Устройство и принцип работы прибора
ИЗМЕРЕНИЕ
ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ
АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
Методические указания к лабораторной работе по курсу «Техническая термодинамика»
для студентов второго - третьего курсов
очной и заочной форм обучения
по направлению подготовки 140100.62
«Теплоэнергетика и теплотехника»
(профиль «Энергообеспечение предприятий»)
 |
Тамбов 2012
| |
УДК 621.1.001.575(075)
ББК з3в631я73
Л-993
Составитель
к.т.н., профессор В.И. Ляшков
Рецензент
К. ф.-м. н., доцент В.А. Шишин
Ляшков, В.И.,
Л-993 Измерение относительной влажности атмосферного воздуха. Методические указания к лабораторной работе по термодинамике для студентов второго – третьего курсов специальности 140106 / сост. В.И. Ляшков. -Тамбов: Тамб. гос. тех. ун-т, 2011. -12 с.
Методические указания содержат описание устройства и методики измерения относительной влажности влажного воздуха с помощью наиболее распространенных на практике приборов психрометрического типа.
Ó Тамбовский государственный
технический университет
Ó Ляшков В.И.
Тамбов 2012
 |
Цель работы: экспериментально определить относительную влажность воздуха в учебной аудитории и снаружи помещения.
Основы теории
Атмосферный воздух представляет собой смесь сухого воздуха с водяным паром, образующимся при испарении с поверхности открытых водоемов. Количество пара в такой смеси может быть различным. В отличие от смесей идеальных неконденсирующихся газов, состав смеси для влажного воздуха оценивают по-другому, вводя понятие об относительной влажности влажного воздуха.
Относительной влажностью j называют отношение абсолютной влажности воздуха к максимально возможной абсолютной влажности при тех же параметрах (давление и температура) влажного воздуха. При этом под абсолютной влажностью понимают количество кг пара в одном м3 влажного воздуха. Поскольку в газовых смесях в силу диффузии любая компонента занимает все пространство, занятое смесью, то величина абсолютной влажности равняется плотности водяного пара rп при температуре t влажного воздуха и его парциальном давлении. Максимальная плотность пара соответствует состоянию влажного воздуха, когда его температура (а значит и температура пара) равна температуре насыщения, т.е. максимальная плотность пара во влажном воздухе равна плотности сухого насыщенного пара rп” при заданной температуре t смеси.
Простейшие преобразования позволяют заключить, что величина j может быть определена и через отношение соответствующих давлений, что отражено в приведенной ниже формуле [1]:
,
где рп – парциальное давление перегретого пара при температуре влажного воздуха t; рн - парциальное давление пара, соответствующее состоянию насыщения при той же самой температуре. Величину j обычно выражают не в долях, а процентах.
Относительную влажность измеряют с помощью гигрометров и психрометров различного типа. В инженерной практике, как правило, используются психрометры с «увлажненным» термометром. В системах автоматики и бытовых приборах применяют гигрометры, основанные на охлаждении зеркальной поверхности до точки росы и более простые приборы с использованием специально обработанных нитей (например, конского волоса), которые существенно меняют свою упругость в зависимости от влажности окружающего воздуха.
- Измерение психрометром типа ВИТ-1
Устройство и принцип работы прибора
 Рис. 1. Схема психрометра типа ВИТ-1 |
Гигрометр состоит из пластмассового основания, к которому крепятся два термометра со шкалой, психрометрическая таблица и стеклянный питатель для смачивания одного из термометров (см. рис. 1). Резервуар термометра с надписью «увлажненный», увлажняется дистиллированной водой из питателя с помощью батистового или шифонового фитиля, изготовленного из полоски названной ткани.
Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим основывается на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разницей - разницей показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, которые находятся в термодинамическом равновесии с окружающей средой. При этом температура «увлажненного» термометра всегда будет несколько ниже, чем «сухого», поскольку в результате испарения воды от этого термометра в окружающую среду непрерывно уносится теплота парообразования, в результате чего ртуть в баллончике этого термометра охлаждается.
Снимая показания обоих термометров, определяют разность их показаний, и по величине этой разности определяют относительную влажность воздуха j по психрометрической таблице или специальному графику, а более точно специальным расчетом с использованием данных о параметрах водяного пара на линии насыщения [2].
Подготовка к работе
Чтобы проводить измерения, необходимо обеспечить присутствие влаги в питателе прибора. Питатель заполняется дистиллированной водой. Для заполнения питателя осторожно снимите его с основания. Заполнение происходит путем погружения питателя в сосуд с водой запаянным концом вниз. Установите заполненный питатель на основание так, чтобы от края открытого конца питателя к резервуару термометра было расстояние не меньше 20 мм, а фитиль не касался со стенками открытого конца питателя.
После заполнения питателя необходимо повесить гигрометр в вертикальном положении на уровне груди. В местах установки прибора не должно быть вибраций, источников тепла или холода, которые создают разность температур больше чем 2 °С между точками на расстоянии 1 м вверх и вниз по вертикали от места установки прибора.
Психрометрическая таблица, которая закреплена на основании гигрометра, действительна при определенной скорости вертикальных воздушных потоков (скорости аспирации), которые омывают гигрометр. Скорость аспирации указана на таблице.
Перед измерением относительной влажности измерьте скорость аспирации непосредственно под гигрометром. Измерение скорости аспирации проводите с помощью крыльчатого анемометра У5 по ГОСТ 6376-74. Последовательность проведения измерений - в соответствии с паспортом на анемометр.
Минимальное время выдержки гигрометра в измеряемой среде 30 минут. Только после этого производится измерение относительной влажности гигрометром, поскольку только после такой выдержки устанавливаются постоянными показания обоих термометров.