находят относительную влажность воздуха, используя психрометрические таблицы, прилагаемые к прибору.  [20]

Волосяной гигрометр.  [21]

Психрометрический метод определения относительной влажности воздуха является наиболее простым и надежным. Он основан на зависимости испарения воды от влажности воздуха.  [22]

Используют психрометрический метод, основанный на измерении температур двумя термометрами — сухим и влажным. Влажный термометр находится в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Испарение с поверхности влажного термометра происходит тем интенсивнее, чем ниже влажность окружающего воздуха. Разность показаний термометров зависит, следовательно, от значения влажности воздуха.  [23]

Однако психрометрический метод находит применение и для дистанционного измерения относительной влажности воздуха. В этом случае в качестве сухого и мокрого термометров психрометра используются любые термометры для дистанционного измерения температуры, например, ртутные контактные термометры, различные термометры сопротивления.  [24]

Схема включения логометра.  [25]

Сущность психрометрического метода основана на использовании для расчетов показаний двух одинаковых термометров, и.  [26]

Основой психрометрического метода является зависимость между упругостью водяного пэра е и показаниями сухого ( tc) и мокрого ( м) термометров.  [27]

При психрометрическом методе определяют относительную влажность газа.  [28]

Зависимость относительной влажно сти от температур мокрого и сухого термометров. | Принципиальная измерительная схема психрометра с термометрами сопротивления.| Схема автоматического влагомера точки росы.  [29]

К преимуществам психрометрического метода следует отнести достаточно высокую точность и чувствительность при температурах выше 0 С. К недостаткам метода относится уменьшение чувствительности и точности при низких температурах, а также погрешность, связанная с непостоянством психрометрической постоянной А.  [30]

Страницы:      1    2    3    4

1. Психрометрический метод

Для измерения психрометрического эффекта психрометр имеет два одинаковых термометра, у одного из которых (мокрого), тепловоспринимающая часть все время остается влажной, так как соприкасается с гигроскопическим телом, всасывающим воду из сосуда. При испарении влаги с увлажненной поверхности мокрого термометра его температура понижается. В результате между сухим и мокрым термометрами создается разность температур, называемая психрометрической разностью.

Зависимость относительной влажности ф от психрометрической разности t_С — t_B

имеет вид

где р_B — давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_B влажного термометра; р_C — давление насыщенных паров испытуемой среды при температуре t_C сухого термометра; А — психрометрический коэффициент, зависящий от конструкции психрометра, скорости обдувания влажного термометра газом и давления газа.

Коэффициент А определяют по психрометрическим таблицам, составленным для психрометров определенных конструкций. Наибольшее влияние на величину А оказывает скорость обдувания влажного термометра. С возрастанием скорости газового потока А быстро уменьшается и при скорости больше 2,5—3 м/с практически остается постоянным. В промышленных психрометрах предусматривают устройства, обеспечивающие постоянную скорость газового потока не менее 3—4 м/с. В электрических психрометрах применяют термометры термоэлектрические, полупроводниковые, металлические термометры сопротивления.

Термоэлектрические датчики изготовляют в виде термобатарей, разделенных на две группы, одна из которых смачивается. ЭДС, измеряемая на выводах термобатарей, пропорциональна психрометрической разности температур.

Большей частью электрические психрометры снабжают стандартными термометрами сопротивления.

На «рис. 1 приведена принципиальная схема электрического психрометра с термометрами сопротивления. Измерительная часть прибора состоит из двух мостов I и II. Оба моста питаются переменным током от обмотки силового трансформатора электронного усилителя и имеют два общих плеча R1 и R3. Сухой термометр сопротивления R_rc включен в плечо моста I, мокрый R_TM — в плечо моста II.

Мост I образован постоянными резисторами R1, R2,R3, R_TC, а мост II — резисторами R1, R3, R4 и R_TM. Разность потенциалов на вершинах а и b диагонали моста I пропорциональна температуре сухого термометра сопротивления, а разность потенциалов на вершинах а и с — температуре мокрого термометра сопротивления.

Падение напряжения между точками b и с диагонали двойного моста пропорционально разности температур сухого и мокрого термометров сопротивления. Равновесие измерительной схемы устанавливается автоматически изменением положения движка КПР R_р, приводимого в движение реверсивным двигателем РД. Одновременно перемещается стрелка прибора.

Шкала прибора отградуирована в единицах измерения относительной влажности (%). При отрицательных температурах (не очень низких) для смачивания мокрого термометра применяют 3 %-ный водный раствор формальдегида.

Преимущества психрометрического метода — достаточная точность при положительных температурах и незначительная инерционность; недостатки — зависимость результатов измерения от скорости движения газов и колебаний атмосферного давления, уменьшение чувствительности и рост погрешности с понижением температуры.

Рис. 1. Схема электрического психрометра

Рис. 2. Принципиальная схема конденсационного гигрометра точки росы

Определение влажности – психометрический метод

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Влажность определяется как отношение массы воды, присутствующей в воздухе, к массе сухого воздуха. Относительная влажность определяется как отношение фактической влажности к влажности насыщения при определенной температуре. Температура по сухому термометру : это температура влаги при измерении в состоянии покоя, на которое не влияет содержание влаги в воздухе или радиация.

Температура по влажному термометру : это температура динамического равновесия, достигаемая поверхностью воды при контакте с воздухом в адиабатических условиях. ^1,2

Психрометр пращевой
Психрометр пращевой состоит из двух одинаковых термометров, закрепленных на металлическом каркасе. Колба одного термометра открыта для условий окружающей среды. Этот термометр измеряет температуру по сухому термометру. Колба второго термометра поддерживается влажной с помощью влажного хлопкового фитиля, погруженного в резервуар с водой. Этот термометр показывает температуру смоченного термометра. Когда пращевой психрометр выдерживают некоторое время, показания смоченного термометра достигают минимума и остаются постоянными. Были отмечены температуры двух термометров. ³

Психрометрическая таблица
Психрометрический термин, используемый для определения концентрации паров и несущей способности газа.

Различные параметры психорометрической диаграммы:

1. Влажность против температуры
   

2. Верный тепло против влажности.0009

3. Кривая влажности насыщения
   

Влажность насыщения – это абсолютная влажность, при которой парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению пара свободной воды при той же температуре ^4,5 .

Психометр
показывает температуру по влажному и сухому термометру. Температура по влажному термометру зависит от температуры и влажности воздуха, используемого для испарения. Разница между температурами влажного и сухого термометров используется для расчета относительной влажности и влажности воздуха в процентах.

% Относительная влажность = Влажность воздуха / Влажность насыщенного воздуха * 100

Определяется точка пересечения, в которой кривая насыщения пересекает температуру смоченного термометра. От этой точки горизонтальная линия к оси Y (шкала влажности ) тонут и отмечаются значения влажности.

Цель: Определить влажность и относительную влажность окружающей среды с помощью психомоторики.

ТРЕБОВАНИЯ

Аппаратура: Пращевой психрометр, содержащий термометры с влажным и сухим термометрами.

ПРОЦЕДУРА

Слинговый психрометр был взят и проверен для сухого термометра, который находился на открытом воздухе.
Влажный термометр был проверен на предмет погружения тканевого мешочка в воду, находящуюся в пластиковом контейнере. Были отмечены температуры сухого и влажного термометров.
Влажность и относительная влажность определялись с помощью диаграмм влажности.

Observations and calculations

Temperature	Humidity	Relative Humidity
Dry bulb temperature
Температура по влажному термометру

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Установлено, что относительная влажность ________________

ССЫЛКИ

1. Subrahmanyam CVS, Setty JT, Sarasija S. Лабораторное руководство по фармацевтической инженерии (отдельные операции), Delhi Vallabh Publications.
   
2. Pharmaceutical Engineering by K.Sanbamurty (New Age International, New Delhi)
   
3. Cooper and Gunn’s Tutorial Pharmacy Edited S.J.Carter (CBS Publishers, Delhi)
   
4. Pharmaceutical Dosage Forms by Aulton, (Edinburgh) Livingstone.
   
5. Chemical Engineering by Badger and Banchero (Mc Graw Hill, New Delhi)
   

Tags: DeterminationHumidityPharmaceutical EngineeringPharmaceuticsPharmacy

PSYCHROMETRIC PROCESSES — HVAC — HVAC/R and Solar Energy Engineering

Contents

4.7

(811)

Представлен вид психрометрической диаграммы:

Q _c = m _a (h ₂ − h ₁ ) = m _a c _{pm pm 0206 2 — T 1 )}

Психорометрическая диаграмма

Различные психорометрические процессы показаны:

Психорометрические процессы

Ощущение охлаждения

. при прохождении через охлаждающий змеевик. Для поддержания постоянного содержания влаги поверхность охлаждающего змеевика должна быть сухой, а температура его поверхности должна быть выше температуры точки росы воздуха. Если охлаждающий змеевик эффективен на 100%, то температура воздуха на выходе будет равна температуре змеевика. Однако на практике температура воздуха на выходе будет выше, чем температура охлаждающего змеевика. На рисунке ниже показан процесс явного охлаждения 2–1 на психрометрической диаграмме. Скорость отвода тепла во время этого процесса определяется выражением:

Процесс явного охлаждения 2-1 на психрометрической диаграмме

Процесс явного нагрева 1-2 на психрометрической диаграмме

Процесс охлаждения и осушения

Явный нагрев

Во время этого процесса содержание влаги в воздухе остается постоянным, а его температура увеличивается пропорционально он течет по нагревательному змеевику. Скорость подвода тепла во время этого процесса определяется как:

Q _ч  = м _a  (ч ₂  − ч ₁  ) = м _A C _PM (T ₂ — T ₁ )

, где C _PM является влажным специфическим теплом (≈1,0216 KJ/KG Dry Mirod) и 20202020211216202062062021 292062020202020202021 29206206202020202020202021 29202020202020202020202021 20202020202020202021 2 .  – массовый расход сухого воздуха ( кг/с  ).

Охлаждение и осушение

Когда влажный воздух охлаждается ниже точки росы путем его контакта с холодной поверхностью, часть водяного пара в воздухе конденсируется и покидает воздушный поток в виде жидкости, в результате чего оба соотношение температуры и влажности воздуха уменьшается, как показано на рисунке. Это процесс, которому подвергается воздух в системе кондиционирования воздуха. Фактический путь процесса зависит от типа холодной поверхности, температуры поверхности и условий потока, но для простоты предполагается, что линия процесса представляет собой прямую линию, как показано на Рисунке 8.11. Скорости переноса тепла и массы можно выразить через начальные и конечные условия, применяя уравнения сохранения массы и сохранения энергии, как указано ниже:

, применяя баланс массы для воды:

M _A . Одно _A = M _A . Одно ₂ + M _W

Получив энергетический баланс:

9006 M

. Получив энергетический баланс:

9006 M

. a .h _a  = Q _r  + m _w .h _w  + m _a .h ₂ .h ₂

9000,2 Из двух приведенных выше уравнений нагрузки 90 для охлаждающего змеевика _t  дан:

Q _R = M _A (H ₁ — H ₂ ) — M _A (ω ₁ — ω ₂ ) H _W

11069 _{) 2}

4

69

9

9

9

9

9

9

69

69

9

69

69

69

69

69

69

69

69

69

69

9

9

9

9

9

9

9

9 ). член в правой части приведенного выше уравнения обычно мал по сравнению с другими членами, поэтому им можно пренебречь. Следовательно,

Q _r  = m _a  (h ₁  − h ₂  )

Можно заметить, что в процессах охлаждения и осушения участвуют как латентные, так и явные процессы теплопередачи. , полная, скрытая и явная теплопередача ( Q _R , Q _L и Q _S ) можно записать как:

Q _R = Q _L +Q _S = Q _L +Q _{S L} +Q _S

69 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000 9000. _L = M _A (H ₁ — H _W ) = M _A .H _FG (ω ₁ — ω _W )

и 20202020202020202020202020202.202020202020202020202.0202020202020202020202.

02020202020202020202.

020202020202020202.

. = m _a  (h _w  − h ₂  ) = m _a .c _pm  (T ₁  − T ₂  )

Коэффициент явного тепла (SHF)

Определяется как отношение явной теплоты к общей скорости теплопередачи (Q 90 ,

SHF = Q _S / Q _T = Q _S / (Q _S + Q _L )

Из приведенного выше уравнения мы можем наблюдать, что SHF 10004

. соответствует отсутствию скрытой теплопередачи, а значение SHF, равное 0, соответствует отсутствию явной теплопередачи. SHF от 0,75 до 0,80 довольно часто встречается в системах кондиционирования воздуха в условиях нормального сухого климата. Более низкое значение SHF, скажем, 0,6, подразумевает высокую скрытую тепловую нагрузку, такую ​​как во влажном климате.

Температура, Ts, представляет собой эффективную температуру поверхности охлаждающего змеевика и известна как температура точки росы в аппарате (ADP). В идеальной ситуации, когда весь воздух находится в идеальном контакте с поверхностью охлаждающего змеевика, температура воздуха на выходе будет такой же, как ADP змеевика. Однако в реальном случае температура воздуха на выходе всегда будет выше температуры точки росы аппарата из-за образования пограничного слоя при обтекании воздухом поверхности охлаждающего змеевика, а также из-за изменения температуры вдоль ребер и т. д. Отсюда , мы можем определить коэффициент байпаса (BPF)  как легко заметить, чем выше коэффициент байпаса, тем больше будет разница между температурой воздуха на выходе и температурой охлаждающего змеевика. Когда BPF равен 1,0, весь воздух проходит мимо змеевика и не происходит ни охлаждения, ни осушения.

Где T _c температура воздуха на выходе, T _a температура воздуха на входе и T _s температура поверхности охлаждающего змеевика.

Отопление и увлажнение

В зимнее время необходимо нагревать и увлажнять воздух в помещении для обеспечения комфорта. Обычно это делается путем сначала заметного нагревания воздуха, а затем добавления водяного пара в воздушный поток через паровые форсунки.

Процесс нагрева и увлажнения

Массовый баланс водяного пара для контрольного объема дает скорость, с которой необходимо добавить пар, т.е.0206 a  (ω ₂  − ω ₁ )

, где m _a  – массовый расход сухого воздуха. Из энергетического баланса:

Q _H = M _A (H ₂ — H ₁ ) — M _W H _W

, где 2062067 H 907111111111111111111110

, где 2062067 H

, где 2062067 H

, где 2062067 H

. тепло, подаваемое через нагревательный змеевик, а h _w  является энтальпией пара. Поскольку этот процесс также включает одновременный перенос тепла и массы, мы можем определить коэффициент явного тепла для процесса аналогично тому, как это делается для процессов охлаждения и осушения.

Охлаждение и увлажнение

Как следует из названия, во время этого процесса температура воздуха падает, а его влажность увеличивается. Этого можно добиться распылением прохладной воды в потоке воздуха. Температура воды должна быть ниже температуры воздуха по сухому термометру, но выше температуры точки росы, чтобы избежать образования конденсата ( T _DPT  <  T ₂  <  T ₁ ).

Процесс охлаждения и увлажнения

Во время этого процесса происходит передача явного тепла от воздуха к воде и скрытого тепла от воды к воздуху. Таким образом, общая теплопередача зависит от температуры воды. Если температура распыляемой воды равна температуре воздуха по влажному термометру, то чистая скорость переноса будет равна нулю, поскольку явная теплопередача от воздуха к воде будет равна скрытой теплоотдаче от воды к воздуху. Если температура воды выше, чем WBT, то будет чистая передача тепла от воды к воздуху. Если температура воды меньше WBT, то чистый теплообмен будет от воздуха к воде. В особом случае, когда оросительная вода полностью рециркулирует и не нагревается и не охлаждается, система идеально изолирована, а подпиточная вода подается на уровне WBT, тогда в стационарном режиме воздух подвергается адиабатическому процессу насыщения, во время которого его WBT остается постоянным. Это процесс адиабатического насыщения. Процесс охлаждения и увлажнения встречается в самых разных устройствах, таких как испарительные охладители, градирни и т. д.

Нагрев и осушение

Этот процесс можно осуществить с помощью гигроскопичного материала, который поглощает или адсорбирует водяной пар из влаги. Если этот процесс термически изолирован, то энтальпия воздуха остается постоянной, в результате чего температура воздуха увеличивается при уменьшении его влажности. Этот гигроскопичный материал может быть твердым или жидким.