Практическая работа. Определение влажности воздуха. Данная работа была представлена мной на конкурс профессионального мастерства на звание «Лучший преподаватель». Здравствуйте, дорогие друзья!
Влажность воздуха — это основополагающее понятие в вентиляционной технике. Поэтому очень важно понимать, что это такое и правильно определять данную величину. В книге приведены методы определения относительной влажности воздуха, как по приборам, так и с помощью I-d диаграммы и соответствующих таблиц.
Друзья, чтобы у Вас росли помидоры и огурцы в теплице, чтобы Вы с удовольствием и для здоровья парились в Русской бане, чтобы у Вас не портились продукты и не чернели углы в доме, чтобы Вы дышали, а не задыхались в своем жилище, обязательно ознакомьтесь с данной книгой, а полученные знания применяйте на практике.
ТЕМА УРОКА:
Практическая работа №5. Установка и зарядка психрометров ВИТ-1 и ВИТ-2. Определение температуры и относительной влажности воздуха на рабочих местах по приборам и таблицам.
ЦЕЛИ УРОКА:
1. НАУЧИТЬСЯ ОПРЕДЕЛЯТЬ ПАРАМЕТРЫ ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА ПО I-d ДИАГРАММЕ, ПО ПРИБОРАМ ВИТ-1, ВИТ-2 И ГИГРОМЕТРУ М — 68
2. ОПРЕДЕЛИТЬ ОТНОСИТЕЛЬНУЮ ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ТЕРМОМЕТРА И ПСИХРОМЕТРИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЫ
3. СДЕЛАТЬ ЗАКЛЮЧЕНИЕ О СООТВЕТСТВИИ ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ СНиП 2.04.05-86
ЗАДАЧИ УРОКА:
Образовательные: продемострировать способы измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения – психрометра, гигрометра.
Развивающие: развивать умение анализировать информацию, пользоваться таблицами, инструкциями по эксплуатации.
Воспитательные: показать важность понятия относительной влажности воздуха в жизнедеятельности человека.
Тип урока: Комбинированный (20% теории, 80% практики)
ДИАГРАММА I-d ТЕПЛОВЛАЖНОСТНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЗДУХА

I-d диаграмма влажного воздуха
Температура точки росы tт.р соответствует температуре воздуха, насыщенного водяными парами, при данном влагосодержании. Для получения этой температуры нужно в i — d диаграмме от точки, соответствующей данному состоянию воздуха (tс.т.=20оС, φ =60 %), провести линию d = const до пересечения с кривой φ = 100 %. Проходящая через точку пересечения линия t= const будет соответствовать значению tт.р. = 12 оС
Температура мокрого термометра tм.т. равна температуре воздуха, насыщенного водяными парами, при данной энтальпии. В i — d диаграмме значению соответствует линия t = const, проходящая через точку пересечения линии i = const при данном состоянии воздуха с кривой φ = 100 %. tм.т = 15,4 оС
Относительная влажность φ показывает степень насыщенности воздуха водяным паром в % (или долях) по отношению к состоянию полного насыщения при той же температуре (tс.т =20 оС) выраженную относительным давлением
φ = рп * 100/ рп.н = 1,38 * 100/ 2,3 = 60%
Практическая работа по определению влажности воздуха с помощью гигрометра М-68
Принцип действия М-68. Гигрометры М-68 работают по принципу волосного гигрометра. Действие этих приборов основано на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Рабочая температура — от +10ᵒС до +35ᵒС. Пределы измерения — 30% — 100%.
Конструкционно гигрометр М-68 выполнен в круглой металлической коробке, внутри которой находится механизм прибора. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.
Как калибровать гигрометр
Гигрометры, в которых чувствительный элемент – волос или мембрана, очень чувствительны к встряскам и вибрации. Под воздействием таких явлений их калибровка нарушается. По этой причине купить гигрометр с калибровочными данными нельзя – они продаются не калиброванные.
Для настройки гигрометра на нем имеются калибровочные винты, позволяющие двигать стрелку в ту или иную сторону. Но бывают приборы, в которых требуется снять крышку корпуса и двигать шкалу. Что бы знать в какую сторону нужно направить стрелку, нужно иметь представление какова истинная величина влажности в момент калибровки гигрометра. Как это сделать? Ответ с одной стороны прост, с другой – сложен. Для калибровки гигрометра требуется поместить прибор в среду с заведомо известной влажностью и отрегулировать показания.
Первый способ. Гигрометр нужно завернуть во влажную тряпочку, а затем поместить в полиэтиленовый пакет. В замкнутом пространстве, за счет испарения влаги с тряпки влажность воздуха через час станет 96%. Вы можете более точно определить, что влажность достигла максимального значения – показания, даже не откалиброванного гигрометра, достигнут определенного значения и перестанут изменяться. После этого снимите пакет с прибора и отрегулируйте показания.
Второй способ. Теперь, приготовьтесь к сложным манипуляциям! Для проведения более точной калибровки приготовьте насыщенный раствор поваренной соли. Это делается просто – насыпьте в блюдце соль и капайте в нее воду до полного растворения. Можно приготовить раствор по-другому, нагрейте небольшое количество воды, снимите с огня и в остывающей воде постепенно растворяйте соль, до выпадения ее в осадок. Далее охладите раствор до комнатной температуры и слейте с осадка.
Теперь поместите прибор и блюдце с солью в герметичный ящик. Суть этих действий в том, что в присутствие соляного раствора такой концентрации влажность воздуха равна 75%. Для того чтобы установилась такая влажность, вам потребуется терпение – в отличие от первого метода нужно ждать восемь часов. По истечении срока ожидания вынимайте прибор и устанавливайте стрелку на 75%. Этот метод очень точен, к тому же калибровка проведена при значениях влажности близких к середине диапазона использования прибора, что так же повышает доверие к показаниям. На все манипуляции по настройке у вас будет максимум минута, после этого показания резко изменятся.
ГИГРОМЕТР ПСИХРОМЕТРИЧЕСКИЙ ТИПА ВИТ
ИНСТРУКЦИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ
ВСТУПЛЕНИЕ. Инструкция определяет методы безопасности при работе с гигрометром, подготовку его к работе и порядок работы, характерные неисправности и техническое обслуживание гигрометра. Технические характеристики гигрометра, поправки к термометрам гигрометров, гарантии изготовителя приводятся в паспорте.
ТРЕБОВАНИЯ ПО БЕЗОПАСНОСТИ. При работе с гигрометром запрещается:
подвергать гигрометр резким ударам как при монтаже, так и при эксплуатации;
протирать шкалу термометров и психрометрическую таблицу растворителями, кислотами и другими аналогичными жидкостями;
перенагревать термометры гигрометра ВИТ-1 больше 45°С и гигрометра ВИТ-2 больше 60°С. При перенагреве происходит разрушение резервуара термометров.
СТРОЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ. Гигрометр состоит с пластмассового основания к которому крепятся два термометра с шкалой, психрометрическая таблица, стеклянный питатель. Резервуар термометра с надписью «Увлажненный», увлажняется водой с питателя с помощью батистового или шифонового фитиля.
Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим основывается на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разницей — разницей показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, что состоят в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
Снять показания термометров и после ввода поправок к их показаниям, определить разность показаний термометров. Затем по показаниям «сухого» термометра и разности показаний «сухого» термометра и «увлажненного» определить относительную влажность воздуха по психрометрической таблице.
ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ. Распакуйте гигрометр и убедитесь в комплектности прибора в соответствии с паспортом. Снимите питатель с основания. Заполните питатель дистиллированной водой. Заполнение происходит путем погружения питателя в сосуд с водой запаянным концом вниз.
Установите питатель на основание, чтобы от края открытого конца питателя к резервуару термометра было расстояние не меньше 20 мм, а фитиль не касался к стенкам открытого конца питателя.
Установите гигрометр в вертикальном положении. В местах установки гигрометра не должно быть вибраций, источника тепла или холода, которые создают разность температур между нижним основным резервуаром и верхнем запасным больше чем в 2°С.
Психрометрическая таблица, которая закреплена на основании гигрометра, действительна при определенной скорости вертикальных воздушных потоков (скорости аспирации,) которые омывают гигрометр. Скорость аспирации указана на таблице. Полная таблица для гигрометра приведена в данной инструкции.
Перед измерением относительной влажности измерьте скорость аспирации непосредственно под гигрометром. Измерение скорости аспирации проводите с помощью анемометра крыльчатого У5 по ГОСТ 6376-74. Последовательность проведения измерений — в соответствии с паспортом на анемометр. Измеренная по анемометру скорость аспирации округляется до десятых долей м/с.
Измерения относительной влажности гигрометром проводите только после установления показаний термометров гигрометров. Минимальное время выдержки гигрометров в измеряемой среде 30 минут.
ПОРЯДОК РАБОТЫ. Снимите показания по «сухому» и «увлажненному» термометрам. Определите температуру по термометрам с точностью до 0,1°С, вводя в отмеченные показания поправки к термометрам, приведенные в паспорте на гигрометр. Вычислите разность температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам. Поправки вводятся путем алгебраического сложения.
При отсутствии в паспорте поправок для проведения отсчетов по «сухому» и «увлажненному» термометрам, вычислите поправки линейной интерполяцией по двум поправкам, что относятся к температурам между которыми лежит отсчет по термометрам. Определите относительную влажность воздуха по психрометрической таблице. Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по «сухому» термометру и разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометру.
При отсутствии в таблице полученной разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам для определения влажности примените интерполяцию. При отсутствии в таблице температуры по сухому термометру, для определения влажности применяйте интерполяцию только для тех частей психрометрической таблицы, в которых измерения температуры по «сухому» термометру на 1°С даёт изменения относительной влажности больше чем на 1%.
Для остальных частей таблицы значение температуры по «сухому» термометру округлите к ближайшему табличному значению по правилу арифметического округления.
Пример определения относительной влажности интерполяцией. Определяем температуры по «сухому» и «увлажненному» термометрам и разность между этими температурами.
Термометры | Измеряемые температуры, °С | Поправки к температурам по паспорту, °С | Температура после введения поправок, °С |
«сухой» | Тc=22,5 | -0,15 | 22,35 |
«увлажненный» | Ту=16,1 | +0,20 | 16,3 |
Принимаем Тс=22,4 разность температуры (Тс-Ту) равна:22,4-16,3=6,1°С. Определяем относительную влажность для Тс=22,4 °С, для чего интерполируем значение относительной влажности по таблице для Тс от 22 до 23 °С. При увеличении температуры на 1°С влажность увеличивается на 2%, а при увеличении температуры на 0,4°С влажность увеличивается на 0,4×2=0,8% 48+0,8=48,8%.
Определяем относительную влажность для Тс=22,4°С и Тс-Ту=6,1°С, для чего интерполируем значение относительной влажности при разности показаний от 6,0 до 6,5°С. При увеличении Тс-Ту на 0,5°С относительная влажность уменьшается на 4%, а при увеличении Тс-Ту на 0,1°С уменьшается относительная влажность на (0,1х4,0):0,5=0,8%.
Следовательно, влажность при температуре 22,4 и Тс-Ту=6,1°С будет равна 48,8-0,8=48%.
Психрометрическая таблица (скорость аспирации от 0,5 до 1,0м/с)
Гигрометр ВИТ-1
Показ, сухого термом °C | Разность показаний термометров, °C | ||||||||||||||||||||||
0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | 11 | ||
Относительная влажность, % | |||||||||||||||||||||||
5 | 91 | 83 | 75 | 66 | 58 | 50 | 42 | 34 | 26 | 19 | |||||||||||||
6 | 92 | 84 | 76 | 67 | 60 | 52 | 45 | 37 | 30 | 22 | 15 | ||||||||||||
7 | 92 | 84 | 77 | 69 | 62 | 54 | 47 | 40 | 33 | 26 | 19 | ||||||||||||
8 | 92 | 85 | 78 | 70 | 63 | 56 | 49 | 42 | 36 | 29 | 22 | 16 | |||||||||||
9 | 93 | 86 | 79 | 71 | 65 | 58 | 51 | 45 | 38 | 32 | 25 | 19 | |||||||||||
10 | 93 | 86 | 79 | 73 | 66 | 60 | 53 | 47 | 41 | 34 | 28 | 22 | 16 | ||||||||||
11 | 93 | 87 | 80 | 74 | 67 | 61 | 55 | 49 | 43 | 37 | 31 | 26 | 20 | ||||||||||
12 | 93 | 87 | 81 | 75 | 69 | 63 | 57 | 51 | 45 | 40 | 34 | 28 | 23 | 18 | |||||||||
13 | 94 | 88 | 82 | 76 | 70 | 64 | 58 | 53 | 47 | 42 | 36 | 31 | 26 | 20 | |||||||||
14 | 94 | 88 | 82 | 76 | 71 | 65 | 60 | 54 | 49 | 44 | 39 | 33 | 28 | 23 | 18 | ||||||||
15 | 94 | 88 | 83 | 77 | 72 | 66 | 61 | 56 | 51 | 46 | 41 | 36 | 31 | 26 | 21 | 18 | |||||||
16 | 94 | 89 | 83 | 78 | 73 | 68 | 63 | 57 | 52 | 48 | 43 | 38 | 33 | 29 | 24 | 20 | |||||||
17 | 95 | 89 | 84 | 79 | 74 | 69 | 64 | 59 | 54 | 49 | 45 | 40 | 35 | 31 | 27 | 22 | 19 | ||||||
18 | 90 | 84 | 79 | 74 | 70 | 65 | 60 | 55 | 51 | 47 | 42 | 37 | 33 | 29 | 24 | 21 | 17 | ||||||
19 | 90 | 85 | 80 | 75 | 70 | 66 | 61 | 57 | 52 | 48 | 44 | 39 | 35 | 31 | 27 | 23 | 19 | ||||||
20 | 90 | 85 | 81 | 76 | 71 | 67 | 63 | 58 | 54 | 50 | 45 | 41 | 37 | 33 | 29 | 25 | 22 | 18 | |||||
21 | 90 | 85 | 81 | 77 | 72 | 68 | 64 | 59 | 55 | 51 | 47 | 43 | 39 | 35 | 31 | 28 | 24 | 21 | 17 | ||||
22 | 91 | 85 | 82 | 77 | 73 | 69 | 64 | 61 | 56 | 52 | 48 | 44 | 41 | 37 | 33 | 30 | 26 | 23 | 19 | ||||
23 | 91 | 86 | 82 | 78 | 74 | 70 | 65 | 62 | 58 | 54 | 50 | 46 | 42 | 39 | 35 | 32 | 28 | 25 | 21 | 18 | |||
24 | 91 | 87 | 83 | 78 | 74 | 70 | 66 | 62 | 59 | 55 | 51 | 48 | 44 | 40 | 37 | 33 | 30 | 27 | 24 | 20 | |||
25 | 91 | 87 | 83 | 79 | 75 | 71 | 67 | 63 | 60 | 56 | 52 | 49 | 45 | 42 | 38 | 35 | 32 | 29 | 26 | 22 | 19 | ||
Результаты измерений относительной влажности
Измеряемая величина | ВИТ-1 | ВИТ-2 | Термометр, таблица | Гигрометр
М-68 |
t с, оС | ||||
t м.т, оС | ||||
∆t, оС | ||||
φ,% | ||||
Комфортные условия по СНиП 2.04.05-86: t с = 20-22 оС, φ = 40-60 %
Закрепление изученного материала
Задача 1. На улице идет холодный осенний дождь. В каком случае быстрее высохнет белье, развешенное на кухне: когда форточка открыта, или когда закрыта? Почему?
Задача 2. Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкиваться с определением влажности воздуха. Для нормального роста и развития растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха.
Например, для огурцов влажность воздуха должна быть 60%, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов же при такой влажности не могут завязаться плоды, и растение сбрасывает цветки.
Весенние заморозки – настоящее бедствие не только для плодовых и овощных культур, но даже и для полевых. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы.
Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Вероятность наступления заморозка в данном случае уменьшится. Почему?
Задача 3. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 5°С. Относительная влажность воздуха 58%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.
Задача 4. В качестве тренировки, определите значение относительной влажности для следующих показаний термометров. а)tс = 18°С; tвл = 8°С; б) tс = 26°С; tвл = 25°С.
Нанести эти точки в I-d диаграмме и составить прогноз для каждого значения влажности. На этом, дорогие друзья, практическая работа по определению влажности воздуха закончена. Надеюсь, что полученные знания вы примените как на производстве, так и в повседневной жизни.
С уважением, Григорий Володин