ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Абсолютная влажность воздуха - это количество водяного пара в единице объема воздуха:

В системе СИ единица измерения абсолютной влажности

Влажность воздуха является очень важным параметром окружающей среды. Известно, что большую часть поверхности Земли занимает вода (Мировой океан), с поверхности которой непрерывно происходит испарение. В различных климатических зонах интенсивность этого процесса различна. Она зависит от среднесуточной температуры, наличия ветров и др. факторов. Таким образом, в определенных местах процесс парообразования воды более интенсивен, чем ее конденсация, а в некоторых - наоборот.

Человеческий организм активно реагирует на изменения влажности воздуха. Например, процесс потоотделения тесно взаимосвязан 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.

Кроме того, понятие влажности является важнейшим критерием оценивания погодных условий, что всем известно из прогнозов погоды.

Абсолютная влажность воздуха дает представление о конкретном содержании воды в воздухе по массе, однако эта величина неудобна с точки зрения восприимчивости влажности живыми организмами. Человек ощущает не массовое количество воды в воздухе, а ее содержание относительно максимально возможного значения. Для описания реакции живых организмов на изменения содержания водяного пара в воздухе вводят понятие относительной влажности.

Относительная влажность воздуха

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Относительная влажность воздуха - это физическая величина, показывающая насколько водяной пар в воздухе далек от насыщения:

где плотность водяного пара в воздухе (абсолютная влажность); плотность насыщенного водяного пара при данной температуре.

Точка росы

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Точка росы - это температура, при которой водяной пар становится насыщенным.

Зная температуру точки росы, можно получить представление об относительной влажности воздуха. Если температура точки росы близка к температуре окружающего воздуха, значит влажность высокая (при совпадении температур образуется туман). И напротив, если значения точки росы и температуры воздуха в момент измерения сильно расходятся, то можно говорить о низком содержании водяных паров в атмосфере.

Когда в теплое помещение с мороза заносят какую-либо вещь, воздух над ней охлаждается, насыщается водяными парами, и на вещи конденсируются капельки воды. В дальнейшем вещь прогревается до температуры воздуха помещения, и весь конденсат испаряется.

Другой, не менее хорошо знакомый пример - запотевание стекол в доме. У многих зимой на окнах появляется конденсат. На это явление влияют два фактора -- влажность и температура. Если установлен нормальный стеклопакет и правильно проведено утепление, а конденсат есть, -- значит, в помещении высокая влажность; возможно плохая вентиляция или вытяжка.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание	На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха с помощью психрометрической таблицы. Что покажет влажный термометр, если при неизменной температуре воздуха относительная влажность увеличится на 7%?
Решение	Запишем показания сухого и влажного термометра, представленных на фотографии: Определим разность показаний термометров: По психрометрической таблице определим относительную влажность воздуха: Если влажность воздуха увеличится на 7%, она станет равной 55%. По психрометрической таблице определяем показания сухого термометра и разности показаний сухого и влажного термометров: Таким образом, влажный термометр покажет:
Ответ	Показания влажного термометра .

ПРИМЕР 2

Задание	Относительная влажность вечером при температуре равна 50%. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до ?
Решение	Относительная влажность:

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
	6,453	3,924		38,38	27,65		176,37	150,58
	7,225	4,438		42,26	30,76		191,59	165,22
	8,082	5,013		46,50	34,18		207,98	181,14
	9,030	5,657		51,11	37,94		225,61	198,45
	10,08	6,38		56,13	42,09		244,56	217,27
	11,24	7,18		61,59	46,65		264,93	237,71
	12,52	8,08		67,53	51,66		286,79	259,89
	13,93	9,08		73,97	57,16		310,25	283,94
	15,48	10,19		80,97	63,20		335,41	310,02
	17,19	11,43		88,56	69,81		362,37	338,26
	19,07	12,81		96,78	77,06		391,25	368,84
	21,13	14,34		105,69	85,00		422,15	401,92
	23,40	16,03		115,32	93,67		455,21	437,68
	25,88	17,91		125,74	103,16		490,55	476,32
	28,60	19,99		136,99	113,52		528,31	518,05
	31,57	22,30		149,14	124,82		568,62	563,09
	34,83	24,84		162,24	137,15		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

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

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.

Интересно? Расскажи друзьям!

Психрометр Августа состоит из двух ртутных термометров, укрепленных на штативе или расположенных в общем футляре. Шарик одного термометра обернут тонкой батистовой тканью, опущенной в стаканчик с дистиллированной водой.

При пользовании психрометром Августа вычисление абсолютной влажности производят по формуле Ренье:
A = f-a(t-t 1)H,
где А - абсолютная влажность; f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (см. таблицу 2); а - психрометрический коэффициент, t - температура сухого термометра; t 1 - температура влажного термометра; Н - барометрическое давление в момент определения.

Если воздух совершенно неподвижен, то а=0,00128. При наличии слабого движения воздуха (0,4 м/с) а = 0,00110. Максимальную и относительную влажность рассчитывают, как указано на стр. 34.

Таблица 2. Упругость насыщенных водяных паров (выборочно)

Температура воздуха (°С)		Температура воздуха (°С)	Напряжение водяных паров (мм рт. ст.)	Температура воздуха (°С)	Напряжение водяных паров (мм рт. ст.)
-20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0	0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518	+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0	11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663	+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0	42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0

Таблица 3. Определение относительной влажности по показаниям
аспирационного психрометра (в процентах)

Таблица 4. Определение относительной влажности воздуха по показаниям сухого и влажного термометров в психрометре Августа при обычных условиях спокойного и равномерного движения воздуха в комнате со скоростью 0,2 м/с

Для определения относительной влажности существуют специальные таблицы (таблицы 3, 4). Более точные показания дает психрометр Ассмана (рис. 3). Он состоит из двух термометров, заключенных в металлические трубки, через которые равномерно просасывается воздух с помощью заводного вентилятора, находящегося в верхней части прибора. Ртутный резервуар одного из термометров обернут кусочком батиста, который перед каждым определением смачивается дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. После того как омочили термометр, заводят ключом вентилятор и вешают прибор на штатив. Через 4-5 мин записывают показания сухого и влажного термометров. Так как с поверхности ртутного шарика, смоченного термометра, происходит испарение влаги и поглощение тепла, то он будет показывать более низкую температуру. Вычисление абсолютной влажности производят по формуле Шпрунга:

где А - абсолютная влажность; f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра; 0,5 - постоянный психрометрический коэффициент (поправка на скорость движения воздуха); t - температура сухого термометра; t 1 - температура влажного термометра; Н - барометрическое давление; 755 - среднее барометрическое давление (определяют по таблице 2).

Максимальную влажность (F) определяют с помощью таблицы 2 по температуре сухого термометра.

Относительную влажность (R) рассчитывают по формуле:

где R - относительная влажность; А - абсолютная влажность; F - максимальная влажность при температуре сухого термометра.

Для определения колебаний относительной влажности во времени пользуются прибором гигрографом. Прибор устроен аналогично термографу, но воспринимающей частью гигрографа является обезжиренный пучок волос.

Рис. 3. Аспирационный психрометр Ассмана:

1 - металлические трубки;
2 - ртутные термометры;
3 - отверстия для выхода просасываемого воздуха;
4 - зажим для подвешивания психрометра;
5 - пипетка для смачивания влажного термометра.

Стационарный
психрометр Августа. Прибор является
обязательным на метеорологических
станциях. Он состоит из двух одинаковых
ртутных термометров, укрепленных рядом
на штативе. Резервуар одного из термометров
обернут тонкой материей, конец которой
опущен в стакан с дистиллированной
водой.

С поверхности
влажного термометра вода испарятся тем
сильнее, чем суше воздух, поэтому он
показывает более низкую температуру,
чем сухой термометр, разница будет тем
более, чем суше воздух и наоборот.

Психрометр
устанавливают на расстоянии 1,5 м от
пола, в сосуд под термометром наливают
воду и, следовательно увлажняют его и
через 15 минут снимают показания
термометров. Абсолютную влажность
вычисляют по формуле Реньо.

А
= M 1- a (t — t 1 )
* H ,
где:

А-абсолютная
влажность,

М-максимальное напряжение водяных
паров при температуре влажного
термометра/см, таблицу 1/,

а-/альфа/’-психрометрический
коэффициент, равный для комнатного
воздуха 0,0011 и для открытой атмосферы
-0,00074,

t
-температура для сухого термометра,

t 1 -температура
влажного термометра,

Н -барометрическое
давление.

ТАБЛИЦА№1

УПРУГОСТЬ
НАСЫЩЕННЫХ ВОДЯНЫХ ПАРОВ
/выборочно/

Температур воздуха в градусах	Напряжение водяных паров в мм.рт.ст.	Температур воздуха в градусах	Напряжение водяных паров в мм.рт.ст.	Температур воздуха в градусах	Напряжение водяных паров в мм.рт.ст.

2.2.
Определение абсолютной влажности
психрометром Ассмана .

Это более современный
психрометр по сравнению со стационарным.
Оба ртутных термометра заключены в
металлические трубки, через которые
равномерно просасывается исследуемый
воздух с помощью вентилятора, находящегося,
в верхней части прибора. Такое устройство
обеспечивает защиту резервуаров
термометра от лучистой энергии,
гарантирует постоянную скорость движения
воздуха вокруг термометра и вследствие
просасывания значительной массы воздуха
дает более точные показания, чем
стационарный психрометр. Резервуар
влажного термометра в аспирационном
психрометре обернутый тонкой материей
перед каждым наблюдением смачивают
дистиллированной водой с помощью
пипетки. Вентилятор заводят. Показания
термометров отсчитывают через 4-5 минут
работы летом и через 15 минут зимой.
Прибор не следует держать в руках, надо
укреплять его на какой-либо стойке.

Абсолютную влажность
при работе с аспирационным психрометром
высчитывают по формуле Шпрунге:

A = M ! -0,5(t c — t в ) H /755,
где

А-абсолютная
влажность,

0,5-постоянный
психрометрический коэффициент,

M ! -максимальное
напряжение водяных паров при температуре
влажного термометра,

Т с -температура
сухого термометра,

Тв-температура
влажного термометра,

Н-барометрическое
давление,

755- среднее
барометрическое давление.

Перевод
найденной абсолютной влажности в
относительную производится |по формуле:

а=А/М х 100% , где:

а- искомая относительная
влажность,

А- абсолютная влажность,

М- максимальная
влажность при температуре сухого
термометра.

Для определения
относительной влажности по аспирационному
психрометру можно пользоваться табл.
2, в которой в первом вертикальном столбце
находятся показания сухого термометра
в момент наблюдения. А в верхнем
горизонтальном ряду-показания влажного
термометра.

По этим двум цифрам
вместе пересечения линий, проведенных
от |первой цифры вправо и от второй вниз,
находят относительную влажность. Таблица
пригодна для работы в помещениях и на
открытом воздухе, однако полученные
результаты менее точны, чем вычисленные
по формуле.

studfiles.net

Относительная влажность воздуха при температуре определение с психрометром (Таблица)

Относительная влажность

Относительная влажность определяется отношением (выраженным в процентах) давления водяных паров, находящихся в воздухе, к давлению паров, насыщающих воздух при той же температуре. На практике в большинстве случаев относительная влажность определяется отношением веса водяного пара в единице объема воздуха (абсолютная влажность) к весу насыщенного водяного пара в том же объеме воздуха и при той же температуре.

Весовой гигрометр

В справочной таблице дано количество воды в граммах, содержащихся в 1 м 3 воздуха при насыщении, если общее давление равно 760 мм Hg.

Температура, °С

Аспирационный гигрометр (психрометр)

В метеорологии применяется простое выражение

P w -P=АН (t-t w).

Где t w 0 C обозначает температуру влажного термометра, Р (мм) – давление водяных паров в воздухе, Р w – давление паров, насыщающих воздух при температуре t w , H (мм) – барометрическое давление и А – постоянная. Таким образом, относительная влажность воздуха равна 100 Р/Р s , где Р s обозначает давление насыщенных паров при температуре t, отсчитанной по сухому термометру. Величина А, которая зависит от скорости воздуха около влажного термометра, равна 0,00066 для аспирационного психрометра Ассманна и А=0,00080 для прибора Стевенсона, применяемого в метеорологической службе.

Таблица значения относительной влажности (%) при измерениях с психрометром

Приводимые справочные таблицы относятся к приборам с полной (свободной) вентиляцией. Более полные таблицы для областей температур от – 30 до 55°С и от 30 до 350°С F.

1) Переохлажденная вода (но не лед) на влажном термометре.

Температура по сухому термометру, °С	Разность показаний по сухому и влажному термометрам (психрометрическая разность), °С

Таблица значения относительной влажности — Влажный термометр, покрытый льдом 1)

Температура по сухому термометру, °С	Разность показаний по сухому и влажному термометрам (психрометрическая разность), °С

1) Относительная влажность здесь определяется как отношение абсолютной влажности, рассчитанной на единицу объема, к количеству водяного пара в воздухе, которое находится в равновесии с водой (но не со льдом) при температуре сухого термометра.

infotables.ru

8.1. Определение влажности воздуха психрометром Августа

Психрометр
(тип ПБУ-1М)
состоит из двух рядом установлен­ных
в вертикальном положении жидкостных

обернут тканью, конец которой находится
в чашечке баллона, заполненного чистой
водой. Из-за инерционности прибора
показания следует снимать не ранее 5-7
мин. после его установки в месте наблюдения
или начала обдува вентилятором. Необходимо
следить, чтобы резервуар термометра не
касался уровня воды.

Относительную
влажность неподвижного воздуха,
находящегося в непосредственной близости
от психрометра, определяют по пока­заниям
сухого и смоченного термометров,
пользуясь психрометрической таблицей,
нанесенной на щиток прибора.

Абсолютную
и относительную влажность подвижного
воздуха можно определять либо по
специальным психрометрическим таблицам,
либопо
формулам.

Абсолютную
влажность подвижного воздуха вычисляют
по формуле

Pa=Pнв — а(tc-tв)B,

где Ра
— абсолютная
влажность воздуха. Па;

Рнв —
максимальная
влажность воздуха (парциальное дав­ление
насыщен ных водяных паров) при
температуре смоченного термометра, Па,
определяемая по табл.4;

а
— психрометрический коэффициент,
зависящий от ско­рости движения
воздуха, определяемый по табл.5;

tc,tв —
показания сухого и смоченного термометров,
°С;

В
— барометрическое
давление, Па, определяемое по настенному
барометру, укрепленному над лаборатор­ным
столом (I мбар=100 Па).

Таблица
4

	Парциальное давление насыщенных паров ,Па	Темпе-ратура,	Парциальное давление насыщенных паров ,Па	Темпе-ратура,	Парциальное давление насыщенных паров ,Па

Относительная
влажность j определяется из
соотношения

j =(Ра/Рн)100%,
(2)

где Рн —
максимальная влажность воздуха
(парциальное дав­ление насыщенных
водяных паров) при температуре сухого
термометра, Па, определяемая по табл.4.

Таблица 5

Скорость дви- жения воздуха		Скорость дви- жения воздуха		Скорость дви- жения воздуха

Психрометр
ПБУ-1М может быть использован для
определения влажности воздуха в
производственных помещениях без
источни­ков теплового излучения.

studfiles.net

8.2. Определение влажности воздуха аспирационным психрометром Ассмана

Аспирационный
психрометр (тип МВ-4М) является более
со­вершенным и точным прибором по
сравнению с психрометром Августа. Он
состоит из двух одинаковых ртутных
термометров, закрепленных в специальной
оправе. Резервуары термометров находятся
в двойных металлических гильзах с
полированной и никелированной наружной
поверхностью, что исключает влияние
тепловых из­лучений на результаты
измерений. В головке психрометра
находится вентилятор с заводным пружинным
механизмом. Вентилятором воздух
всасывается внутрь гильз, обтекает
ртутные резервуары термометров, проходит
по воздухопроводной трубке к головке
и выбрасывается наружу. Таким образом
создаются постоянные усло­вия для
испарения влаги с поверхности ртутного
резервуара смоченного термометра и
исключается влияние подвижности возду­ха
на рабочем месте.

Порядок
работы с аспирационным психрометром
следующий. Сначала смачивают батист на
резервуаре правого термометра. Для
этого берут резиновый баллон с пипеткой,
заранее наполненный водой и легким
нажимом доводят воду не ближе, чем на I
см до края пипетки, удерживая ее на этом
уровне при помощи зажима. После этого
пипетку вводят до отказа во внутреннюю
гильзу защиты, смачивая батист. Выждав
некоторое время, не вынимаяпипетки из
трубки, разжимают зажим, вбирая излишнюю
воду в баллон, после чего пипетку
вынимают.

Таблица
6

		Влажный термометр, °С
Сухой термо- метр,°С

Затем
заводят вентилятор почти до отказа, но
осторожно, чтобы не сорвать пружину,
психрометр подвешивается на специ­альном
штыре в вертикальном положении. Отсчет
показаний тер­мометров производится
на 4-й минуте после пуска вентилятора.

Вычисление
влажности воздуха (абсолютной и
относитель­ной) производится по
специальным психрометрическим таблицам
либо по формулам. Абсолютную влажность
находят из соотношения

Ра
= Рнв
— 0.5(tс-
tв)B/99000,
(3)

где
99000 — среднее барометрическое давление,
Па, ;

остальные
величины в соответствии с (1).

Зная
величину Ра
, можно рассчитать влагосодержание
воздуха d — отношение массы водяных
паров к массе сухого воздуха в том же
объеме, г/кг:

d=622Ра/(В-Ра).
(4)

Относительная
влажность воздуха j

вычисляется по фор­муле (2), а также
может быть определена по психрометрической
таблице (табл.6) или психрометрическому
графику (рис.2), на­ходящемуся на
лабораторном столе.

При
работе с графиком по вертикальным линиям
отмечают показания сухого термометра,
по наклонным — смоченного, на пересечении
этих линий получают значения относительной
влаж­ности, выраженные в процентах.

studfiles.net

Психрометрическая таблица для определения относительной влажности воздуха

Лабораторная работа №13

Определение влажности воздуха с помощью психрометра (сухого и влажного термометров)

Оборудование : термометр, влажная марля, таблица зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры, психрометрическая таблица.

Задание № 1. Определение относительной и абсолютной влажности воздуха с помощью психрометра (сухого и влажного термометров).

Для определения влажности воздуха нужно записать показания сухого и влажного термометров, найти разность этих показаний и по психрометрической таблице определить значение относительной влажности воздуха, соответствующее этим данным, в любых трех школьных помещениях.

Внесите полученные данные в таблицу.

Рассчитайте значение абсолютной влажности воздуха для каждого из этих помещений. Покажите, как вы проводили эти расчеты в своей тетради.

Полученные значения абсолютной влажности воздуха тоже внесите в таблицу.

Сравните и проанализируйте полученные результаты.

Рассчитайте погрешности полученных результатов.

Номер кабинетаТемпература воздуха, о СПоказания влажного термометра, о СРазность температур, о СОтносительная влажность воздухаАбсолютная влажность воздуха

• Таблица 1. ПСИХРОМЕТРИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА для определения относительной влажности воздуха

Показания сухогоРазность показаний сухого и влажного термометровтермометра0123456789100 1008163452811——1 100 83 65 48 32 16 — — — — —2 100 84 68 51 35 20 — — — — —3 100 84 69 54 39 24 10 — — — —4 100 85 70 56 42 28 14 — — — —5 100 86 72 58 45 32 19 6 — — —6 100 86 73 60 47 35 23 10 — — —7 100 87 74 61 49 37 26 14 — — —8 100 87 75 63 51 40 28 18 7 — —9 100 88 76 64 53 42 34 21 10 — —10 100 88 76 65 54 44 34 24 14 5 —11 100 88 77 66 56 46 36 26 17 8 —12 10089 78 68 57 48 38 29 20 11 —13 100 89 79 69 59 49 40 31 23 14 614 100 89 79 70 60 51 42 34 25 17 915 100 90 80 71 61 52 44 36 27 20 1216 100 90 81 71 62 54 46 37 30 22 1517 100 90 81 72 64 55 47 39 32 24 1718 100 91 82 73 65 56 49 41 34 27 2019 100 91 82 74 65 58 50 43 35 29 2220 100 91 83 74 66 59 51 44 37 30 2421 100 91 83 75 67 60 52 46 39 32 2622 100 92 83 75 68 61 54 47 40 34 2823 100 92 84 76 69 61 55 48 42 36 3024 100 92 84 77 69 62 56 49 43 37 3125 100 92 84777063 57 50 44 38 3326 100 92 85 78 71 64 58 51 46 40 3427 100 92 85 78 71 65 59 52 47 41 3628 100 93 85 78 72 65 59 53 48 42 3729 100 93 85 79 72 66 60 54 49 43 3830 100 93 86 79 73 67 61 55 50 44 39Таблица 2. Давление насыщенных водяных паров над поверхностью воды в зависимости от температуры в гектопаскалях. 1 гектопаскаль = 10 2 Па = 100 Па.

koledj.ru

4. Определение влажности воздуха с помощью психрометра Августа

Психрометр
Августа состоит из двух одинаковых
термометров. Резервуар одного из них
обтянут кусочком батиста, свободный
конец которого опущен в резервуар с
дистиллированной водой.

Вследствие
испарения воды показания влажного
термометра будут ниже, чем сухого. Зная
разность показаний сухого и влажного
термометров и показания сухого термометра
по психрометрической таблице 2, определяют
относительную влажность окружающего
воздуха, а по формулам (1) и (2) находят
абсолютную влажность
и
дефицит влажности.

Выполнение работы

Упражнение
№1 . Определение
влажности с помощью психрометра
Ассмана

Смочить
батист на резервуаре психрометра
Ассмана водой с помощью пипетки.

Завести
по часовой стрелке вентилятор почти
до отказа, но осторожно, чтобы не сорвать
пружину.

Через
4 мин после пуска вентилятора снять
показания сухого и влажного термометров.

Вычислить
по формуле (4) абсолютную влажность f .

Для
этого: а) найти атмосферное давление Н 0
в мм. рт. ст. по барометру, б) НайтиР 1 в мм.рт.ст. по таблице 3
по показаниям влажного термометра, в)
постояннаяА 0 =0,0013 1/град.

Определить
максимальную влажность F
термометра.

По
формуле (1) вычислить относительную
влажность Е .

Определить


Данные
занести в таблицу 2

Таблица
1

Результаты
измерений и вычислений

	t c = t 1	t вл = t 2	Р 1 мм.рт.ст	мм.рт.ст.	мм.рт.ст.	H 0

Упражнение
№2 . Определение
влажности с помощью психрометра Августа

Смочить
водой батист психрометра Августа.

Через
10 мин записать показания сухого и
влажного термометров.

По
психрометрической таблице 4 найти
относительную влажность Е .

Из
формулы (1) найти абсолютную влажность
f .

Определить
максимальную влажность F по таблице 3 по показаниям сухого
термометра.

Определить
по формуле (2) дефицит влажности D.

Данные
занести в таблицу 2.

Таблица
2

Результаты
измерений

Таблица
3

Давление
и плотность насыщенного пара в интервале
температур от -5 о до 30 0

Температура	Упругость насыщенного пара в мм. рт.ст.	Масса в г/м 2
Продолжение таблицы 3

Таблица
4

Психрометрическая
таблица

Показания сухого термометра

(Разность показаний сухого и влажного термометра

Продолжение таблицы 4

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ

Пишите: [email protected]

Режим работы: Пн-Пт с 9-00 до 18-00 (без обеда)

Таблица влажности воздуха

Ниже представлена таблица абсолютной и относительной влажности воздуха.

Относительная Влажность	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	100%
Температура воздуха, C	Абсолютная влажность, г/м3 Точка росы, C
50	8,3	16,6	24,9	33,2	41,5	49,8	58,1	66,4	74,7	83
8	19	26	32	36	40	43	45	48	50
45	6,5	13,1	19,6	26,2	32,7	39,3	45,8	52,4	58,9	65,4
4	15	22	27	32	36	38	41	43	45
40	5,1	10,2	15,3	20,5	25,6	30,7	35,8	40,9	46	51,1
1	11	18	23	27	30	33	36	38	40
35	4	7,9	11,9	15,8	19,8	23,8	27,7	31,7	35,6	39,6
-2	8	14	18	21	25	28	31	33	35
30	3	6,1	9,1	12,1	15,2	18,2	21,3	24,3	27,3	30,4
-6	3	10	14	18	21	24	26	28	30
25	2,3	4,6	6,9	9,2	11,5	13,8	16,1	18,4	20,7	23
-8	0	5	10	13	16	19	21	23	25
20	1,7	3,5	5,2	6,9	8,7	10,4	12,1	13,8	15,6	17,3
-12	-4	1	5	9	12	14	16	18	20
15	1,3	2,6	3,9	5,1	6,4	7,7	9	10,3	11,5	12,8
-16	-7	-3	1	4	7	9	11	13	15
10	0,9	1,9	2,8	3,8	4,7	5,6	6,6	7,5	8,5	9,4
-19	-11	-7	-3	0	1	4	6	8	10
5	0,7	1,4	2	2,7	3,4	4,1	4,8	5,4	6,1	6,8
-23	-15	-11	-7	-5	-2	0	2	3	5
0	0,5	1	1,5	1,9	2,4	2,9	3,4	3,9	4,4	4,8
-26	-19	-14	-11	-8	-6	-4	-3	-2	0
-5	0,3	0,7	1	1,4	1,7	2,1	2,4	2,7	3,1	3,4
-29	-22	-18	-15	-13	-11	-8	-7	-6	-5
-10	0,2	0,5	0,7	0,9	1,2	1,4	1,6	1,9	2,1	2,3
-34	-26	-22	-19	-17	-15	-13	-11	-11	-10
-15	0,2	0,3	0,5	0,6	0,8	1	1,1	1,3	1,5	1,6
-37	-30	-26	-23	-21	-19	-17	-16	-15	-15
-20	0,1	0,2	0,3	0,4	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
-42	-35	-32	-29	-27	-25	-24	-22	-21	-20
-25	0,1	0,1	0,2	0,2	0,3	0,3	0,4	0,4	0,5	0,6
-45	-40	-36	-34	-32	-30	-29	-27	-26	-25

На этой странице в табличной форме представлена информация об абсолютной и относительной влажности воздуха.

Психрометр Августа состоит из двух ртутных термометров, укрепленных на штативе или расположенных в общем футляре. Шарик одного термометра обернут тонкой батистовой тканью, опущенной в стаканчик с дистиллированной водой.

При пользовании психрометром Августа вычисление абсолютной влажности производят по формуле Ренье:
A = f-a(t-t1)H,
где А - абсолютная влажность; f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (см.

таблицу 2); а - психрометрический коэффициент, t - температура сухого термометра; t1 - температура влажного термометра; Н - барометрическое давление в момент определения.

Если воздух совершенно неподвижен, то а=0,00128.

При наличии слабого движения воздуха (0,4 м/с) а = 0,00110. Максимальную и относительную влажность рассчитывают, как указано на стр.

Температура воздуха (°С)		Температура воздуха (°С)	Напряжение водяных паров (мм рт. ст.)	Температура воздуха (°С)	Напряжение водяных паров (мм рт. Влажность воздуха
-20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0	0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518	+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0	11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663	+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0	42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0

Таблица 3.

Определение относительной влажности по показаниям
аспирационного психрометра (в процентах)

Таблица 4.

Определение относительной влажности воздуха по показаниям сухого и влажного термометров в психрометре Августа при обычных условиях спокойного и равномерного движения воздуха в комнате со скоростью 0,2 м/с

Для определения относительной влажности существуют специальные таблицы (таблицы 3, 4).

Более точные показания дает психрометр Ассмана (рис. 3). Он состоит из двух термометров, заключенных в металлические трубки, через которые равномерно просасывается воздух с помощью заводного вентилятора, находящегося в верхней части прибора.

Ртутный резервуар одного из термометров обернут кусочком батиста, который перед каждым определением смачивается дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. После того как омочили термометр, заводят ключом вентилятор и вешают прибор на штатив. Через 4-5 мин записывают показания сухого и влажного термометров. Так как с поверхности ртутного шарика, смоченного термометра, происходит испарение влаги и поглощение тепла, то он будет показывать более низкую температуру.

Вычисление абсолютной влажности производят по формуле Шпрунга:

где А - абсолютная влажность; f - максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра; 0,5 - постоянный психрометрический коэффициент (поправка на скорость движения воздуха); t - температура сухого термометра; t1 - температура влажного термометра; Н - барометрическое давление; 755 - среднее барометрическое давление (определяют по таблице 2).

Максимальную влажность (F) определяют с помощью таблицы 2 по температуре сухого термометра.

Относительную влажность (R) рассчитывают по формуле:

где R - относительная влажность; А - абсолютная влажность; F - максимальная влажность при температуре сухого термометра.

Для определения колебаний относительной влажности во времени пользуются прибором гигрографом.

Прибор устроен аналогично термографу, но воспринимающей частью гигрографа является обезжиренный пучок волос.

Рис. 3. Аспирационный психрометр Ассмана:

1 - металлические трубки;
2 - ртутные термометры;
3 - отверстия для выхода просасываемого воздуха;
4 - зажим для подвешивания психрометра;
5 - пипетка для смачивания влажного термометра.

1. Показания сухого термометра аспирационного психрометра 20°С, влажного 10°С. Найдите относительную влажность воздуха в жилом помещении. Дайте ей гигиеническую оценку.

2. Показания сухого термометра аспирационного психрометра в жилой комнате 22°С, влажного 14,5°С. Оцените температурно-влажностные условия в помещении.

В кузнечном цехе температура сухого термометра аспирационного психрометра 23°С, влажного 13,5 С. Оцените температурно-влажностные условия в цехе.

4. Какими путями человек будет терять тепло, если температура воздуха и стен в помещении 37°С, влажность 45%, скорость движения воздуха 0,4 м/сек.?

Относительная влажность воздуха при температуре определение с психрометром (Таблица)

Определите в каких условиях тепловое самочувствие человека будет лучше:

а) при температуре воздуха 30°С, влажность 40%, скорость движения
воздуха 0,8 м/сек.

б) при температуре воздуха 28°С, влажность 85%, скорость движения
воздуха 0,2 м/сек.

6. В каких условиях человеку будет холоднее:

а) при температуре воздуха 14°С, влажность 40%

б) при температуре воздуха 14°С, влажности 80%

В каких условиях человек будет перегреваться:

а) при температуре воздуха 40°С, влажность 40%

б) при температуре воздуха 40°С, влажность 90%

8. В каком цехе предпочтительней микроклимат;

а) в 1 цехе температура воздуха и стен 38°С, влажность воздуха 70%,
скорость движения воздуха 0,3 м/сек.

б) в 2 цехе температура воздуха и стен 39 С, влажность воздуха 35%,
скорость движения воздуха 0,8 м/сек.

В операционной температура воздуха 22 С, влажность 43%, скорость движения воздуха 0,3 м/сек. Дайте гигиеническую оценку микроклимата операционной.

10. В палатах ожогового центра температура воздуха 25°С, относительная влажность 52%, скорость движения воздуха 0.15 м/сек.

Соответствует ли

микроклимат лечебных помещений гигиеническим нормам

Приложение № 5

Таблица № 1 Определение относительной влажности по показаниям аспирационного психрометра, %

Показания	Показания влажного термометра, °С
сухого термометра °С	10,0	10,5	11,0	11,5	12,0	12,5	13,0	13,5	14,0	14,5	15,0	15,5	16,0	16,5	17,0	17,5	18,0	18,5	19,0	19,5	20,0	20,5	21,0	21,5	22,0	22,5	23,0
17,5
18,0
18,5
19,0
19,5
20,0
20,5
21,0
21,5
22,0
22,5
23,0

Приложение № 6

Таблица №2 Гигиенические нормативы параметров микроклимата для разных помещений

⇐ Предыдущая1234567

Дата публикования: 2015-09-17; Прочитано: 3046 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Расчет абсолютной влажности (влагосодержания)воздуха

Расчет абсолютной влажности производится по формуле:

где f – максимальная влажность воздуха (см.

табл. 2.2 по температуре «влажного» термометра), г/м3;

tc и tв – температуры «сухого» и «влажного» термометров, °С;

В – барометрическое давление, мм рт.ст.

Способы обеспечения требуемых параметров микроклимата
производственных помещений

Создание оптимальных метеорологических условий в производственных помещениях является сложной задачей, решение которой идет в следующих направлениях.

Рациональные объёмно-планировочные и конструктивные решения производственных зданий. Горячие цехи размещают по возможности в одноэтажных одно- и двухпролетных зданиях.

Внутренние дворы располагают так, чтобы обеспечивалось их хорошее проветривание. По периметру здания не рекомендуется размещать пристройки, мешающие поступлению свежего воздуха.

Само здание располагают так, чтобы продольная ось аэрационного фонаря составляла с направлением господствующего летнего ветра угол в 90…60°. Для защиты от поступления в производственные помещения холодного воздуха входы оборудуют шлюзами, дверные проёмы – воздушными завесами.

Используют двойное остекление окон, утепляют ограждения, полы и т. п.

Рациональное размещение оборудования. Основные источники теплоты желательно располагать непосредственно под аэрационным фонарём, у наружных стен здания и в один ряд на таком расстоянии друг от друга, чтобы тепловые потоки от них не перекрещивались на рабочих местах. Нельзя размещать остывающие материалы на путях притока свежего воздуха.

Для охлаждения горячих изделий следует предусматривать отдельные помещения. Наилучшим решением является размещение теплоизлучающего оборудования в изолированных помещениях или на открытых площадках.

Механизация и автоматизация производственных процессов. В этом направлении сейчас делается многое. Внедряется механическая загрузка печей в металлургии, трубопроводный транспорт для жидкого металла, установки непрерывной разливки стали и т.

Дистанционное управление и наблюдение позволяет во многих случаях вывести человека из неблагоприятных условий. Примером может служить дистанционное управление грузоподъёмными кранами в горячих цехах.

Внедрение более рациональных технологических процессов и оборудования. Например, замена горячего способа обработки металла холодным, пламенного нагрева – индукционным, кольцевых печей в производстве кирпича – туннельными и т.

п., а также рациональная тепловая изоляция оборудования, защита работающих различными видами экранов, рациональная вентиляция и отопление, рационализация режимов труда и отдыха, использование средств индивидуальной защиты.

Как рассчитать относительную влажность воздуха

Методика определения параметров микроклимата на рабочих
местах производственного персонала

Параметры микроклимата в лабораторной работе определяются следующим образом:

1. Произвести замеры температуры воздуха в помещении по «сухому» и «влажному» термометрам психрометра Ассмана, tсф и tвф соответственно, результат записать в графу «фактические значения» протокола.

Определить по барометру барометрическое давление, В (мм. рт. ст.).

3. Определить скорость движения воздуха на рабочем месте Сф с помощью чашечного анемометра с цифровым табло.

Определить период года с учётом заданной по варианту среднесуточной наружной температуры (если tнар > +10 С, то период года тёплый, если tнар < +10 С, то период года холодный ).

Таблица 2.1

Определить избытки явного тепла Qизб в помещении по формуле:

где QИЗБ – избытки явного тепла, (кДж/ч·м3);

QЯВН – явное тепло в цехе, (кДж/ч);

t°C F или f t°C F или f t°C F или f 7 7,51 12,79 23 21,07 8 8,04 16 13,63 22,38 9 8,61 17 14,53 23,76 10 9,21 18 15,48 25,91 11 9,84 19 16,48 26,74 12 10,52 20 17,54 30,04 13 11,23 21 18,65 31,04 14 11,99 22 19,83 31,82

Определить по ДСН 3.3.6.042-99 требуемые значения температуры tн, относительной влажности jн , скорости движения воздуха на рабочем месте Сн (приложение А.2). Нормативные значения параметров микроклимата выбираются в зависимости от периода года, категории тяжести труда, а также категории помещения по тепловому режиму. Так, если помещение «горячее», то принимаются значения из графы «допустимая», если помещение «холодное», то принимаются значения из графы «оптимальная». Постоянные рабочие места соответствуют лёгкой категории работ (1а, 16 ), непостоянные рабочие места – средней и тяжёлой категориям работ (ІІа, ІІб, III ).

Полученные данные занести в таблицу протокола в графу «нормативное значение».

12. Сравнить нормативные данные с фактическими. Сделать вывод о соответствии микроклимата производственного помещения нормативным значениям по ГОСТ 12.1.003-88 и ДСН 3.3.6.042-99.

---