Как определить точку росы с помощью гигрометра

Рис. 5. Гигрометр

Основными элементами прибора являются два термометра, шарики которых заключена в тонкостенные металлические резервуары. Наружные поверхности резервуаров отполированы до зеркального блеска для защиты термометров от теплового облучения.

Свободное пространство левого резервуара заполнено эфиром; в верхнюю крышку его впаяны две трубки, одна из которых не достигает дна. В эту трубку резиновой грушей нагнетается воздух. Пузырьки воздуха, подымающиеся в жидком эфире, вызывают интенсивное испарение эфира и, следовательно, охлаждение его.

Воздух, прошедший через слой эфира, выходит наружу через вторую трубку. Когда температура наружной поверхности резервуара понизится до значения точки росы воздуха, омывающего эту поверхность, на ней образуются капли конденсата, выпавшего из воздуха. Показание левого термометра в момент начала затуманивания зеркальной поверхности и есть точка росы воздуха t_р.

По таблице водяного пара находят величину упругости насыщенного пара для t_р и t_н (показания термометров) и определяют

j = (5)

Метод точки росы менее точен, чем психрометрический. Термометр показывает температуру испаряющегося эфира, которая ниже температуры поверхности левого резервуара. Кроме того, определение момента начала выпадения конденсата зависит от наблюдателя.

Весовой метод (массовый, абсолютный).

Рис. 6. Измерение влажности воздуха весовым методом

Самым точным и строгим методом определения влажностного состояния воздуха является весовой (абсолютный) метод. Исследуемый воздух просасывается вентилятором В (рис. 6) через несколько последовательно соединенных V-образных трубок, заполненных веществом,

способным поглощать водяной пар (хлористый кальций, фосфорный ангидрид и др.). Трубки с наполнителем предварительно тщательно взвешивают на аналитических весах.

После того как через трубки пройдет определенное количество воздуха V, их снова взвешивают. Разность между первым и вторым взвешиванием представляет собой количество водяного пара, содержащегося в пропущенном через V-образные трубки объеме воздуха, который измеряется газовым счетчиком C. Если измеренный объем воздуха равен V, м 3 , а разность показаний весов g, кг, то объемная влажность воздуха (кг/ м 3 ):

g_п = (6)

Лабораторные исследования параметров воздуха заключаются в лабораторных способах, а на современном уровне при монтаже и проверке тех или иных параметров воздуха используются одни из ниже предоставленных измерительных приборов.

Рис.7. Приборы измерения параметров воздуха

а — портативный микропроцессорный прибор для измерения относительной влажности и температуры (термогигрометр) ИВТМ-7 К3,

б — универсальный измеритель микроклимата testo 400/950/650,

в — измеритель температуры и относительной влажности ИВТМ-7М — 1С.

Термогигрометр ИВТМ-7 К3 для измерения относительной влажности и температуры воздуха в неагрессивных газовых средах в производственных, жилых и складских помещениях, в различных отраслях промышленности, сельского хозяйства, гидрометеорологии, медицине, научных исследованиях, энергетике. Диапазон измерения относительной влажности: 0 ÷ 99%, температуры: от — 20 до + 60 О С (- 40 до + 100 О С по специальному заказу).

Testo 400/950/650 позволяет измерять температуру, влажность, давление, скорость потока, концентрацию СО и СО₂, скорость вращения, напряжение и силу тока. Модели testo 650 и testo 950 имеют более ограниченные возможности, однако, их можно дооснастить до полного набора функций testo 400.

Прибор автоматически идентифицирует тип подключенного зонда и настраивается на соответствующее измерение. На передней панели находятся 3 кнопки с произвольно задаваемыми функциями. Измеренные данные в цифровом виде выводятся на большом графическом дисплее.

В модели testo 400 имеется возможность подключения 3-х функционального зонда для одновременного измерения температуры, влажности и скорости, а также зонда для измерения уровней турбулентности.

Если прибор обладает функцией измерения влажности, то помимо относительной влажности он позволяет определять температуру точки росы, абсолютную влажность, энтальпию, температуру влажного термометра в психрометре, парциальное давление водяного пара.

Прибор имеет встроенную память, выход на компьютер и принтер. Предусмотрена возможность распечатки по месту измерения на принтере, соединенном с измерительным блоком, а также в полевых условиях на принтере, не требующем кабеля для передачи данных.

Технические характеристики: температура – от -200. +1250 °С, влажность – от 0. 100 %, давление — от ±200 гПа ±30 бар, скорость потока – от 0. 100 м/с.

Отличительной особенностью термогигрометра ИВТМ-7М — 1С является светодиодная индикация измеренных значений. Использование такого индикатора позволяет проводить измерения при пониженных температурах (например, зимой на улице или в холодильных камерах), размещая в исследуемой среде не только преобразователь, но и блок измерения и индикации. Диапазон температур, в котором возможна эксплуатация прибора: -20. +55 °С. Диапазон измерения относительной влажности от 2 до 98%.

Также прибор крайне удобен при работе на слабоосвещенных объектах. Индикация показаний температуры и влажности производится поочередно при помощи переключения режимов.

Водяной пар в воздухе обычно является ненасыщенным. Воздух, содержащий водяные пары, называют влажным. Для характеристики содержания водяного пара в воздухе вводят ряд величин: абсолютную влажность, упругость водяного пара и относительную влажность.

Абсолютной влажностью воздуха -величина, численно = m водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воз­духа.ρ=m/V Парцианальное давлен водян пара- давлен.производ. вод. паром если бы все остальные газы отсуцтвовали. Упругость водяного пара р — это парциальное давление во­дяного пара, содержащегося в воздухе.

Абсолютная влажность и упругость водяного пара связаны между собой уравнением состояния:PV=m/M*RT P=ρ/MRT

Относительная плотность- отношение обсолютной влажн. к плотности насыщения пара при дан. T. φ=ρ/ρ_n*100%

Относительной влажностью воздуха φ называют выражен­ное в процентах отношение абсолютной влажности к плотности ρ насыщенного пара при данной температуре (или отношение упру­гости водяного пара к давлению насыщенного пара ρ при данной температуре).φ=ρ_порц/ρ_нас100%

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интен­сивнее происходит испарение. Упругость водяного пара определяют по точке росы.Точка рос.-t₀при котором водян парстанов. насыщ. происходит охложд. возд. до точк.росы

При охлаждении до точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара. Точку росы определяют :гигрометров,психтрометра.

Свойства жидкостей

По своим физ. свойствам жидкости занимают про­межуточное положение между реальными газами и твердыми те­лами. Как твердые:1)Сохраняют V. 2)Не сжимаются. 3)Есть границы раздела.

Как газы:1)не сохраняют форму.Молекулы жидкости совершают непрерывные бес­порядочные движения самых различных типов.Жидкости ближе к твердым телам, чем к газам. На это ука­зывает" количественная близость их плотностей, удельных теплоем-костей, коэффициентов объемного расширения.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студентов недели бывают четные, нечетные и зачетные. 9165 — | 7338 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Влажность воздуха. Точка росы. Психрометр. Гигрометр

В результате испарения воды с многочисленных водоемов (морей, озер, рек и др.), а также с растительных покровов в атмосферном воздухе всегда содержится водяной пар. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, функционирование многих его органов, жизнь растений, а также сохранность технических объектов, архитектурных сооружений, произведений искусств. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее.

Водяной пар в воздухе обычно является ненасыщенным. Перемещение воздушных масс, обусловленное в конечном счете излучением Солнца, приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация.

Воздух, содержащий водяные пары, называют влажным. Для характеристики содержания водяного пара в воздухе вводят ряд величин: абсо лютную влажность, упругость водяного пара и относительную влажность.

Абсолютной влажностью ρ воздуха называют величину, численно равную массе водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воздуха (т.е. плотность водяного пара в воздухе при данных условиях).

Упругость водяного пара p — это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе.

В СИ единицами абсолютной влажности и упругости являются соответственно килограмм на кубический метр (кг/м 3 ) и паскаль (Па).

Иногда используются внесистемные единицы грамм на кубический метр (г/м 3 ) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.).

Абсолютная влажность и упругость водяного пара связаны между собой уравнением состояния

pV = frac mM RT Rightarrow p = frac<
ho> RT)

Если известна только абсолютная влажность или упругость водяного пара, еще нельзя судить, насколько сух или влажен воздух. Для определения степени влажности воздуха необходимо знать, близок или далек водяной пар от насыщения.

Относительной влажностью воздуха φ называют выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к плотности ρ₀ насыщенного пара при данной температуре (или отношение упругости водяного пара к давлению p₀ насыщенного пара при данной температуре):

varphi = frac<
ho> <
ho_0>cdot 100% ; varphi = frac

cdot 100% .)

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара p₀ при заданной температуре — величина табличная. Упругость водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы.

Пусть при температуре t₁ упругость водяного пара p₁ Состояние пара на диаграмме р, t изобразится точкой А (рис. 1).

При изобарном охлаждении до температуры t_p пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой В. Температуру t_p, при которой водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p₁, находящегося в воздухе при температуре t₁.

Действительно, из рисунка 1 видим, что давление p₁ равно давлению насыщенного пара при точке росы p₁ = p_0tp . Следовательно, (

Точку росы определяют с помощью гигрометров.

Конденсационный гигрометр представляет собой металлическую коробку А, передняя стенка К которой хорошо отполирована (рис. 2) Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость — эфир — и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К. Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность.

Относительную влажность определяют также с помощью психрометра.

Психрометр состоит из двух термометров, шарик одного из них обмотан тканью, нижние концы которой опущены в сосуд с дистиллированной водой (рис. 3). Сухой термометр регистрирует температуру воздуха, а влажный — температуру испаряющейся воды. Но при испарении жидкости ее температура понижается. Чем суше воздух (меньше его относительная влажность), тем интенсивнее испаряется вода из влажной ткани и тем ниже ее температура. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров (так называемая психрометрическая разность) зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам.

Литература

Аксенович Л. А. Физика в средней школе: Теория. Задания. Тесты: Учеб. пособие для учреждений, обеспечивающих получение общ. сред, образования / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Под ред. К. С. Фарино. — Мн.: Адукацыя i выхаванне, 2004. — C. 201-203.