Specjaliści w zaawansowanych systemach chłodniczych i klimatyzacyjnych

Temperatura suchego termometru (Dry Bulb Temperature, DBT)

Co to jest temperatura suchego termometru (T)?

Temperatura suchego termometru to pomiar temperatury wykonany za pomocą termometru rtęciowego lub konwencjonalnego termometru, wyposażonego w suchy zbiorniczek. Stąd właśnie wzięła się jej nazwa. Niekiedy nazywana jest również po prostu temperaturą suchą. Wraz z tak zwaną temperaturą termometru mokrego, jest to temperatura, która jest powszechnie stosowana jako standard komfortu cieplnego. Dotyczy to pomiarów, w których ilość wilgoci jest powiązana z temperaturą. Pojęcia te i ich znaczenie wyjaśniono bardziej szczegółowo poniżej.

Co to jest temperatura termometru suchego (DBT)?

Temperatura termometru suchego to temperatura uznawana za rzeczywistą temperaturę wilgotnego powietrza. Dlatego jest ona ogólnie określana po prostu jako temperatura powietrza. W rzeczywistości jest to temperatura zwykle wyświetlana przez standardowe termometry. Temperatura suchego termometru odzwierciedla zatem temperaturę otoczenia. Z drugiej strony temperatura mokrego termometru wskaże temperaturę wynikającą z parowania. Ogólnie rzecz biorąc, temperatura ta jest bardziej związana z temperaturą odczuwalną.

Temperaturę odczuwalną można określić, gdy spadek temperatury jest stabilizowany przez parowanie wody w mokrej tkaninie otaczającej termometr mokry. W celu obliczenia wilgotności względnej zwykle używany jest uchwyt w pobliżu urządzenia, który podnosi lub opuszcza się w zależności od temperatury termometru suchego. Ten typ urządzenia może być dostosowany do wskazywania temperatury termometru mokrego, temperatury termometru suchego i punktu rosy.

Należy zauważyć, że temperatura termometru suchego jest niezbędna do poznania wilgotności względnej i punktu rosy.

Powyższe wartości są wykorzystywane do generowania wykresów psychrometrycznych, które zazwyczaj mają dwie wartości. Jedna z nich odpowiada temperaturze suchej. Mają one wiele zastosowań, od górnictwa i zrównoważonej architektury po klimatyzację. Używaną jednostką miary są standardowe międzynarodowe jednostki Kelvina, chociaż skala Celsjusza jest również powszechnie stosowana.

Różnice między temperaturą termometru suchego a temperaturą termometru mokrego

Po pierwsze, jak wspomniano powyżej, do pomiaru temperatury danego środowiska stosowane jest urządzenie zwane psychrometrem. Urządzenie to wyposażone jest w dwa termometry, z których jeden jest zwykle owinięty zwilżoną szmatką. Mechanizm ten nazywany jest termometrem mokrym. Drugi – termometr suchy – znajduje się w równowadze termicznej z powietrzem w otaczającej atmosferze. W takim układzie termometr mokry będzie otrzymywał stały przepływ powietrza poprzez układ wentylacji. Oczywiście może być również zasilany przez naturalne źródło wentylacji.

W tej sytuacji zachodzi następujący proces: woda otaczająca termometr mokry paruje wraz z przepływem ciepła i ostatecznie zużywa ciepło. Ciepło to jest uzyskiwane z samego termometru mokrego. W ten sposób temperatura termometru mokrego spada, aż osiągnie punkt równowagi, w którym ostatecznie staje się stabilna.

Jest to punkt, w którym rejestrowana jest temperatura znana jako psychrometryczna temperatura termometru mokrego (lub WBT).

Wszystkie powyższe elementy umożliwiają określenie różnicy między temperaturą termometru suchego a temperaturą termometru mokrego. Dlatego zostaną one zdefiniowane osobno poniżej.

 

Temperatura termometru suchego

Temperatura termometru suchego jest uważana za rzeczywistą temperaturę wilgotnego powietrza. Temperatura ta jest również znana jako temperatura powietrza i jest w rzeczywistości temperaturą wskazywaną przez zwykły termometr.

Temperatura termometru mokrego

Temperatura termometru mokrego odpowiada rodzajowi pomiaru temperatury, w którym właściwości systemu są fizycznie przedstawione w kategoriach parowania wody zawartej w powietrzu. Należy zauważyć, że ciepło musi zostać zużyte, aby nastąpiło parowanie, a gdy to nastąpi, zachodzi proces chłodzenia. Powodem tego jest fakt, że w miarę parowania układ ma średnio mniej energii kinetycznej. Powoduje to obniżenie temperatury cieczy.

Zjawisko to nazywane jest chłodzeniem wyparnym; właśnie to ma miejsce, gdy się pocisz. Podczas parowania następuje chłodzenie, ponieważ ciepło odczuwalne jest zużywane i przekształcane w ciepło utajone. W związku z tym temperaturę termometru mokrego można również zdefiniować jako najniższą temperaturę, którą można osiągnąć przez samo odparowanie wody. Tak więc, w przeciwieństwie do temperatury termometru suchego, temperatura termometru mokrego określa ilość wilgoci w powietrzu. Im niższa wilgotność powietrza, tym większe chłodzenie.

Inną wspomnianą różnicą jest to, że temperatura termometru mokrego jest mierzona za pomocą specjalnego termometru; zawiera on zbiorniczek otoczony porowatą siatką, która wchodzi w kontakt z wodą destylowaną. Siatka utrzymuje stałą wilgotność dzięki zasadzie kapilarnej, która powoduje wchłanianie cieczy. Proces parowania zachodzący w siatce usuwa ciepło ze zbiorniczka, powodując, że termometr rejestruje temperaturę niższą niż temperatura powietrza w otoczeniu. Ta ostatnia temperatura to temperatura termometru suchego.

Tak więc im bardziej suche powietrze w atmosferze, tym większa redukcja temperatury termometru mokrego, która wynosi zero, gdy atmosfera jest nasycona parą wodną (w warunkach znanych jako 100% wilgotności względnej).

Na koniec należy zauważyć, że temperatura termometru mokrego może być wykorzystywana jako wskaźnik tego, jak bardzo ludzkie ciało może być chłodzone przez pocenie się.

Inne ważne pojęcia

Aby lepiej wyjaśnić pojęcia temperatury termometru suchego i termometru mokrego, wyjaśnijmy kilka powiązanych z tym pojęć.

Ciśnienie pary

Ciśnienie pary to ciśnienie cząstkowe wytwarzane przez cząsteczki pary wodnej w wilgotnym powietrzu. Jeśli powietrze jest całkowicie nasycone parą wodną, ciśnienie nazywane jest ciśnieniem pary nasyconej.

Współczynnik mieszania

Odpowiada stosunkowi pomiędzy masą pary wodnej w danej objętości i masą suchego powietrza. Różni się zatem od wilgotności bezwzględnej, która porównuje objętość zajmowaną przez mieszaninę suchego powietrza i pary wodnej z masą pary wodnej.

Wilgotność względna

Jest to stosunek ciśnienia pary wodnej w wilgotnym nasyconym powietrzu do ciśnienia pary wodnej w danym czasie i w tej samej temperaturze w obu przypadkach.

Temperatura punktu rosy

Temperatura punktu rosy to temperatura, w której wilgotne powietrze, które nie było nasycone, staje się nasycone. Jest to temperatura, w której skrapla się para wodna.

Areacademy, zwycięzca nagrody Inicjatywa Przemysłowa Roku przyznanej przez ACR News Awards.