ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 2:
Μέτρηση θερμοδυναμικών μεγεθών ατμοσφαιρικού αέρα
- ΤΙΤΛΟΣ ΑΣΚΗΣΗΣ
Μετρήσεις για προσδιορισμό κατάστασης αέρα.
- ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΑΣΚΗΣΗΣ
Οι σπουδαστές να μάθουν :
- Να μετρούν θερμοκρασίες ξηρού και υγρού βολβού, χρησιμοποιώντας κρεμαστό ή περιστρεφόμενο ψυχρόμετρο και να προσδιορίζουν την κατάσταση αέρα στον ψυχρομετρικό χάρτη.
- Να μετρούν θερμοκρασία ξηρού βολβού και σχετική υγρασία, χρησιμοποιώντας ψηφιακό όργανο και να προσδιορίζουν την κατάσταση αέρα στον ψυχρομετρικό χάρτη.
- ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΥΛΙΚΑ
- Απεσταγμένο νερό.
- Ψυχρομετρικός χάρτης.
- ΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΑ ΕΡΓΑΛΕΙΑ – ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ – ΣΥΣΚΕΥΕΣ
- Τοπική ή κεντρική κλιματιστική συσκευή σε πλήρη λειτουργία.
- Κρεμαστό ψυχρόμετρο.
- Περιστρεφόμενο ψυχρόμετρο.
- Ψηφιακό όργανο μέτρησης θερμοκρασίας – σχετικής υγρασίας.
- ΜΕΤΡΑ ΑΣΦΑΛΕΙΑΣ ΚΑΙ ΑΤΟΜΙΚΑ ΜΕΣΑ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ
- Τα γενικά μέτρα ασφαλείας και μέσα προστασίας.
- ΠΟΡΕΙΑ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΠΡΟΣΟΧΗ! Τα στοιχεία (μετρήσεις, υπολογισμοί κλπ) των ΠΙΝΑΚΩΝ Α, Β, Γ, θα γραφούν σε πρόχειρο κατά τη διάρκεια διεξαγωγής της άσκησης. Αυτά θα μεταφερθούν στους πρωτότυπους αντίστοιχους ΠΙΝΑΚΕΣ, οι οποίοι θα ενσωματωθούν στο τελικό κείμενο της άσκησης που θα παραδοθεί.
- Βεβαιωθείτε ότι η κλιματιστική συσκευή (ΚΣ) είναι κλειστή, για τουλάχιστον 30 λεπτά πριν την έναρξη της άσκησης
- Βρέξετε με αποσταγμένο νερό το πανάκι του θερμομέτρου υγρού βολβού του κρεμαστού ψυχρομέτρου, αφαιρώντας και επανατοποθετώντας τους προστατευτικούς κυλίνδρους. Τοποθετήστε το κρεμαστό ψυχρόμετρο στο χώρο που εξυπηρετεί η ΚΣ, σε θέση τέτοια ώστε να μην προσβάλλεται από το ρεύμα εξόδου του κλιματισμένου αέρα (κατά το δυνατόν κοντά στην αναρρόφηση του αέρα της ΚΣ).
- Περιστρέψετε τη χειρολαβή «κουρντιστήρι» του σταθερού ψυχρομέτρου για 4 περίπου περιστροφές και μετά αφήστε το να σταματήσει. Διαβάστε τις ενδείξεις των θερμομέτρων, πρώτα του υγρού βολβού και κατόπιν του ξηρού βολβού. Σημειώστε τις αντίστοιχες θερμοκρασίες tDB-κ και tWB-κ στον Πίνακα Α.
- Βρέξετε με αποσταγμένο νερό το πανάκι του θερμομέτρου υγρού βολβού του περιστρεφόμενου ψυχρομέτρου. Αμέσως μετά, περιστρέψετέ το μέσα στο χώρο, για 1,5min περίπου (κατά προτίμηση κοντά στη θέση του κρεμαστού ψυχρομέτρου). Διαβάστε τις ενδείξεις των θερμομέτρων, πρώτα του υγρού βολβού και κατόπιν του ξηρού βολβού. Κατά την ανάγνωση των θερμοκρασιών να κρατάτε το όργανο κατά το δυνατόν μακριά από το σώμα σας ή άλλες πηγές θερμότητας. Σημειώστε τις αντίστοιχες θερμοκρασίες tDB-π και tWB-π στον Πίνακα Α.
- Οι θερμοκρασίες tDB και tWB που μετρήσατε πιθανότατα δεν είναι ίδιες και στα δύο ψυχρόμετρα. Γι’ αυτό βρείτε τη μέση τιμή τους t0DB και t0WB για να προσδιορίσετε την αρχική κατάσταση (0) του αέρα του χώρου. Γράψετε τις τιμές αυτές καθώς και την αντίστοιχη σχετική υγρασία (φ0), όπως θα προκύψει από τον ψυχρομετρικό χάρτη, στον Πίνακα Β.
- Μετρείστε τη θερμοκρασία t0DB-ψ και τη σχετική υγρασία φ0-ψ του χώρου, χρησιμοποιώντας το ψηφιακό όργανο. Γράψετε τις τιμές στον Πίνακα Α. Βρείτε τις αποκλίσεις μεταξύ των τιμών που προκύπτουν από τις μετρήσεις και τον ψυχρομετρικό χάρτη και των τιμών που μετρούνται αμέσως με το ψηφιακό όργανο. Δηλαδή, βρείτε τις διαφορές Δt0DB= t0DB– t0DB-ψ και Δφ0= φ0– φ0-ψ και γράψετέ τις στον Πίνακα Β.
- Θέσετε σε λειτουργία ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ (Θ) ή ΨΥΞΗΣ (Ψ) την ΚΣ.
Η ΚΣ να λειτουργεί μόνο με ανακυκλοφορία (Αν υπάρχει λήψη νωπού αέρα, το αντίστοιχο διάφραγμα να κρατηθεί κλειστό).
Ρυθμίστε το θερμοστάτη χώρου:
- Σε περίπτωση λειτουργίας Θ, κατά 5ºC υψηλότερα από τη θερμοκρασία χώρου t0DB.
- Σε περίπτωση λειτουργίας Ψ, κατά 5ºC χαμηλότερα από τη θερμοκρασία χώρου t0DB.
- Επαναλάβετε τα βήματα 3, 4, 5 και 6, αλλά για τον αέρα περιβάλλοντος (κατάσταση 2). Φροντίσετε ώστε τα όργανα να βρίσκονται στη σκιά. Σημειώστε τις αντίστοιχες θερμοκρασίες καθώς και τη σχετική υγρασία στον Πίνακα Α, όπως ακριβώς κάνατε και προηγουμένως. Κατόπιν συμπληρώστε αντίστοιχα και τον Πίνακα Β.
- Αφού η ΚΣ λειτουργήσει για 30min περίπου, επαναλάβετε τα βήματα 3, 4, 5 και 6 για τον αέρα του χώρου (κατάσταση 1). Σημειώστε τις αντίστοιχες θερμοκρασίες καθώς και τη σχετική υγρασία στον Πίνακα Α, όπως ακριβώς κάνατε και προηγουμένως. Κατόπιν συμπληρώσετε αντίστοιχα και τον Πίνακα Β.
- Αμέσως μετά, επαναλάβετε τα βήματα 3, 4, 5 και 6 για τον κλιματισμένο αέρα στην έξοδό του από την ΚΣ (κατάσταση 4). Τοποθετήστε τα όργανα ακίνητα, έτσι ώστε οι βολβοί των θερμομέτρων και τα αισθητήρια του ψηφιακού οργάνου να προσβάλλονται άμεσα από τον εξερχόμενο αέρα. Για καλύτερη ακρίβεια μπορείτε να κάνετε 3-4 μετρήσεις σε διαφορετικές θέσεις της εξόδου του αέρα και να πάρετε τη μέση τιμή. Σημειώστε τις αντίστοιχες θερμοκρασίες καθώς και τη σχετική υγρασία στον Πίνακα Α, όπως ακριβώς κάνατε και προηγουμένως. Κατόπιν συμπληρώσετε αντίστοιχα και τον Πίνακα Β.
- Σταματήστε τη λειτουργία της ΚΣ, τακτοποιείστε όλα τα όργανα, εργαλεία κλπ που χρησιμοποιήσατε και παραδώστε τα.
- Από τον ψυχρομετρικό χάρτη διαβάστε όλα τα υπόλοιπα θερμοδυναμικά χαρακτηριστικά των καταστάσεων του αέρα χώρου (0), του αέρα περιβάλλοντος (2), του αέρα του χώρου (1) και του κλιματισμένου αέρα (4). Να καταγράψετε τα αποτελέσματα στον Πίνακα Γ.
- Γράψετε τις τυχόν τεχνικές επισημάνσεις, παρατηρήσεις ή σχόλια, σχετικά με τη διεξαγωγή της άσκησης, τα μετρηθέντα μεγέθη και τα αποτελέσματα της άσκησης
| Πίνακας Α: ΔΕΔΟΜΕΝΑ Η ΜΕΤΡΟΥΜΕΝΑ ΜΕΓΕΘΗ |
ΤΙΜΗ/ ΜΟΝΑΔΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ |
ΕΛΕΓΧΟΣ | |
| Αρχική θερμοκρασία ξ.β. χώρου tDB-κ | |||
| Αρχική θερμοκρασία υ.β. χώρου tWB-κ | |||
| Αρχική θερμοκρασία ξ.β. χώρου tDB-π | |||
| Αρχική θερμοκρασία υ.β. χώρου tWB-π | |||
| Αρχική θερμοκρασία ξ.β. χώρου t0DB-ψ | |||
| Αρχική σχετική υγρασία χώρου φ0-ψ | |||
| Θερμοκρασία ξ.β. περιβάλλοντος tDB-κ | |||
| Θερμοκρασία υ.β. περιβάλλοντος tWB-κ | |||
| Θερμοκρασία ξ.β. περιβάλλοντος tDB-π | |||
| Θερμοκρασία υ.β. περιβάλλοντος tWB-π | |||
| Θερμοκρασία ξ.β. περιβάλλοντος t2DB-ψ | |||
| Σχετική υγρασία περιβάλλοντος φ2-ψ | |||
| Τελική θερμοκρασία ξ.β. χώρου tDB-κ | |||
| Τελική θερμοκρασία υ.β. χώρου tWB-κ | |||
| Τελική θερμοκρασία ξ.β. χώρου tDB-π | |||
| Τελική θερμοκρασία υ.β. χώρου tWB-π | |||
| Τελική θερμοκρασία ξ.β. χώρου t1DB-ψ | |||
| Τελική σχετική υγρασία χώρου φ1-ψ | |||
| Θερμοκρασία ξ.β.εξόδου αέρα tDB-κ | |||
| Θερμοκρασία υ.β εξόδου αέρα tWB-κ | |||
| Θερμοκρασία ξ.β. εξόδου αέρα tDB-π | |||
| Θερμοκρασία υ.β εξόδου αέρα tWB-π | |||
| Θερμοκρασία ξ.β εξόδου αέρα t4DB-ψ | |||
| Σχετική υγρασία εξόδου αέρα φ4-ψ | |||
- ΤΕΛΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ – ΕΛΕΓΧΟΙ
| Πίνακας Β: ΥΠΟΛΟΓΙΖΟΜΕΝΑ ΜΕΓΕΘΗ ή ΑΠΟ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΠΙΝΑΚΩΝ,ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ) |
ΤΙΜΗ/ ΜΟΝΑΔΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ |
ΕΛΕΓΧΟΣ |
| Αρχική θερμοκρασία ξ.β. χώρου t0DB | ||
| Αρχική θερμοκρασία υ.β. χώρου t0WB | ||
| Αρχική σχετική υγρασία χώρου φ0 | ||
| Απόκλιση Δt0DB= t0DB– t0DB-ψ | ||
| Απόκλιση Δφ0= φ0– φ0-ψ | ||
| Θερμοκρασία ξ.β. περιβάλλοντος t2DB | ||
| Θερμοκρασία υ.β. περιβάλλοντος t2WB | ||
| Σχετική υγρασία περιβάλλοντος φ2 | ||
| Απόκλιση Δt2DB= t2DB– t2DB-ψ | ||
| Απόκλιση Δφ2= φ2– φ2-ψ | ||
| Τελική θερμοκρασία ξ.β. χώρου t1DB | ||
| Τελική θερμοκρασία υ.β. χώρου t1WB | ||
| Τελική σχετική υγρασία χώρου φ1 | ||
| Απόκλιση Δt1DB= t1DB– t1DB-ψ | ||
| Απόκλιση Δφ1= φ1– φ1-ψ | ||
| Θερμοκρασία ξ.β. εξόδου αέρα t4DB | ||
| Θερμοκρασία υ.β. εξόδου αέρα t4WB | ||
| Σχετική υγρασία εξόδου αέρα φ4 | ||
| Απόκλιση Δt4DB= t4DB– t4DB-ψ | ||
| Απόκλιση Δφ4= φ4– φ4-ψ |
| Πίνακας Γ: ΜΕΓΕΘΗ |
ΑΠΟ ΑΝΑΓΝΩΣΗ (ΠΙΝΑΚΩΝ,ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΩΝ)ΤΙΜΗ/ΜΟΝ. ΜΕΤΡΗΣΗΣΕιδική ενθαλπίαΕιδική υγρασίαΣημείο δρόσουΕιδικός όγκος Χώρος αρχικά (0)
Περιβάλλον (2)
Χώρος τελικά (1)
Έξοδος ΚΣ (4)
- ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ
- Είναι δυνατό να υπάρχει κατάσταση αέρα με tWB=36ºC και υ=1m3/kg;
- Είναι δυνατό να υπάρχει κατάσταση αέρα με tWB=11ºC και h=35kJ/kg;
- Κατά τη διάρκεια ενός τυπικού θερινού 24ώρου, η ειδική υγρασία του αέρα περιβάλλοντος παραμένει σταθερή. Αν στις 3 μ.μ. οι συνθήκες του αέρα είναι tDB=33ºC με φ=50%, βρείτε τη σχετική υγρασία του αέρα στις 6 π.μ. που η θερμοκρασία του θα είναι tDB=25ºC.
- Αναμιγνύουμε δύο ίσες παροχές αέρα που έχουν ίδια ειδική υγρασία.
Η σχετική υγρασία του μίγματος θα είναι:
α) Ο μέσος όρος των σχετικών υγρασιών των ρευμάτων
β) Μικρότερη του παραπάνω μέσου όρου
γ) Μεγαλύτερη του παραπάνω μέσου όρου
- Αναμιγνύουμε δύο ίσες παροχές αέρα που έχουν ίδια σχετική υγρασία. Η σχετική υγρασία του μίγματος θα είναι:
α) Ίση με τη σχετική υγρασία των ρευμάτων
β) Μικρότερη της σχετικής υγρασίας των ρευμάτων
γ) Μεγαλύτερη της σχετικής υγρασίας των ρευμάτων
