Приборы для определения влажности воздуха

Ввоздухе содержится водяной пар. Давление воздуха складывается из парциальных давлений сухого воздуха р_си и паров воды р_п т.е. атмосферное давление равно

Ра ⁼ Рcв + Рп.

Обычно при контактных температурах р_п << р_св, поэтому часто считают р_а » р_св.

Количество пара в воздухе оценивается абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютная влажность определяется массой паров m_п воды в единице объема воздуха, т.е. плотностью р_п, кг/м³ (г/м³). Абсолютную влажность можно измерить парциальным давлением водяного пара р_Г1, Па (мм. рт. ст.).

С повышением абсолютной влажности пары воды все ближе подходят к состоянию насыщенного пара (максимально возможное содержание водяного пара в единице объема).

Максимальной абсолютной влажностью при данной температуре является масса насыщенного водяного пара m_нп в 1 м³ воздуха, т.е. плотность насыщенного водяного пара р_т, кг/м³ (г/м³).

Максимальную абсолютную влажность можно также измерять давлением или упругостью насыщенного пара р_нп, Па (мм.рт.ст.).

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре, выраженной в процентах.

Относительная влажность определяется отношением плотности пара r_п, к плотности насыщенного пара r_нп, при той же температуре, или отношением парциального давления р_п пара к давлению насыщенного пара р_нп при той же температуре, или отношением массы водяных паров m_п к массе насыщенных водяных паров m_н„ при той же температуре:

j = (r_п / r_ип) • 100% = (p_п / p_нп) • 100% = (m_п / m_щ) • 100%.

В производственных условиях обычно определяется относительная влажность, которая показывает, насколько близок или далек влажный воздух от насыщения.

Относительная влажность воздуха определяется с помощью психрометров (от греческого рsуchrоs - холодный), гигрометров (от греческого - hуgrоs - влажный), гигрографов. Принцип действия гигрометра (и гигрографа) основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса удлиняться с увеличением влажности и укорачиваться с ее уменьшением.

Основы теории волосного гигрометра созданы русским ученым Б.И. Срезневским (1882). Сущность ее в следующем: человеческий волос имеет на поверхности многочисленные поры, расположенные перпендикулярно к его оси. Часть этих пор заполнена пигментом, а часть только воздухом. Водяной пар конденсируется в порах, и они заполняются водой. При полном насыщении воздуха водяным паром поры целиком заполняются водой, и поверхность ее образует плоский мениск. При недостатке насыщения часть воды из пор испаряется, и мениск приобретает вогнутую форму. Силы поверхностного натяжения, возрастающие с ростом кривизны мениска, стягивают стенки пор, и длина волоса уменьшается. Это изменение длины передается стрелкой на градуированную шкалу, по которой производится отсчет.

Недостатком гигрометров является нарушение точности измерения в помещениях с выделением пыли, агрессивных паров и туманов, влияющие на гидрофильные свойства волоса.

Принцип действия психрометра основан на зависимости испарения влаги от влажности окружающего воздуха. Интенсивность испарения тем больше, чем суше воздух. Психрометр состоит из двух одинаковых жидкостных термометров расширения, резервуар одного из термометров обернут увлажняемой тканью («увлажненный термометр»). На испарение влаги с ткани расходуется теплота, за счет чего происходит понижение температуры «увлажненного» термометра. По показаниям «сухого» и «увлажненного» термометров стационарного психрометра ПБУ - 1М определяют относительную влажность, пользуясь психрометрической таблицей на прикладной шкальной пла­стинке.

Аспирационные (от латинского - aspiratio - выдувание, выдыхание) психрометры снабжены аспирационной головкой с вентилятором, приводимым во вращение электромотором (аспирационный психрометр М-34) или часовой пружиной (аспирационный психрометр МВ - 4М). Вентилятор обеспечивает обдув термометров, помещенных в воздухопроводные трубки, и испарение влаги с «увлажненного» термометра.

Таблица 4