Определение поля температур в помещении

При устройстве систем отопления и вентиляции одной из опорных характеристик является расчетная температура воздуха в помещении. В жилых и общественных зданиях за расчетную принимают температуру воздуха, измеряемую термометром, установленном на внутренней стене помещения, на высоте 1,5 м от пола и не ближе 1,5 м от наружной стены. Однако температура воздуха в других точках помещения не всегда соответствует расчетной.

Задачей работы является изучение поля температур и сопоставление измеренных температур с расчетной, а также выявление причин, влияющих на распределение температур. Попутно производиться ознакомление с методикой измерения температур воздуха в помещении в разных точках по высоте и в плане.

Для определения температуры воздуха применяются жидкостно-стеклянные термометры и термопары. Рабочей жидкостью, заполняющий резервуар и капилляр жидкостного термометра, служит ртуть, толуол, этиловый спирт и др.; их свойствами определяются пределы применения термометров. Эти пределы указаны в табл.1.

Таблица 1

  Рабочая жидкость Пределы измеряемых температур
от до
Ртуть -30 +700
Толуол -90 +100
Этиловый спирт -100 +75
Петролейный эфир -130 +25

Наибольшее распространение получили ртутные темометры, имеющие ряд преимуществ перед термометрами с другими заполнителями. Ртуть не смачивает стекло, легко получается в химически чистом виде, имеет значительный интервал температур, в пределах которого она находится в жидком состоянии. Органические жидкости смачивают стекло и со временем изменяют свои химические свойства, вследствие чего снижается точность показаний термометра.

Пространство над рабочей жидкостью во всех термометрах заполняется азотом или другим инертном газом.

Жидкостно-стеклянные термометры подразделяются на рабочие и образцовые ( лабораторные, технические, калориметрические и др.). образцовые термометры изготовляются с органическими пределами шкалы и служат для точных измерений; за ними по точности идут термометры лабораторные, технические и т.д.

Для измерения температур в помещении следует пользоваться лабораторными или в крайнем случае техническими термометрами. Цена деления шкал термометров имеет различные значения, в зависимости от которых определяется допустимая погрешность показаний термометра, приведенная в табл.2.

Таблица 2

Интервал температур Допустимая погрешность при цене деления шкалы
от до 0,1 и 0,2 0,5 5 и 10
-30 Определение поля температур в помещении - student2.ru 0,2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 1 Определение поля температур в помещении - student2.ru 1 Определение поля температур в помещении - student2.ru 2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 5
+1 +100 Определение поля температур в помещении - student2.ru 0,2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 1 Определение поля температур в помещении - student2.ru 1 Определение поля температур в помещении - student2.ru 2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 5
+100 +200 Определение поля температур в помещении - student2.ru 0,2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 1 Определение поля температур в помещении - student2.ru 2 Определение поля температур в помещении - student2.ru 3 Определение поля температур в помещении - student2.ru 5
               

Ко всем термометрам прилагаются свидетельства (паспорта), в которых указываются поправки к показаниям их, зависящие как от точности показания термометра, так и от условий, в которых производится измерение.

До измерений необходимо сверить термометры, которыми предстоит пользоваться, с эталонными и учесть все поправки, указанные в свидетельстве и появляющиеся в ходе измерений.

Наиболее часто при измерении температуры встречается поправка на выступающий столбик жидкости. Делается она в том случае, когда резервуар с жидкостью и капилляр со шкалой находятся в условиях с сильно разнящимися температурами. Например, такая поправка будет иметь место, если производить измерение горячей жидкости в трубе в то время, когда сама труба находится в среде с отрицательной температурой.

Эта поправка рассчитывается по формуле:

Определение поля температур в помещении - student2.ru ,

Где m – высота столбика жидкости, град шкалы;

α – коэффициент объемного расширения жидкости (для ртути α = 0,00016 град, для органических жидкостей α = 0,00124 гра Определение поля температур в помещении - student2.ru );

Определение поля температур в помещении - student2.ru – температура, показываемая термометром, град;

Определение поля температур в помещении - student2.ru – температура выступающего столбика (измеряется другим термометром, расположенным рядом со шкалой).

Если имеется несколько поправок, то все они должны быть учтены, а действительная температура с учетом всех поправок определяется из выражения

Определение поля температур в помещении - student2.ru

Для решения задачи по определению поля температур помещения в качестве экспериментальной может быть выбрана не загроможденная оборудование и мебелью комната. На план и разрез комнаты наносятся основные размеры, и проводится ряд произвольных сечений, равноотстоящих друг от друга, как это показано на рис.1 (сечения I, II, III и а, б, в). В узлах сечений (точки 1 – 9) помещаются раздвижные (деревянные или металлические) рейки с термометрами, расположенными на соответствующих уровнях. При установке термометров следует исключить влияние теплового излучения установкой экранов и влияния обдувания термометров потоками воздуха. Температуру воздуха измеряют на

Определение поля температур в помещении - student2.ru

Рис.1. расположение реек с термометрами в помещении

следующих уровнях: 0,5 и 1,5 м от пола и 0,25 м от потолка, при этом соответствующий уровень должен проходить через середину резервуара термометра (рис.2).

Определение поля температур в помещении - student2.ru – Рис.2. Установка термометра на рейках

Кроме замеров температур в точках 1 – 9, необходимо производить измерение во всех углах, у середины стен и в центре помещения.

Установив термометры, следует покинуть помещение на 10 – 15 мин., после чего произвести снятие показаний термометров. Отсчет температур берут одновременно по всем термометрам, не прикасаясь к их резервуарам. Показания термометров снимаются несколько раз через равные промежутки времени и заносятся в табл. 3.

Таблица 3

Дата   Время Температура в точках
1' 1'' 2' 2'' 3' 3''
                               
                               

По окончании работы к показаниям термометров делают необходимые поправки и полученные действительные температуры заносят в табл.4.

Таблица 4

Дата   Время Температура в точках
1' 1'' 2' 2'' 3' 3'' 4' 4''
                                     
Средние значения по всем наблюдениям                          
                                 

Примечание. Принцип действия термопар и методика измерения ими температур приведены в лабораторной работе № 3.

Наши рекомендации