Гигрометр – Энциклопедия по машиностроению XXL
Понижая температуру ненасыщенного влажного воздуха (ф-с ) при постоянном давлении, его можно довести до состояния насыщения (ф = 1). Это произойдет в тот момент, когда температура воздуха станет равной температуре сухого насыщенного пара при данном парциальном давлении его в воздухе. При дальнейшем охлаждении влажного воздуха из него начнет выделяться вода в виде тумана или росы. Температура точки росы tp определяется при помощи гигрометра, а парциальное давление пара р при помощи психрометра. Зная температуру точки росы и температуру воздуха, по таблицам [c.239]Впервые идея создания гигрометра, использующего для охлаждения чувствительного элемента холодный поток вихревой трубы, родилась в США. Оригинальная конструкция такого гигрометра, определяющего влажность воздуха по методу точки росы, основанного на фиксации начального момента появления конденсата и его замораживание в капилляре, запатентована (Пат.


Влажность можно измерять также волосяным гигрометром. В одной из конструкций в качестве чувствительного элемента, реагирующего на изменение относительной влажности, используется капроновая нить, концы которой закреплены на кронщтейне, а середина оттянута рычагом, прикрепленным к цилиндрической ленточной пружине. Перемещения середины капроновой нити при ее удлинении или укорочении вследствие увеличения или уменьшения относительной влажности преобразуются в повороты легкой стрелки, прикрепленной держателем к середине цилиндрической ленточной пружины. Значение относительной влажности отсчитывается по шкале.
Наличие у тз1 ого гигрометра равномерной шкалы является существенным преимуществом прибора.

Относительная влажность может быть измерена этим гигрометром в пределах 30—100% с погрешностью не более 10%. При измерении необходимо вводить поправку на температуру окружающей среды. [c.143]
Качество осушки трубопровода оценивают визуально по состоянию протирочного устройства и величине относительной влажности продуваемого через трубопровод сухого воздуха. Измерения проводят психрометрами и гигрометрами. Влажность воздуха на входе и выходе трубопровода должна быть одинаковой и не превышать 50%. [c.156]
Наиболее часто состояние влажного воздуха задается двумя параметрами — его температурой И ОТНОСИТеЛЬНОЙ влажностью. Если для измерения температуры воздуха могут быть использованы любые из обычных приборов, описанных в гл. 3 (ртутные термометры, термометры сопротивления, термопары), то для определения относительной влажности применяются специальные приборы — психрометры и гигрометры.
[c.218]
Относительную влажность воздуха можно определить и другим способом, основанным на измерении точки росы. Прибор, при помощи которого измеряется точка росы,— конденсационный гигрометр — показан на рис. 8.5.
Человеческий волос 2, предварительно специально обработанный для удаления жира, закрепляется верхним концом в рамке 1 прибора. Нижний конец волоса обертывают вокруг валика, на котором укреплена стрелка 4 с противовесом. При изменении длины волоса валик проворачивается и соответственно перемещается стрелка. Шкала 3 волосяного гигрометра неравномерная и градуируется непосредственно в процентах относительной влажности по показаниям психрометра или конденсационного гигрометра. [c.223]
Здесь р — парциальное давление пара, которое определяется прибором при пользовании гигрометром его определяют по табл. I насыщенного пара в соответствии с най-
[c.140]
Для определения рп пользуются гигрометром, арн находят по таблицам пара. Более точно относительную влажность воздуха определяют при помощи психрометра. [c.131]
Определяют влажность воздуха с помощью сорбционных гигрометров деформационного типа. [c.466]
Определяют влажность воздуха с помощью гигрометров, принцип действия которых основан на зависимости механических свойств некоторых материалов от влажности окружающей среды. К наиболее распространенным приборам этого типа относят волосяные гигрометры, использующие свойство обезжиренных волос изменять свою длину при изменении влажности воздуха. Точность измерения волосяных гигрометров не превышает 5 %. [c.466]
Орудия метеорологические. Барометры, термометры, гигрометры, анемометры, громовые отводы и пр. [c.361]
Контейнер, заполняемый азотом или воздухом, должен иметь штуцера для присоединения откачивающей системы и заполнения его азотом или воздухом.
Проверку точки росы газообразного азота производят после блоков осушки гигрометром Г-1 один раз в сутки. Результаты, полученные по определению точки росы, и время перезарядки блоков осушки отмечают в регистрационном журнале. Воздух, применяемый для осушки алюмогеля, должен быть чистым, не содержать масла и механических примесей. Чистоту сжатого воздуха, поступающего из воздухопроводов, определяют пропусканием воздуха при рабочем давлении через контрольный фильтр.
В заполненном герметичном контейнере точка росы азота или воздуха должна быть не выше —35° С. Точку росы определяют гигрометром Г-1 или приборами ДДН-1, ДДН-2. Давление в контейнере проверяют через трое суток после его заполнения. [c.91]
Человеческий волос 2, предварительно специально обработанный для удаления жира, закрепляется верхним концом в рамке 1 прибора. Нижний конец волоса обертывается вокруг валика, на котором укреплена стрелка 3 с противовесом. При изменении длины волоса валик поворачивается и соответственно перемещается стрелка. Шкала 4 волосяного гигрометра неравномерная [c.283]
Наука, изучающая свойства смеси воздуха и водяного пара, называется гигрометрией или психрометрией. Мы будем пользоваться следующими терминами этой науки
Экспериментально температура точки росы для влажного воздуха заданного состояния может быть определена с помощью прибора, называемого гигрометром. По ней из таблицы сухого насыщенного пара можно найти давление ра, а по температуре влажного воздуха t из той же таблицы можно найти рк- Это позволяет с достаточной во многих случаях точностью найти и относительную влажность по формуле i(8-3).
[c.131]
Современным типом прибора для определения влажности газа при температурах выше 100 С является автоматический гигрометр точки росы с термоэлектрическим охлаждением и регулятором непрерывного действия [86]. [c.280]
Простейший конденсационный гигрометр состоит из металлического тонкостенного цилиндрического сосуда, стенки которого тщательно отполированы. Сосуд заполняется эфиром. Если через эфир прокачивать воздух, то часть эфира испарится и температура его понизится. Практически температура эфира равна температуре стенок цилиндра. Охлаждение эфира производят до тех пор, пока на полированной металлической поверхности сосуда не появится роса. В этот момент замечанзт температуру эфира, которая будет соответствовать температуре точки росы.
Такое определение парциального давления и в дальнеЙ1[1ем относительной влажности при помощи гигрометра нельзя признать достаточно точным. [c.240]
В гл. 6 рассмотрена категория неадиабатных (охлаждаемых или нагреваемых) вихревых энергоразделителей. Рассмотрены вихревые трубы с внутренним оребрением камеры энергоразделения и рециркуляцией горячего потока, вихревые трубы с щелевым диффузором (самовакуумирующиеся вихревые трубы) и приведены примеры их технического применения вихревые гигрометры, вихревые карбюраторы, вакуумная ловушка и т.п.
Генераторный метод 84 Гибкость 160 Гигрометр 143 Гигромистор 143 Гигростат 132, 139, 140
[c. 208]
Для определення относительной влажности могут быть использованы гигрометры и других типов, в частности волосяной гигрометр (рис. 8.6). Этот прибор основан на свойстве человеческого волоса изменять свою длину при изменении относительной влажности воздуха. [c.223]
Температура пара в воздухе совпадает с температурой влажного воздуха. Она определяется термометром. Сложнее определить парциальное давление пара в воздухе. Для этой цели иногда пользуются гигрометром. С его помощью определяют точку росы, т. е. ту температуру, до кхшорой нужно охладить при постоянном давлении воздух, чтобы он стал насыщенным. Это будет, очевидно, тогда, когда пар, находящийся н этом воздухе, станет насыщенным. [c.139]
Применяют четыре способа определения относительной влажности воздуха химический, точки росы, волосяного гигрометра и психрометрический. Маиболее распространенным способом является психро метрический. [c.173]
Для 011редеЛеии относител-ьной влажности могут быть использованы гигрометры и других типов, в частности волосяной гигрометр (рис. 10-5).
[c.283]
Характеристика Переносная кондиционирующая установка Вихревая холодильная камера ВХК-3 Транспорт. ныГ1 вихревой холодильник ТВХ-14 Вихревой термостат БТ-1 Электросварочный отса-сываю щий аппарат Вихрь-Ь Вихревой гигрометр ВГ-3 [c.235]
В Куйбышевском авиационном институ те (КуАИ) разработан ряд вихревых термо статов (ВТ-1—ВТ-5) с объемом термоста тирующих камер от 0,033 до 0,125 м вих ревая холодильная камера ВХК-3 (рис 3.12) и вихревой гигрометр ВГ-3 [6]. В табл 3.18 приведены основные технические дан ные некоторых вихревых установок [6]. [c.236]
РОСЙ ТОЧКА — темп-ра (т), до к-рой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нём водяной пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении рис.). При достижении Р. т. о воздухе или на предметах, с к-рыми он соприкасается, начинается конденсация водяного пара. Р. т. может быть вычислена по значениям темп-ры и влажности воздуха или определена непосредственно конденсац. гигрометром. При относит, влажности воздуха 100% (г = 1) Р. т. совпадает с темп-рой воздуха (г определя-
[c.399]
Э. применяют как источники пост, электрич. поля (элск-третные микрофоны и телефоны, вибродатчики, генераторы слабых персм. сигналов, электрометры, электроста-тич. вольтметры и др.), а также как чувствит. датчики в дозиметрах, устройствах электрич. памяти для изготовления барометров, гигрометров и газовых фильтров, пьезодатчиков и др. Фотоэлектреты используют в электрофотографии. [c.509]
Рис. 6. Изменение гигрометри-ческого критерия Кирпичева в процессе сушки желатиновой пленки с конечной толщиной 300 мк. |
Для измерения влажности газовых сред применяются конструкции ртутных психрометров, волосных и конденсационных гигрометров, я также массовый (весовой) метод, т. е. метод пропускания влажного газа через пробирку с фосфорным ангидридом, хлористым кальцием и другими поглотителями. Наибольшее применение для измерения влажности газа получили психрометры с естественной и искусственой циркуляцией воздуха.
[c.279]
В последние годы уделяется большое пнимание разработке и созданию гигрометров нового типа [86, 88, 93]. [c.280]
Метод измерения точки росы – Справочник химика 21
Наиболее пригодным для применения в промышленных условиях является метод измерения точки росы, основанный на использовании электропроводящих свойств пленки конденсата. На этой основе были сконструированы два прибора внутренний – чувствительный элемент вводится внутрь дымовых газов и наружный – чувствительный элемент находится вне газохода и газы отсасываются мимо него. Подавляющее число измерений было выполнено внутренним прибором.
Измерение влажности методом точки росы основано на определении температуры, до которой необходимо охладить (при [c.77]
Основным методом измерения точки росы является метод Джонстона, подробно описанный в многочисленной литературе. Основан он на определении проводимости элемента поверхности диэлектрика, заключенного между двумя электродами и помещенного в поток дымовых газов. Внутренняя поверхность стеклянного колпачка с впаянными в него электродами омывается охлаждающей средой. Температура контролируемой поверхности диэлектрика определяется с помощью термопары, впаянной в нее с внутренней стороны между электродами. [c.285]
Влияние температуры газа также хорошо интерпретируется с полученным уравнением погрешности (9). В любом случае точность используемого в приборе КОНГ-Прима-2 метода определения точки росы как среднего арифметического между температурой конденсации и температурой испарения влаги на поверхности зеркала будет зависеть и от температуры газа, который омывает это зеркало, и от его расхода, и от температуры окружающей среды. Уравнение (9) позволяет существенно повысить точность измерения точки росы путем введения его в микро-ЭВМ, входящую в состав прибора. [c.84]
Результаты сопоставления различных методов измерения точки росы, приведенные в работе [95 ], показывают, что прп одних и тех >ке условиях расхождение в величине р достигает [c.440]
Уместно заметить, что теплофизические методы исследования равновесия растворов при давлении смеси 0,1 —1,0 МПа не содержат аналогов методу Джонстона, нашедшему применение для измерения точки росы па-роп серной кислоты в дымовых газах по электропроводности пленки конденсата. Напомним, что этот метод предусматривает прямое измерение температуры конденсации паров (насыщения). [c.85]
Для приближенной оценки точки росы можно воспользоваться данными, представленными на рис. 2.41. Следует отметить, что измерения точки росы по методу Джонстона дают отклонения от истинного значения на 25—30 С. Поэтому в настоящей монографии эти исследования не рассматриваются. [c.112]
Другие часто применяемые методы определения влаги основаны на определении давления паров, на измерении точки росы или измерении количества конденсата, образовавшегося при охлаждении газа до 0° С. При помощи гигрометра и психрометра можно определять содержание водяных паров в больших объемах газа. [c.793]
В настоящее время особую остроту принимают вопросы разработки экспресс-методов химического и физико-химического анализа растворов гликолей, поскольку ряд классических методик анализа весьма трудоемок, недостаточно точен, да и вреден для здоровья обслуживающего персонала. Ряд перспективных экспресс-методик был разработан ранее во ВНИИгазе и Надымгазпроме, которые однако еще и не были востребованы в полном объеме. Проблема корректного измерения точек росы осушенного товарного газа (при содержании в нем метанола и гликолей) также весьма актуальна и помимо анализа соответствующего понятийного аппарата по точкам росы товарного газа (см. обсуждение в [26]) требуется разработка качественно нового подхода к измерительной аппаратуре, основанного на современных физических принципах (эти работы уже прово- [c.34]
В этой главе обсуждаются методы измерения температуры газа, скорости газового потока и точки росы, размеров проб газов, а также методы расчета некоторых параметров. Кроме того, будут рассмотрены основные методы определения размеров твердых частиц, так как детальное рассмотрение этого вопроса выходит за рамки настоящей книги. [c.58]
Для возможности сопоставления результатов замеров температуры точки росы дымовых газов приборами, основанными на методе Джонстона, ВТИ и Башкирэнерго, была согласована методика этого измерения. Сущность этой методики заключается в следующем [c.289]
Исследования влияния режимных факторов на агрессивность дымовых газов начаты автором в 1961 г. Отсутствие в то время достоверных методов определения SO,-, заставило автора базировать исследования на измерениях температуры точки росы по методу Башкирэнерго, представлявшему собой аппаратурную реализацию одного из вариантов метода Г. Джонстона. [c.109]
По представлению разработавшего первые приборы измерения температуры точки росы Джонстона, на внесенной в поток газов поверхности образуется пленка кислоты, которая может быть зафиксирована по изменению электросопротивления. При этом предполагалось, что при температуре поверхности выше температуры точки росы сопротивление бесконечно велико, а ниже скачкообразно падает. На практике все оказалось сложнее. И выше, и ниже температуры точки росы наблюдается постепенное снижение электросопротивления и затем его стабилизация. Описанная закономерность дала начало методу, согласно которому, после определения стабильных значений электрических сопротивлений при разных температурах строится график / =/(/) и за температуру точки росы принимается точка перегиба. [c.246]
Как видно из сказанного, общим недостатком электрических методов измерения является субъективизм в выборе электрического сопротивления, отвечающего температуре точки росы, и невозможность сравнения 17 247 [c. 247]
Для оп ределения влажности газового потока чаще всего применяется измерение температуры сухим и мокрым термометром.. Значение /м — показание помещенного в газовый поток термометра, шарик которого обернут фитилем, пропитанным водой. В условиях адиабатического процесса /м соответствует температуре насыщенного влагой газа. Когда известны температуры мокрого и сухого термометров, то влагосодержание воздуха легко определяется по диаграммам Рамзина. Чтобы получить надежные данные, надо заботиться о том, чтобы шарик термометра все время был смочен и приток тепла за счет лучеиспускания к нему был минимальным. Последнее достигается созданием высокой скорости газового потока относительно термометра (обычно достаточно 5 м/сек), а также экранированием шарика термометра для защиты от нагревания лучеиспусканием. Поддержание постоянной влажности фитиля проблема чисто механическая и зависит в значительной степени от особенностей установки. Точно так же, как и для метода точки росы, главные затруднения связаны с ошибками измерения температуры. [c.478]
Из формулы видно, что Гт.т.р оказывается в зависимости и от скорости газов, которая воздействует на т через посредство р. Таким образом, несовпадение термодинамической и приборной точек росы заложено в самом методе измерения и определяется совокупностью параметров, характеризующих состав газов и приемы измерения. Наиболее наглядно это можно проиллюстрировать [c.249]
Таким образом, метод Джонстона не может рассматриваться как средство измерения термодинамической температуры точки росы. Определяемые по этому методу температуры по существу есть температуры эквивалентные по величине электросопротивления отложений кислоты. При этом в силу капельного характера конденсации зависимость (8.4) является весьма грубой моделью процесса. [c.250]
В книге рассматриваются методы измерения влажности топлива, дымовых газов и точка росы. Кроме mo o, разбирается вопрос влияния серы на температура точ. си росы дымовых газов. Основное внимание обращено на освещение оперативных методов контроля. [c.2]
Изучение зависимости давление—состав. Рабочие ячейки для изучения равновесия статическим методом, подобные показанным на рис. 12.10—12.12, особенно эффективны для нахождения давления, соответствующего температуре начала кипения и точке росы при регулируемой температуре и известных суммарных составах. При помощи методов, описанных в разд. 4.17.4, исходя из результатов таких измерений, можно получить данные о парожидкостном равновесии. Данный способ делает ненужными такие сложные и вносящие известную неопределенность процедуры, как отбор одной или обеих фаз и последующий ее анализ. И хотя, решая вопрос о приемлемой форме корреляционных уравнений для фугитивности и коэффициентов активности, таких, как вириальные уравнения и уравнения Вильсона, приходится принимать определенные допущения, получаемые результаты отличаются высокой точностью. [c.547]
Целый ряд физических свойств лежит в основе методов быстрого определения воды.

Близким к методу измерения осмотического давления является метод измерения давления пара растворителя при растворении в нем ПАВ 98 ]. Вариантом этого метода является метод точки росы с использованием термисторов [99—102]. Метод измерения давления пара пе позволяет строго определять активность ПАВ, однако точность его достаточна для определения ККМ по кривым зависимости понижения давления пара от концентрации раствора. [c.23]
Вихревые гигрометры. Для измерения влажности используют метод точки росы, основанный на фиксации момента начала конденсации влаги на поверхности чувствительного элемента. Наиболее сложный узел гигрометра точки росы — устройство для снижения температуры поверхности чувствительного элемента. Сложность охлаждения определяет ограниченное распространение таких приборов. Оригинальный гигрометр [Пат. 3152475 (США)] состоит из теплоизолированного корпуса 3 (рис. 90), в котором размещена вихревая труба 5. Сжатый газ поступает в гигрометр через вентиль [c.239]
По этому методу, точку росы для влажного воздуха определяют непосредственным измерением температуры, при которой начинают образовываться капельки росы на искусственно охлаждаемой полированной поверхности. Поверхность охлаждают, испаряя низкокипящие растворители, например эфир, ожиженные газы, например двуокись углерода или жидкий воздух, а также пользуются потоком воды с регулируемой температурой. Хотя метод точки росы и считается основным техническим методом определения влажности, при его применении встречаются некоторые затруднения. Не всегда возможно точно измерить температуру полированной поверхности или исключить возникающие на ней градиенты температур. Трудно также точно установить момент появления или исчезновения тумана. Практически обычно считают точкой росы среднее значение температур первого появления тумана при охлаждении и исчезновения при нагревании. [c.478]
Дополнительные требования к условиям отбора проб в приборы, измерения влажности и точек росы воды и углеводородов, а также механических примесей устанавливаются в стандартах на методы испытания. [c.125]
Метод заключается в, измерении температуры равновесия между образованием и испарением росы на поверхности металлического зеркала, контактирующей с анализируемым газом. Метод применяется для определения температуры точки росы влаги в газах, не содержащих капельной жидкости и точка росы углеводородов которых не превышает точки росы влаги более чем на 5°С. [c.161]
На основании трех измерений вычисляют средние значения температур конденсации и испарения. Если расхождения полученных значений не превышают 3°С, вычисляют точку росы влаги. В противном случае определение точки росы данным методом не проводят. [c.164]
Влажность пропан-пропиленовой фракции определялась методом измерения точки росы . Содержание воды в рециркуляте определялось титрометри-яесквм методом при помощи реактива Фишера. [c.81]
Анализатор точек росы по влаге и углеводородам К0НГ-Прима-4 , разработанный фирмой Вымпел (Саратов), относится к классу зеркальных гигрометров и реализует конденсационный метод измерения точки росы, Он предназначен для измерения температуры точки росы по водной фазе и тяжелым углеводородам в природном и других газах при давлении до 25 МПа. Анализатор (рисунок) состоит из двух основных блоков преобразователя точки росы (ПТР) и центрального управляющего блока (ЦУБ). [c.55]
Для измерения точки росы дымовых газов обычно применяются приборы, работа которых основана на методе X. Ф. Джонстона [93]. Измерительный элемент прибора чаще всего представляет собой колпачок из жаропрочного стекла. На лобовой части колпачка впаяпы термопара для измерения температуры поверхности и [c.439]
Адсорбцию паров воды из летучих неорганических гидридов изучали в динамических условиях на установке, выполненной из нержавеющей стали Х18Н9Т. Содержание влаги в гидридах находили измерением точки росы , что достаточно надежно позволяло определять влажность в гидридах до 1 10 масс.% (точка росы —50° С). Опыты по адсорбционной осушке гидридов на цеолитах NaX, СаА и КаА проводили при различных высотах слоя сорбента, скорости газового потока и влажности газа методом выходных кривых снятия зависимости влажности выходящего газа от времени. [c.67]
Расчет температуры точки росы требует знания состава дымовых газов в отношении содержания НгО и 50з. Измерение содержания водяных паров в дымовых газах рассмотрено в главе четвертой кроме того, если известен состав слшгаемого топлива, коэффициент избытка и влажность воздуха, содержание водяных паров в газах может быть достаточно точно определено расчетным путем. Определение содержания 50з в газах сопряжено с большими трудностями, вызываемыми, с одной стороны, малым содержанием его в газах, а с другой, — присутствием в них ЗОг. Так, например, содержание сернистых соединений в дымовых газах в отношении 50з характеризуется миллионными долями объема, а ЗОг может доходить до 0,3%. Содерлмаксимально возможной точностью, поскольку небольшие изменения его концентрации вызывают заметные отклонения в температуре точки росы. Погрешности в определении ЗОз получаются или в результате преждевременной его конденсации на пути к газоаналитической аппаратуре, или вследствие окисления ЗО2 во время анализа. Последнее происходит при абсорбции газов в водных растворах по-разному сильно, в зависимости от содержания и характера примесей, играющих роль катализаторов. Это явление может быть исключено тари применении надлежащего ингибитора. Рассмотрим некоторые методы химического определения ЗОз в газах. [c.114]
Рекомендуемый метод одновременного определения SO2 и SO3 в дымовых газах состоит в том, что SO3 взаимодействует с парами воды и конденсируется в виде серной кислоты при пропускании газовой смеси через охлаждающий змеевик при 60—90 °С, что намного ниже точки росы. Окоид серы(1У) затем поглощается раствором перекиси водорода. Этот метод широко используется и дает воспроизводимые результаты [306]. Постоянный метод определения SO2 и SO3 в потоке был разработан также Наковским [591], который использовал тот же самый принцип. Нвпре рывное определение содержания этих примесей может быть основано на измерении электропроводимости. [c.81]
Физико-химическое взаимодействие различных компонентов дымовых газов, по всей вероятности, в значительной степени влияет на процесс отпотевания низкотемпературных поверхностей нагрева. Этот процесс безусловно зависит от температуры и протекает в определенном интервале изменения ее от максимально возможной в данных условиях и до минимальной. Поэтому понятие температура точки росы , принятое для двухкомпонентной системы, состоящей из чистого газа и водяных паров, не точно отражает существо процесса. В связи с коррозионной активностью дымовых гаэоч правильней было бы говорить о предельной температуре, начиная с которой при ее понижении проявляются явления влажного или жидкостного характера, вызываемые конденсацией, а возможно и адсорбцией, и об интервале температур, в котором жидкость и дымовые газы могут находиться в состоянии равновесия. В зависимости от характера этого явления по-разному могут сказываться и вызываемые ими следствия и не обязательно во всех случаях при предельной температуре будут обнаруживаться коррозионные явления. Коррозионный процесс, вероятно, может начинаться и при другой температуре, приводящей к конденсации серной кислоты, солей или каких-либо других активных соединений в необходимом для начала коррозии количестве и соответствующей концентрации — такой температуре, при которой совокупность химических процессов приводит к усилению взаимодействия с металлом поверхностей нагрева. Это обстоятельство следует иметь в виду при анализе методов измерения температуры точки росы. [c.285]
Определение температуры точки росы дымовых газов отечественными приборами производится по методу Джонстона. В Башкирэнерго для этих целей применяется малогабаритный датчик (рис. 5-35) конструкции В. Э. Бонвеча (Башэнергонефть), состоящий из корпуса, выполненного из защитного чехла от термопары типа ТП-П, и стеклянного колпачка с платиновыми электродами для измерения проводимости пленки и платинородиевой — платиновой термопарой для измерения ее температуры. Втулка и прокладка из фторопласта предохраняют стеклянный колпачок от повреждения при его креплении к фланцу корпуса накидной гайкой, а чехол защищает колпачок от механических повреждений. Воздух или углекислый газ для охлаждения колпачка подводится по красномедной трубке, проходящей внутри датчика. Для экономии платины термопара и электроды, изолированные керамическими или фарфоровыми 286 [c.286]
Во всех описанных случаях под температурой точки росы понимается температура точки росы, измеренная по методу Г. Джонстона и не равная температуре насыщения или начала конденсации паров серной кислоты. Первые прямые измерения каталитического эффекта выполнены автором совместно с О. Е. Тараном на котле ТГМП-314 блока 300 МВт Костромской ГРЭС. [c.119]
Метод точки росы. При повыщении количества водяных паров в газе при постоянной температуре или при понижении температуры при постоянном количестве водяных паров, последние приходят в состояние насыщения, а затем становятся перенасыщенными и конденсируются, т. е. влага выпадает в виде росы. Температура, при которой пар достигает насьш1ения и начинается конденсация влаги, называется точкой росы. Основанные на этом принципе измерители влажности (гигрометры) называют конденсационными. Измерив температуру конденсации — точку росы, по таблицам находят абсолютное содержание влаги в газе. Достоинства гигрометров большой диапазон измерений, охватывающий низкие отрицательные температуры и высокие давления анализируемого газа удовлетворительная точность во всем диапазоне измерений. В основу конденсационного гигрометра положены три элемента — конденсационное зеркало, охлаждающее устройство и измеритель температуры поверхности зеркала. Выпускаются гигрометры как с визуальной фиксацией точки росы, так и с ее фотоэлектрической индикацией. [c.934]
При определении давления насыщенных паров высококипящих эфиров по уравнению (9) и по данным Кепффа и Джекобса [231 для точек росы были получены результаты, находящиеся в близком соответствии с величинами, полученными Перри и Вебером [24], применившими метод непосредственного измерения силы на единицу поверхности. Фактор эффективности в этих условиях равен единице или весьма близок к кей. Результаты Верхоука и Маршалла [25], применивших динамические методы определения давления пара, также показывают, что получаются коэффициенты, равные единице. Этим доказывается, что при высоковакуумной разгонке молекулярные столкновения могут иметь место лишь ири определенных условиях и в ограниченной степени. [c.425]
В течение многих лет методы измерения теплопроводности применялись для определения относительной влажности воздуха, хотя пределы их применимости в этом случае ограничивает наличие максимума на кривой зависимости теплопроводности от состава смесей воздуха с водяным паром. В частности, данный метод непригоден для определения содержания паров воды в воздухе в интервале концентраций 12—47% (об.) (точка росы 50 —80 °С). Однако при большей или меньшей концентрации паров воды метод применим. Максимумы на кривых зависимости теплопроводности от состава характерны и для других газовых смесей, компоненты которых имеют близкие значения этого параметра. Из рис. 4-1 видно, что в смеси с воздухом максимумы теплопроводности дают не только вода, но и аммиак. Графики, приведенные на рис. 4-1, построены Дайнсом [26] поданным, полученным с по- [c.200]
Илфельд [87] показал, что при переводе температур точки росы в единицы действительной влажности в газах требуется определенная осторожность. Выше О °С расчеты содержания влаги, основанные на измерении давления пара над водой, находятся в хорошем согласии с экспериментом. Согласно теории, для расчета содержания влаги в газе при температурах ниже точки замерзания воды следует использовать давление пара надо льдом. В действительности, однако, экстраполирование давления пара над водой дает более правильные результаты, чем другие методы. Ил- [c.570]
Для специальных целей имеются различные варианты обычного психрометра. Коллинз [37] описал переносной прибор для непрерывной регистрации и интегрирования градиентов температуры и влажности атмосферы на высоте 1—16 м. Брентон [26] предложил психрометр для измерения относительной влажности при температурах ниже точки замерзания. В этом психрометре образец газа пропускают через нагретую ячейку, температуру которой повышают, но содержание влаги в образце при этом не меняется. По показаниям сухого и влажного термометров при повышенной температуре определяют точку росы. Затем находят относительную влажность как частное от деления значения давления пара при температуре точки росы на давление насыщенного пара при температуре окружающей среды, измеренной сухим термометром. Уоррелл [210] разработал приспособление для определения относительных влажностей воздуха (в процентах) при температуре среды (сухой термометр) выше 100 °С. Психрометрический метод можно применять при температуре на влажном термометре не выше 100 °С. Давление насыщенных паров воды, используемое в качестве стандарта, можно установить по табличным данным для насыщенного водяного пара при температуре, фиксируемой сухим термометром. Эти данные приведены для температур приблизительно до 205 °С (400 °F).
[c.577]
Момент фазового перехода можно определить не только визуально, но и любыми методами, позволяющими установить зависимость изменения какого-либо свойства системы от изменения температуры, давления, объема и т. д. Например, введя в аппарат определенные количества лколичеств веществ, т. е. уменьшают объем системы. Отмечая на графике зависимость какого-либо из свойств системы или фазы (объема, плотности, коэффициента преломления и др.) от давления, легко заметить, что эта зависимость будет представлять собой плавную кривую до тех пор, пока не изменится число равновесно существующих фаз. В этот момент на кривой давление—свойство появится перелом. Давление, соответствующее этому перелому при растворении газа в жидкости, будет давлением, при котором исчезает последний пузырек газа. Аналогичные результаты можно получить, если повышать давление, вводя в аппарат дополнительные точно измеренные количества жидкости или газа. Зная исходный состав газовой фазы, можно, повышая давление в системе, определить момент выделения первой капли жидкости, т. е. определить точку росы. [c.288]
Конспект урока по физике “Влажность воздуха”
§ 19. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха
Атмосферный воздух, который нас окружает, вследствие непрерывного испарения воды с поверхности водоёмов и растительных покровов всегда содержит в себе водяные пары. Содержание водяного пара в атмосфере характеризует такое понятие, как «влажность». Она имеет большое значение для многих процессов, которые происходят в атмосфере. Влажность воздуха характеризует погоду и климат, влияет на теплообмен организма с окружающей средой, на жизнь животных и растений.
Чем больше водяных паров находится в определённом объёме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров потребуется для его насыщения.
В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.
Абсолютная влажность ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м3 при данных условиях, т. е. плотность водяного пара.
Или Абсолютная влажность воздуха (лат. absolutus — полный) — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха. Другими словами, это плотность водяного пара в воздухе. (ро).
Конденсационный гигрометр
Для того, чтобы судить о степени влажности воздуха, нужно знать, близок или далёк водяной пар, который находится в воздухе, от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности.
Относительной влажностью воздуха φ (фи) называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
Относительную влажность воздуха можно определить по формуле φ = ρ / ρ0 • 100%. Греческая буква фи- φ.
Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нём пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнёт конденсироваться в виде росы. Появляется туман, выпадает роса.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.
Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Для определения влажности воздуха используют такие приборы, как гигрометр и психрометр.
Гигрометры бывают двух видов — конденсационные и волосные.
С помощью конденсационного гигрометра можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы. Он представляет собой металлическую коробочку 1 (рис. 23). Её передняя стенка 2 хорошо отполирована и окружена также отполированным кольцом 3. Между стенкой и кольцом расположена теплоизолирующая прокладка 4. К коробочке подсоединена резиновая груша 5 и вставлен термометр 6.
Рис. 23. Внешний вид и устройство конденсационного гигрометра
Если в коробку налить легко испаряющуюся жидкость (эфир), то, продувая воздух через коробку с помощью груши, можно вызвать сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. На полированной поверхности появляются капельки росы. По термометру замечают температуру, при которой они появляются. Это и есть точка росы, так как появление росы говорит о том, что пар стал насыщенным. По таблице плотности насыщенного водяного пара и определяют абсолютную влажность воздуха.
Действие волосного гигрометра (рис. 24) основано на свойстве человеческого волоса удлиняться при увеличении относительной влажности воздуха. При увеличении влажности воздуха длина волоса увеличивается, а при уменьшении влажности его длина уменьшается. При этом стрелка, перемещаясь по шкале, указывает относительную влажность воздуха.
Рис. 24. Волосной гигрометр
Прибор для определения влажности воздуха — психрометр — состоит из двух термометров, один из которых обмотан тканью, конец которой опущен в воду. Поскольку вода испаряется, то термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идёт испарение. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров будет меньше. По этой разности температур с помощью специальных таблиц и определяют относительную влажность воздуха.
Психрометр
Влажность воздуха меняется в течение суток. Температура воздуха днём выше, чем ночью, поэтому относительная влажность воздуха днём меньше, чем в ночное время.
Определение влажности воздуха необходимо в метеорологии для предсказания погоды, в теплицах и оранжереях для поддержания нужного режима растениям. Работа многих технических устройств и возникновение коррозии зависит от влажности воздуха. Для хранения произведений искусства и книг необходимо поддерживать влажность воздуха на определённом уровне. От влажности воздуха зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. Чтобы человек чувствовал себя комфортно, влажность воздуха в помещениях должна быть 40—60%.
Вопросы
Что называют относительной влажностью воздуха?
Что называется точкой росы?
Какие приборы используют для определения влажности воздуха?
Как определить точку росы с помощью конденсационного гигрометра?
Как, используя психрометр, можно узнать относительную влажность воздуха?
Упражнение 15
Оба термометра в психрометре показывают одинаковую температуру.
Какова относительная влажность воздуха?
Как изменится разность показаний сухого и влажного термометров в психрометре при понижении температуры воздуха, если абсолютная влажность остаётся без изменения?
Почему вечером после жаркого дня появляется роса?
Методические указания по проведению лабораторных работ по курсу «Физика» (для студентов и преподавателей) (стр. 5 из 13)
4. Запуск искусственных спутников Земли показал, что «температура» воздуха на высоте 1000 км достигает нескольких тысяч градусов. Почему же не расплавился спутник, двигаясь на указанной высоте? (Температура плавления железа 1520° С.)
5. Каким будет давление газа после его охлаждения от 30 до 0 оС, если при 30 оС давление газа было равно 2·105 Па? Объем считать постоянным.
Рекомендуемая литература
1. Кикоин А.К, Кикоин И.К. Физика: учебник для 10 класса для школ с углубленным изучение физики. – М.: Просвещение, 1998. (Стр.42-54)
2. Омельченко В.П., Антоненко Г.В. Физика.- Р., 2005. (Стр. 105-108)
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
С ПОМОЩЬЮ ГИГРОМЕТРА И ПСИХРОМЕТРА
Цель:
1. Ознакомиться с устройством и принципом действия конденсационного гигрометра.
2. Научиться измерять и вычислять влажность воздуха.
3. Научиться пользоваться психрометрическими таблицами (Сборник вопросов и задач по физике [4] табл.8, 20).
Оборудование:
1. Конденсационный гигрометр (рис.1).
2. Термометр.
3. Эфир.
4. Психрометры (рис.2)
Теория
В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью. Абсолютная влажность (ρа) определяется массой водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха, т.е. плотностью водяного пара. Абсолютную влажность можно определить по температуре точки росы – температуре, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным. Температуру точки росы определяют с помощью гигрометра, а затем по таблице “Давление насыщающих паров и их плотность при различных температурах” находят соответствующую температуре точки росы плотность. Найденная плотность и есть абсолютная влажность окружающего воздуха. Относительная влажность В показывает, сколько процентов составляет абсолютная влажность ρа от плотности ρн водяного пара, насыщающего воздух при данной температуре:
В = ρа • 100% / ρн (1)
Для определения относительной влажности используют гигрометр и психрометр. Гигрометры (от греч. hygros—влажный и metron—мера), приборы для определения влажности воздуха. Существует три основных типа гигрометра.: одни показывают абсолютную влажность, другие — относительную, третьи—точку росы. Гигрометры, определяющие влажность воздуха по точке росы, носят название конденсационных гигрометров. Из конденсационных гигрометров, наиболее простое устройство имеет зеркальный гигрометр Ламбрехта (см. рисунок 1).
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
Измерение влажности воздуха – презентация онлайн
ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХАЦель: Научиться определять относительную влажность воздуха с помощью психрометра Августа и волосного гигрометра
Соссюра
Оборудование: психрометр Августа, волосной гигрометр Соссюра
Задание 0. Выписать принципы работы каждого прибора
Выполнение работы
Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра Августа
а) Подготовить таблицу для записи
№ tсухого, tвлажного, Δt, φ,
результатов измерений и вычислений,
0С
0С
0С %
см. пример:
1 24
21
3 77
б) Рассмотреть устройство
психрометра.
в) Снять показания: сухого
термометра tсухого =240С,
влажного термометра tвлажного =210С.
г) Разность показаний термометров:
Δt = tсухого – tвлажного,
Δt = 240С – 210С=30С
д) По таблице определить
влажность воздуха φ,
см. следующий слайд.

Психрометр Августа
ПСИХОМЕТРИЧЕСКИЕ ТАБЛИЦЫ ПРИБОРОВ
ВИТ-1
ВИТ-2
ВОЛОСНОЙ ГИГРОМЕТР СОССЮРА
Задание 2. Определить влажность воздуха с помощью гигрометра Соссюра
ВНЕШНИЙ ВИД
УСТРОЙСТВО
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ волосного гигрометра
основан на свойстве обезжиренного
человеческого волоса изменять длину при
изменении влажности воздуха, что позволяет
измерять относительную влажность от 30 до 100
%. Волос слегка натянут на упругую
металлическую рамку. Изменение длины волоса
передаётся стрелке, перемещающейся по шкале,
проградуированной в единицах относительной
влажности
МЕХАНИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР
Задание 3. Определить влажность воздуха с помощью механического гигрометра
МЕХАНИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР/ТЕРМОМЕТР
Абсолютная погрешность измерения
влажности составляет около 10%
Принцип работы устройства довольно прост: используются две
спирали, в зависимости от температуры воздуха и влажности —
они либо растягиваются, либо сжимаются
Задание 4.

КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР определяет точку росы по температуре охлаждаемого металлического
зеркальца в момент появления или исчезновения на нём следов капелек воды (или льда), конденсирующихся
из окружающего воздуха. Простейший гигрометр состоит из металлического контейнера с зеркальной
внешней поверхностью (зеркальца), в который налит легко испаряющийся эфир, термометра, измеряющего
температуру паров эфира, охлаждающего при испарении зеркальце и блестящего кольца, по контрасту с
отражением света от которого измеряют температуру точки росы. По измеренной точке росы определяют
абсолютную и относительную влажности воздуха.
АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ
1. Определить влажность воздуха по показаниям приборов психрометра ВИТ-1, волосного и механических
гигрометров, оценить влажность по прибору ВИТ-2
2. Оценить согласованность результатов, показания какого(их) прибора(ов) следует исключить из рассмотрения.

Почему?
3. Определить точку росы по показаниям волосного гигрометра и психрометра ВИТ-1 (см. таблицу сл. слайда)
4. Сделать выводы а) об уровне влажности в помещении, б) достоинствах и недостатках приборов для экспресси точных измерений влажности.
гигрометр
ГИГРОМЕТР С ГИГРОСКОПИЧЕСКОЙ СОЛЬЮ. См. электролитический гигрометр.[ …]
Ныне неупотребительный синоним волосного гигрометра.[ …]
ГИГРОМЕТР С ПОСТОЯННЫМ УВЛАЖНЕНИЕМ. Волосной гигрометр, на рамку которого с тыловой стороны укрепляют кожух с материей, поддерживаемой в увлажненном состоянии. Постоянное увлажнение, создаваемое таким путем для волоса, предохраняет его от пересыхания и сохраняет его гигроскопические свойства более или менее постоянными.[ …]
ГИГРОМЕТР ТОЧКИ РОСЫ. См. конденсационный гигрометр.[ …]
Учение о методах измерения влажности воздуха.[ …]
Прибор для измерения влажности воздуха. В зависимости от метода, положенного в основу прибора, существуют следующие типы Г. : весовой, или абсолютный. волосной, пленочный, диффузионный, конденсационный, электролитический, спектральный гигрометры; психрометр.[ …]
Гигрометр – прибор для измерения относительного количества влаги в атмосфере.[ …]
Гигрометр является прибором, служащим для определения абсолютной или относительной влажности воздуха — наиболее существенной характеристики климата. На гидрометеорологических станциях часто применяют гигрометры, чувствительным элементом которого служит человеческий волос или органическая (животная) пленка. Они обладают свойством изменять длину в зависимости от содержания водяного пара в воздухе. Для автоматической непрерывной записи влажности воздуха используют самопишущие приборы — гигрографы. Для измерений атмосферных жидких и твердых осадков используют прибор осадкомер (дождемер). Он состоит из сосуда, в который собираются осадки, и приспособлений, предотвращающих выдувание из него осадков. Осадкомер устанавливают так, чтобы приемная поверхность сосуда (ведра) находилась на высоте 2 м над почвой. К прибору прилагается мерный стакан с делениями, по которым измеряют количество выпавших осадков (в мм), количество безапелляционных осадков определяют после того, как они растают.[ …]
ВОЛОСНОЙ ГИГРОМЕТР. Прибор для определения относительной влажности воздуха, построенный на использовании гигроскопичности обезжиренного человеческого волоса. Изменение длины натянутого на рамке волоса при колебаниях влажности передается при помощи особого приспособления на стрелку, перемещающуюся по шкале прибора.[ …]
ВОЛОСНОЙ ГИГРОМЕТР. Прибор для определения относительной влажности воздуха, построенный на использовании гигроскопичности обезжиренного человеческого волоса. Изменение длины натянутого на рамке волоса при колебаниях влажности передается при помощи особого приспособления на стрелку, перемещающуюся по шкале прибора. В. Г. требует градуировки и регулярной проверки по психрометру. Устанавливается в метеорологической будке рядом с психрометром. Зимой при низких температурах В. Г. является основным прибором для измерения влажности. См. еще гигрометр с постоянным увлажнением.[ …]
Волосной гигрометр (МВ – 1) (рис. 5.8). При увеличении относительной влажности волос удлиняется, и стрелка поворачивается вправо по шкале. При уменьшении влажности стрелка смещается влево, отсчеты по шкале снимаются в целых делениях, цена деления 1%.[ …]
Пленочный гигрометр — прибор относительный, Поэтому в его показания, как и в показания волосного гигрометра, вводятся поправки, полученные сравнением показаний пленочного гигрометра с показаниями психрометра.[ …]
ХИМИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР. См. весовой гигрометр.[ …]
Повесьте ваш гигрометр на стенку около окна с растениями и определяйте погоду по «журавлиному носу».[ …]
ДИСТАНЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР. Волосной гигрометр для измерения влажности воздуха на расстоянии. Пучок волос с помощью рычажной передачи соединяется с контактной стрелкой; последняя может перемещаться над дугообразным потенциометром и замыкать цепь в момент измерений. Имеется и пленочный Д. Г.[ …]
КОНДЕНСАЦИОННЫЙ ГИГРОМЕТР. Прибор для определения влажности воздуха путем охлаждения последнего до точки росы. В ряде конструкций металлический сосуд, наполненный эфиром, охлаждают (вызывая продуванием воздуха усиленное испарение эфира) и следят за появлением на отполированной стенке капель воды. По термометру, вставленному внутрь сосуда, отмечают температуру, при которой это происходит. Эта температура является точкой росы при данном содержании водяного пара в воздухе. По точке росы находят соответствующую ей упругость пара.[ …]
ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ ГИГРОМЕТР. Гигрометр для радиозонда, основанный на том, что электропроводность пленки водного раствора хлористого лития меняется в зависимости от относительной влажности воздуха по вполне определенному закону. Для измерения влажности этим методом чувствительный элемент включают в сетку модуляторной лампы радиопередающего устройства. Установив заранее связь между частотой генератора и сопротивлением приемника, а также зависимость сопротивления приемника от относительной влажности воздуха, можно по частоте, излучаемой передатчиком, определить относительную влажность.[ …]
Синоним: химический гигрометр.[ …]
Этот прибор называется гигрометр, или влагомер.[ …]
ПЛЕНОЧНЫЙ ГИГРОГРАФ. Регистрирующий пленочный гигрометр.[ …]
Чтобы уточнить показания вашего пеларгониевого гигрометра, сравните его показания с показаниями школьного волосяного гигрометра.[ …]
Влажность воздуха должна быть не меньше 70 процентов по гигрометру или, может быть, по «журавлиному носу».[ …]
Блок измерения метеопараметров состоит из сорбционного гигрометра ГС-210, измеряющего относительную влажность воздуха, анеморумбографа М63МР, измеряющего направление и скорость ветра, и термометра сопротивления ТСМ, измеряющего температуру воздуха. Датчики всех метеопараметров размещены на телескопической мачте. При измерениях их поднимают над крышей кузова-фургона на 1,5…2 м.[ …]
Контрольные процедуры с аппаратурой измерения влажности. 1. Гигрометры, психрометры, в которых используются сухой и влажный термометры.[ …]
Другим устройством для определения относительной влажности служит гигрометр, действие которого основано на свойстве некоторых органических веществ (органических мембран, человеческого волоса) удлиняться во влажном воздухе и укорачиваться в сухом. Измеряя деформацию чувствительного элемента (мембраны или волоса), можно судить о величине относительной влажности в производственном помещении. Гигрографы записывают изменения величины относительной влажности как функцию времени. Примером такого гигрографа может служить прибор типа М-21, который осуществляет суточную или недельную запись регистрируемого параметра.[ …]
Комплекс состоит из установки для измерения массы газов, барометра, гигрометра и термометра. Газовые смеси получают с помощью установки на основе манометрического метода. Контроль промахов производят путем измерения молярной доли на аналитических комплексах эталона.[ …]
При обработке записей С. М. учитываются влияния: 1) инерции термометра и гигрометра, несколько отстающих от реального изменения температуры и влажности при подъеме; 2) динамического нагревания приемников, обдуваемых встречным воздушным потоком; 3) смачивания и обледенения приемников при полете в облаках или через зону осадков.[ …]
Комбинированный прибор, совмещающий термометр и волосной гигрометр. По шкале прибора можно отсчитывать температуру, относительную влажность, упругость пара и определять точку росы.[ …]
Для крепления прибора в металлической раме есть отверстия 9 и лапки 10. Стрелку гигрометра устанавливают на заданную влажность воздуха винтом [ …]
Установка, состоящая из термометра, конденсационного гигрометра и форсунки для охлаждения зеркала гигрометра. Точка росы для гигрометра автоматически отмечается с помощью фотоэлемента, вмонтированного в зеркало. Приемники монтируются в стойке экранированного термометра и устанавливаются над фюзеляжем самолета. Все измерения производятся с помощью мостиков сопротивления, устанавливаемых внутри самолета.[ …]
Прибор для определения влажности воздуха. Наиболее распространены психрометр и волосной гигрометр, измеряющий относительную влажность воздуха по изменению длины обезжиренного человеческого волоса в зависимости от влажности воздуха.[ …]
Для измерения относительной влажности воздуха используются приборы, называемые психрометрами и гигрометрами, а для регистрации изменения этого параметра во времени служит гигрограф.[ …]
Прежде всего надо регулярно измерять влажность в комнате, где размещены ваши растения. Измеряют влажность гигрометрами различных типов (приобрести их можно в специализированных магазинах медицинской техники). Наиболее простым является волосяной гигрометр, показывающий значение влажности воздуха в процентах. Относительная влажность воздуха (в %) равна отношению содержания водяных паров при данной температуре к максимально возможному их количеству при той же температуре, умноженному на 100.[ …]
Следовало бы ввести в практику наших лесхозов и леспромхозов специальные проверенные в лабораториях лесные гигрометры в дополнение к обычным психометрам и гигрографам, которыми располагают паши метеорологические станции.[ …]
Специально обработанный, обезжиренный человеческий волос, применяемый в качестве приемника влажности в волосном гигрометре и волосном гигрографе.[ …]
Пример 2 Определить парциальное давление водяного пара в воздухе, если относительная влажность, измеренная волосным гигрометром, составляет / — 40%, а дефицит влажности равен (I = 5,0 мб.[ …]
Камер а для создания и поддержания определенной относительной влажности воздуха. Применяется для поверки волосных гигрометров.[ …]
САМОЛЕТНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ МЕТЕОРОГРАФ. Самолет ный термогигрограф с автоматическим индикатором появления конденсации на зеркале гигрометра, к которому подключаются датчики зеркального гальванографа.[ …]
Учет дефицита влажности составляет положительную сторону наших инструкций. Недостатком их является отсутствие наблюдений подстилочными гигрометрами над степенью влажности органических субстратов наземного и приземного слоев.[ …]
Самописец для регистрации колебаний относительной влажности воздуха. Наиболее распространены Г., построенные по принципу волосного гигрометра.[ …]
Прибор, укрепляемый на фюзеляже самолета, состоящий из термометра сопротивления, камеры конденсационного гигрометра с электрическим термометром и системы охлаждения.[ …]
В настоящее время трудности представляет еще измерение относительной влажности воздуха в камерах фруктохранилища для плодов. Повсеместно употребляемые волосные гигрометры ненадежны, и пх показания большей частью значительно отклоняются от фактических значений. Согласно Кейперту [132], этилен вызывает осмоление волоса гигрометра через 6 недель. То же относится к гигрографам или термогигрографам. Наиболее точные значения дает аспнрационпый психрометр Ассманна, по которому можно тарировать также и другие приборы.[ …]
ПСИХРОМЕТРИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА. Помещаемый внутри психрометрической будки комплекс приборов для определения температуры и влажности воздуха. Состоит из психрометра Августа, волосного гигрометра, максимального и минимального термометров.[ …]
За последние 20 лет проведено довольно много измерений распределения концентрации водяного пара в стратосфере, достаточно полный обзор которых сделан Харрисом [167]. Измерения проводились гигрометром точки росы [227, 228], спектральными методами в инфракрасной и микроволновой областях спектра [151] и абсорбционными датчиками из окиси алюминия [175].[ …]
В помещении, где проводят испытания бумаги, должен быть установлен кондиционер для автоматического поддержания заданных параметров воздуха. Контроль относительной влажности воздуха ведется с помощью гигрометров или психрометров.[ …]
В. Г. требует градуировки и регулярной проверки по психрометру. Устанавливается в метеорологической будке рядом с психрометром. Зимой при низких температурах В. Г. является основным прибором для измерения влажности. См. еще гигрометр с постоянным увлажнением.[ …]
Для последующего перехода к концентрации паров НТО в исследуемом воздухе необходимо параллельно отбору пробы производить определение содержания паров воды. В комплект пробоотборной аппаратуры, следовательно, обязательно должен входить гигрометр или какой-либо адекватный прибор для определения абсолютной влажности исследуемого воздуха.[ …]
Научное исследование условий погоды в горах не привлекало большого внимания до середины XIX в., хотя о зависимости метеорологических элементов от высоты было известно уже давно. Уменьшение давления с высотой было доказано в сентябре 1648 г., когда Флорен Перье по просьбе Блеза Паскаля измерил давление с помощью простой торричеллиевой вакуумной ртутной трубки у основания и на вершине г. Пюи-де-Дом во Франции. В августе 1787 г. О. Б. Соссюр, опытный альпинист, во время подъема на Монблан провел наблюдения относительной влажности, используя изобретенный им волосной гигрометр [14]. В июле 1788 г. Соссюр вместе со своим сыном провел серию метеорологических наблюдений через каждые два часа на г. Коль-дю-Жеан (3360 м) около Монблана. Одновременно в Шамони (1050 м) и Женеве (375 м) выполнялись сравнительные наблюдения. Полученные данные дали Соссюру возможность изучить вертикальный температурный градиент и его суточные изменения. Его оценка величины градиента близка к той, которую сделал Юлиус Ганн сто лет спустя. В своих трудах Соссюр рассмотрел теории XVIII в. о причинах низких температур в горах и подошел ближе к современной точке зрения, чем большинство физиков его времени [2]. Кроме того, он пытался измерить изменения испарения и цвета неба с высотой и интересовался многочисленными другими явлениями погоды гор и изменениями самочувствия людей в зависимости от высоты. Его по праву можно считать «первым горным метеорологом».[ …]
Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха
Лабораторная работа № 4
Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.»
Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..
Оборудование: 1. Психрометр.
Теория.
В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.
Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.
Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.
Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.
Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.
Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.
Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара p0 при той же температуре, выраженное в процентах:
Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.
Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.
1. Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.
Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.
Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.
Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах
t, 0С |
р, Па |
ρ*10-3, кг/м3 |
t, 0С |
р, Па |
ρ*10-3, кг/м3 |
t, 0С |
р, Па |
ρ*10-3, кг/м3 |
– 5 |
401 |
3,24 |
6 |
933 |
7,30 |
17 |
1933 |
14,5 |
– 4 |
437 |
3,51 |
7 |
1000 |
7,80 |
18 |
2066 |
15,4 |
– 3 |
476 |
3,81 |
8 |
1066 |
8,30 |
19 |
2199 |
16,3 |
– 2 |
517 |
4,13 |
9 |
1146 |
8,80 |
20 |
2333 |
17,3 |
– 1 |
563 |
4,47 |
10 |
1226 |
9,40 |
21 |
2493 |
18,8 |
0 |
613 |
4,80 |
11 |
1306 |
10,0 |
22 |
2639 |
19,4 |
1 |
653 |
5,20 |
12 |
1399 |
10,7 |
23 |
2813 |
20,6 |
2 |
706 |
5,60 |
13 |
1492 |
11,4 |
24 |
2986 |
21,8 |
3 |
760 |
6,00 |
14 |
1599 |
12,1 |
25 |
3173 |
23,0 |
4 |
813 |
6,40 |
15 |
1706 |
12,8 |
26 |
3359 |
24,4 |
5 |
880 |
6,80 |
16 |
1813 |
13,6 |
27 |
3559 |
25,8 |
Чтобы найти относительную влажность, надо давление насыщенного пара при температуре точки росы разделить на давление насыщенного пара при температуре окружающего воздуха и умножить на 100%.
2. Волосной гигрометр. Его работа основана на том, что обезжиренный человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется, а при уменьшении влажности укорачивается. Волос оборачивают вокруг легкого блока, прикрепив один конец к раме, а к другому подвешивают груз. При изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться, перемещаясь по шкале. Шкалу градуируют по эталонному прибору.
3. Психрометр. (от греч «психриа» – холод). Состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается. По разности температур сухого и влажного термометров по психрометрической таблице определяют влажность воздуха.
Ход работы.
Задание 1. Измеритьвлажность воздуха с помощью психрометра.
- Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
№ опыта |
tсухого, 0С |
tвлажного, 0С |
Δt, 0С |
φ, % |
1 |
|
|
|
|
- Рассмотреть устройство психрометра.
- По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха tсухого в помещении.
- Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей tвлажного
- Вычислить разность показаний термометров Δt = tсухого – tвлажного
- По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
- Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
- Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
- Ответьте на контрольные вопросы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.
- Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
- Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
- Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
- При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
- Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
- Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
- Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?
Психрометрическая таблица.
tсухого,0С |
Разность показаний сухого и влажного термометров |
|||||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
|
5 |
100 |
86 |
72 |
58 |
45 |
32 |
19 |
6 |
|
|
|
|
6 |
100 |
86 |
73 |
60 |
47 |
35 |
23 |
10 |
|
|
|
|
7 |
100 |
87 |
74 |
61 |
49 |
37 |
26 |
14 |
|
|
|
|
8 |
100 |
87 |
75 |
63 |
51 |
40 |
28 |
18 |
|
|
|
|
9 |
100 |
88 |
76 |
64 |
53 |
42 |
31 |
21 |
|
|
|
|
10 |
100 |
88 |
76 |
65 |
54 |
44 |
34 |
24 |
14 |
4 |
|
|
11 |
100 |
88 |
77 |
66 |
56 |
46 |
36 |
26 |
17 |
8 |
|
|
12 |
100 |
89 |
78 |
68 |
57 |
48 |
38 |
29 |
20 |
11 |
|
|
13 |
100 |
89 |
79 |
69 |
59 |
49 |
40 |
31 |
23 |
14 |
6 |
|
14 |
100 |
90 |
79 |
70 |
60 |
51 |
42 |
33 |
25 |
17 |
9 |
|
15 |
100 |
90 |
80 |
71 |
61 |
52 |
44 |
36 |
27 |
20 |
12 |
5 |
16 |
100 |
90 |
81 |
71 |
62 |
54 |
45 |
37 |
30 |
22 |
15 |
8 |
17 |
100 |
90 |
81 |
72 |
64 |
55 |
47 |
39 |
32 |
24 |
17 |
10 |
18 |
100 |
91 |
82 |
73 |
64 |
56 |
48 |
41 |
34 |
26 |
20 |
13 |
19 |
100 |
91 |
82 |
74 |
65 |
58 |
50 |
43 |
35 |
29 |
22 |
15 |
20 |
100 |
91 |
83 |
74 |
66 |
59 |
51 |
44 |
37 |
30 |
24 |
18 |
21 |
100 |
91 |
83 |
75 |
67 |
60 |
52 |
46 |
39 |
32 |
26 |
20 |
22 |
100 |
92 |
83 |
76 |
68 |
61 |
54 |
47 |
40 |
34 |
28 |
22 |
23 |
100 |
92 |
84 |
76 |
69 |
61 |
55 |
48 |
42 |
36 |
30 |
24 |
24 |
100 |
92 |
84 |
77 |
69 |
62 |
56 |
49 |
43 |
37 |
31 |
26 |
25 |
100 |
92 |
84 |
77 |
70 |
63 |
57 |
50 |
44 |
38 |
33 |
27 |
26 |
100 |
92 |
85 |
78 |
71 |
64 |
58 |
51 |
45 |
40 |
34 |
29 |
27 |
100 |
92 |
85 |
78 |
71 |
65 |
59 |
52 |
47 |
41 |
36 |
30 |
28 |
100 |
93 |
85 |
78 |
72 |
65 |
59 |
53 |
48 |
42 |
37 |
32 |
Вариант выполнения работы.
Показания сухого термометра 24 0С.
Показания влажного термометра 21 0С.
Сделайте точку росы вашим другом по влажности
Последние несколько лет я выполнял определенную миссию. Моя цель – заставить больше людей думать о влажности с точки зрения точки росы, а не относительной влажности. Почему? Потому что относительная влажность вводит в заблуждение. Знаете, вся эта «относительная» штука немного скользкая.
Например, у меня был специалист по строительной индустрии, который занимается этим вопросом, и сказал мне, что в его районе регулярно регистрируют температуру и относительную влажность в 90-х годах (по Фаренгейту и в процентах соответственно).Это распространенное заблуждение. На прошлой неделе я разговаривал с клиентом в центре Атлантики, который сказал мне, что там, где он строит, температура достигает 98 ° F и относительная влажность 95%.
Влажность в перспективе
Я не сомневаюсь ни в одном из этих людей. Я просто думаю, что их время немного не вовремя. Да, достижение температуры в 90-е годы, даже до 98, безусловно, возможно в большинстве Соединенных Штатов. Также возможна относительная влажность 90% или выше, особенно в восточной половине.Просто они не происходят одновременно. Когда они это делают, устанавливаются новые рекорды.
Да, метеорологи и климатологи ведут учет таких вещей, как самая высокая точка росы. Точка росы – это количество, которое вам нужно посмотреть для записей, потому что оно фактически говорит вам, сколько есть водяного пара. Относительная влажность говорит вам, насколько вы близки к насыщению (100% RH), которое происходит, когда водяной пар начинает конденсироваться, когда вы пытаетесь добавить больше.
Итак, давайте посмотрим на некоторые записи. Вот самые высокие точки росы, зарегистрированные в США:
Давайте теперь посмотрим, какими были температура воздуха (по сухому термометру) и относительная влажность для каждого из них:
Вы, наверное, сейчас задаетесь вопросом об остальном мире.Самая высокая температура точки росы за всю историю наблюдений составила 95 ° F 8 июля 2003 года в Дахране, Саудовская Аравия. Температура воздуха в то время составляла 108 ° F, что делало относительную влажность относительно сухой 68%.
Да, мифический день 90/90 для температуры и относительной влажности воздуха возможен. Раньше такое случалось как минимум один раз… и это стало рекордом. Но это далеко от нормальных условий.
Однако день 80/80 весьма вероятен во влажной части Северной Америки. Точка росы в этих условиях составляет 73 ° F.Если вы живете в Хьюстоне, Мобиле или Флориде, в это время года для вас самый низкий уровень влажности. Здесь, в Атланте, мы достигли максимума.
Вот еще один взгляд на точку росы: когда вы поддерживаете в доме рекомендуемые расчетные условия 75 ° F и относительную влажность 50%, точка росы составляет 55 ° F. Это удобно. В моей квартире обычно 74 ° F и относительная влажность около 58%. Соответствующая точка росы составляет 58 ° F, и это все еще комфортно. (Но вы можете прочитать о том, как я сделал одно небольшое изменение, чтобы повысить нашу относительную влажность до более 70% еще в 2014 году.)
Сделайте точку росы вашим другом
Высокая относительная влажность действительно бывает. Однако обычно это совпадает с более низкими температурами воздуха. С повышением температуры относительная влажность понижается. Например, сегодня утром, когда я проснулся, относительная влажность здесь, в районе Атланты, составляла 87%. Хотя это звучит плохо, температура воздуха составляла 65 ° F, а точка росы была хорошей, сухой 61 ° F. Если мы сохраним ту же точку росы при повышении температуры до прогнозируемого максимума 89 ° F, наша относительная влажность упадет. до обезвоживания 39%.
Приложение погоды на вашем телефоне, вероятно, показывает точку росы для вашего местоположения, поэтому, если вы привыкнете смотреть на нее, вы будете лучше понимать влажность. Здесь, в Атланте, наш нормальный летний диапазон колеблется от высоких 60 до минимальных 70. На побережье Персидского залива – от середины до 70-х годов.
Вот скриншот карты точки росы на usairnet.com, на которой показаны точки росы по всем Соединенным Штатам сегодня в 7:30 по восточному времени.
Наше тело реагирует на относительную влажность, потому что один из способов охлаждения – испарение пота.Более высокая относительная влажность затрудняет этот процесс. Но если высокая относительная влажность соответствует низкой температуре воздуха, вашему телу не потребуется столько охлаждения, сколько при высокой температуре и высокой влажности.
Проверка точки росы дает мне представление о том, насколько влажно на самом деле. Когда я встаю утром и вижу точку росы 61 ° F, как сегодня утром, я знаю, что это отличный день для отдыха на свежем воздухе, потому что мне будет казаться, что я в Санта-Монике, Калифорния … ну, почти в любом случае.
Вот и все. Относительная влажность – это не то, что многие думают. Однако точка росы всегда будет вашим другом.
Статьи по теме
Проблема с относительной влажностью
Точка росы – более значимый показатель влажности?
Проблема точки росы Дэниела Буна
Два правила предотвращения повреждения от влажности
ПРИМЕЧАНИЕ: Комментарии модерируются.Ваш комментарий не появится ниже, пока не будет одобрен.
Академия влажности Теория 8 – Технология охлаждаемых зеркал и оксида алюминия
Технология охлаждаемых зеркал
Как это работает
Охлаждающее зеркало или конденсационный гигрометр – это технология, используемая для прямого измерения точки росы или точки замерзания газа. Если температура зеркала понижается точно до значения, при котором на поверхности появляется роса, значение температуры зеркала называется точкой росы.Используя предыдущий пример, точка росы, соответствующая условиям относительной влажности 50% и 25 ° C, может быть найдена следующим образом:
P с при 25 ° C = 3,17 кПа
p = 0,5 x 3,17 кПа = 1,585 кПа, что соответствует относительной влажности 50%
Если существует равновесие между росой на зеркале и окружающей средой, то ps при температуре охлажденного зеркала должно быть равно давлению пара p. Основываясь на простой интерполяции значений таблиц насыщенных паров, мы находим, что значение ps равно 1.585 кПа соответствует температуре 13,8 ° C. Эта температура и есть точка росы. Приведенный выше пример показывает, что преобразование относительной влажности в точку росы и наоборот требует использования термометра и таблиц насыщенного пара. Когда зеркало чистое и сухое, интенсивность отраженного света максимальна.
Поверхность зеркала постепенно остывает до образования конденсата и образования на зеркале воды или инея. Когда образуется вода или иней, световой сигнал меняется, и это изменение фиксируется на светоприемнике.При изменении светового сигнала точная температура зеркала записывается как температура точки росы или инея.
Если известно, что конденсат находится в жидкой форме, даже при температуре ниже точки замерзания, измеренная температура принимается за точку росы. Если известно, что конденсат представляет собой лед или иней, измеренная температура принимается за точку замерзания.
Плюсов:
Минусы:
Технология оксида алюминия
Как это работает
Датчик оксида алюминия – это тип конденсатора, образованный путем нанесения слоя пористого оксида алюминия на проводящую подложку с последующим покрытием оксида тонкой пленкой золота.
Емкость, измеренная между алюминиевым сердечником датчика и золотой пленкой, колеблется при изменении содержания водяного пара в воздухе. Количество поглощенных молекул воды определяет электрическое сопротивление конденсатора, которое пропорционально давлению водяного пара.
Когда датчик подвергается воздействию влаги, водяной пар быстро переносится через обнаженный (положительный) электродный слой, где полярные молекулы воды образуют слабые водородные связи на поверхностях оксида.Поглощение вызывает изменения диэлектрической проницаемости и удельного сопротивления оксидных слоев.
Измерение проводимости сенсора – это мера влажности диэлектрика из оксида алюминия, которая пропорциональна концентрации влаги в анализируемом газе.
Датчики из оксида алюминияподходят для очень сухих и чистых условий, когда не требуется быстрых измерений.
Плюсов:
Минусы:
Совет: Датчики оксида алюминия измеряют абсолютное количество водяного пара в газе.Емкостные датчики измеряют относительную влажность в газе (процент присутствующего водяного пара в пропорции к максимальному количеству водяного пара, возможному при данной температуре).
Узнайте больше о влажности в следующем видео: «Объяснение измерения относительной влажности»
См. Предыдущие сообщения в блоге:
Теория 1 – Что такое влажность?
Теория 2 – Относительная влажность, давление и температура
Теория 3 – Влажность и давление пара
Теория 4 – Определения влажности: концентрация пара
Теория 5 – Влияние температуры и давления на% относительной влажности
Теория 6 – Теория Академии влажности 6 – Емкостный датчик
Теория 7 – Теория Академии влажности 7 – Технология влажного / сухого термометра
Остерегайтесь Теории Академии влажности, часть 9.
Температура точки росы – обзор
8.5.3 Образование среднетемпературных (MT) отложений золы
Среднетемпературные (MT) отложения могут быть обнаружены в температурах дымовых газов между температурой размягчения t A и росой точечная температура. В отличие от высокотемпературных отложений, они образуются в основном на задней части трубок в виде односторонних клиновидных отложений (рис. 8.31), которые могут переходить в двустороннюю форму и далее в пепловые мостики, соединяющие трубки.Химический состав отложений МТ практически не отличается от состава золы-уноса. Существенно выше только доля сульфатов [106] (рис. 8.37). Иначе обстоит дело с зерновым составом летучей золы и образующимся в результате загрязнением, где доля самых мелких фракций намного выше. Анализ адгезионных и разрушающих сил, действующих на частицы летучей золы [1,106,109], также подтверждает, что основным компонентом отложений МТ должны быть частицы диаметром не более 30 мкм.
Поскольку дымовой газ в твердотопливном котле обычно содержит значительное количество более крупных частиц золы, а увеличение скорости дымового газа в промежутках между трубами вызывает высокие аэродинамические силы, очень низкая механическая прочность МТ-отложения могут возникать только в определенных конкретных случаях. зоны трубного пучка. Пространства, занятые отложениями, соответствуют зонам циркуляции в турбулентном пограничном слое на задней поверхности труб и зоне вблизи центра входной поверхности.Диапазон и форма циркуляционных зон в трубных рядах шахматного расположения представлены в [3]. [116]. Примерные формы отложений для различных скоростей дымовых газов, показанные на рис. 8.38, были взяты из работы. [108].
Рисунок 8.38. Диапазон и форма циркуляционных зон и отложений МТ в шахматном ряду трубок.
В рядах трубок с линейным расположением зона циркуляции заполняет практически все пространство между последовательными трубками в направлении потока. Поэтому отложения легко превращаются в пепельные мостики.
Механизм образования обрастания МТ был подробно проанализирован в [106,117,109]. Распределение массового потока частиц, достигающих поверхности трубы, зависит от интенсивности локальной циркуляции в турбулентном пограничном слое. Можно предположить, что частота контакта частиц и трубки распределена аналогично хорошо известным (и взаимно аналогичным) распределениям интенсивности тепломассопереноса на трубке. Это предположение тем более верно, чем меньше частицы золы, переносимые дымовыми газами.Обычно предполагается, что при d p <20 мкм частицы движутся без инерции согласно завихрениям турбулентного потока дымовых газов. Исследования подтвердили, что зольные компоненты такого размера являются начальным слоем загрязнения МТ. По мере увеличения толщины осадка доля более крупных частиц, застрявших в мягком осадке, также увеличивается.
Если дымовой газ содержит золу с размером частиц более 30 мкм, то препятствием для расширения отложений является граница зоны циркуляции, за которой большая масса крупных частиц, обладающих сильными эрозионными свойствами, предотвращает осаждение золы.Поэтому образование зольных перемычек в угольных котлах (кроме мокрых) возможно только в рядных трубных рядах или в шахматном порядке с шагами с T >> с L и с L ≤ D . Исследования показали, что в котлах, работающих на угле, отложения обычно не заполняют всю зону циркуляции, что связано с эрозионным действием частиц, движущихся по сложным траекториям в результате отражений от труб.Если дымовой газ не содержит крупных частиц золы (котлы, работающие на тяжелом мазуте или котлы с мокрым подом), засорение может заполнить всю зону циркуляции [118].
Описанные явления предпочитают относительно более интенсивную адгезию мелких частиц низкой плотности. В результате увеличивается доля сульфатов в месторождениях. Они в основном образуются при сульфатировании оксидов кальция и магния, полученных в результате предварительного прокаливания (термического разложения) карбонатов Ca и Mg, содержащихся в золе.Во время прокаливания кристаллическая структура карбоната изменяется с образованием очень мелких пористых (низкой плотности) частиц CaO и MgO.
Интенсификация описанных выше процессов достигается за счет введения в печь дополнительных щелочных соединений. Их источником может быть высокотемпературное (сухое) обессеривание или совместное сжигание биомассы с углем. Особенно значительным является введение гидроксидов Ca и Mg и доломита (CaMg (CO 3 ) 2 ), при прокаливании которых образуются очень мелкие частицы (обычно d p <5 мкм), в то время как размер зерен карбоната прокаливания значительно больше, в пределах 10-50 мкм [119].Конечный размер частиц также зависит от температуры прокаливания - с повышением температуры зерна крупнее.
Приведенные выше наблюдения указывают на сильное влияние явлений, происходящих в топке, не только на процессы шлакования и образования отложений ВТ, но и на природу отложений МТ, покрывающих трубы в конвекционной части котла. С точностью, достаточной для технических целей, этот эффект можно определить расчетным путем по формулам (8.56) и (8.57). После добавления в камеру сгорания повышенного количества соединений кальция и магния значение B / A (8,54) увеличивается. В результате коэффициент эффективности теплообменника изменяется в соответствии с уравнением (принимая средний показатель для рядных и шахматных трубных блоков)
(8,59) Ψf2Ψf1 = B / A2B / A1−0,354
Это доказывает, что, как при увеличении количества основных веществ величина Ψ f уменьшится. Дополнительным фактором, снижающим Ψ f , является обогащение летучей золы очень мелкими частицами, такими как CaO, образующимися в результате прокаливания гидроксида кальция (уменьшение на R 0.03 ).
Иногда присутствие сульфатов и других вяжущих соединений в рыхлом порошкообразном осадке может вызвать образование отложений значительной прочности. Упрочнение происходит после реакции с водой, которая может происходить в котле как в результате конденсации атмосферной влаги при простое, так и в случае недостаточной очистки поверхности труб водой. Это явление может сделать невозможной очистку поверхностей нагрева с помощью продувки сажей. Точно так же низкотемпературные отложения образуются при температурах ниже температуры точки росы.
Измерение точки росы
Условия окружающей среды могут определять эффективность многих промышленных приложений, поэтому измерение точки росы для контроля точки росы имеет важное значение во многих отраслях промышленности. Например, точка росы, определяемая как температура, при которой влага в воздухе начинает конденсироваться, является важным фактором в технологиях HVAC, отопления, вентиляции и охлаждения. Это также важно для определения потенциальной коррозии металлов и во многих химических производственных процессах.Из-за своей жизненно важной роли в обширных процессах точные инструменты измерения точки росы стали фундаментальной полезностью в повседневных производственных функциях.
Измерение точки росы – эффективные инструменты: гигрометры
Как правило, гигрометры или охлаждаемые зеркала были обычными приборами измерения воздуха, используемыми для точного измерения точки росы. Устройство считается эталоном передачи влажности. Процесс заключается в охлаждении зеркала до тех пор, пока водяной пар не начнет конденсироваться на поверхности.Измеряется температура зеркала. Это проецирует точку росы воздуха. Этот процесс обычно используется в лабораторных условиях и для мониторинга среды в хранилищах. Помимо использования в производстве материалов (например, в производстве красок и стекла), система также эффективна при переработке сухих пищевых продуктов.
Хотя зеркальная система широко считается наиболее эффективным методом измерения, ее недостатком является тенденция к загрязнению. Поскольку устройство чувствительно, необходимо очищать устройство, чтобы обеспечить постоянные результаты, но это может быть дорогостоящим в обслуживании.Осмотр и обслуживание можно выполнять с помощью зеркального микроскопа, и обычно датчик можно открыть вручную с помощью прикрепленных пружин. Современные измерительные гигрометры, разработанные на основе первого гигрометра с охлаждаемым зеркалом с ручным управлением, включают в себя более сложные модели, такие как функции «самопроверки», которые позволяют устройству обнаруживать загрязнения и реагировать на них. Кроме того, эти устройства доступны в цифровом виде и позволяют считывать показания по беспроводной сети. Этот процесс позволяет устройству компенсировать конденсацию и испарение на поверхности зеркала с помощью электронного механизма.
Датчики хлорида лития
Датчики хлорида литияиспользуются из-за их высокой надежности и относительно простой конструкции. Они имеют преимущество перед электрическими устройствами для увлажнения, поскольку их нелегко контаминировать. Промышленное использование этого устройства включает измерения для осушителей и контроля охлаждения. В этих приложениях каждый датчик состоит из металлических стенок трубок, пропитанных раствором хлорида лития и намотанных проводами, подключенными к источнику питания.Устройство нелегко загрязнить, его можно очищать аммиаком и заряжать хлоридом лития. Обычно эти датчики используются в промышленности, требующей умеренной точности.
Гигрометры оксида алюминия
Еще одним распространенным устройством для измерения точки росы являются аппараты на основе оксида металла, также известные как технология оксида алюминия. Эти устройства обычно предназначены для измерения низкой точки росы. Как правило, они имеют небольшие размеры и часто могут быть размещены на стенах или воздуховодах в промышленных условиях.Эти датчики эффективны в широком спектре промышленных применений, поскольку их многочисленные сенсорные функции обеспечивают широкий диапазон измерений. Металлооксидные гигрометры обычно менее точны, чем зеркальные устройства, и не считаются эффективными при длительном использовании. Датчики чувствительны к факторам окружающей среды, могут быть легко разрушены, если они находятся во влажных условиях. Из-за такой чувствительности необходима регулярная оценка и повторная калибровка инструмента (часто производителем).
Полимерные датчики
Полимерные датчикиуже давно используются для измерения точки росы, а также эффективны при вычислении широкого диапазона влажности. Эти датчики, обычно применяемые в энергетике и для измерения нефтехимических процессов, обычно используются для измерения параметров с низкой точкой росы. Заметным преимуществом этого приложения является его долговременная стабильность и эффективность в процессах, требующих минимального обслуживания.
Статьи о других инструментах
Больше от Instruments & Controls
Зеркальный гигрометр точки росы
Гигрометр точки росы – это прибор для определения точки росы водяного пара в воздухе или технологических газах.Точка росы – это температура влажного воздуха, которая должна быть ниже при неизменном давлении, чтобы водяной пар мог выделяться в виде росы или тумана. Относительная влажность в точке росы составляет 100%. Затем воздух насыщается водяным паром. Зеркальный гигрометр точки росы использует зеркало с регулируемой температурой для измерения точки росы. При измерении измеряется коэффициент отражения зеркала, который затем начинает уменьшаться с понижением температуры, когда достигается точка росы и зеркало запотевает.
Процесс измерения
Зеркальный гигрометр точки росы должен хорошо вентилироваться (или заливаться технологическим газом). При необходимости зеркало сначала нагревают до тех пор, пока в нем не останется конденсата и, следовательно, не исчезнет запотевание. Затем зеркало снова медленно охлаждают, пока оно не запотеет. Измерительная оптика обнаруживает это, тогда соответствующая температура зеркала является температурой точки росы.
Низкое содержание влаги и, следовательно, низкие температуры точки росы требуют более длительного времени измерения.В то время как измерение обычно занимает всего несколько секунд при высоких температурах точки росы, при наличии следов влажности (например, при очень низких температурах точки росы) измерение может занять больше часа. Такое длительное время измерения связано не с тем, что для достижения низких температур требуется много времени, а с тем фактом, что в этом случае газ содержит очень мало молекул воды. Следовательно, вы должны подождать или позволить достаточному количеству технологического газа пройти через зеркало, чтобы образовалось достаточно молекул, которые стали видимыми в виде конденсата.
Физические основы
Кривая точки росы синего цвета. Любое состояние (красная точка) имеет точку росы при одинаковом парциальном давлении водяного пара (синяя точка). Разницу точки росы (здесь: 20 ° C) и относительную влажность можно определить по вспомогательным горизонтальным и вертикальным линиям.Приборы для измерения влажности (гигрометры), которые работают в соответствии с процессом конденсации , используют образование жидкой воды или льда (посредством сублимации).
Точка росы, как температура влажной газовой смеси, при которой конденсация и испарение влажного компонента находятся в точном равновесии, достигается, когда газ просто насыщен паром.Парциальное давление пара, преобладающее в этом состоянии равновесия, является давлением насыщенного пара. Насколько велико давление насыщенного пара при данной температуре, можно увидеть из фазовой диаграммы воды или веществ в других газовых смесях. Поскольку неконденсирующиеся части газовой смеси почти не влияют на поведение пара, точка росы влажного воздуха почти исключительно зависит от парциального давления содержащейся в нем воды. Каждое такое состояние равновесия определяется точкой на диаграмме pT .Если вы соедините все эти точки друг с другом, вы получите кривую точки росы как линию границы раздела фаз.
Если поток энергии можно регулировать для снижения температуры, описанные физические зависимости также применимы к открытым системам, таким как процессы потока.
Обзор
Гигрометр точки росы Daniell
В 1820 году Джону Фредерику Дэниеллу удалось измерить влажность с помощью разработанного им гигрометра точки росы.
Конструкция и функционирование
П-образная стеклянная трубка с ножками, направленными вниз, прикреплена к колонке, на которой установлен термометр для определения температуры воздуха.Две ножки U-образной трубки на концах сформированы в виде шариков.
Гигрометр точки росы Daniell Гигрометр точки росы DaniellЛевая сфера A частично заполнена диэтиловым эфиром. В ноге Б находится градусник, кончик которого погружен в эфир. Таким образом, внутри всей U-образной трубки C, а также в правой сфере D находится пар эфира с парциальным давлением, соответствующим температуре окружающей среды.
Правая сфера покрыта тканью снаружи и сбрызнута эфиром снаружи.Из-за испарения нанесенного извне эфира температура правой сферы падает, и пары внутреннего эфира конденсируются внутри этой сферы. Это снижает парциальное давление внутри стеклянной конструкции. Однако, поскольку парциальное давление должно снова повыситься в соответствии с внешней температурой, эфир испаряется в левой сфере. Это, в свою очередь, приводит к падению температуры в левой сфере.
Если температура опускается ниже температуры конденсации окружающего воздуха на поверхности сферы, на левой поверхности сферы образуется водяной конденсат.Полоска позолочена на левом шаре для лучшего распознавания образования конденсата. Когда начинается конденсация, температура считывается на внутреннем левом термометре.
Наклоняя аппарат, эфир может перетекать из левой сферы в правую. Левая сфера поглощает тепло из окружающей среды, и конденсат снова исчезает. Температура также считывается с левого термометра. Температура точки росы определяется как среднее из двух измеренных значений температуры. [1]
Колпачки для точки росы Regnault
Анри Виктор Реньо, франко-немецкий физик и химик, разработал колпачок для точки росы в 1845 году.
Конструкция и функции
Частично зеркальный стеклянный сосуд наполнен эфиром в область зеркального отображения. Стеклянный сосуд после наполнения закрывается сверху. Стеклянные трубки вставляются в два отверстия, одна трубка погружается в эфир. Термометр тоже вводится через колпачок в эфир.
Воздух продувается через трубку, которая выходит в эфир. Эфир испаряется в пространстве за счет поглощения тепла от этого воздушного потока. Пары эфира выходят из второго отверстия.
Испарение эфира приводит к падению температуры зеркальной стены, на которой затем образуется слой конденсата из воды из окружающего воздуха. Образование отложений воспринимается глазом, а температура поверхности, равная температуре эфира, измеряется термометром.
Эта температура поверхности является температурой точки росы. [2]
Область применения
Область применения колпачков точки росы для измерения температуры точки росы увеличена на несколько градусов ниже температуры окружающей среды.
Неопределенность измерения была высокой, потому что, с одной стороны, время конденсации зависит от чувствительности человеческого глаза к дифференциации, а с другой стороны, учитывается неопределенность показаний термометра человеком.
Ящик точки росы по Lambrecht
Гигрометр точки росы по ЛамбрехтуWilhelm Lambrecht значительно улучшил способность обнаруживать конденсацию.
Самая большая погрешность при измерении с колпачком точки росы – это определение времени конденсации. Человеческий глаз очень медлителен, когда дело доходит до ползучих изменений. Lambrecht представила разделенную стену зеркал.
Конструкция и функционирование
На металлической пластине A, ярко отполированной спереди, находится круглый металлический ящик B сзади, в который сверху выступает термометр Th.Металлическая банка наполовину заполнена эфиром.
Воздух продувается через эфир через трубу C с помощью ручного нагнетателя. Это испаряет и охлаждает весь сосуд, а также воздух в непосредственной близости от него.
Когда достигается точка росы, водяной пар, содержащийся в воздухе, конденсируется и поднимает пар на голую пластину A. Таким образом, момент, когда пластина запотевает, можно четко наблюдать и показывать термометр сразу, средняя часть голой поверхности проходит через прорезь D детали ниже.
Слой конденсата тогда появляется только на верхней средней части поверхности, соединенной с металлом, и его можно легко распознать на незапотевающей части. [3]
Автоматически работающее зеркало точки росы по Гарольду Э. Эдгертону
Автоматически работающее зеркало точки росы с оптикой, контролем тока Пельтье и измерением температуры с помощью PT100В 1965 году Гарольду Э. Эдгертону впервые удалось создать автоматически работающее охлаждаемое зеркало точки росы.
Конструкция и функционирование
Автоматические зеркала точки росы состоят из зеркальной поверхности, которая обычно доводится до температуры конденсации с помощью элемента Пельтье. Когда достигается температура точки росы, вода конденсируется на зеркале, что снижает отражательную способность зеркала. Этот процесс автоматически распознается оптикой и определяется текущая температура.
Важным элементом приборов с автоматически работающими охлаждающими зеркалами является нагревательный и охлаждающий элемент.Для этой цели обычно используются элементы Пельтье, которые восходят к изобретению французского физика Жана Пельтье в 1834 году. Он признал, что паяное соединение двух разных типов металла, через которое протекает электрический ток, нагревается или охлаждается в зависимости от по направлению течения. В результате, регулируя ток электрически, можно создать определенную температуру в точке соединения между двумя разными металлами. Элемент Пельтье в значительной степени игнорировался до середины 20 века.Во-первых, разработка полупроводников. Элементы Пельтье также значительно продвинулись в развитии и привели к техническому использованию элементов Пельтье в технологиях нагрева и охлаждения в 1960-х годах.
В 1965 году Эдгертону (основателю компании EG & G 1947) удалось сделать наблюдение конденсации независимым от человеческого глаза благодаря развитию электрооптического сканирования в сочетании с автоматическим измерением температуры поверхности зеркала. Благодаря этому и использованию температурно-зависимых измерительных резисторов был сделан последний важный шаг на пути к автоматическому измерению температуры точки росы в открытых системах.С 1970-х годов зеркала точки росы используются для автоматического измерения температуры точки росы в открытых системах.
Зеркало холодное сегодня
Охлаждаемое зеркало ComAir от EdgeTech (преемник EG & G)Техническая конструкция замкнутого объема смешанного газа и способ понижения температуры реализованы по-разному для отдельных устройств. [4]
Современные охлаждаемые зеркала обычно имеют следующую конструкцию:
Зеркальная металлическая поверхность охлаждается до температуры конденсации с помощью элемента Пельтье.При достижении температуры точки росы вода конденсируется на зеркале. Это снижает отражательную способность зеркала. Если зеркало освещается с помощью светоизлучающего диода, а отраженный свет улавливается с помощью фотодиода, генерируется электрический ток, который зависит от отражательной способности зеркала.
Второй световой луч, на который не влияет явление конденсации, служит эталонным значением. Оба световых луча имеют одинаковую интенсивность до конденсации и генерируют одинаковый ток на двух фотодиодах.Сравнение двух токов, предпочтительно по мостовой схеме, используется для управления током Пельтье. Если отраженный луч отклоняется от исходной освещенности, которая регистрируется опорным лучом, из-за появления конденсата на зеркале, на мосту генерируется разностный сигнал, который используется для управления током Пельтье.
При постоянной температуре точки росы ток Пельтье регулируется в очень узких пределах, так что температура поверхности зеркала стабильна до ± 0.05 ° C. Таким образом, процессы конденсации и испарения находятся в равновесии.
Температура точки росы измеряется с помощью зависимого от температуры платинового измерительного резистора (Pt100, Pt1000) как температура поверхности (или температура тела) зеркала без дрейфа и гистерезиса.
Зеркала точки росы с охлаждением Пельтье могут использоваться для диапазона измерений от −100 ° C [5] от до 100 ° C с минимальной погрешностью измерения ± 0,1 К. Вместо или в дополнение к охлаждению Пельтье охлаждаемые зеркала может иметь криостатическое охлаждение жидким азотом.Такие установки могут измерять температуру точки росы до -115 ° C.
Зеркала точки росы чувствительны к твердым и жидким частицам в измеряемом газе, поскольку частицы любого вида могут как рассеивать измерительный световой луч, так и влиять на отражательную способность зеркало. Метод измерения не позволяет определить, является ли рассеивающая частица конденсированной водой или грязью.
В сочетании с датчиком температуры газа и датчиком давления некоторые устройства могут не только измерять и отображать все три соответствующие физические величины, но также рассчитывать все другие параметры влажности с помощью встроенного компьютера.Есть две разные группы устройств: те, которые учитывают коэффициенты улучшения при расчетах, и те, которые работают с простой формулой Магнуса.
Точка росы по углеводородам
На практике точка росы воды, вероятно, является наиболее часто измеряемой точкой росы. Однако углеводороды, например B. Растворитель, так называемая точка росы по углеводородам, которая, в зависимости от процесса, является значительной и должна быть измерена.
Немодифицированный зеркальный гигрометр точки росы не подходит для измерения точки росы по углеводородам, конденсат углеводородов изменяет свойства зеркала в незначительной степени.Ф. Кольрауш: Практическая физика. Том 1, BG Teubner Verlag, Stuttgart 1986.
литература
- Д. Вебер: Техническое измерение влажности в газах и твердых телах. Vulkan-Verlag, Essen 2002, ISBN 3-8027-3201-4.
- HD Baehr, S. Kabelac: Термодинамика. 14-е издание. Springer-Verlag, Берлин 2009 г., ISBN 978-3-642-00555-8.
Лекция 21 – Измерение влажности, росы, инея, дымки и тумана
Лекция 21 – Измерение влажности, росы, инея, дымки и тумана Один из способов измерения влажности – использовать стропу. (качели могут быть более наглядными) психрометр.Стропа психрометр состоит из двух установленных термометров бок о бок. Один – обычный градусник, другой – покрытый влажной тканью (обычно смоченной дистиллированной воды). К измерить влажность, повернуть психрометр на минуту или две, а затем считайте температуру с двух термометры.Измерения температуры воздуха (сухой термометр) и разность температур сухого и влажного термометра (депрессия по влажному термометру) может быть используется для определения относительной влажности и точки росы.
На рисунке слева вверху показано, что произойдет, когда вы начнете вращать термометр с влажным термометром. Воды начнет испаряться с влажного куска ткани. Количество или скорость испарения будет зависеть от температуры воды ( 80 F ценить а также в 4 стрелы испарения были просто сделал вверх для этого примера).Теплая вода испаряется при более высокая скорость, чем в прохладной воде.
Испарение показано синими стрелками, потому что это охлаждает термометр. То же самое произошло бы, если бы вы вышли бассейна в теплый сухой день, вам будет холодно. Испарительные охладители (болотные охладители) хорошо (иногда даже слишком) работают на такие дни.
На рисунке слева вверху также показана одна стрелка конденсации. Количество или скорость конденсации зависит от количества водяного пара в воздухе, окружающем градусник.В этом случае (низкий относительная влажность) водяного пара мало и мало конденсация. В стрелка конденсации оранжевая, потому что конденсат будет выходить скрытое тепло и согрейте градусник.
Потому что испарения больше (4 стрелки), чем конденсации (1 стрелка) термометр по влажному термометру упадет.
Мокрый термометр остынет, но не будет охлаждаться бесконечно. Мы представьте, что термометр с влажным термометром остыло до 60 F. Поскольку влажный кусок ткани холоднее, вода испаряется медленнее.Термометр по мокрому термометру охладился до температура, при которой происходит испарение и конденсация остаток средств. Термометр больше не остывает.
Вы измерит большую разницу (20 F) между сухим и влажным термометром термометры в такой день, когда воздух относительно сухой.Температура воздуха в этом пример, но есть еще водяной пар в воздухе. Вам не будет так холодно, если вы выйдете из бассейна и болота кулеры не обеспечат много охлаждения на такой теплый влажный день.
Есть четыре стрелки испарения (потому что температура воды все еще 80 F, как было в предыдущем примере) и три стрелки сейчас из конденсация (из-за повышенного количества водяного пара в воздухе вокруг термометра). Термометр с влажным термометром остынет но не получится холодный как в предыдущем примере.
Термометр с влажным термометром может охладиться только до 75 F. Это может хватит, чтобы снизить скорость испарения (с 4 стрелок до 3 стрелок) достаточно, чтобы привести это в баланс со скоростью конденсации.
Вы бы измерили небольшую разницу (5 F) между сухим и влажным термометром. термометры в такой влажный день.
Никакой разницы в температуры сухого и влажного термометра, когда в RH = 100%. Скорость испарения воды и водяного пара конденсируется равны. Это одна из вещей, которые случаются когда воздух насыщен. Термометры с сухим и влажным термометрами будут оба показывают 80 F.
В таблице ниже показана взаимосвязь между относительной влажностью.
и разница Tdry – Twet.В диаграмме также есть кое-что
мы упомянули лекцию или две назад,
разница между температурой воздуха и температурой точки росы.
Мы узнали о холоде ветром ранее в курсе.
При 40 градусах Фаренгейта при ветре 30 миль в час будет казаться холоднее (из-за увеличенный перенос энергии из вашего тела конвекцией), чем 40 F день без ветра. Холодный ветер температура говорит вам, насколько холоднее будет.
Испарительное охлаждение заставит вас почувствовать холод, если вы вне бассейна при температуре 80 F на сухом воздухе.
Вам не будет холодно, если воздух влажный. Слинг психрометры используют это, чтобы измерить относительную влажность и точка росы.
Ваше тело пытается оставаться прохладным за счет потоотделения. Ты все равно будет чувствовать горячий на жаркий сухой день. Индекс жары измеряет, насколько вам будет жарче в жаркий влажный день. В сочетание жары и высокой влажности – серьезная погодная опасность потому что это может вызвать тепловой удар (гипертермия).
При охлаждении воздуха до точки росы и относительная влажность увеличивается до 100%.Пункт 1 показывает, что когда влажный воздух у земли охлаждается до а также ниже точка росы, водяной пар конденсируется на земле (или оседает на ней) или предметы на земле. При этом образуется роса, замерзшая роса и мороз.
Воздух над землей также можно охладить до точки росы. Когда
что происходит (пункт 2 выше), водяной пар намного легче
конденсировать
на очень мелкие частицы в воздухе (ядра конденсации), а не
просто образуя маленькую капельку чистого
воды. Маленькая вода
образующиеся капельки обычно слишком малы, чтобы их можно было увидеть
невооруженным глазом.Мы можем сказать, что они присутствуют (пункт 3), потому что они
либо рассеивают (дымка или туман), либо отражают (облака) солнечный свет.
Начнем с рассмотрения
разные условия, которые могут привести к образованию росы и наледи.
Может быть немного сложно понять, что происходит иллюстрированный здесь. Точка 1 приходится на ранний вечер, когда температура воздуха у земли – 65. Во время курса наступающей ночи воздух остынет до 35 F (ночной минимум температура, Тмин.Когда-нибудь ночью, в точке 2, воздух температура достигает 40 F, точка росы. Относительная влажность достигает 100%, а вода пар начинает конденсироваться на земле. Это продолжается как воздух остывает до Тмин. Вы бы нашли свою газету и твоя машина покрыта росой следующее утро.
Эта ночь похожа, за исключением того, что ночное время минимум температура опускается ниже нуля. Формы росы и первые покрытия все на земле с водой. Потом вода замерзает и превращается в лед.Это не мороз, скорее замороженная роса. Замороженная роса часто толще и сложнее соскоблить лобовое стекло вашей машины, чем мороз.
Теперь точка росы и минимальная ночная температура равны ниже замораживание. Когда относительная влажность достигает 100%, водяной пар сразу превращается в лед (отложение). Это мороз.
Что происходит этой ночью? Потому что ночной минимум температура никогда не достигает точки росы, относительная влажность никогда не достигает 100%. Ничего бы случаться.
Как упоминалось ранее, когда
относительная влажность в воздухе над землей (и вдали от предметов на
грунт) достигает 100%, водяной пар будет конденсироваться на мелкие частицы
называемые ядрами конденсации.
Было бы намного труднее воды пар просто конденсируется и образует маленькие капельки чистой воды. Это потому, что очень маленькие капли имеют необычно высокую скорость испарение. Это известно по эффекту кривизны. Насыщенный воздух (относительная влажность = 100%) не может обеспечить достаточное количество конденсата в компенсирует высокую скорость испарения. Если небольшая капелька внезапно формы он быстро испарится.
На рисунке ниже показаны 4 капли разного радиуса. Обратите внимание, что
скорости конденсации (3 стрелки) одинаковы во всех 4 случаях.В
скорость конденсации зависит от количества влаги в воздухе
окружает каждую каплю, и это то же самое для каждой капли.
На цифре 1 показана очень маленькая капля с высокой скоростью испарения. (6 стрел испарения). Капля чуть больше в 2 а скорость испарения уменьшилась до 4 стрелок. Но, поскольку испарение превышает конденсацию как в 1, так и во 2, обе капли быстро испарится вскоре после того, как они сформировались.
Как только капля вырастет до определенного размера, как в 3, скорость испарение уменьшилось до такой степени, что оно уравновешивается равным количество конденсата.Скорость испарения не уменьшится далее, если капля вырастает за пределы этого размера. Капли 3 и 4 имеют одинаковую скорость испарения. Обе капли находятся в равновесие с окружающей средой (равные скорости испарения и конденсация).
Один из способов избежать сложностей, показанных выше, состоит в том, чтобы водяной пар
конденсироваться на какую-то небольшую частицу.
В этом случае вы эффективно начинаете с капли, которая достаточно большой, чтобы у него не было высокой скорости испарения, характерной для очень мелкие капельки.Показанная выше капля находится в равновесии. со своим окружением.
Маленькие капли также могут образовываться на растворенных частицах CCN. В
скорость испарения из полученного водного раствора меньше, чем
чистой воды. Это известно как эффект растворенного вещества.
Водяной пар сконденсировался на частице CCN слева на рисунке. выше. На среднем рисунке частица CCN растворилась и образовался раствор с сильной концентрацией. Это снижает скорость испарения.Поскольку конденсация превышает испарение, капля будет расти. Без эффекта растворенного вещества такая маленькая капля будет иметь высокую скорость испарения, превышающую скорость конденсат, и капля испарится.
В конце концов концентрация раствора ослабевает настолько, что он больше не влияет на скорость испарения. На правом рисунке ставки испарение и конденсация равны, и капля находится в равновесие с окружающей средой.
Из-за эффекта растворенного вещества возможно образование капель при
относительная влажность менее 100%.Ядра конденсации, которые
позволяют этому происходить, называются гигроскопическими ядрами. Это
показано на рисунке ниже. Маленькая капелька
сформирован. Поскольку полученная концентрация раствора высока
есть всего 2 стрелки испарения. Капля находится в
равновесие с окружением, которое может дать только 2 стрелы
конденсации (2 стрелки конденсации на этом рисунке по сравнению с 3
стрелки на предыдущих рисунках означают, что относительная влажность меньше 100%).
В классной версии этого курса мы показываем короткое видео, демонстрирует, как водяной пар со временем предпочтительно конденсироваться на мелкие крупинки соли, а не на маленькие шарики стакан.
В начале демонстрации (левый рисунок вверху) мелкие зерна из соли (растворимые в воде) были размещен на платформе в чашке Петри содержащие воду. Некоторые маленькие стеклянные шарики (нерастворимые) были помещен в тем же блюдо. Примерно через 1 час вокруг образуются маленькие капли воды. каждый зерен соли, но не стеклянных зерен (показано выше на Правильно).
В
влажные части США, вода будет конденсироваться на зернах
поваренная соль
в солонке, заставляя их слипаться.Зерна риса
очевидно впитывают влагу, что предотвращает это и позволяет
соль течь
при необходимости свободно извлекать из шейкера.
Этот рисунок показывает как облако ядра конденсации и повышение относительной влажности могут повлиять на внешний вид неба и видимость.
Воздух на самом левом рисунке относительно сухой. Даже хотя частицы ядер конденсации слишком малы, чтобы их можно было увидеть с человеческий глаз вы можете сказать, что они там, потому что они разбегаются Солнечный свет.Когда вы смотрите на небо, вы видите темно-синий цвет вызванный рассеянием солнечного света молекулами воздуха, смешанными с немного белого солнечный свет, рассеянный ядрами конденсации. Это меняет цвет неба от темно-синего до голубовато-белого цвет. Чем больше частиц, тем белее небо становится. Это называется «сухая дымка».
На среднем рисунке показано, что происходит, когда вы едете из сухого юго-западная часть США во влажную юго-восток США. Первое, что вы заметите, – это более туманный появление в воздухе и снижение видимости.Поскольку относительная влажность высокая, водяной пар начинает конденсироваться на некоторых ядрах конденсации частицы (гигроскопические ядра) в воздухе и образует мелкую воду капли. Капли воды рассеивают больше солнечного света, чем просто только мелкие частицы. Увеличение количества разбросанных свет – это то, что придает воздуху более туманный вид. Это называется “мокрый” дымка ».
Наконец, когда относительная влажность увеличивается до 100%, туман формы. Туман может сильно ухудшить видимость.Самый густой туман образуется в грязном воздухе, содержащем много ядер конденсации.
Туман может быть производятся различными способами. Чтобы произвести туман, вы сначала нужно увеличьте относительную влажность (RH) до 100%
Это можно сделать либо путем охлаждения воздуха (радиационный туман), либо добавление влага к и насыщение воздуха (испарение или паровой туман). Оба будут увеличить соотношение в формуле RH выше.
Вероятно, самый распространенный тип тумана в Тусоне – это радиационный туман.
Земля охлаждается в течение ночи, испуская ИК-излучение (рисунок слева).
ниже).Земля остывает быстрее всего и становится наиболее холодной, когда
небеса свободны от
облака и воздух сухой (кроме тонкого слоя рядом с
земля.
Воздух, соприкасающийся с землей, охлаждается, и может образовываться радиационный туман. (Правильно рисунок выше). Потому что туманное облако холоднее воздуха выше, это стабильная ситуация. Туманные облака «обнимают» земля.
Радиационный туман иногда называют долинным туманом.
Холодный густой туманный воздух будет спускаться вниз и заполнять низины. области.Поскольку туман отражает солнечный свет, он часто бывает Солнцу сложно согреть воздух и рассеять густые облака долинного тумана.
Паровой туман или туман испарения (также иногда называемый смешивающим туманом).
обычно наблюдается на
холодное утро над относительно теплой водой в бассейне.
Вода испаряется из бассейна насыщает холодный воздух наверху. Потому что туманное облако теплее чем холодный окружающий воздух, вверх плывут туманные облака.
Когда в холодный день «видишь дыхание»
вы видите смешивающийся туман.Тёплый влажный воздух изо рта смешивается с более холодным воздухом снаружи. Смесь насыщенная и туман Облачные формы.
Вот еще одна демонстрация из классной версии этого курса. это объединяет многие из концепции, которые мы обсуждали. Охлаждение воздух и изменение относительной влажности, ядра конденсации и рассеяние свет задействованы в этой демонстрации.
Мы использовали прочную толстостенную колбу объемом 4 литра (вакуумные колбы). как это разработаны, чтобы не взорваться, когда весь воздух откачивается из них они не предназначены для того, чтобы не взорваться под давлением). Там было немного вода на дне колбы, чтобы увлажнить воздух в колбе. Затем мы нагнетали воздух в колбу с помощью велосипедного насоса. В какой-то момент давление выдувает пробку из верхней части колбы. Воздух в колба расширяется наружу и остывает. Это внезапное похолодание увеличивает относительная влажность влажного воздуха в колбе до 100% (возможно, более чем на 100% мгновенно) и водяной пар конденсируется в облако ядра конденсации в воздух. В этот момент стало видно слабое облако.В облачные капли слишком малы, чтобы их можно было увидеть человеческим глазом. Ты можно увидеть облако, потому что капли воды рассеивают свет.
Демонстрация была повторена дополнительное время с одним небольшой изменение. Горящая спичка упала в бутылка. Дым от спички добавил много очень мелких частицы, ядра конденсации, в воздух в колбе. В облако, которое сформировалось на этот раз он был немного «толще», и его было намного легче увидеть.
Облака – один из лучших способов очистки атмосфера (облако капли образуются на частицах, капли «слипаются» вместе, образуя дождевая капля, а дождевая капля уносит частицы на землю). Дождевая капля может содержать 1 миллион облачных капель, поэтому одна капля дождя удаляет из воздуха много частиц. Вы могли заметить каким чистым кажется воздух на следующий день после ливня; далекие горы кристально чистые, а небо темно-синего цвета. Газообразный загрязняющие вещества могут растворяться в каплях воды и переноситься земля от дождя тоже.
Облако, образующееся в грязном воздухе, состоит из большого количество мелких капель (правый рисунок выше). Это облако больше отражающий чем облако, которое образуется в чистом воздухе, состоящее из более мелких количество больших капельки (левый рисунок). Как и в демонстрации облака в бутылке, облако, которое было создаваемый, когда воздух был наполнен частицами дыма, был намного более заметен чем облако, созданное из более чистого воздуха.
Это имеет последствия для изменения климата.
При сжигании ископаемого топлива в атмосферу попадает углекислый газ.
Есть опасения, что увеличение концентрации углекислого газа приведет к
усиливают парниковый эффект и вызывают глобальное потепление.
Сжигание также добавляет в атмосферу ядра конденсации (точно так же, как
горящая спичка добавила дыма в воздух в колбе).Более
ядра конденсации могут облегчить образование облаков, могут сделать
облака более отражающие и могут вызвать охлаждение. Там есть
все еще есть некоторая неуверенность в том, как облака могут измениться и как
это
может повлиять на климат (помните также, что облака являются хорошими поглотителями ИК-излучения).
радиация).
Миниатюрный датчик точки росы сверхвысокой точности на базе интегрированной фотонной платформы
Ohkoshi, Si., Arai, K.-I., Sato Y. & Hashimoto, K. Намагничивание и магнитный полюс, вызванное влажностью инверсия в металлической сборке с циано-мостиком. Нат. Материалы 3 , 857–861 (2004).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Herzer, N. et al. Оптические сенсоры для печати на основе супрамолекулярных холестерических жидкокристаллических сетей с водородной связью. J. Am. Chem. Soc. 134 , 7608–7611 (2012).
CAS Статья Google ученый
Чжу С., Лу Ю.Ф., Хонг, М. Х. и Чен, X. Y. Лазерная абляция твердых субстратов в воде и окружающем воздухе. J. Appl. Phys. 89 , 2400–2403 (2001).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Борейко, Дж. Б. и др. Контроль образования конденсата и инея с помощью химических микрорельефов. Sci. Репутация . 6 , 19131 (2016).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Томас Р.Х., Бурдиссо Р. А., Фуллер К. Р. и О’Брайен В. Ф. Активный контроль шума вентилятора от турбовентиляторного двигателя. AIAA J. 32 , 23–30 (1994).
ADS Статья Google ученый
Фихтл, Г. Х. и Маквехил, Г. Э. Продольный и боковой спектры турбулентности в пограничном слое атмосферы в Космическом центре Кеннеди. J. Appl. Метеор . 9 , 51–63 (1970).
ADS Статья Google ученый
Фишер, Э.М. и Кнутти, Р. Надежные прогнозы комбинированных экстремальных значений влажности и температуры. Нат. Клим. Изменение 3 , 126–130 (2012).
ADS Статья Google ученый
Накагава, Х. и др. Автоматизированная система вентиляции автомобилей. Приводы датчиков , B 65 , 133–137 (2000).
CAS Статья Google ученый
Осаньинтола, О.Ф. и Симонсон, К. Дж. Буферная способность гигроскопичных строительных материалов к влаге: экспериментальные установки и энергетическое воздействие. Energ. Здания 38 , 1270–1282 (2006).
Артикул Google ученый
Tan, Z. et al. КМОП-датчик влажности 1,2 В, 8,3 нДж для приложений RFID. J. Твердотельные схемы 48 , 2469–2477 (2013).
ADS Статья Google ученый
Бувайло, А.I., Xing, Y., Hines, J., Dollahon, N. & Borguet, E. Наноструктурированная тонкая пленка на основе TiO (2) / LiCl для применения в датчиках влажности. ACS Appl. Матер. Интерфейсы 3 , 528–533 (2011).
CAS Статья Google ученый
Xuan, W. et al. Быстрый отклик и высокая чувствительность ZnO / стеклянные поверхностные акустические датчики влажности, использующие чувствительный слой из оксида графема. Sci. Репутация . 4 , 7206 (2014).
CAS Статья Google ученый
Кулвицкий Б.М. Датчики влажности. J. Am. Ceram. Soc. 74 , 697–708 (1991).
CAS Статья Google ученый
Wiederhold, P. R. Измерение водяного пара – методы и приборы. Marcel Dekker Inc, 165–167 (Нью-Йорк, 1997).
Виллетт, К.М., Джиллетт, Н. П., Джонс, П. Д. и Торн, П. В. Приписывание наблюдаемых изменений поверхностной влажности человеческому влиянию. Nature 449 , 710–712 (2007).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Wylie, R.G. Новый абсолютный гигрометр высокой точности. Nature 175 , 118–119 (1955).
ADS Статья Google ученый
Юрий, С.Х., Ким, Ю. В. и Босанке, Л. П. Быстродействующий гигрометр точки росы и замерзания. Анал. Chem. 39 , 912–917 (1967).
CAS Статья Google ученый
Wang, P. et al. Полимерные нановолокна с выровненными золотыми наностержнями: новая платформа для плазмонных исследований и оптического зондирования. Nano Lett. 12 , 3145–3150 (2012).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Хан, Дж.-W., Ким, Б., Ли, Дж. И Мейяппан, М. Датчик влажности на основе углеродных нанотрубок на целлюлозной бумаге. J. Phys. Chem. С 116 , 22094–22097 (2012).
CAS Статья Google ученый
Bi, H. et al. Сверхвысокая влагочувствительность оксида графема, Sci. Репутация . 3 , 2714 (2013).
Артикул Google ученый
Борини, С.и другие. Сверхбыстрые датчики влажности на основе оксида графена. САУ Нано 7 , 11166–11173 (2013).
CAS Статья Google ученый
Smith, A. D. et al. Датчики влажности с резистивным графемом с быстрым и прямым электрическим считыванием. Наноразмер 7 , 19099–19109 (2015).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Чу, Т., Fujioka, N. & Tokushima, M. Компактный лазер с перестраиваемой длиной волны с низким энергопотреблением, изготовленный на основе кремниевых фотонных проволочных волноводных микрокольцевых резонаторов. Опт. Экспресс 17 , 14063–14068 (2009).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Чу, Т., Ямада, Х., Исида, С. и Аракава, Ю. Компактные термооптические переключатели 1 × N на основе кремниевых фотонных проволочных волноводов. Опт. Экспресс 13 , 10109–10114 (2005).
ADS Статья Google ученый
Li, C. et al. Корпус кремниевой фотоники с боковым соединением волокна со встроенной схемой аподизированного решетчатого ответвителя. Опт. Экспресс 22 , 24235–24240 (2014).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Anetsberger, G. et al. Оптомеханика ближнеполевого резонатора с наномеханическими осцилляторами. Нат. Phys . 5 , 909–914 (2009).
CAS Статья Google ученый
Чен, Ю., Фегадолли, В. С., Джонс, В. М., Шерер, А. и Ли, М. Сверхчувствительное химическое зондирование в газовой фазе на основе функционализированных полостей нанопучков фотонного кристалла. САУ Нано 8 , 522–527 (2014).
CAS Статья Google ученый
Тао, Дж.F. et al. Оптический логический вентиль с наномеханизмом, управляемый градиентной оптической силой, Appl. Phys. Lett. 100 , 113104 (2012).
ADS Статья Google ученый
Okada, Y. & Tokumaru, Y. Точное определение параметра решетки и коэффициента теплового расширения кремния между 300 и 1500 K. J. Appl. Phys. 56 , 314–320 (1984).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Корте, Ф.Г. Д., Монтефуско, М. Е., Моретти, Л., Рендина, И., Кокорулло, Г. Анализ температурной зависимости термооптического эффекта в кремнии с помощью моделей с одним и двумя осцилляторами, J. Appl. Phys. 88 , 7115 (2000).
ADS Статья Google ученый
Lin, Q. et al. Когерентное смешение механических возбуждений в нанооптомеханических структурах. Нат. Фотон. 14 , 236–242 (2010).
ADS Статья Google ученый
Fan, X. et al. Чувствительные оптические биосенсоры для немеченых целей: обзор, Anal. Чим. Acta. 620 , 8–26 (2008).
CAS Статья Google ученый
Tu, X. et al. Термически независимый кремниево-нитридный щелевой волноводный биосенсор с высокой чувствительностью, Opt. Экспресс 20 , 2640–2648 (2012).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Тао, Дж. Ф., Цай, Х., Гу, Ю. Д., Ву, Дж. И Лю, А., Демонстрация фотонного линейного датчика температуры. IEEE Photon. Technol. Lett . 27 , 767–769 (2015).
ADS Статья Google ученый
Song, J. F. et al. Оптоэлектронная интегральная схема на основе кремния для био / химического датчика без этикеток. Опт. Экспресс 21 , 17931–17940 (2013).
ADS Статья Google ученый
Лоуренс Б. М. Взаимосвязь между относительной влажностью и температурой точки росы во влажном воздухе: простое преобразование и области применения. Bull. Амер. Метеор. Soc. 86 , 225–233 (2005).
Артикул Google ученый
Тао, Дж., Цай, Х., Гу, Ю. и Лю, А., Демонстрация компактного трекера длины волны с использованием настраиваемого кремниевого резонатора. Опт. Экспресс 22 , 24104–24110 (2014).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Ганеш, Н., Сян, А., Белтран, Н. Б., Доббс, Д. У. и Каннингем, Б. Т. Компактная система определения длины волны, включающая в себя резонаторный фильтр с управляемым режимом. Заявл. Phys. Lett. 90 , 081103 (2007).
ADS Статья Google ученый
Xu, H. et al. Сверхчувствительный фотонный датчик температуры на базе микросхемы с кольцевыми резонаторными структурами. Опт. Экспресс 22 , 3098–3104 (2014).
ADS Статья Google ученый
Мосс, Д. Дж., Морандотти, Р., Гаэта, А. Л. и Липсон, М. Новые CMOS-совместимые платформы на основе нитрида кремния и Hydex для нелинейной оптики. Нат. Фотон . 7 , 597–607 (2013).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый
Икеда К., Саперштейн Р. Э., Алич Н. и Файнман Ю. Тепловые и керровские нелинейные свойства волноводов из нитрида кремния / диоксида кремния с плазменным напылением. Опт. Экспресс 16 , 12987–12994 (2008).
CAS ОБЪЯВЛЕНИЯ Статья Google ученый