Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении
Оптимальная влажность воздуха в жилых помещениях дома или квартиры – одна из важнейших составляющих комфортного микроклимата. И за эти показателем необходимо следить в не меньшей степени, чем за температурой. Слишком сухая атмосфера становится причиной раздражения слизистых оболочек глаз и органов дыхания, головных болей, быстрой утомляемости, раздражительности, постоянного чувства жажды. Значительно увеличивается пылеобразование в комнате. Но и избыточная влажность «не подарок»: атмосфера «влажных тропиков» вызывает быструю утомляемость, становится благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий, плесени и грибка. Окна – постоянно запотевшие, белье в шкафах – влажное, пищевые продукты быстро приходят в негодность. Особо опасны любые аномалии влажности для детей и людей почтенного возраста, для предрасположенных к аллергии или страдающих хроническими заболеваниями органов дыхания.
Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещенииОптимальным уровнем относительной влажности считается 40÷60%. Если она падает ниже 30% или перескакивает границу в 65-70% — требуется принятие срочных мер для ее нормализации. А как точно определить текущее значение? Для этого в доме рекомендуется иметь специальный приор – гигрометр. Но вполне можно обойтись и без него, сняв необходимые показания с помощью обычного термометра, а затем применив калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении. Результат получится гарантированно точным.
Необходимые пояснения читатель найдет ниже, в отдельном подразделе под калькулятором.
Содержание статьи
Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении
Перейти к расчётамПояснения по проведению расчетов
В продаже представлено немало приборов для измерения влажности – они могут очень серьезно различаться и принципом действия, и конструкцией, и способом представления показаний. Но один из наиболее простых по устройству, и одновременно – наиболее точных гигрометров является психрометр.
Это – два одинаковых термометра, размещённых рядом на одной поставке. Разница в том, что колба у одного – сухая, а у второго – постоянно поддерживается во влажном состоянии за счет матерчатого чехольчика-фитиля, опущенного в емкость с водой.
Испарение влаги, естественно, вызывает охлаждение колбы, и показания «мокрого» термометра всегда ниже, чем «сухого». Интенсивность испарения напрямую зависит от плотности водяных паров, уже имеющихся в воздухе, то есть от абсолютной влажности. По температуре воздуха в комнате (а это, по сути – значение на «сухом» термометре), и по разнице показаний («сухой» минус «мокрый») входят в специальную психрометрическую таблицу — и получают значение относительной влажности.
Не беда, если дома нет психрометра или иного гигрометра заводского изготовления. Вполне будет достаточно хорошего точного спиртового или ртутного термометра.
- Для начала его размещают на столе в затененном месте комнаты, не ближе 1 метра от стен, окон, приборов отопления. Важно исключить сквозняк. Через 10 минут — снимают и записывают его показания.
- Следующим шагом колбу термометра обёртывают тряпочкой (салфеткой), намоченной в воде комнатной температуры, и оставляют на том же месте, что и в первой половине опыта. Через 15 минут – снимают показания.
После этого можно воспользоваться психрометрической таблицей (недостатка в них в интернете нет), либо применить предлагаемый калькулятор. С калькулятором будет точнее, так как предоставляется возможность принять во внимание еще и атмосферное давление, а оно тоже оказывает влияние на получаемый результат.
Давление можно узнать по комнатному барометру или даже просто уточнить для своего населенного пункта на удобном для пользователя гидрометеорологическом сайте, который постоянно обновляет текущие показания.
Для примера — показатели давления на сайте «Gismeteo»Значения температуры для «сухого» и «влажного» термометров и показатель атмосферного давления (в миллиметрах ртутного столба) указываются в соответствующих полях калькулятора. И останется только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ», чтобы сразу получить готовый результат – относительную влажность в процентах.
В психрометрической формуле имеется еще и специальный коэффициент, который учитывает аспирацию — скорость перемещения воздушного потока. Для калькулятора взято и заложено в алгоритм расчета значение этого коэффициента, соответствующее скорости движения воздуха, которая является обычной при нормальной работе естественной вентиляции при отсутствии сквозняка. То есть именно для создаваемых при проведении замеров условий.
Калькулятор в равной степени подходит и для обычного психрометра. А точность получаемого результата – ничуть не ниже, чем при использовании любых других гигрометров заводского производства.
Какие приборы позволяют контролировать влажность в помещениях?
Разнообразие гигрометров велико: от простейших приборов, изобретённых несколько столетий назад и успешно применяемых по сей день, и до современных электронных метеостанций, представляющих хозяевам целый массив информации о микроклимате в квартире и погоде на улице. Подробнее об этом — в публикации нашего портала, целиком посвященной приборам для измерения влажности воздуха в помещении.
stroyday.ru
Вычисление относительной влажности воздуха
Вычисление относительной влажности воздуха
Психрометрический метод вычисления влажности основан на том, что разность температур сухого и смоченного термометров зависит от влажности воздуха.
Погрешность вычисления влажности состоит из двух составляющих: погрешности измерения температуры и погрешности вычисления влажности по результатам измерения температуры.
Если посмотреть на любую психрометрическую таблицу, в которой температуры указаны с точностью до 0,1°С, то можно увидеть, что при влажности около 70% погрешность измерения разности температур сухого и мокрого термометров 0,2°С приводит к ошибке вычисления влажности 2%. При больших значениях влажности влияние погрешности термометров уменьшается, при меньших увеличивается.
Поэтому при измерении влажности психрометрическим способом следует обращать особое внимание на точность измерения температуры.
Основная психрометрическая формула выглядит следующим образом:
F= [E´ A (t-t´) P]/e,
где:
e – максимальная упругость водяного пара при температуре сухого термометра;
E´ – максимальная упругость водяного пара при температуре мокрого термометра;
A – постоянная психрометра, зависит от скорости потока;
P – атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа= 100000 Па;
(t-t´) – разность показаний сухого и мокрого термометров.
Эта формула позволяет получить точное значение относительной влажности. Как видно из формулы, на результат вычисления, кроме температур оказывают влияние давление и коэффициент, зависящий от скорости потока.
Для примера примем Тс=20,0 °С Тм=16,5 °С.
|
Истинное |
Народная |
Диаграмма |
Таблица |
|
|---|---|---|---|---|
|
Значение |
64% | 65% | 70% | 67% |
|
Ошибка |
6% | 3% | ||
|
Причина |
Неточность формулы |
Не введены поправки на скорость потока |
Не введены поправки на скорость потока |
Будем считать, что давление в помещении равно нормальному атмосферному давлению и составляет Р=1100гПа, воздушный поток v=0,2 м/с. При таких условиях истинное значение относительной влажности воздуха будет равно 64%.
Существуют различные способы определения влажности по показаниям сухого и мокрого термометров.
Самый простой способ оценки: от 100% вычесть разность показаний сухого и мокрого термометров, умноженную на 10. Этот способ очень хорошо работает при высоких значениях влажности, нормальном давлении, скорости потока 2 м/с, температуре воздуха от 15 °С до 18 °С. При других условиях этот «народный» способ дает ошибку. В нашем примере Rh = 100-3,5*10 = 65% – ошибка вычисления 1%.
Другой популярный способ определить влажность по психрометричесой таблице или диаграмме. Широко распространено ошибочное мнение, что психрометрическая таблица едина и всегда одинакова. На самом деле психрометрические таблицы составляются для различных типов гигрометров и психрометров с учетом конструктивных особенностей термометров и скорости потока.
Например, по диаграмме аспирационного психрометра относительная влажность составит 70% – ошибка больше, чем при народном способе. Ошибка в 6% объясняется тем, что диаграмма, как указано в руководстве по эксплуатации этого прибора, рассчитана для скорости потока 2 м/с.
Приборы нашего производства с функцией вычисления влажности позволяют ввести в память прибора параметр «скорость потока».
Для измерения скорости потока воздуха используются анемометры. Измерение скоростей потока менее 2 м/с возможно только дорогими цифровыми анемометрами. Сравнительно недорогие механические анемометры работают в диапазоне 2 -10 м/с.
Заказчикам, не имеющим анемометра, мы рекомендуем установить параметр «скорость потока» таким, чтобы показания прибора и образцового влагомера стали одинаковыми.
www.ao-tera.com.ua
Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
Сегодняшний урок мы посвятим обсуждению такого понятия, как влажность воздуха, и методам ее измерения. Основным явлением, влияющим на влажность воздуха, будет процесс испарения воды, о котором мы уже говорили ранее, а важнейшим понятием, которое мы будем использовать, будет насыщенный и ненасыщенный пар.
Если выделять различные состояния пара, то они будут определяться тем, в каком взаимодействии пар находится со своей жидкостью. Если представить, что некоторая жидкость находится в закрытом сосуде и происходит процесс ее испарения, то рано или поздно этот процесс придет к состоянию, когда испарение в равные промежутки времени будет компенсироваться конденсацией и наступит так называемое динамическое равновесие жидкости со своим паром (рис. 1).
Рис. 1. Насыщенный пар
Определение.Насыщенный пар – это пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью. Если же пар не насыщенный, то такого термодинамического равновесия нет (рис. 2).
Рис. 2. Ненасыщенный пар
С помощью этих двух понятий мы и будем описывать такую важную характеристику воздуха, как влажность.
Определение.Влажность воздуха – величина, указывающая на содержание в воздухе водяного пара.
Возникает вопрос: почему же понятие влажности является важным для рассмотрения и каким образом водяные пары попадают в воздух? Известно, что большую часть поверхности Земли занимает вода (Мировой океан), с поверхности которой непрерывно происходит испарение (рис. 3). Безусловно, в различных климатических зонах интенсивность этого процесса различна, что зависит от среднесуточной температуры, наличия ветров и т. п. Эти факторы обуславливают тот факт, что в определенных местах процесс парообразования воды более интенсивен, чем ее конденсация, а в некоторых – наоборот. В среднем же можно утверждать, что пар, который образуется в воздухе, не является насыщенным, и его свойства необходимо уметь описывать.
Рис. 3. Испарение жидкости (Источник)
Для человека величина влажности является очень важным параметром окружающей среды, т. к. наш организм очень активно реагирует на ее изменения. Например, такой механизм регуляции функционирования организма, как потоотделение, напрямую связан с температурой и влажностью окружающей среды. При высокой влажности процессы испарения влаги с поверхности кожи практически компенсируются процессами ее конденсации и нарушается отвод тепла от организма, что приводит к нарушениям терморегуляции. При низкой влажности процессы испарения влаги превалируют над процессами конденсации и организм теряет слишком много жидкости, что может привести к обезвоживанию.
Величина влажности важна не только для человека и других живых организмов, но и для протекания технологических процессов. Например, из-за известного свойства воды проводить электрический ток ее содержание в воздухе может серьезно влиять на корректную работу большинства электроприборов.
Кроме того, понятие влажности является важнейшим критерием оценивания погодных условий, что всем известно из прогнозов погоды. Стоит отметить, что если сравнивать влажность в различные времена года в привычных для нас климатических условиях, то она выше летом и ниже зимой, что связано, в частности, с интенсивностью процессов испарения при различных температурах.
Основными характеристиками влажного воздуха являются:
- плотность водяного пара в воздухе;
- относительная влажность воздуха.
Воздух является составным газом, в нем содержится множество различных газов, в том числе водяной пар. Для оценивания его количества в воздухе необходимо определить, какую массу имеют водяные пары в определенном выделенном объеме – такую величину характеризует плотность. Плотность водяного пара в воздухе называют абсолютной влажностью.
Определение.Абсолютная влажность воздуха – количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха.
Обозначениеабсолютной влажности: (как и обыкновенное обозначение плотности).
Единицы измеренияабсолютной влажности: (в СИ) или (для удобства измерения небольшого содержания паров воды в воздухе).
Формула вычисления абсолютной влажности:
Обозначения:
масса пара (воды) в воздухе, кг (в СИ) или г;
объем воздуха, в котором указанная масса пара содержится, .
С одной стороны, абсолютная влажность воздуха является понятной и удобной величиной, т. к. дает представление о конкретном содержании воды в воздухе по массе, с другой стороны, эта величина неудобна с точки зрения восприимчивости влажности живыми организмами. Оказывается, что, например, человек ощущает не массовое содержание воды в воздухе, а именно ее содержание относительно максимально возможного значения.
Для описания такого восприятия введена такая величина, как относительная влажность.
Определение.Относительная влажность воздуха – величина, показывающая насколько далек пар от насыщения.
Т. е. величина относительной влажности, простыми словами, показывает следующее: если пар далек от насыщения, то влажность низкая, если близок – высокая.
Обозначениеотносительной влажности: .
Единицы измеренияотносительной влажности: %.
Формула вычисления относительной влажности:
Обозначения:
плотность водяного пара (абсолютная влажность), (в СИ) или ;
плотность насыщенного водяного пара при данной температуре, (в СИ) или .
Как видно из формулы, в ней фигурируют абсолютная влажность, с которой мы уже знакомы, и плотность насыщенного пара при той же температуре. Возникает вопрос, каким образом определять последнюю величину? Для этого существуют специальные приборы. Мы рассмотрим конденсационныйгигрометр (рис. 4) – прибор, который служит для определения точки росы.
Определение.Точка росы – температура, при которой пар становится насыщенным.
Рис. 4. Конденсационный гигрометр (Источник)
Внутрь емкости прибора наливается легкоиспаряющаяся жидкость, например, эфир, вставляется термометр (6) и с помощью груши (5) через емкость прокачивается воздух. В результате усиленной циркуляции воздуха начинается интенсивное испарение эфира, температура емкости из-за этого понижается и на зеркале (4) выступает роса (капельки сконденсировавшегося пара). В момент появления на зеркале росы с помощью термометра замеряется температура, вот эта температура и является точкой росы.
Что же делать с полученным значением температуры (точки росы)? Существует специальная таблица, в которой занесены данные – какая плотность насыщенного водяного пара соответствует каждой конкретной точке росы. Следует отметить полезный факт, что при увеличении значения точки росы растет и значение соответствующей ей плотности насыщенного пара. Иными словами, чем теплее воздух, тем большее количество влаги он может содержать, и наоборот, чем воздух холоднее, тем максимальное содержание в нем пара меньше.
Рассмотрим теперь принцип действия других видов гигрометров, приборов для измерения характеристик влажности (от греч. hygros – «влажный» и metreo – «измеряю»).
Волосной гигрометр (рис. 5) – прибор для измерения относительной влажности, в котором в качестве активного элемента выступает волос, например человеческий.
Рис. 5. Волосной гигрометр (Источник)
Действие волосного гигрометра основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха (при увеличении влажности длина волоса увеличивается, при уменьшении – уменьшается), что позволяет измерять относительную влажность. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передается стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. При этом следует помнить, что волосной гигрометр дает не точные значения относительной влажности, и используется преимущественно в бытовых целях.
Более удобен в использовании и точен такой прибор для измерения относительной влажности, как психрометр (от др.-греч. ψυχρός – «холодный») (рис. 6).
Рис. 6. Психрометр (Источник)
Психрометр состоит из двух термометров, которые закреплены на общей шкале. Один из термометров называется влажным, т. к. он обмотан батистовой тканью, которая погружена в резервуар с водой, расположенный на тыльной стороне прибора. С влажной ткани испаряется вода, что приводит к охлаждению термометра, процесс снижения его температуры длится до достижения этапа, пока пар вблизи влажной ткани не достигнет насыщения и термометр не начнет показывать температуру точки росы. Таким образом, влажный термометр показывает температуру меньше либо равную реальной температуре окружающей среды. Второй термометр называется сухим и показывает реальную температуру.
На корпусе прибора, как правило, изображена еще так называемая психрометрическая таблица (табл. 2). С помощью этой таблицы по значению температуры, которую показывает сухой термометр, и по разности температур между сухим и влажным термометрами можно определить относительную влажность окружающего воздуха.
Однако даже не имея под рукой такой таблицы, можно примерно определить величину влажности, пользуясь следующим принципом. Если показания обоих термометров близки друг к другу, то испарение воды с влажного практически полностью компенсируется конденсацией, т. е. влажность воздуха высокая. Если, наоборот, разность показаний термометров большая, то испарение с влажной ткани превалирует над конденсацией и воздух сухой, а влажность низкая.
Обратимся к таблицам, которые позволяют определять характеристики влажности воздуха.
|
Температура, |
Давление, мм. рт. ст. |
interneturok.ru
Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета
Измерение влажности
Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве.
Что такое влажность воздуха
Существуют несколько единиц измерения относительной влажности воздуха.
1. Абсолютная влажность – это количество воды в единице объёма воздуха, А(г/м3).
2. Для определения второй единицы измерения нужно внимательно посмотреть на рисунок, отображающий движение молекул воды в закрытом сосуде, залитом до определённого уровня водой. Через некоторое время в этом сосуде два процесса: испарения и конденсации молекул воды выровняются и мы получим насыщенный водяной пар, который создаёт давление на стенки сосуда равное давлению насыщенного водяного пара, Ps(Ра). В воздухе всегда присутствуют молекулы воды, но их концентрация ниже, чем над водной поверхностью. Они так же, как и другие молекулы воздуха создают давление. Это давление, создаваемое именно молекулами воды, называется парциальным давлением водяного пара, P(Па). Отношение парциального давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха:
Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится.
3. Из второй единицы измерения следует третья. Если в замкнутом объёме с определённой влажностью уменьшать температуру, то будет увеличиваться относительная влажность воздуха. При определённой температуре относительная влажность станет равной 100 %. Эта температура называется температурой точки росы. Для отрицательных температур существует своя точка росы – точка инея. Само определение подсказывает один из способов определения влажности воздуха в некотором объёме. Нужно медленно охлаждать какой-то предмет, контролируя его температуру. Температура, при которой на предмете возникнет водяная плёнка сконденсировавшихся молекул воды, будет равна температуре точки росы в данном объёме.
Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:
Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)
Таблица 1.
|
Т,°C |
psw, Па |
psi, Па |
Т,°C |
psw, Па |
psi, Па |
Т,°C |
psw, Па |
psi,Па |
|
-50 |
6,453 |
3,924 |
-33 |
38,38 |
27,65 |
-16 |
176,37 |
150,58 |
|
-49 |
7,225 |
4,438 |
-32 |
42,26 |
30,76 |
-15 |
191,59 |
165,22 |
|
-48 |
8,082 |
5,013 |
-31 |
46,50 |
34,18 |
-14 |
207,98 |
181,14 |
|
-47 |
9,030 |
5,657 |
-30 |
51,11 |
37,94 |
-13 |
225,61 |
198,45 |
|
-46 |
10,08 |
6,38 |
-29 |
56,13 |
42,09 |
-12 |
244,56 |
217,27 |
|
-45 |
11,24 |
7,18 |
-28 |
61,59 |
46,65 |
-11 |
264,93 |
237,71 |
|
-44 |
12,52 |
8,08 |
-27 |
67,53 |
51,66 |
-10 |
286,79 |
259,89 |
|
-43 |
13,93 |
9,08 |
-26 |
73,97 |
57,16 |
-9 |
310,25 |
283,94 |
|
-42 |
15,48 |
10,19 |
-25 |
80,97 |
63,20 |
-8 |
335,41 |
310,02 |
|
-41 |
17,19 |
11,43 |
-24 |
88,56 |
69,81 |
-7 |
362,37 |
338,26 |
|
-40 |
19,07 |
12,81 |
-23 |
96,78 |
77,06 |
-6 |
391,25 |
368,84 |
|
-39 |
21,13 |
14,34 |
-22 |
105,69 |
85,00 |
-5 |
422,15 |
401,92 |
|
-38 |
23,40 |
16,03 |
-21 |
115,32 |
93,67 |
-4 |
455,21 |
437,68 |
|
-37 |
25,88 |
17,91 |
-20 |
125,74 |
103,16 |
-3 |
490,55 |
476,32 |
|
-36 |
28,60 |
19,99 |
-19 |
136,99 |
113,52 |
-2 |
528,31 |
518,05 |
|
-35 |
31,57 |
22,30 |
-18 |
149,14 |
124,82 |
-1 |
568,62 |
563,09 |
|
-34 |
34,83 |
24,84 |
-17 |
162,24 |
137,15 |
0 |
611,65 |
611,66 |
Значения давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Рsw)
Таблица 2.
|
Т, °C |
psw, Па |
Т, °C |
psw, Па |
Т, °C |
psw, Па |
Т, °C |
psw, Па |
|
0 |
611,65 |
26 |
3364,5 |
52 |
13629,5 |
78 |
43684,4 |
|
1 |
657,5 |
27 |
3568,7 |
53 |
14310,3 |
79 |
45507,1 |
|
2 |
706,4 |
28 |
3783,7 |
54 |
15020,0 |
80 |
47393,4 |
|
3 |
758,5 |
29 |
4009,8 |
55 |
15759,6 |
81 |
49344,8 |
|
4 |
814,0 |
30 |
4247,6 |
56 |
16530,0 |
82 |
51363,3 |
|
5 |
873,1 |
31 |
4497,5 |
57 |
17332,4 |
83 |
53450,5 |
|
6 |
935,9 |
32 |
4760,1 |
58 |
18167,8 |
84 |
55608,3 |
|
7 |
1002,6 |
33 |
5036,0 |
59 |
19037,3 |
85 |
57838,6 |
|
8 |
1073,5 |
34 |
5325,6 |
60 |
19942,0 |
86 |
60143,3 |
|
9 |
1148,8 |
35 |
5629,5 |
61 |
20883,1 |
87 |
62524,2 |
|
10 |
1228,7 |
36 |
5948,3 |
62 |
21861,6 |
88 |
64983,4 |
|
11 |
1313,5 |
37 |
6282,6 |
63 |
22878,9 |
89 |
67522,9 |
|
12 |
1403,4 |
38 |
6633,1 |
64 |
23936,1 |
90 |
70144,7 |
|
13 |
1498,7 |
39 |
7000,4 |
65 |
25034,6 |
91 |
72850,8 |
|
14 |
1599,6 |
40 |
7385,1 |
66 |
26175,4 |
92 |
75643,4 |
|
15 |
1706,4 |
41 |
7787,9 |
67 |
27360,1 |
93 |
78524,6 |
|
16 |
1819,4 |
42 |
8209,5 |
68 |
28589,9 |
94 |
81496,5 |
|
17 |
1939,0 |
43 |
8650,7 |
69 |
29866,2 |
95 |
84561,4 |
|
18 |
2065,4 |
44 |
9112,1 |
70 |
31190,3 |
96 |
87721,5 |
|
19 |
2198,9 |
45 |
9594,6 |
71 |
32563,8 |
97 |
90979,0 |
|
20 |
2340,0 |
46 |
10098,9 |
72 |
33988,0 |
98 |
94336,4 |
|
21 |
2488,9 |
47 |
10625,8 |
73 |
35464,5 |
99 |
97795,8 |
|
22 |
2646,0 |
48 |
11176,2 |
74 |
36994,7 |
100 |
101359,8 |
|
23 |
2811,7 |
49 |
11750,9 |
75 |
38580,2 |
|
|
|
24 |
2986,4 |
50 |
12350,7 |
76 |
40222,5 |
|
|
|
25 |
3170,6 |
51 |
12976,6 |
77 |
41923,4 |
|
|
Относительная влажность при отрицательной температуре Ψi
поправочный коэффициент k = psw / psi.
Значения поправочного коэффициента «k» при различной температуре:
Таблица 3.
|
Т,⁰С |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
|
0 |
1 |
1,104 |
1,219 |
1,347 |
1,489 |
|
-1 |
1,01 |
1,115 |
1,231 |
1,361 |
1,504 |
|
-2 |
1,02 |
1,126 |
1,243 |
1,374 |
1,519 |
|
-3 |
-1,03 |
1,137 |
1,256 |
1,388 |
1,534 |
|
-4 |
1,04 |
1,148 |
1,269 |
1,402 |
1,549 |
|
-5 |
1,05 |
1,16 |
1,281 |
1,416 |
1,565 |
|
-6 |
1,061 |
1,171 |
1,294 |
1,43 |
1,58 |
|
-7 |
1,071 |
1,183 |
1,307 |
1,445 |
1,596 |
|
-8 |
1,082 |
1,195 |
1,32 |
1,459 |
1,612 |
|
-9 |
1,093 |
1,207 |
1,334 |
1,474 |
1,628 |
Значения абсолютной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при различной температуре
Таблица 4.
Примеры расчёта относительной влажности и точки росы
Пример 1.
Задача. Относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 55%. Определить точку росы воздуха.
Решение. Из Таблицы 2. давление насыщенного водяного пара при температуре 20⁰С равно 2340 Па. Определяем парциальное давление водяного пара в воздухе:
p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Па
Из Таблицы 2.находим температуру: 10,5⁰С.
Пример 1.
Задача. Параметры воздуха снаружи: Т = -10⁰С, Ψ=100%; в помещении: Т = 20⁰С. Чему равна отн. влажность в помещении?
Решение. Из Таблицы 2. находим значение давления насыщенного водяного пара Рsн при температуре -10⁰С. Это давление равно парциальному давлению водяного пара в помещении. Из Таблицы 2. находим, чему равно давление насыщенного водяного пара Psп при 20⁰С в помещении.
Ψп = Рsн / Psп х 100%
Ψп = 286/ 2340 х 100 % = 12,2%
Сенсоры для измерения влажности воздуха
Для определения влажности воздуха существуют как прямые, так и косвенные методы. Из прямых можно привести метод определения температуры точки росы по конденсации на зеркале. Это очень точный метод, позволяющий измерять малые значения влажности. Однако сами приборы – достаточно дорогие. Метод требует времени и неприспособлен для контроля быстрых процессов. В основном его используют в лабораториях для определения влажности сухих газов.
Существует также спектрометрический метод прямого подсчёта молекул воды в воздухе. Но он также не подходит для промышленного применения. Наиболее популярным методом измерения является психрометрический, по разнице показаний сухого и влажного термометров. Но этот метод требует чётко задаваемой постоянной скорости обдува влажного термометра. Большинство же психрометров просто крепятся на стене и верить им, конечно же, нельзя. И из-за неконтролируемой скорости обдува и из-за недостоверного измерения температуры воздуха.
Беда в том, что люди привыкли к этим приборам и ссылаются на их показания, как единственно верные.
Для производства электронных датчиков и измерителей относительной влажности чаще всего используют емкостные полимерные чувствительные элементы. Данные сенсоры представляют собой подложку с нанесённым нижним металлическим слоем, слой полимера, легко адсорбирующего влагу, верхний пористый слой металлизации. При изменении влажности меняется как толщина полимера, так и его диэлектрические параметры, что приводит к изменению ёмкости сенсора. В последнее время внимание к этим сенсорам сильно выросло, так как появилась возможность создания датчиков с цифровым выходом с уже откалиброванным выходным сигналом.
Особенности применения измерителей влажности воздуха с емкостным чувствительным элементом
К сожалению, емкостные чувствительные элементы реагируют не только на влажность, но и на большинство неинертных газов, что приводит к дополнительной погрешности, а часто и к полной деградации сенсора. При длительном нахождении сенсора при высокой влажности его необходимо просушить при повышенной температуре по методике, предоставляемой изготовителем. Полимер не может работать при высокой температуре, ограничивая диапазон использования измерителя. Нельзя допускать конденсации влаги на чувствительном элементе, так как это приведёт к коррозии тонкоплёночной структуры сенсора. Сенсор необходимо защищать от воздействия солнечных лучей, касания руками, различных загрязнений. Именно сенсор влажности определяет технические параметры и срок службы измерителя влажности. Поэтому так важно, чтобы сенсоры были взаимозаменяемы. Именно поэтому межповерочный интервал для измерителей влажности равен всего 1-му году. Лучшее значение абсолютной погрешности для измерителя влажности промышленного применения на сегодня, это – ±2,0%.
Необходимо помнить, что относительная влажность воздуха по определению очень сильно зависит от температуры. Колебания температуры воздуха по объёму помещения в ±1⁰С могут приводить к колебаниям относительной влажности в ±5% и более. Если зимой ваш электронный гигрометр показывает отн. влажность в 7%, а психрометр – 30%, то это отнюдь не означает, что гигрометр сломался. Так и есть. Просто снимите со стены психрометр и положите подальше в шкаф.
Директор НПК “Рэлсиб” Игорь Ландочкин
relsib.com
Расчет относительной влажности воздуха — МегаЛекции
Лабораторная работа 2
ИССЛЕДОВАНИЕ И ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА
Цель работы: изучить и освоить методику измерения и оценки параметров микроклимата на рабочих местах производственного персонала, согласно санитарным нормам.
Общие положения.
Существенное влияние на состояние организма человека, его работоспособность оказывает микроклимат (метеорологические условия) в производственных помещениях, под которым понимают климат внутренней среды этих помещений. Микроклимат определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и теплового излучения нагретых поверхностей.
Микроклимат производственных помещений в основном влияет на тепловое состояние организма человека и его теплообмен с окружающей средой.
Несмотря на то что параметры микроклимата производственных помещений могут значительно колебаться, температура тела человека остаётся постоянной (36,6°С). Свойство человеческого организма поддерживать тепловой баланс называется терморегуляцией. Нормальное протекание физиологических процессов в организме возможно лишь тогда, когда выделяемое организмом тепло непрерывно отводится в окружающую среду. Количество тепла, выделяемое человеком, главным образом зависит от степени тяжести выполняемой работы и температурного режима в помещении.
Отдача теплоты организмом человека во внешнюю среду происходит тремя основными способами (путями): конвекцией, излучением и испарением.
Параметры микроклимата оказывают также существенное влияние на производительность труда и травматизм.
Основным нормативным документом, который определяет параметры микроклимата производственных помещений, является ДСН 3.3.6.042-99 (Санитарные нормы микроклимата производственных помещений).
Указанные параметры нормируются для рабочей зоны – пространства, ограниченного по высоте 2 метрами над уровнем пола или площадки, на которых находятся рабочие места постоянного или временного пребывания работников.
В основу принципов нормирования параметров микроклимата положена дифференциальная оценка оптимальных и допустимых метеорологических условий в рабочей зоне в зависимости от тепловой характеристики производственного помещения, категории работ по степени тяжести труда и периода года.
Оптимальными (комфортными) считаются такие условия, при которых имеют место наивысшая работоспособность и хорошее самочувствие.
Допустимые микроклиматические условия предусматривают напряжённую работу механизма терморегуляции, не выходящую за границы возможностей организма, а также дискомфортных ощущений.
Основные параметры микроклимата – температура, влажность, скорость движения воздуха и барометрическое давление. Виды влажности – абсолютная, максимальная и относительная. Абсолютная влажность (А) – содержание водяных паров в граммах в 1 м3 воздуха при данной температуре. Максимальная влажность (F) – количество водяных паров в граммах, насыщающее 1 м3 воздуха при данной температуре. Относительная влажность (j) – отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной, выраженное в процентах (формула 2.1).
Все работы, осуществляемые человеком в процессе труда, в зависимости от энергозатрат, необходимых для их выполнения, делятся на три категории (табл. 2.1):
1. Категории лёгких физических работ:
Ia – работы выполняются сидя, энергозатраты до 140 Вт;
I6 – работы, которые выполняются сидя и стоя, но не требуют систематических физических нагрузок и переноса грузов, энергозатраты 141—175 Вт.
2. Категории физических работ средней тяжести:
IIа – работы, связанные с постоянной ходьбой, работы, которые выполняются сидя или стоя, не связанные с переносом грузов, энергозатраты 175-232 Вт;
II6 – работы, связанные с постоянной ходьбой и переносом грузов весом до 10 кг, энергозатраты 233 -290 Вт.
3. Тяжелые физические работы:
IIIкатегория – работы, которые связаны с систематическими нагрузками, постоянным перемещением и переносом грузов весом свыше 10 кг, энергозатраты более 290 Вт.
2.2. Приборы и методы измерения температуры, скорости движения и
относительной влажности воздуха
Для определения температуры и влажности воздуха в производственных помещениях используется психрометр Ассмана. Перед измерением один из термометров психрометра (обернутый тканью) смачивают дистиллированной водой с помощью прилагаемой к прибору пипетки (см. инструкцию к прибору). Заводят пружину психрометра, помещают его в точку замера, удерживая на весу с помощью специальной рукоятки, и спустя 3 минуты записывают показания сухого (tc) и влажного (tв) термометров.
Для определения скорости движения воздуха в помещении используют крыльчатые анемометры (см. инструкцию к прибору).
Расчет относительной влажности воздуха
Расчет относительной влажности производится по формуле:
, (2.1)
где А – абсолютная влажность воздуха, г/м3;
F – максимальная влажность воздуха при температуре сухого термометра (см. табл.2.2).
Рекомендуемые страницы:
Читайте также:
Воспользуйтесь поиском по сайту:
megalektsii.ru
Определение влажности воздуха
Таврический национальный университет им. В.И. Вернадского
Кафедра экспериментальной физики
Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
Симферополь 2002
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
ОБОРУДОВАНИЕ: гигрометр Ламбрехта, аспирационный психрометр.
В атмосферном воздухе всегда присутствуют водяные пары.
Абсолютной влажностью называется масса m пара, находящегося в 1м3 воздуха.
Выразим парциальное давление (упругость) паров воды в воздухе через абсолютную влажность m и температуру воздуха T. Поскольку пары воды находятся в тепловом равновесии с окружающим воздухом, то их температура также равна Т. Воспользуемся уравнением Клапейрона, полагая в нем объем V равным 1 м3. Получим связь между P и m:
(1)
где M = 18г/моль – молярная масса воды.
Максимально возможным давлением при данной температуре обладает насыщенный пар. Его давление Pн зависит от температуры. Эта зависимость определяется уравнением Клапейрона – Клаузиуса:
(2)
где L – скрытая молярная теплота испарения воды, Vп – молярный объем насыщенного пара при температуре T, Vж – молярный объем воды при температуре T. Если известны экспериментальные зависимости L(T), Vп(T), Vж(T), то, численно интегрируя уравнение (2), можно получить зависимость давления насыщенного пара от температуры.
Приближенную аналитическую зависимость Pн(T) можно получить из дифференциального уравнения (2), если предположить, что:
а) величина L не зависит от температуры;
б) объём моля жидкости мал по сравнению с объемом моля ее пара, т.е.
Vж<<Vn, Vn–VжVn,
в) состояние насыщенного пара описывается уравнением Клапейрона так,
что Pн Vп = RT для одного моля.
При этих условиях, интегрируя уравнение (2) получим :
(3)
где P0 – давление насыщенного пара при некоторой температуре T0. Как известно, жидкость кипит тогда, когда давление ее насыщенного пара равно атмосферному. Вода при нормальном атмосферном давлении закипает при температуре 100 0C, поэтому в (3) можно брать P0 =1,013*105Па, T0=373 К.
Точная зависимость Pн(t), установленная экспериментально, приведена в таблице 1. Там же приведена плотность m насыщенного водяного пара как функция температуры.
Пусть воздух имеет температуру t и упругость водяных паров в нем равна P, тогда относительная влажность воздуха определяется выражением:
(4)
Если понижать температуру воздуха, не меняя его абсолютной влажности, то его относительная влажность будет возрастать. При некоторой температуре tp пары, содержащиеся в воздухе, станут насыщенными (при этом, согласно (4), относительная влажность равна 100%).Температура tp называется точкой росы. При понижении температуры воздуха ниже точки росы начинается конденсация в нем капелек воды (туман). Очевидно, что чем больше абсолютная влажность воздуха m, тем выше температура tp.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА ВЕСОВЫМ МЕТОДОМ.
Воздух пропускают через ампулы, содержащие вещество, хорошо поглощающее влагу. Зная увеличение массы ампул и объем пропущенного через них воздуха, можно определить абсолютную влажность.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ
КОНДЕНСАЦИОННОГО ГИГРОМЕТРА.
Гигрометр Ламбрехта, рис 1, состоит из металлического сосуда 1 цилиндрической формы, укрепленного на подставке. Один торец сосуда 1 отполирован и окружен таким же полированным кольцом 2, теплоизолированном от сосуда 1 специальной прокладкой. Сосуд имеет одно отверстие и патрубок. Через отверстие сосуд наливается серный эфир, после чего в него вставляется термометр 3. На патрубок надет резиновый шланг соединенный с насосом 4 для продувания воздуха через эфир.
При пропускании воздуха эфир испаряется, его температура понижается и сосуд охлаждается. Это приводит к тому, что на полированной поверхности торца начинает появляться роса из водяных паров окружающего воздуха, когда температура сосуда станет близкой к точке росы tp. О моменте появления росы судят по потускнению поверхности отполированного торца 1 по сравнению с кольцом 2. Фиксируют температуру t1 начала потускнения. Затем, уменьшая поток воздуха, замечают температуру t2 исчезновения росы. Определение t1 и t2 производят не менее трех раз. За точку росы tpпринимают среднее значение из полученных величин.
Пользуясь таблицей 1, по величине tp определяют значение m абсолютной влажности, а по величине комнатной температуры t находят из таблицы давление насыщенного пара. Зная эти величины, определяют с помощью формул (1), (4) относительную влажность.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ПСИХРОМЕТРА.
Пусть два одинаковых термометра обдуваются одинаковым образом потоком воздуха. Если баллончик одного из термометра смочен, то в следствие испарения воды с его поверхности он будет охлаждаться, и показания этого термометра будут ниже, чем сухого. Причем, чем меньше влажность обдувающего воздуха, тем интенсивнее испарение и тем ниже показания мокрого термометра. По показаниям сухого и мокрого термометров, после соответствующей градуировки, можно судить о влажности воздуха. Градуировка может быть проведена, например, с помощью весового метода измерения влажности воздуха. Результаты градуировки заносятся в так называемую психрометрическую таблицу.
Стандартный аспирационный психрометр (рис.1.) закреплен на штативе 7 и имеет два одинаковых термометра 5, баллончик одного из них покрыт батистом. Батист смачивается дистиллированной водой при помощи резиновой груши с пипеткой. Обдув термометров производится пружинным вентилятором 6. Заводят ключом пружину вентилятора (5-6 оборотов ключа), пускают его и следят за показаниями термометров. Когда показания установятся (через 4-5 минут), их записывают. По психрометрической таблице или номограмме определяют относительную влажность воздуха.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ.
Задание 1
Измерить относительную и абсолютную влажность воздуха в лаборатории с помощью гигрометра.
Задание 2.
То же с помощью психрометра. Температуру сухого термометра фиксировать с точностью до 0,50C. Температуру влажного термометра фиксировать с точностью до 0,250C. Использовать психрометрическую таблицу 2.
Контрольная карта
Что называется абсолютной влажностью воздуха? Относительной влаж ностью?
Как, зная абсолютную влажность и температуру воздуха, вычислить его относительную влажность?
Написать уравнение Клапейрона – Клаузиуса, пояснить смысл входящих в него величин.
Вывести формулу (3).
Что называется точкой росы?
Сущность весового метода определения влажности.
Устройство и принцип действия гигрометра.
Устройство и принцип действия психрометра.
Абсолютная влажность воздуха m = 15 г/м3. Какова точка росы для этого воздуха?
В одном метре кубическом воздуха, имеющего температуру 200С, содержится 10 г водяного пара. До какой температуры нужно охладить воздух, чтобы в нем появился туман? Чему будет равна общая масса капелек тумана в 1 м3 воздуха, если охладить этот воздух до 50С?
ЛИТЕРАТУРА.
1. Д.В. Сивухин. Общий курс физики, часть 2
А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. Молекулярная физика.
Таблица 1. Давление и плотность насыщенного водяного пара при разных
температурах
t , 0C | -5 | -4 | -3 | -2 | -1 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Pн, кПа | 0,4 | 0,44 | 0,47 | 0,52 | 0,56 | 0,61 | 0,66 | 0,71 | 0,75 | 0,81 | 0,87 | 0,94 |
mн , г/м3 | 3,24 | 3,51 | 3,81 | 4,13 | 4,47 | 4,84 | 5,22 | 5,60 | 5,98 | 6,40 | 6,84 | 7,30 |
t , 0C | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 |
Pн, кПа | 1,00 | 1,07 | 1,15 | 1,23 | 1,31 | 1,4 | 1,50 | 1,60 | 1,71 | 1,82 | 1,94 | 2,07 |
mн , г/м3 | 7,80 | 8,3 | 8,8 | 9,4 | 10,0 | 10,7 | 11,4 | 12,1 | 12,8 | 13,6 | 14,5 | 15,4 |
t , 0C | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
Pн, кПа | 2,20 | 2,34 | 2,49 | 2,65 | 2,82 | 2,98 | 3,16 | 3,35 | 3,55 | 3,77 | 3,99 | 4,23 |
mн , г/м3 | 16,3 | 17,3 | 18,3 | 19,4 | 20,6 | 21,8 | 23 | 24,4 | 25,8 | 27,2 | 28,7 | 30,3 |
Таблица 2. Психрометрическая таблица относительной влажности воздуха
(в процентах)
Показания сухого термометра, 0С | Разность показаний сухого и влажного термометра | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
10 | 100 | 88 | 76 | 65 | 54 | 44 | 34 | 24 | 14 | 4 |
12 | 100 | 89 | 78 | 68 | 57 | 48 | 38 | 29 | 20 | 11 |
14 | 100 | 90 | 79 | 70 | 60 | 51 | 42 | 33 | 25 | 17 |
16 | 100 | 90 | 81 | 71 | 62 | 54 | 45 | 37 | 30 | 22 |
18 | 100 | 91 | 82 | 73 | 64 | 56 | 48 | 41 | 34 | 26 |
20 | 100 | 91 | 83 | 74 | 66 | 59 | 51 | 44 | 37 | 30 |
22 | 100 | 92 | 83 | 76 | 68 | 61 | 54 | 47 | 40 | 34 |
24 | 100 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 56 | 49 | 43 | 37 |
26 | 100 | 92 | 85 | 78 | 71 | 64 | 58 | 50 | 45 | 40 |
28 | 100 | 93 | 85 | 78 | 72 | 65 | 59 | 53 | 48 | 42 |
30 | 100 | 93 | 86 | 79 | 73 | 67 | 61 | 55 | 50 | 44 |
2
studfiles.net
Практическая работа. Определение влажности воздуха
Книга “Практическая работа для слесаря по вентиляции”
Практическая работа. Определение влажности воздуха. Данная работа была представлена мной на конкурс профессионального мастерства на звание “Лучший преподаватель”. Здравствуйте, дорогие друзья! Для знакомства получите данную книгу совершенно бесплатно, подписавшись на Учебно-методические материалы для слесаря по вентиляции.
Влажность воздуха – это основополагающее понятие в вентиляционной технике. Поэтому очень важно понимать, что это такое и правильно определять данную величину. В книге приведены методы определения относительной влажности воздуха, как по приборам, так и с помощью I-d диаграммы и соответствующих таблиц.
Друзья, чтобы у Вас росли помидоры и огурцы в теплице, чтобы Вы с удовольствием и для здоровья парились в Русской бане, чтобы у Вас не портились продукты и не чернели углы в доме, чтобы Вы дышали, а не задыхались в своем жилище, обязательно ознакомьтесь с данной книгой, а полученные знания применяйте на практике.
ТЕМА УРОКА:
Практическая работа №5. Установка и зарядка психрометров ВИТ-1 и ВИТ-2. Определение температуры и относительной влажности воздуха на рабочих местах по приборам и таблицам.
ЦЕЛИ УРОКА:
1. НАУЧИТЬСЯ ОПРЕДЕЛЯТЬ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА ПО I-d ДИАГРАММЕ, ПО ПРИБОРАМ ВИТ-1, ВИТ-2 И ГИГРОМЕТРУ М – 68
2. ОПРЕДЕЛИТЬ ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОМЕТРА И ПСИХРОМЕТРИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЫ
3. СДЕЛАТЬ ЗАКЛЮЧЕНИЕ О СООТВЕТСТВИИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ СНиП 2.04.05-86
ЗАДАЧИ УРОКА:
Образовательные: продемострировать способы измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения – психрометра, гигрометра.
Развивающие: развивать умение анализировать информацию, пользоваться таблицами, инструкциями по эксплуатации.
Воспитательные: показать важность понятия относительной влажности воздуха в жизнедеятельности человека.
Тип урока: Комбинированный (20% теории, 80% практики)
ДИАГРАММА I-d ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА
I-d диаграмма влажного воздуха
Температура точки росы tт.р соответствует температуре воздуха, насыщенного водяными парами, при данном влагосодержании. Для получения этой температуры нужно в i – d диаграмме от точки, соответствующей данному состоянию воздуха (tс.т.=20оС, φ =60 %), провести линию d = const до пересечения с кривой φ = 100 %. Проходящая через точку пересечения линия t= const будет соответствовать значению tт.р. = 12 оС
Температура мокрого термометра tм.т. равна температуре воздуха, насыщенного водяными парами, при данной энтальпии. В i – d диаграмме значению соответствует линия t = const, проходящая через точку пересечения линии i = const при данном состоянии воздуха с кривой φ = 100 %. tм.т = 15,4 оС
Относительная влажность φ показывает степень насыщенности воздуха водяным паром в % (или долях) по отношению к состоянию полного насыщения при той же температуре (tс.т =20 оС) выраженную относительным давлением
φ = рп * 100/ рп.н = 1,38 * 100/ 2,3 = 60%
Практическая работа по определению влажности воздуха с помощью гигрометра М-68
Принцип действия М-68. Гигрометры М-68 работают по принципу волосного гигрометра. Действие этих приборов основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Рабочая температура – от +10ᵒС до +35ᵒС. Пределы измерения – 30% – 100%.
Конструкционно гигрометр М-68 выполнен в круглой металлической коробке, внутри которой находится механизм прибора. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.
Как калибровать гигрометр
Гигрометры, в которых чувствительный элемент – волос или мембрана, очень чувствительны к встряскам и вибрации. Под воздействием таких явлений их калибровка нарушается. По этой причине купить гигрометр с калибровочными данными нельзя – они продаются не калиброванные.
Для настройки гигрометра на нем имеются калибровочные винты, позволяющие двигать стрелку в ту или иную сторону. Но бывают приборы, в которых требуется снять крышку корпуса и двигать шкалу. Что бы знать в какую сторону нужно направить стрелку, нужно иметь представление какова истинная величина влажности в момент калибровки гигрометра. Как это сделать? Ответ с одной стороны прост, с другой – сложен. Для калибровки гигрометра требуется поместить прибор в среду с заведомо известной влажностью и отрегулировать показания.
Первый способ. Гигрометр нужно завернуть во влажную тряпочку, а затем поместить в полиэтиленовый пакет. В замкнутом пространстве, за счет испарения влаги с тряпки влажность воздуха через час станет 96%. Вы можете более точно определить, что влажность достигла максимального значения – показания, даже не откалиброванного гигрометра, достигнут определенного значения и перестанут изменяться. После этого снимите пакет с прибора и отрегулируйте показания.
Второй способ. Теперь, приготовьтесь к сложным манипуляциям! Для проведения более точной калибровки приготовьте насыщенный раствор поваренной соли. Это делается просто – насыпьте в блюдце соль и капайте в нее воду до полного растворения. Можно приготовить раствор по-другому, нагрейте небольшое количество воды, снимите с огня и в остывающей воде постепенно растворяйте соль, до выпадения ее в осадок. Далее охладите раствор до комнатной температуры и слейте с осадка.
Теперь поместите прибор и блюдце с солью в герметичный ящик. Суть этих действий в том, что в присутствие соляного раствора такой концентрации влажность воздуха равна 75%. Для того чтобы установилась такая влажность, вам потребуется терпение – в отличие от первого метода нужно ждать восемь часов. По истечении срока ожидания вынимайте прибор и устанавливайте стрелку на 75%. Этот метод очень точен, к тому же калибровка проведена при значениях влажности близких к середине диапазона использования прибора, что так же повышает доверие к показаниям. На все манипуляции по настройке у вас будет максимум минута, после этого показания резко изменятся.
ГИГРОМЕТР ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЙ ТИПА ВИТ
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ВСТУПЛЕНИЕ. Инструкция определяет методы безопасности при работе с гигрометром, подготовку его к работе и порядок работы, характерные неисправности и техническое обслуживание гигрометра. Технические характеристики гигрометра, поправки к термометрам гигрометров, гарантии изготовителя приводятся в паспорте.
ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ. При работе с гигрометром запрещается:
подвергать гигрометр резким ударам как при монтаже, так и при эксплуатации;
протирать шкалу термометров и психрометрическую таблицу растворителями, кислотами и другими аналогичными жидкостями;
перенагревать термометры гигрометра ВИТ-1 больше 45°С и гигрометра ВИТ-2 больше 60°С. При перенагреве происходит разрушение резервуара термометров.
СТРОЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ. Гигрометр состоит с пластмассового основания к которому крепятся два термометра с шкалой, психрометрическая таблица, стеклянный питатель. Резервуар термометра с надписью “Увлажненный”, увлажняется водой с питателя с помощью батистового или шифонового фитиля.
Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим основывается на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разницей – разницей показаний “сухого” и “увлажненного” термометров, что состоят в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
Снять показания термометров и после ввода поправок к их показаниям, определить разность показаний термометров. Затем по показаниям “сухого” термометра и разности показаний “сухого” термометра и “увлажненного” определить относительную влажность воздуха по психрометрической таблице.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ. Распакуйте гигрометр и убедитесь в комплектности прибора в соответствии с паспортом. Снимите питатель с основания. Заполните питатель дистиллированной водой. Заполнение происходит путем погружения питателя в сосуд с водой запаянным концом вниз.
Установите питатель на основание, чтобы от края открытого конца питателя к резервуару термометра было расстояние не меньше 20 мм, а фитиль не касался к стенкам открытого конца питателя.
Установите гигрометр в вертикальном положении. В местах установки гигрометра не должно быть вибраций, источника тепла или холода, которые создают разность температур между нижним основным резервуаром и верхнем запасным больше чем в 2°С.
Психрометрическая таблица, которая закреплена на основании гигрометра, действительна при определенной скорости вертикальных воздушных потоков (скорости аспирации,) которые омывают гигрометр. Скорость аспирации указана на таблице. Полная таблица для гигрометра приведена в данной инструкции.
Перед измерением относительной влажности измерьте скорость аспирации непосредственно под гигрометром. Измерение скорости аспирации проводите с помощью анемометра крыльчатого У5 по ГОСТ 6376-74. Последовательность проведения измерений – в соответствии с паспортом на анемометр. Измеренная по анемометру скорость аспирации округляется до десятых долей м/с.
Измерения относительной влажности гигрометром проводите только после установления показаний термометров гигрометров. Минимальное время выдержки гигрометров в измеряемой среде 30 минут.
ПОРЯДОК РАБОТЫ. Снимите показания по “сухому” и “увлажненному” термометрам. Определите температуру по термометрам с точностью до 0,1°С, вводя в отмеченные показания поправки к термометрам, приведенные в паспорте на гигрометр. Вычислите разность температур по “сухому” и “увлажненному” термометрам. Поправки вводятся путем алгебраического сложения.
При отсутствии в паспорте поправок для проведения отсчетов по “сухому” и “увлажненному” термометрам, вычислите поправки линейной интерполяцией по двум поправкам, что относятся к температурам между которыми лежит отсчет по термометрам. Определите относительную влажность воздуха по психрометрической таблице. Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по “сухому” термометру и разности температур по “сухому” и “увлажненному” термометру.
При отсутствии в таблице полученной разности температур по “сухому” и “увлажненному” термометрам для определения влажности примените интерполяцию. При отсутствии в таблице температуры по сухому термометру, для определения влажности применяйте интерполяцию только для тех частей психрометрической таблицы, в которых измерения температуры по “сухому” термометру на 1°С даёт изменения относительной влажности больше чем на 1%.
Для остальных частей таблицы значение температуры по “сухому” термометру округлите к ближайшему табличному значению по правилу арифметического округления.
Пример определения относительной влажности интерполяцией. Определяем температуры по “сухому” и “увлажненному” термометрам и разность между этими температурами.
| Термометры | Измеряемые температуры, °С | Поправки к температурам по паспорту, °С | Температура после введения поправок, °С |
| “сухой” | Тc=22,5 | -0,15 | 22,35 |
| “увлажненный” | Ту=16,1 | +0,20 | 16,3 |
Принимаем Тс=22,4 разность температуры (Тс-Ту) равна:22,4-16,3=6,1°С. Определяем относительную влажность для Тс=22,4 °С, для чего интерполируем значение относительной влажности по таблице для Тс от 22 до 23 °С. При увеличении температуры на 1°С влажность увеличивается на 2%, а при увеличении температуры на 0,4°С влажность увеличивается на 0,4×2=0,8% 48+0,8=48,8%.
Определяем относительную влажность для Тс=22,4°С и Тс-Ту=6,1°С, для чего интерполируем значение относительной влажности при разности показаний от 6,0 до 6,5°С. При увеличении Тс-Ту на 0,5°С относительная влажность уменьшается на 4%, а при увеличении Тс-Ту на 0,1°С уменьшается относительная влажность на (0,1х4,0):0,5=0,8%.
Следовательно, влажность при температуре 22,4 и Тс-Ту=6,1°С будет равна 48,8-0,8=48%.
Психрометрическая таблица (скорость аспирации от 0,5 до 1,0м/с)
Гигрометр ВИТ-1
| Показ, сухого термом °C | Разность показаний термометров, °C | ||||||||||||||||||||||
| 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | 11 | ||
| Относительная влажность, % | |||||||||||||||||||||||
| 5 | 91 | 83 | 75 | 66 | 58 | 50 | 42 | 34 | 26 | 19 | |||||||||||||
| 6 | 92 | 84 | 76 | 67 | 60 | 52 | 45 | 37 | 30 | 22 | 15 | ||||||||||||
| 7 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 54 | 47 | 40 | 33 | 26 | 19 | ||||||||||||
| 8 | 92 | 85 | 78 | 70 | 63 | 56 | 49 | 42 | 36 | 29 | 22 | 16 | |||||||||||
| 9 | 93 | 86 | 79 | 71 | 65 | 58 | 51 | 45 | 38 | 32 | 25 | 19 | |||||||||||
| 10 | 93 | 86 | 79 | 73 | 66 | 60 | 53 | 47 | 41 | 34 | 28 | 22 | 16 | ||||||||||
| 11 | 93 | 87 | 80 | 74 | 67 | 61 | 55 | 49 | 43 | 37 | 31 | 26 | 20 | ||||||||||
| 12 | 93 | 87 | 81 | 75 | 69 | 63 | 57 | 51 | 45 | 40 | 34 | 28 | 23 | 18 | |||||||||
| 13 | 94 | 88 | 82 | 76 | 70 | 64 | 58 | 53 | 47 | 42 | 36 | 31 | 26 | 20 | |||||||||
| 14 | 94 | 88 | 82 | 76 | 71 | 65 | 60 | 54 | 49 | 44 | 39 | 33 | 28 | 23 | 18 | ||||||||
| 15 | 94 | 88 | 83 | 77 | 72 | 66 | 61 | 56 | 51 | 46 | 41 | 36 | 31 | 26 | 21 | 18 | |||||||
| 16 | 94 | 89 | 83 | 78 | 73 | 68 | 63 | 57 | 52 | 48 | 43 | 38 | 33 | 29 | 24 | 20 | |||||||
| 17 | 95 | 89 | 84 | 79 | 74 | 69 | 64 | 59 | 54 | 49 | 45 | 40 | 35 | 31 | 27 | 22 | 19 | ||||||
| 18 | 90 | 84 | 79 | 74 | 70 | 65 | 60 | 55 | 51 | 47 | 42 | 37 | 33 | 29 | 24 | 21 | 17 | ||||||
| 19 | 90 | 85 | 80 | 75 | 70 | 66 | 61 | 57 | 52 | 48 | 44 | 39 | 35 | 31 | 27 | 23 | 19 | ||||||
| 20 | 90 | 85 | 81 | 76 | 71 | 67 | 63 | 58 | 54 | 50 | 45 | 41 | 37 | 33 | 29 | 25 | 22 | 18 | |||||
| 21 | 90 | 85 | 81 | 77 | 72 | 68 | 64 | 59 | 55 | 51 | 47 | 43 | 39 | 35 | 31 | 28 | 24 | 21 | 17 | ||||
| 22 | 91 | 85 | 82 | 77 | 73 | 69 | 64 | 61 | 56 | 52 | 48 | 44 | 41 | 37 | 33 | 30 | 26 | 23 | 19 | ||||
| 23 | 91 | 86 | 82 | 78 | 74 | 70 | 65 | 62 | 58 | 54 | 50 | 46 | 42 | 39 | 35 | 32 | 28 | 25 | 21 | 18 | |||
| 24 | 91 | 87 | 83 | 78 | 74 | 70 | 66 | 62 | 59 | 55 | 51 | 48 | 44 | 40 | 37 | 33 | 30 | 27 | 24 | 20 | |||
| 25 | 91 | 87 | 83 | 79 | 75 | 71 | 67 | 63 | 60 | 56 | 52 | 49 | 45 | 42 | 38 | 35 | 32 | 29 | 26 | 22 | 19 | ||
Результаты измерений относительной влажности
| Измеряемая величина | ВИТ-1 | ВИТ-2 | Термометр, таблица | Гигрометр М-68 |
| t с, оС | ||||
| t м.т, оС | ||||
| ∆t, оС | ||||
| φ,% | ||||
Комфортные условия по СНиП 2.04.05-86: t с = 20-22 оС, φ = 40-60 %
Получить книгу!
Закрепление изученного материала
Задача 1. На улице идет холодный осенний дождь. В каком случае быстрее высохнет белье, развешенное на кухне: когда форточка открыта, или когда закрыта? Почему?
Задача 2. Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкиваться с определением влажности воздуха. Для нормального роста и развития растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха.
Например, для огурцов влажность воздуха должна быть 60%, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов же при такой влажности не могут завязаться плоды, и растение сбрасывает цветки.
Весенние заморозки – настоящее бедствие не только для плодовых и овощных культур, но даже и для полевых. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы.
Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Вероятность наступления заморозка в данном случае уменьшится. Почему?
Задача 3. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 5°С. Относительная влажность воздуха 58%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.
Задача 4. В качестве тренировки, определите значение относительной влажности для следующих показаний термометров. а)tс = 18°С; tвл = 8°С; б) tс = 26°С; tвл = 25°С.
Нанести эти точки в I-d диаграмме и составить прогноз для каждого значения влажности. На этом, дорогие друзья, практическая работа по определению влажности воздуха закончена. Надеюсь, что полученные знания вы примените как на производстве, так и в повседневной жизни.
С уважением, Григорий Володин
barbotazh.ru