I.                   Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest oznaczenie zapylenia powietrza atmosferycznego.

Wykazanie ilości pyłu zawartego w pobranej próbce powietrza i na tej podstawie wysunąć wnioski dotyczące zapylenia powietrza atmosferycznego w danym regionie (otoczeniu).

II.                Przedmiot badań:

Zapylenie spowodowane jest obecnością w powietrzu różnych pyłów, substancji lotnych. Są to ziarna pyłowe o średnicy mniejszej od 20 μm, ponieważ działają na nie małe siły ciężkości niezbędne do pokonania oporu ośrodka w którym się znajdują.

III.            Przebieg ćwiczenia:

                            1)Szkic aparatury pomiarowej:

Pomiary stopnia zapylenia przeprowadza się przy użyciu pyłomierza filtracyjnego przedstawionego na rysunku:

Budowa:

1 - filtr

2 - retametr

3 – pompa

2) Dobór warunków pomiaru:

              Wykonanie ćwiczenia oparte jest na metodzie filtracji, tzn. do wyznaczenia stopnia zapylenia powietrza zostały użyte filtry miernicze. Pyłomierz filtracyjny pracuje w sposób bezpośredni tzn. zasysane powietrze przepływa przez materiał filtracyjny oczyszczając się z zawartego pyłu. Określając objętość zasysanego powietrza oraz ilości otrzymanego na filtrze pyłu można wyznaczyć zapylenie w mg/m3 lub g/m3.

              Przed dokonaniem pomiaru należy najpierw wysuszyć filtr pomiarowy do stałego ciężaru zważyć go z dokładnością do 0,1 mg. Tak przygotowany filtr umieszcza się w układzie mierniczym, po czym przepuszcza się przez niego zassane powietrze w znanej objętości w ciągu określonego czasu t.

Objętość przepompowanego powietrza możemy obliczyć ze wzoru

Vt=Q•t

Q – objętościowe natężenie przepływu powietrza

t – czas trwania pomiaru

              Po dokonaniu pomiaru należy ponownie zważyć filtr. Wynik otrzymamy obliczając masę wydzielonego pyłu

m=m1-m0

Na podstawie wzoru uzyskujemy stopień zapylenia powietrza:

S=m/Vt

3)Zestawienie wyników w tabeli

+

IV.             Obliczenia:

Oblicz prędkość opadania w powietrzu cząstek stałych o średnicy:

a)    

d=70µm                r=35μm

b)    

d=0.05µm             r=0,025μm

Przyjąć dane:

- współczynnik lepkości dynamicznej

µ=18,7 * 10-6 kg/ms

- gęstość cząstek pyłu:

ρ=18.5 g/cm3

-gęstość powietrza :

ρp=1,24 kg/m3

Przyjąć również ze opadanie jest laminarne (swobodne). Sprawdzić czy założenie ruchu laminarnego było słuszne. W przypadku gdy okaże się ze założenie to nie było słuszne obliczyć średnice cząstek stałych które opadałyby ruchem laminarnym:

V=

G=R+W

G=mg=ρVg=ρπ r3 g

W=ρpπ r3 g

G-W=R

G-W=π r3 g (ρ-ρp)

R=C A

c- współczynnik oporu

A- pole powierzchni rzutu cząstki A=

c=f(Re)

c=

Re=

R=

V=

a)

V1=2,64m/s

Re=12,25

Założenie o ruchu laminarnym było błędne. Ruch nie jest laminarny tylko przejściowy.

Re=

9Re

Re=0,4

d=0,22 10-6m=0,22μm

Największa średnica cząstek stałych które opadałyby ruchem laminarnym jest równa 0,22μm.

V2=1,

V.                Uwagi końcowe

Pomiar stopnia zapylenia powietrza atmosferycznego przy użyciu pyłomierzy filtracyjnych jest metodą nieskomplikowaną, ale jest metodą pośrednią i należy dokonać kilku obliczeń. Metoda ta ma ogromne zastosowanie, gdyż urządzenie to nie ma skomplikowanej budowy.

Zapylenie zbadanego powietrza nie jest duże.