Визначення швидкості руху повітря

Швидкість руху повітря, а також рух повітря у вентиляційних повітропроводах, визначають за допомогою анемометрів (рис. 5): чашкового (діапазон вимірювання 1-20 м/с) і крильчастого (0,3-5,0 м/с).

а) б)

Рис. 5. Анемометри: а - крильчастий; б – чашковий

За будовою ці два прилади принципово однакові. У чашковому анемометрі потік повітря обертає напівкулі, а в крильчастому – тоненькі лопаті, розташовані на осі. Цей обертовий рух за допомогою зубчастої передачі задіює стрілки циферблату анемометра. Вмикання і вимикання механізму задіяння стрілок здійснюється за допомогою аретиру (важеля), розміщеного на бічній стороні корпуса. Під час вимірювання вісь чашкового анемометра потрібно встановлювати перпендикулярно до напрямку повітряного потоку, а вісь крильчастого – паралельно йому.

Для вимірювання малих швидкостей потоку повітря застосовують кататермометр. Він дозволяє визначати рух повітря в межах від 0,05 до 2 м/с. Основою приладу є спиртовий термометр з циліндричним або кульковим резервуаром. Шкалу циліндричного кататермометра проградуйовано в межах від 35 до 38 °С, кулькового - від 33 до 40 °С (рис. 6).

Принцип роботи приладу полягає в тому, що попередньо нагрітий кататермометр втрачає тепло не лише від різниці температури повітря та спирту, але й від дії руху повітря, пропорційно до його швидкості.

Перед вимірюванням кататермометр занурюють у посуд з гарячою водою (температура води близько 65 – 70 °С), поки зафарбований спирт не заповнить половину об’єму верхнього резервуару. Після цього кататермометр насухо витирають і підвішують на штативі у місці, де необхідно визначити швидкість руху повітря. Якщо вимірюють швидкість руху зовнішнього повітря, то кататермометр захищають від прямих сонячних променів.

Далі за допомогою секундоміра визначають час, протягом якого стовпчик опуститься від температури Т₁ до температури Т₂. Інтервали охолодження кататермометра зручно вибирати від 38 до 35°С, тобто такий інтервал, щоб середня температура діапазону вимірювання (Т₁+ Т₂)/2 дорівнювала 36,5°С.

Охолоджувальну здатність повітря (мкал/см²•с) знаходять за формулою

Н = F / а, (2)

де F – константа приладу, яку зазначено з тильного боку шкали, що показує кількість тепла, втраченого з 1см² поверхні резервуару приладу;

а – час у секундах, протягом якого кататермометр охолоджується.

Швидкість руху повітря за допомогою кулькового кататермометра знаходять за таблицею (додаток 6). У цій таблиці величина Q - це різниця між середньою температурою кататермометра і температурою t° повітря довкілля (36,5 - t°).

Рис. 6. Кататермометр (а - циліндричний (Хілла); б - кульовий)

Нині існують сучасніші комбіновані прилади з цифровим табло, які одночасно дозволяють отримати значення температури, швидкості руху повітря та інтенсивності повітрообміну в повітропроводі.

Порядок виконання роботи

4.1. Виміряти температуру повітря термометром.

4.2. Визначити вологість повітря психрометром Асмана. Для цього спочатку необхідно за допомогою піпетки зволожити батист (марлю) на кінчику термометра та ввімкнути вентилятор психрометра.

Через кілька хвилин після його запуску записати покази ртутних стовпчиків сухого і вологого термометрів. Відносну вологість визначають за допомогою психрометричної таблиці (додаток 3) у точці перетину показів сухого і різниці показів сухого й вологого термометрів. Відносну вологість можна також визначати за номограмою (додаток 4).

4.3. Визначити швидкість руху повітря чашковим анемометром. Перед початком вимірювання швидкості руху повітря записують початкові показання стрілок з усіх шкал лічильника анемометра (тисячі й сотні – маленькі шкали, десятки і одиниці – велика шкала).

Через 10 – 15 с, коли напівкулі анемометра почнуть обертатися з постійною швидкістю в місці дослідження, за допомогою аретиру вмикають анемометр, а з ним одночасно секундомір. Тривалість вимірювання становить 60 - 120 с. Потім анемометр вимикають, записують кінцевий відлік та розраховують швидкість обертання напівкуль А (кількість поділок шкали за секунду)

А = (N₂ - N₁) / t, (3)

де N₁ – початкові покази шкал приладу (до початку вимірювання);

N₂ – кінцеві покази шкал приладу (після закінчення вимірювання);

t - тривалість вимірювання у секундах.

На тарувальному графіку (додається до анемометра заводом-виробником) за значенням А (кількість поділок/с) знаходять швидкість руху повітря (додаток 5). Для цього на вертикальній шкалі відзначають кількість поділок А. Від цієї точки проводять горизонталь до лінії графіка. Точку перетину проектують на вісь абсцис, що дає шукану швидкість руху повітря.

4.4. Записати результати вимірювання параметрів мікроклімату в таблицю протоколу.

4.5. Навести висновки і рекомендації щодо поліпшення параметрів мікроклімату виробничого приміщення, де проводилися вимірювання.