Относительная влажность измеряется психрометрами Августа и Ассмана. Основные части психрометра – два термометра. Резервуар одного из них обернут гигроскопической тканью.
Принцип действия психрометра основан на зависимости интенсивности испарения влаги в окружающий воздух от влажности этого воздуха.
Более совершенным является психрометр Ассмана, у которого резервуары обоих термометров помещены в металлические трубки, защищающие их от теплового излучения. Чтобы исключить влияние скорости движения окружающего воздуха, через эти трубки пропускают исследуемый воздух со скоростью 4 м/с. Движение воздуха обеспечивается вентилятором, который вмонтирован в корпус психрометра и приводится в движение пружинным двигателем.
Зная показания термометров, относительную влажность находят по психрометрическим таблицам или по соответствующим графикам.
Относительную влажность воздуха также вычисляют по формуле (1). При этом абсолютная влажность е вычисляют по формуле (3) для психрометра Ассмана:
е = Е |
, |
− α (Т |
С |
− Т |
В |
) Р |
(2) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
е = Е |
, |
− 0,5 (Т |
|
− Т |
|
) |
Р |
(3) |
||
|
С |
В |
755 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
где Е, - упругость насыщенных водяных паров при температуре «влажного» термометра ТВ , мм.рт.ст. (табл. 4);
α - психрометрическая постоянная – коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха, (табл. 5);
ТС - показания «сухого» термометра психрометра, 0С;
ТВ - показания «влажного» термометра психрометра, 0С;
Р- атмосферное давление в момент измерения влажности, мм.рт.ст. Для непрерывного наблюдения за изменением относительной влажности
используют самопишущий прибор – гигрограф. Описание устройства прибора и принцип действия его дано в приложении 2.
Упругость водяных паров в мм.рт.ст. при разной температуре
Т |
Упругость |
Т |
Упругость |
Т |
Упругость |
10 |
9,14 |
18 |
14,93 |
26 |
24,96 |
11 |
9,77 |
19 |
16,32 |
27 |
26,47 |
12 |
10,43 |
20 |
17,36 |
28 |
28,87 |
13 |
11,14 |
21 |
18,47 |
29 |
29,74 |
14 |
11,88 |
22 |
19,63 |
30 |
31,51 |
15 |
12,67 |
23 |
20,86 |
31 |
33,37 |
16 |
13,51 |
24 |
22,05 |
32 |
33,32 |
17 |
14,44 |
25 |
23,52 |
33 |
37,37 |
7
Таблица 5 Значения психрометрического коэффициента при разных скоростях дви-
жения воздуха
скорость, м/с |
коэффициент α |
скорость, м/с |
коэффициент α |
0,13 |
0,00130 |
0,8 |
0,00080 |
0,16 |
0,00120 |
2,3 |
0,00070 |
0,20 |
0,00110 |
3,0 |
0,00069 |
0,30 |
0,00100 |
4,0 |
0,00067 |
0,40 |
0,00090 |
|
|
4.Скорость движения воздуха определяется специальными приборами – анемометрами.
Механические анемометры (крыльчатый и чашечный) работают на принципе измерения за определенный срок числа оборотов приемной вертушки прибора, помещенного в установившийся воздушный поток. Пределы измерений крыльчатого струйного анемометра – от 0,3 до 5,0 м/и, а чашечный – от 1 до 20 м/с.
Индукционные анемометры работают на принципе измерения угловой скорости вращения вертушки методом электрического индукционного тахометра.
Анемометр ручной индукционный (АРИ - 49) предназначен для измерения усреднённого значения скорости движения воздуха в наземных условиях в диапазоне от 2,0 до 30,0 м/с.
В лабораторной установке движение воздуха создается с помощью настольного вентилятора.
5.Тепловое излучение – электромагнитное излучение, испускаемое телами, находящимися в состоянии термодинамического равновесия (когда все части тела имеют одну и ту же температуру). Зависимость от абсолютной температуры и оптических свойств излучающего тела.
Измерение интенсивности теплового излучения производится актинометрами (например, актинометр ЛИОТ – Н – инспекторский актинометр Носкова), принцип действия которого основан на измерении термо - ЭДС, возникающей вследствие равной величины поглощения и излучения блестящими и зачерненными секциями термоприемника.
Актинометр не следует долго держать открытым у источника тепла; необходимо также оберегать его от толчков и сотрясений.
Данные о влиянии лучистой тепловой энергии на человека показаны в табл. 6.
Таблица 6 Данные интенсивности теплооблучения и характера воздействия на орга-
низм человека
Интенсивность теплооблу- |
0,4-0,8 |
0,8-1,5 |
1,5-2,5 |
2,5-3 |
чения, кал/см2мин |
|
|
|
|
Переносимо при непре- |
долго |
3-5 мин |
40-50с |
20-30с |
рывном воздействии |
|
|
|
|
8
В термических, литейных, крупных кузнечных цехах, участках сушки, термообработки необходимо учитывать интенсивность теплового излучения.
С целью сохранения теплового баланса в организме человека при работе и, следовательно, полной трудоспособности в данных производственных условиях рекомендуется при интенсивности теплового излучения 0,5 кал/см2 мин и более применять воздушное душирование, а при – 1,5 кал/см2 мин устраивать водо - , воздушное душирование, холодное экранирование и др.
Техника безопасности при выполнении лабораторной работы
Работа выполняется после проверки лаборантом исправности изоляции электросети, шнура вентилятора и теплоизлучателя.
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
После ознакомления с сущностью работы, устройством, принципом действия приборов, требованиями техники безопасности при выполнении лабораторной работы студент должен поставить в известность об этом преподавателя и получить разрешение на выполнение экспериментальной части.
Порядок проведения работы
1.Установить категорию работ и соответствующие ей оптимальные или допустимые параметры метеорологических условий в лаборатории.
2.Определить экспериментально параметры микроклимата в учебной лаборатории:
а) давление воздуха с помощью барометра-анероида, а при неисправности или отсутствии его по барографу; б) среднюю температуру воздуха по показаниям термометров укрепленных на стойках или по термографу;
в) относительную влажность воздуха психрометром Ассмана, осуществив при этом следующую последовательность операций;
-смочить матерчатый колпачок термометра дистиллированной водой;
-завести пружину вентилятора прибора на 5-6 оборотов, создавая скорость движения воздушного потока 4 м/с;
-через 1,5-2 мин снять показания с «сухого» и «влажного» термометра;
-по психрометрическому графику (таблице), приложенному к паспорту прибора, определить относительную влажность воздуха;
-вычислить относительную влажность воздуха по формуле (1);
-сопоставить результаты расчета и эксперимента.
Примечание: При отсутствии или неисправности психрометра Ассмана используют психрометр Августа. Перед снятием показаний с термометров создают около прибора скорость воздушного потока 0,4 м/с путем помахивания тетрадью в течение 4х минут. Влажность определяется по психрометрической таблице.
9
3. Сравнить результаты измерений температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха с оптимальными и допустимыми величинами по СанПиН 2.2.4.548-96. Данные занести в протокол № 1.
П Р О Т О К О Л № 1 Оценки параметров микроклимата для _______________________периода
года, для __________________________категории тяжести работ
Пара- |
Единица |
Опти- |
Допусти- |
Фактическая вели- |
Примеча- |
|
метры |
измере- |
мальная |
мая вели- |
чина |
ние |
|
|
ния |
величина |
чина |
изме- |
расчетная |
|
|
|
|
|
ренная |
|
|
Т |
0С |
|
|
|
|
|
R |
% |
|
|
|
|
|
V |
м/с |
|
|
|
|
|
JT |
кал/см2мин |
|
|
|
|
|
Р |
мм.рт.ст. |
|
|
|
|
|
4. Определить скорость воздушного потока в трубе чашечным и крыльчатым анемометром. При этом необходимо соблюдать следующую последовательность операции:
-снять показания (С1) до начала опыта со стрелок анемометров, начиная с циферблата «тысяча», затем с циферблата «сотни» и далее – с большого циферблата. Если стрелка стоит между цифрами, то записывается значение меньшей цифры;
-включить вентилятор;
-через 2 мин работы приборов в установившемся воздушном потоке
снять показания (С2) со шкал приборов в указанной выше последовательности;
- определить число деле ний в секунду по формуле N = (С2 − С1 ) / t ;
-по графикам, прилагаемым к паспортам анемометров, найти скорость (V ) воздушного потока в м/с.
Показания приборов и расчетные данные заносятся в протокол № 2.
Примечание: При отсутствие одного из указанных анемометров используют индукционный анемометр.
5. Определить интенсивность тепловой радиации от нагретого источника
Jt:
-включить источник тепла;
-установить через 5 минут актинометр на расстоянии заданном преподавателем от источника тепла так, чтобы термоприемник был обращен в сторону излучения;
-открыть заслонку термобатареи на 2-3 секунды и снять показания с прибора, закрыть теплобатарею заслонкой;
10
- дать субъективную оценку теплового состояния человека (табл.6). Данные эксперимента и сравнительные данные заносятся в протокол № 3.
П Р О Т О К О Л № 2 Определение скорости движения воздуха
Наиме- |
Показа- |
Показания |
Длитель |
Число |
Скорость |
При- |
нование |
ния при- |
прибора по- |
ность |
оборо- |
движения |
меча- |
прибо- |
бора до |
сле проведе- |
опыта t , |
тов в 1с, |
воздуха по |
ние |
ра |
начала |
ния опыта С2 |
с |
N |
тариро- |
|
|
опыта С1 |
|
|
|
вочному |
|
|
|
|
|
|
графику |
|
|
|
|
|
|
V , м/с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П Р О Т О К О Л № 3 Оценка интенсивности теплооблучения
Показания акти- |
Расстояние от источника |
Заключение (сравнение с |
нометра |
до прибора |
данными табл. 6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
По окончании работы необходимо оформить отчёт и подготовить ответы на контрольные вопросы:
1.Какими параметрами определяются метеорологические условия производственных помещений?
2.Какая существует взаимосвязь между самочувствием человека и состоянием микроклимата производственной среды?
3.Какими нормативными документами регламентированы метеорологические условия производственной среды?
4.По каким показателям определяется категорийность работ?
5.Что такое оптимальные и допустимые параметры метеорологических условий производственных помещений?
6.Какими приборами измеряются параметры метеорологических условий?
7.В чем различие психрометров Августа и Ассмана?
11