Тема: Определение температуры воздуха.

Цели:

Освоить методику определения средней температуры воздуха, перепада температур и среднесуточной температуры в помещении.

 

Приборы для измерения температуры воздуха:

Термометры, штативы, секундомер.

Для измерения температуры воздуха и ее динамической регистрации используются ртутные и спиртовые термометры, а также термографы.

Термометр — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее.   

 

 

                                                            

               

             Термометры стеклянные   

        

                                                                                    

                                 

                                       Термограф

При необходимости постоянного наблюдения за изменениями температуры воздуха в течение суток, недели используют самопишущие приборы — термографы.                 

Устройство и действие приборов: Приборы, измеряющие температуру воздуха условно подразделяют на фиксирующие (максимальные и минимальные) и электрические термометры.

Приборы, измеряющие температуру воздуха условно подразделяют на фиксирующие (максимальные и минимальные) и измеряющие (в момент наблюдения термометры, термографы).

1. максимальные термометры - ртутные

2. минимальные - спиртовые

3. измеряющие- ж идкостные (спиртовые, ртутные)

4. электрические.
Чаще применяются ртутные термометры, они более точные, измеряют температуру воздуха в пределах от — 35 до +357°С; с помощью спиртовых термометров удобно измерять низкие температуры воздуха (до — 130 °С). (Точка кипения спирта 78,3 °С, ртуть замерзает при — 39,4 °С).

В максимальных термометрах в дно резервуара впаивают стеклянный стержень, который входит в капиллярную трубку, сужая ее просвет.
При повышении температуры воздуха ртуть проходит между стержнем и стенками трубки, при снижении — столбик ртути не в состоянии преодолеть сопротивление и войти обратно в резервуар и показывает  бывший максимум температуры.

Чтобы вогнать ртуть обратно в резервуар, необходимо встряхнуть термометр. Во время измерения максимальные термометры устанавливают горизонтально, при снятии показаний следует приподнять.  Минимальный термометр имеет штифт (стеклянную иглу-указатель), который погружен в спирт. Перед измерением поднимают нижний конец термометра и штифт касается поверхности спирта, затем термометр устанавливается горизонтально.
При повышении температуры воздуха спирт проходит мимо штифта, при понижении — столбик спирта укорачивается и поверхностная пленка увлекает за собой штифт вниз и устанавливает его в положении, соответствующем минимуму наблюдающейся температуры воздуха. Отсчет производят по наиболее отдаленному от резервуара термометра концу штифта.

Методика определения температуры воздуха:

Приборы: термометры, штативы, секундомер.

Правила:
- прибор не держать в руках, фиксировать в специальном штати ве, на расстоянии от стены не менее 20 см;
- значение показателя регистрировать через 10 минут;
- не следует размещать приборы вблизи источников тепла (в том числе  человека);
- измерения проводятся в горизонтальной и вертикальной плоскостях, при этом допускаются колебания температуры по горизонтали в пределах 2-3 °С, а по вертикали - 2,5 °С на 1 м высоты;
- измерение производится на высоте 0,1; 0,5 и 1,5 м от пола и по диагонали помещения (противоположные углы и середина).
Оценка ведется по разнице показаний.
1.Среднюю температуру воздуха в помещении измеряют в 6   точках: по вертикали на высоте 0,1м от пола и потолка; 1м и 1,5 м от пола, 0,2 м от стен.. Показания складываются и делятся на шесть.

2. Перепады температур по вертикали: по вертикали на высоте 0,1м от пола и потолка не должны превышать 2°С-, по горизонтали - в центре помещения 1,5м,  и на расстоянии 0,2 м  от наружной и внутренней стен. Разница также не должна превышать 2°С.
3. Среднесуточная температура воздуха складывается из отдельных измерений, выполненных через равные промежутки времени 3 — 4 раза в сутки. В производственных помещениях при равномерном технологическом процессе измерения осуществляют в начале, середине и конце смены. Если производство носит периодический характер, то измерять температуру воздуха необходимо с учетом работы источника теплового излучения. Оптимальной температурой воздуха в помещении следует считать 20-22 °С. В производственных помещениях в процессе работы необходимо периодически контролировать параметры воздушной среды. Осуществляют это с помощью контрольно-измерительных приборов. Температура воздуха контролируется термометрами, установленными постоянно на стенах или колоннах на высоте около 1,5 м и не ближе 1 м от нагревательных приборов. При необходимости постоянного наблюдения за изменениями температуры воздуха в течение суток, недели используют самопишущие приборы — термографы.

 

Ситуационная задача: В спальном помещении солдатской казар мы среднесуточная температура воздуха составляет 20 °С. В ночные и утренние часы она падает до 14 °С, а в дневные — поднимается до 24 °С. Оцените температурные условия и возможные последствия их влияния на людей.

 

Задание №2.

 Тема: Определение влажности воздуха

Цели: Освоить методику определения относительной влажности воздуха в помещении.

Приборы для измерения относительной влажности воздуха: психрометры, гигрометры, гигрографы.

 

 

Гигрометр – прибор для определения абсолютной и относительной влажности воздуха. Существуют несколько типов гигрометров, основанных на различных принципах:

а) весовые – состоят из системы V-образных трубок, наполненных гигроскопическим веществом, поглощающим влагу из воздуха. (Гигроскопичность – это свойство материалов поглощать

влагу из воздуха за счет образования химического соединения с водой или за счет капиллярной конденсации);

б ) пленочные – имеют чувствительный элемент из органической пленки, которая растягивается при повышении влажности и сжимается при её понижении;  

                  Гигрометр пленочный:

      1 – мембрана, 2 – стрелка, 3 – шкала

   в) волосные – основаны на свойстве обезжиренного человече   ского волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха, что позволяет измерять относительную влажность от 30 до 100 %.

         

                    Гигрометр волосной

Достоинства гигрометра – простота конструкции и измерения, относительная влажность получается непосредственно в процентах. Этим прибором можно определять влажность воздуха при температурах ниже 0 °С (без специальной подготовки прибора). Недостатком этого прибора является необходимость частой проверки и малая точность показаний. При измерении влажности гигрометр волосной устанавливается в камере или в грузовом вагоне в отвесном положении, в средней части помещения на высоте приблизительно 1,5 м от пола.

Конденсационный гигрометр состоит из металлической коробочки с двумя отверстиями. В коробочку заливается эфир. С помощью резиновой груши через коробочку прокачивается воздух. Эфир очень быстро испаряется, температура коробочки и воздуха, находящегося вблизи нее, понижается, а относительная влажность растет. При некоторой температуре, которая измеряется термометром, вставленным в отверстие прибора, поверхность коробочки покрывается мельчайшими капельками росы. Чтобы точнее зафиксировать момент появления на поверхности коробочки росы, эта поверхность полируется до зеркального блеска, а рядом с коробочкой для контроля располагается отполированное металлическое кольцо. Значения давления и плотности насыщенного пара при разных температурах можно найти в справочниках.

Гигрограф – прибор для непрерывной регистрации относительной влажности воздуха. Чувствительным элементом гигрографа служит пучок обезжиренных человеческих волос или органическая пленка, изменяющие свою длину в зависимости от влажности и перемещающие посредством системы рычагов специальное пишущее перо. Запись происходит на разграфленной ленте, надетой на барабан, вращаемый часовым механизмом.                                                                                 

                                         Гигрограф

                                                      

            В зависимости от продолжительности оборота барабана гигрографы бывают суточные и недельные.

Психрометр – прибор для измерения влажности воздуха и его температуры. Существуют несколько типов: стационарный, аспирационный, дистанционный. Стационарный психрометр Августа предназначен для измерения относительной влажности воздуха в стационарных условиях. Принцип действия этого прибора  основан на разности показаний «сухого» 2 и «влажного» 3 термометров в зависимости от влажности окружающего воздуха. Прибор состоит из двух термометров, укрепленных на щите 1. Чувствительная часть одного из них обернута тканью – батистом (тонкая, полупрозрачная льняная или хлопчатобумажная

                               Психрометр Августа

ткань полотняного переплетения, вырабатываемая из кручёной пряжи высоких номеров) 4, конец которой опускается в трубку с дистиллированной водой 5. Таким образом, ртутный резервуар одного из термометров всегда остается смоченным, а другой – сухим. Вода, пропитывающая ткань, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло у термометра и охлаждает его. В результате «влажный» термометр показывает более низкую температуру, чем «сухой». Чем суше воздух, тем энергичнее происходит испарение, тем больше будет разница между показаниями «сухого» и «влажного» термометров. По разности между «сухим» и «влажным» термометрами и показанию «влажного» термометра с помощью психрометрической таблицы определяют относительную влажность при скорости движения воздуха до 0,3 м/с.Наиболее совершенным прибором для определения относительной влажности в стационарных и полевых условиях является аспирационный психрометр Ассмана Искусственная вентиляция в приборе осуществляется пружинным вентилятором.

 

Принцип действия этого прибора аналогичен психрометру Августа. Термометры 2 и 3 находятся в специальной латунной оправе 4 с вентилятором 1, протягивающим воздух около резервуаров термометров. Ткань 6 смочена водой и одета на чувствительную часть термометра (баллон с ртутью). Прибор работает следующим образом: вращением вентилятора в прибор всасывается воздух, который обтекая резервуары термометров, проходит по воздухопроводной трубке 5 к вентилятору и выбрасывается им наружу через прорези. Благодаря протеканию вокруг резервуаров термометров потока воздуха с постоянной скоростью около 2,5 м/с «сухой» термометр показывает температуру этого потока, а показания «влажного» термометра будут меньше, так как он охлаждается вследствие испарения воды с поверхности ткани. Значение относительной влажности воздуха/

     Аспирационный психрометр Ассмана

определяется по психрометрической таблице.

Дистанционное определение относительной влажности воздуха можно производить по принципу психрометра, т. е. по разности показаний «сухого» и «влажного» термометров сопротивления и далее с помощью психрометрической таблицы или номограммы. В этом случае один датчик помещают в батистовый чехол, постоянно смачиваемый водой. За счет отбора тепла на испарение воды он будет показывать более низкую температуру, чем «сухой» датчик. Разность показаний этих датчиков будет зависеть от влажности воздуха в помещении

Методика измерения относительной влажности воздуха.

Определение проводится по разнице показаний ртутных термометров, один из которых регистрирует температуру сухого воздуха, другой - увлажненного). Измерение осуществляется в трех точках зала (по диагонали). Время работы прибора: 4 -5 мин в летнее время и 15 мин - в зимнее. На ткань одного из термометров в аспирационном психрометре наносятся 1-2 капли дистиллированной воды из специальной пипетки за 4-5 мин летом и за 15 мин зимой до исследования. Прибор фиксируют на высоте 2 м от поверхности пола (почвы). Снимают показания с обоих термометров через 4-5 мин летом и через 15 мин зимой. По специальной таблице находят значение относительной влажности, сравнивают с нормативными показателями, делают вывод о влиянии конкретного значения температуры и влажности на состояние организма. Нормативное значение влажности воздуха значительно варьирует (30-60)%  

Таблица. Фрагмент психрометрической таблицы

Разность показаний сухого и влажного термометров
Показания сухого  0   Термометра,     С	0		1	2		3

4......10