Меню

Как измерить подвижность воздуха



Приборы для измерения степени подвижности воздуха

Для определения скорости движения воздуха используют анемометры (крыльчатые и чашечные), кататермометры.

Ане­мо­мет­ры пред­став­ля­ют со­бой со­че­та­ние крыль­чат­ки, вра­щаю­щей­ся под дей­ст­ви­ем дви­жу­ще­го­ся воз­ду­ха, со счет­чи­ком обо­ро­тов.

Крыльчатые анемометры (рис. 4.4) имеют ветроприемник, выполненный из тонких пластинок легкого сплава. Прибор применяется для измерения скорости движения воздуха от 0,3 до 5 м/с.

Рис. 4.4. Крыльчатый анемометр: 1 — счетчик оборотов; 2 — крыльчатка (ветроприемник); 3 — обечайка

Чашечный анемометр(рис. 4.5) рекомендуется применять для измерения скорости движения воздуха до 20 м/сек. Приемная часть у этих анемометров выполнена из металлических или пластмассовых чашечек. Анемометры имеют счетчик числа оборотов.

Рис. 4.5. Чашечный анемометр: 1 — метеорологическая вертушка (ветроприемник); 2 — счетчик оборотов; 3 — арретир; 4 — ушки для пропускания шнурка; 5 — винт для крепления прибора

До на­ча­ла из­ме­ре­ния ско­ро­сти дви­же­ния воз­ду­ха за­пи­сы­ва­ют ис­ход­ное по­ло­же­ние стрел­ки на ци­фер­бла­тах (С1), за­тем при­бор по­ме­ща­ют в по­ток воз­ду­ха та­ким об­ра­зом, что­бы ось вра­ще­ния крыль­чат­ки крыль­ча­то­го ане­мо­мет­ра бы­ла на­прав­ле­на па­рал­лель­но по­то­ку воз­ду­ха, а ча­шеч­но­го –пер­пен­ди­ку­ляр­но. По­сле пре­одо­ле­ния инер­ции и ус­та­нов­ки по­сто­ян­ной ско­ро­сти по­во­ро­том ры­чаж­ка, на­хо­дя­ще­го­ся на бо­ко­вой сто­ро­не при­бо­ра, вклю­ча­ют счет­чик обо­ро­тов и от­ме­ча­ют вре­мя на­ча­ла за­ме­ра. Че­рез 1 ми­ну­ту вы­клю­ча­ют счет­чик и за­пи­сы­ва­ют по­ка­за­ния С2. За­тем оп­ре­де­ля­ют чис­ло обо­ро­тов в сек:

, об/с,

где t — время замера (60 сек.).

Для перевода об/с в м/с в паспорте прибора имеется график.

Кататермометр (рис. 5.6) представляет собой спиртовой термометр с цилиндрическим или шаровым резервуаром большого объема и дополнительным расширением в верхнем конусе капилляра.

Рис. 4.6. Кататермометр: а) цилиндрический; б) шаровой

Кататермометр с цилиндрическим резервуаром имеет гравировку от 35 до 38°С, а с широким резервуаром — от 33 до 40°С.

Определение скорости движения воздуха производится в следующем порядке: нижний резервуар кататермометра погружается в нагретую до 65 — 75°С воду и выдерживается до тех пор, пока спирт не заполнит половину верхнего расширения капилляра. Затем прибор извлекают из воды, тщательно вытирают досуха и подвешивают вертикально в точке замера так, чтобы он не качался. Секундомером засекают время охлаждения кататермометра с 38°С до 35°С, в течение которого кататермометр теряет постоянное количество тепла.

Для выполнения дальнейших расчетов необходимо знать величину фактора F, определяющего теплоотдачу в миликалориях с 1 см 2 поверхности нижнего резервуара при охлаждении кататермометра с 38°С до 35°С. Величина фактора определяется предварительным тарированием и гравируется на обратной стороне шкалы прибора F. Константа кататермометра Ф, определяющая величину теплоотдачи при охлаждении на 1°С, измеряемая в мкал/см 2. град, равна:

Ф .

Зная константу кататермометра и время, в течение которого произошло охлаждение ( t ), можно найти охлаждающую способность окружающего воздуха ( Н ), выраженную в катаградусах:

, мкал/(с.см 2 град.),

где Т1 и Т2 — начальная и конечная температуры охлаждения ( К );

t — время охлаждения кататермометра от Т1 до Т2.

Для определения скорости движения воздуха необходимо знать отношение , где С — разность между средней температурой кататермометра в период испытания (36,5°С) и температурой окружающей воздушной среды ( tс ), т.е. С = (36,5 — tс) °С.

Скорость движения воздуха по цилиндрическому и шаровому кататермометрам определяется по формулам:

при £ 0,6 м/с;

при ³ 0,6 м/с.

Источник

Как измерить подвижность воздуха

Занятие 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ И ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОЗДУХА

Цель занятия. Ознакомиться с приборами для контроля подвижности и охлаждающей способности воздуха в животноводческих помещениях, приобрести навыки в работе с анемометрами и ката-термометрами, провести расчеты подвижности воздуха по данным анемометров, а охлаждающей способности воздуха по данным кататермометра.

Материалы и оборудование. Анемометры АСО-3, МС-13, М-61, АП-1; кататермометры.

Общие сведения. При определении подвижности воздуха проверяют его направление и скорость. По направлению воздушные потоки бывают продольные, поперечные, нисходящие и восходящие. Направление подвижности воздуха по отношению к точкам горизонта устанавливают с помощью флюгера или метода задымления.

Для изображения распределения повторяемости направлений ветра в данной местности (за месяц, сезон, год) по румбам (4 основные — С, Ю, 3, В и 4 дополни-тельные — СВ, СЗ, ЮВ, ЮЗ) строят график — розу ветров. От центра откладывают отрезки, соответствующие значениям повторяемости направления ветра. Повторяемость направлений ветра по всем румбам выражают в процентах и изображают на графике в определенном масштабе (1 % = 2 мм). Для обозначения штиля из центра проводят окружность, диаметр которой соответствует частоте штиля. При построении розы ветров сумму чисел повторяемости направлений ветра по всем румбам и штиля принимают за 100, а число повторяемости направлений ветра и штиля по каждому румбу вычисляют в процентах к этой величине. Данные для построения розы ветров за определенный период приведены в табл. 4.

Графическое изображение направлений воздушных потоков внутри помещения называют аэрорумбограммой, которая отражает схему распространения приточного и вытяжного воздуха по горизонтали, вертикали и наклону к горизонту.

Визуальная оценка подвижности наружного воздуха и ориентировочная — силы ветра приведены в табл. 5 по шкале Бофорта.

Читайте также:  Измерение чему равен один дюйм

4. Данные для построения розы ветров

5. Оценка скорости и силы ветра

Содержание занятия. Приборы для измерения скорости движения воздуха. В животноводческих помещениях для определения скорости воздуха используют крыльчатые анемометры.

Анемометр ручной крыльчатый АСО-3 предназначен для измерения в помещениях скорости воздушного потока в пределах 0,3—5 м/с.

Воспринимающей частью прибора служит крыльчатка, огражденная широким металлическим кольцом (диффузором) и соединенная со счетчиком передаточным механизмом. На счетчике предусмотрены три циферблата для снятия показаний. Включают и вык-лючают прибор с помощью арретира (рычага).

Перед измерением скорости воздушного потока записывают начальные показания счетчика со всех трех циферблатов. Затем анемометр располагают в воздушном потоке осью крыльчатки вдоль направления потока и, добившись равномерного вращения крыльчатки вхолостую, включают передаточный механизм прибора и секундомер. Как правило, измерение проводят в течение 100 с, после чего механизм и секундомер выключают, записывают конечные показания счетчиков и время экспозиции. Разделив разность первоначального и конечного показаний на время экспозиции (100 с), находят число делений, приходящихся на 1 с. Скорость движения воздуха определяют по графику, прилагаемому к каждому прибору. По вертикальной оси графика находят число, соответствующее числу делений в 1 с. От этой точки проводят горизонтальную линию до пересечения с линией графика и из полученной точки ведут вертикальную линию до пересечения с нижней горизонтальной осью графика, которая даст искомую скорость движения воздуха. К прибору прилагаются 2 графика: один рассчитан на скорость движения воздуха до 1 м/с, второй — от 1 до 5 м/с.

Пример расчета. Начальное показание счетчика 4832, конечное 5000. Разница в показаниях: 5000 — 4832 = 168. Число делений в 1 с равно: 168 : 100 = 1,68. Согласно графику искомая скорость движения воздуха равна 0,96 м/с.

Анемометр чашечный МС-13 предназначен для измерения скорости движения воздуха в пределах 1 —20 м/с. Отличается от крыльчатого только ветроприемником, где вместо крыльчатки предусмот-рена крестовина с четырьмя полыми полушариями. Правила пользования прибором и методика определения скорости воздушного потока те же, что и для крыльчатого анемометра.

Анемометр цифровой переносной АП-1 предназначен для измерения скорости воздушного потока в животноводческих помещениях в диапазонах 0,3—5 и 1—20 м/с. Прибор состоит из двух первичных измерительных преобразователей АП-1-1 и АП-1-2.

АП-1 -1 имеет крыльчатый ветроприемник, размещенный на оси (по типу анемометра АСО-3, но без циферблата). Принцип работы чувствительного элемента прибора заключается в преобразовании скорости воздушного потока, вращающего ветроприемник, в число импульсов.

АП-1 -1 соединен с цифровым измерительным прибором с помощью трехпроводного кабеля в винилхлоридной трубке через разъем.

Первичный измерительный преобразователь АП-1-2 имеет чашечный ветроприемник (по типу анемометра МС-13, но без циферблата), вращающийся на оси. Принцип работы аналогичен АП-1-1.

Структурная схема цифрового измерительного прибора состоит из генератора опорной частоты, счетчика, схем управления, контроля напряжения питания и индикации с усилителями мощности.

При измерении скорости движения воздуха первичный измерительный преобразователь АП-1-2 устанавливают на штангу или держатель и соединяют с цифровым измерительным прибором. Переключатель напряжения питания ставят в положение «Вкл.», при этом индикатор «1—20» должен мигать. Затем проверяют равномерность вращения ветроприемника. Через 10 с на табло должно появиться значение скорости воздушного потока.

При скорости воздушного потока менее 5 м/с от цифрового измерительного прибора отсоединяют АП-1-2 и присоединяют АП-1-1. Устанавливают крыльчатый ветроприемник навстречу воздушному потоку. При этом переключатель напряжения питания «0,3—5» должен мигать. Значение подвижности воздуха появляется на индикаторной шкале через 5 с.

Анемометр работает от аккумуляторной батареи, которая заряжается от сети с напряжением 220 В в течение 15 ч.

Кататермометры (цилиндрический и шаровой) используют для определения малых скоростей движения воздуха и его охлаждающей способности. Кататермометр показывает значение охлаждения при-бора (катаиндекс), которое зависит от температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Если температура воздуха будет понижаться, а влажность и скорость движения увеличиваться, то и катаиндекс будет расти.

При высоких значениях охлаждающей способности воздуха животные ощущают холод, при низких — чрезмерное тепло.

Таким образом, с помощью кататермометра можно учесть суммарное воздействие трех важных факторов — температуры, влажности и скорости движения воздуха в различных комбинациях.

Шаровой кататермометр применяют для измерения малых скоростей движения воздуха (0,048—2 м/с). Шкала кататермометра градуирована в пределах 33—40 °С. Площадь спиртового резервуара 27,3 см2.

Перед измерением резервуар прибора погружают в горячую воду (65—75 °С) и ждут, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. При этом следят за тем, чтобы в капилляре и резервуаре не было пузырьков воздуха. Резервуар прибора вытирают досуха и подвешивают вертикально в исследуемом месте помещения. Кататермометр не должен качаться.

Затем начинают следить за охлаждением прибора и по секундомеру отмечают время, в течение которого столбик спирта опустился с 38 до 35 °С.

Чтобы определить скорость движения воздуха по показаниям кататермометра, сначала вычисляют значение охлаждения (катаиндекс, Н) 1 см2 поверхности его резервуара в 1 с по формуле

где /¦— фактор кататермометра (обозначен на обратной стороне прибора); / — время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 °С.

Читайте также:  Градусники для измерения температуры внутри продукта

В том случае, когда наблюдают охлаждение кататермометра с 40 до 33 «С, катаиндекс вычисляют по формуле

где Ф = Г/3 (Ф— константа кататермометра); T, и Т2 — начальная и конечная температуры при измерении; t— время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 °С.

Во всех случаях необходимо проводить несколько (3—5) измерений подряд и вычислять среднее значение. Для определения скорости движения воздуха нужно знать разность (Q) между средней температурой прибора (36,5 °С) и средней температурой воздуха

где Г, — температура воздуха в начале наблюдения, °С; Т1 — температура воздуха в конце наблюдения, «С.

Затем определяют частное от деления Н/0 и по табл. 6 находят соответствующие значения скорости воздуха (V).

Пример расчета. Известно, что столбик спирта опустился с 40 до 33 °С в течение 3 мин 40 с (220 с). Средняя температура воздуха во время измерения составила (19,7 + + 19,9): 2 = 19,8 °С. Следовательно, (2=36,5 — 19,8 = 16,7 °С. Фактор кататермометра равен 645, тогда константа прибора будет равна Ф = 645 : 3 = 215. Подставив числовые значения в формулу, вычисляют катаиндекс

По табл. 6 находят значение скорости движения воздуха (У), которая составит 0,18 м/с.

Примечание. Скорость движения воздуха определяют по формуле H/Q = А + ВV/(1 + КV), где при V 1 м/с А = 0,29, 5 = 0,366, K= 0,174 (постоянные значения).

Цилиндрический кататермометр отличается от шарового формой спиртового резервуара и его площадью (22,6 см2). Шкала прибора градуирована в пределах 35—38 °С.

Последовательность при работе с этим прибором та же, что и с шаровым.

Пример расчета. Допустим, что столбик спирта опустился с 38 до 35 °С в течение I мин 15 с (75 с). Средняя температура воздуха в месте нахождения прибора составила (19,5 + 19,7): 2 = 19,6 °С. Следовательно, = 8,61 : 16,9 = 0,51.

По табл. 6 находим значение скорости движения воздуха, которая составит 0,48 м/с.

Рекомендуемые параметры скорости движения воздуха в помещениях для животных приведены в прилож. 10.

Источник

С помощью каких приборов оценивается подвижность воздуха в открытой атмосфере, их устройство и порядок работы.

Подвижность воздуха характеризуется направлением движения и скоростью.

Ø Направление определяется стороной света, откуда дует ветер, скорость – расстоянием, проходимым массой воздуха в единицу времени (м/сек).

Изменение направления ветра является показателем изменения погоды. Важно знать также преобладающее направление ветра в данной местности, чтобы учитывать его при планировке населенных мест, размещение на их территории больниц, промышленных предприятий, жилых районов.

Для выяснения господствующего направления ветра для данной местности строится роза ветров: графическое изображение частоты повторяемости ветров, наблюдающихся в данной местности в течение года.

Определяется направление движения ветра с помощью флюгера и анеморумбометра.

Анеморумбометр прибор для измерения скорости и направления ветра. Принцип действия анеморумбометра основан на преобразовании измеряемых характеристик скорости и направления ветра в электрические величины, которые передаются по соединительному кабелю в соответствующие узлы измерительного пульта. Прибор состоит из датчиков скорости и направления ветра, измерительного пульта и блока питания. Измерение средней скорости ветра основано на определении числа оборотов винта, вращаемого воздушным потоком, за 10 мин.

Ø Скорость движения ветра в комплексе с температурой и влажностью действует на тепловой обмен человека и может изменить его баланс. Ее влияние выражается в увеличении теплопотерь путем конвекции и испарения. При этом может меняться обмен веществ, процесс внешнего дыхания, энерготрат, состояние нервно-психической сферы. В жилых помещениях принято считать оптимальной скорость движения воздуха 0,1-0,4 м/сек. Измеряется скорость движения ветра с помощью анемометров (чашечные, крыльчатые), анеморумбометров. Малые скорости движения воздуха в помещениях измеряют с помощью кататермометров (цилиндрические и шаровые).

6. Комплексные методы оценки влияния физических свойств воздуха на тепловое самочувствие человека. Достоинства и недостатки. Дать определение понятию «результирующая температура»

1. Определение эквивалентно-эффективных температур ЭЭТ

Эквивалентно-эффективная температура (ЭЭТ) — условно-числовая величина субъективного теплового ощущения человека (“комфортно”, “тепло”, “холодно” и т.д.) при разных соотношениях температуры, влажности, скорости движения воздуха, а результирующая температура (РТ) — и радиационной температуры.

Эквивалентно-эффективная температура — температура неподвижного воздуха со 100 % — ной относительной влажностью, которая вызывает у людей такие же тепловые ощущения, как воздух имеющий другие сочетания температуры, скорости и относительной влажности воздуха.

Также ЭЭТ определяют по номограммам.

На номограмме эквивалентно-эффективную температуру находят на пересечении показателей сухого (слева), влажного (справа) термометров психрометра и скорости движения воздуха (в м/мин, на кривых линиях).

2. Определение результирующих температур РТ по номограммам.

РТ характеризует суммарное тепловое действие на организм человека температуры, влажности и движения воздуха (эти показатели определяют так же), а также лучистой энергии. Значение лучистой энергии выявляют с помощью шарового термометра по М. Н. Логаткину. Этот прибор состоит из полого медного шара, зачерненного снаружи сажевой матовой краской, и нормального ртутного термометра, вставленного резервуаром в центр медного шара. Резервуар термометра также покрывается сажей. В намеченной точке шаровоц термометр укрепляется на штативе, рядом подвешивается обычный термометр, защищенный от влияния лучистой энергии. Показания обоих приборов записываются через 15 мин. Одновременно измеряется скорость движения воздуха. По показаниям определяют среднюю радиационную температуру по специальной номограмме.

Читайте также:  Измерение сопротивления постоянному току ампер

На номограмме изображена методика определения РТ. Сначала находят точку взаимоотношения между температурой воздуха (по показаниям сухого термометра психрометра) и скоростью движения воздуха находят с помощью кататермометра. От нее проводят прямую линию к значению средней радиационной температуры. От точки пересечения этой линии с правой шкалой температуры воздуха (вертикальная линия А) проводят прямую линию к значению абсолютной влажности воздуха (правая шкала), а на пересечении этой прямой с кривыми линиями номограммы находят результирующую температуру.

7. Что такое дефицит насыщения и физиологический дефицит насыщения, их гигиеническое значение.

Дефицит насыщения равен разности между максимальной влажностью при температуре сухого термометра (в мм.рт.ст) и найденной величиной абсолютной влажности воздуха помещений(в мм.рт.ст.).

Физиологический дефицит насыщения определяется разностью между максимальной влажностью воздуха при температуре тела человека (37 °С) или при температуре кожи (30-32 °С) и найденной величиной абсолютной влажностью воздуха помещения в момент наблюдения.

Чем больше дефицит влажности, тем суше воздух, тем больше он может воспринимать водяных паров и тем больше отдача тепла путем потоотделения. Высокие температуры легче переносятся при сухом воздухе, а при большой относительной влажности (более 90 %) испарение пота прекращается, и может наступить перегревание организма, в то время, как при умеренной относительной влажности (до 70 %) потоиспарение усиливается и перегревание не наступает. При низких температурах сухой воздух снижает теплопотери ввиду плохой теплопроводности. Чрезмерно сухой воздух (с относительной влажностью менее 20 %) высушивает слизистую оболочку верхних дыхательных путей, вызывает трещины, инфицирование и воспаление.

8. Перечислите все показатели, характеризующие влажность воздуха. Объясните принцип нормирования относительной влажности воздуха.

Влажность воздуха характеризуется следующимипоказателми:

а) Абсолютная влажность(A) — это упругость водяных паров воздуха; выражается в мм.рт.ст. или количестве водяных паров в граммах в одном кубическом метре воздуха (г/м3). Абсолютная влажность повышается с ростом температуры воздуха, поскольку чем теплее воздушная масса, тем больше она может содержать пара.

б) Максимальная влажность(M) — количество водяных паров в граммах, необходимое для полного насыщения в 1 кубометра воздуха (м3) при данной температуре.

в) Относительная влажность(P) — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. (P=A/M*100%). Нормируется! Имеет наибольшее гигиеническое значение, т.к. показывает степень насыщения воздуха водяными парами. Оптимальная относительная влажность 40-60%, допустимая 30-70%.

Гигиеническое нормирование относительной влажности воздуха зависит от назначения помещения (N: для жилых помещений – 30-60%, для учебных помещений – 40-60%)

9 . Термограф — самопишущий прибор, применяется для непрерывной регистрации изменений температуры воздуха. Он состоит из термоприемника, рычажной передачи, стрелки с писчиком и барабана, который непрерывно вращается при помощи часового механизма с суточным или недельным заводом.

Приемником термографа является изогнутая биметаллическая пластинка которая при повышении температуры еще более изгибается, а при понижении температуры выпрямляется. Эти изменения кривизны пластинки передаются стержню, соединенному со стрелкой и пером, которое и производит записи температуры на ленте. Лента для записи температуры укреплена на барабане, вращающемся при помощи часового механизма. Полный оборот барабана термографа, как и остальных самописцев, в зависимости от скорости вращения происходит за сутки (суточные самописцы) или за неделю (недельные самописцы). Точность вращения барабана — в пределах +-5 минут в сутки или + — 30 минут до 7 суток.

Пишущее перо регистрирует изменения температуры на ленте в виде кривой.

Лента термографа разграфлена прямыми линиями, параллельными её длине, и дугообразными вертикальными линиями. Первые служат для отсчёта температуры, вторые – для отсчёта времени.

Необходима предварительная настройка самописцев, то есть установка пера по ленте на точку, соответствующую температуре по точному термометру. Для этого имеется особый винт-регулятор, находящийся в верхней части рамки приемника термографа. Пользуясь эти винтом, устанавливают положение пера на требуемое по времени и температуре деление ленты.

Подготовку и пуск термографа производят в следующем порядке:

10 . Психрометр — прибор, служащий для определения влажности воздуха. Психрометр Августа (рис. 1) состоит из двух одинаковых термометров, прикрепленных к штативу. Ртутный шарик одного из термометров обернут смоченной тканью (марлей или батистом), концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой. При испарении воды с поверхности ткани, покрывающей ртутный шарик, температурартути понижается тем больше, чем ниже влажность (см.) воздуха в точке измерения. Разность показаний сухого и смоченного термометров обратно пропорциональна влажности воздуха. Расчет результатов определения производят по формуле Реньо или по психрометрической таблице. Для определения влажности воздуха психрометр помещают в то место, где производят определение, и через 10—15 мин. записывают показания сухого и смоченного термометров (ртутные шарики термометров должны быть защищены от действия лучистой энергии солнечного света и нагревательных приборов).

Дата добавления: 2014-12-01 ; просмотров: 8722 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник