Măsurarea Conținutului de Umiditate al Gazelor

Scopul lucrarii: Compararea indicatiilor dintre mai multe aparate indicatoare de umiditate.

Descrierea instalatiei

Descrierea principiului de functionare al aparatelor

Aparatul Peutron se bazeaza pe principiul masurarii continutului de umiditate prin determinarea punctului de roua din temperatura de echilibru a materialelor higroscopice. Determinarea punctului de roua se realizeaza prin masurari de temperatura cu ajutorul a doua termometre. Principiul se bazeaza pe faptul ca la aceeasi temperatura presiunea vaporilor de apa într-o solutie de sare cristalizata este mai redusa decât presiunea de saturatie a vaporilor de apa. În figura 8.1 sunt redate în mod comparativ presiunea vaporilor de apa a unei solutii de clorura de litiu cristalizata si presiunea de saturatie a vaporilor în functie de temperatura. Atâta timp cât presiunea partiala a vaporilor din aer este mai mare decât presiunea partiala a vaporilor din solutia de clorura de litiu, aceasta va absorbi umiditatea din atmosfera. Crescând temperatura solutiei de clorura de litiu, aceasta nu mai preia apa din atmosfera, stabilindu-se un echilibru între ambele presiuni partiale ale vaporilor. Din graficul prezentat în figura 8.1 se determina temperatura de roua corespunzatoare temperaturii de echilibru. Traductorul de umiditate este prezentat în figura 8.2 având urmatoarele repere: 1-înfasurarea de încalzire; 2-vata de sticla impregnata; 3-tub de sticla; 4-termometru; 5-termorezistenta. Când sesizorul si aerul înconjurator au aceeasi temperatura, clorura de litiu absoarbe apa din aer. Daca termorezistentei i se aplica o tensiune alternativa, un curent electric trece prin solutia de clorura de litiu, încalzind-o conform legii Joule - Lenz. Prin cresterea temperaturii creste presiunea partiala a vaporilor din solutie pâna la echilibru. Cu ajutorul termometrului se masoara temperatura stratului de LiCl, iar din curba presiunii partiale a vaporilor din solutie se deduce presiunea partiala a vaporilor (pv).

Figura 8.1. Presiunea partiala a vaporilor de apa a unei solutii saturate de LiCl.

Figura 8.2. Sesizorul traductorului de umiditate cu clorura de litiu

Cu cel de-al doilea termometru se masoara temperatura aerului înconjurator, ceea ce permite aflarea presiunii de saturatie corespunzatoare acestei temperaturi (pv sat). Limita erorilor este de ±1% si ±2% umiditate relativa la temperatura mediului de 10o C, respectiv 40o C.

Psihrometrul cu aspiratie reprezinta cel mai raspândit aparat pentru masurarea umiditatii relative (figura 8.3).

Figura 8.3. Psihrometrul cu aspiratie

Se compune dintr-un ventilator actionat de un arc sau de un motor electric alimentat de o baterie, care aspira aer cu o viteza constanta (e2 m/s) prin ambele traductoare de temperatura. În timp ce termometrul din stânga este expus direct aerului (termometru uscat), cel deal doilea este înconjurat cu gaze mentinute umede (termometru umed). Datorita curentului de aer, o cantitate de apa se evapora consumând o cantitate de caldura luata din aer. Temperatura indicata de termometrul umed va scade si va coborî cu atât mai mult cu cât se vaporizeaza o cantitate mai mare de apa, adica cu cât aerul initial este mai uscat. Diferenta de temperatura între termometrul umed si cel uscat se numeste diferenta psihrometrica si permite determinarea presiunii partiale a vaporilor de apa cu relatia lui Sprung: