Определение влажности воздуха с помощью психрометра – Определение влажности воздуха с помощью психрометров

Определение влажности воздуха с помощью психрометра.

Пусть два одинаковых термометра обдуваются одинаковым образом потоком воздуха. Если баллончик одного из термометра смочен, то в следствие испарения воды с его поверхности он будет охлаждаться, и показания этого термометра будут ниже, чем сухого. Причем, чем меньше влажность обдувающего воздуха, тем интенсивнее испарение и тем ниже показания мокрого термометра. По показаниям сухого и мокрого термометров, после соответствующей градуировки, можно судить о влажности воздуха. Градуировка может быть проведена, например, с помощью весового метода измерения влажности воздуха. Результаты градуировки заносятся в так называемую психрометрическую таблицу.

Стандартный аспирационный психрометр (рис.1.) закреплен на штативе 7 и имеет два одинаковых термометра 5, баллончик одного из них покрыт батистом. Батист смачивается дистиллированной водой при помощи резиновой груши с пипеткой. Обдув термометров производится пружинным вентилятором

6. Заводят ключом пружину вентилятора (5-6 оборотов ключа), пускают его и следят за показаниями термометров. Когда показания установятся (через 4-5 минут), их записывают. По психрометрической таблице или номограмме определяют относительную влажность воздуха.

Выполнение работы. Задание 1

Измерить относительную и абсолютную влажность воздуха в лаборатории с помощью гигрометра.

Задание 2.

То же с помощью психрометра. Температуру сухого термометра фиксировать с точностью до 0,50C. Температуру влажного термометра фиксировать с точностью до 0,250C. Использовать психрометрическую таблицу 2.

Контрольная карта

  1. Что называется абсолютной влажностью воздуха? Относительной влаж ностью?

  2. Как, зная абсолютную влажность и температуру воздуха, вычислить его относительную влажность?

  3. Написать уравнение Клапейрона – Клаузиуса, пояснить смысл входящих в него величин.

  4. Вывести формулу (3).

  5. Что называется точкой росы?

  6. Сущность весового метода определения влажности.

  7. Устройство и принцип действия гигрометра.

  8. Устройство и принцип действия психрометра.

  9. Абсолютная влажность воздуха m = 15 г/м3. Какова точка росы для этого воздуха?

  10. В одном метре кубическом воздуха, имеющего температуру 200С, содержится 10 г водяного пара. До какой температуры нужно охладить воздух, чтобы в нем появился туман? Чему будет равна общая масса капелек тумана в 1 м3 воздуха, если охладить этот воздух до 50С?

ЛИТЕРАТУРА.

1. Д.В. Сивухин. Общий курс физики, часть 2

  1. А.К. Кикоин, И.К. Кикоин. Молекулярная физика.

Таблица 1. Давление и плотность насыщенного водяного пара при разных

температурах

t , 0C

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

Pн, кПа

0,4

0,44

0,47

0,52

0,56

0,61

0,66

0,71

0,75

0,81

0,87

0,94

mн , г/м3

3,24

3,51

3,81

4,13

4,47

4,84

5,22

5,60

5,98

6,40

6,84

7,30

t , 0

C

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

Pн, кПа

1,00

1,07

1,15

1,23

1,31

1,4

1,50

1,60

1,71

1,82

1,94

2,07

mн , г/м3

7,80

8,3

8,8

9,4

10,0

10,7

11,4

12,1

12,8

13,6

14,5

15,4


t , 0C

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

Pн, кПа

2,20

2,34

2,49

2,65

2,82

2,98

3,16

3,35

3,55

3,77

3,99

4,23

mн , г/м3

16,3

17,3

18,3

19,4

20,6

21,8

23

24,4

25,8

27,2

28,7

30,3

Таблица 2. Психрометрическая таблица относительной влажности воздуха

(в процентах)

Показания сухого

термометра, 0С

Разность показаний сухого и влажного термометра

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

100

88

76

65

54

44

34

24

14

4

12

100

89

78

68

57

48

38

29

20

11

14

100

90

79

70

60

51

42

33

25

17

16

100

90

81

71

62

54

45

37

30

22

18

100

91

82

73

64

56

48

41

34

26

20

100

91

83

74

66

59

51

44

37

30

22

100

92

83

76

68

61

54

47

40

34

24

100

92

84

77

69

62

56

49

43

37

26

100

92

85

78

71

64

58

50

45

40

28

100

93

85

78

72

65

59

53

48

42

30

100

93

86

79

73

67

61

55

50

44

2

studfiles.net

Лабораторная работа № 7т определение влажности воздуха и постоянной психрометра ассмана

Изучаются два метода измерения влажности воздуха и положенные в их основу физические явления.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ. Влажность воздуха - количество водяных паров в воздухе. Влажность играет существенную роль при протекании многих процессов в метеорологии, сельском хозяйстве, промышленности. От влажности воздуха зависит самочувствие и работоспособность человека. Для количественной характеристики влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности, дефицита влажности.

Абсолютная влажность e  масса водяного пара в единице объема воздуха, т.е. объемная плотность водяного пара в воздухе. Водяной пар является одним из компонентов воздуха. Парциальное давление водяного пара рвп  давление водяного пара в объеме, который занимает весь воздух. Парциальное давление по закону Дальтона связано с его плотностью уравнением Менделеева-Клапейрона:

, (1)

где - молярная масса водяного пара (),

 газовая постоянная.

Насыщенный пар (н. п.). При данной температуре существует некоторое максимальное значение абсолютной влажности, соответствующее состоянию насыщения пара. Плотность насыщенного пара  Е. Тогда:

. (2)

Давление и плотность насыщенного пара при различных температурах приведены в таблице 1. Отметим, что с ростом температуры максимальное значение абсолютной влажности возрастает. При достижении температуры кипения воды Т = 373,15К (t = 100С) давление воздуха нормальное, давление насыщенного водяного пара = 1 атм. = 1,01105 Па.

При понижении температуры излишки пара конденсируются, превращаясь в туман, росу. Это происходит притемпературе tт.р., называемой точкой росы, когда плотность водяных паров становится равной .

При отсутствии центров конденсации возможно перенасыщение пара. Однако такое состояние неустойчиво, т. е. метастабильно.

Относительная влажность r (%) равна отношению абсолютной влажности к ее максимальному значению Е при данной температуре, выраженному в процентах:

. (3)

Дефицит влажности D (кг/м3)  разность между максимальным и наблюдаемым значениями абсолютной влажности:

. (4)

Измерение влажности воздуха. Приборы для измерения влажности воздуха называют гигрометрами и психрометрами. Точное значение абсолютной влажности определяют, пропуская определенный объем воздуха через трубку, содержащую вещество, поглощающее пары (хлористый кальций, фосфорный ангидрид).

Самые простые стрелочные гигрометры содержат нить из обезжиренного человеческого волоса, синтетического материала или органической пленки, которые сокращаются при увеличении влажности, что вызывает поворот стрелки прибора. Такой гигрометр удобен, но имеет большую погрешность измерений.

В данной работе для измерения влажности воздуха применяются два прибора: конденсационный гигрометр, позволяющий определить точку росы, и психрометр Ассмана.

Конденсационный гигрометр. Гигрометром служит полупроводниковый холодильник тип ТП-2М, основанный на эффекте Пельтье (рис. 1).

Основной частью гигрометра является медный цилиндр MЦ с хромированной и полированной верхней поверхностью. Его температура измеряется термометром Т. При включении гигрометра, когда его температура достигает температуры росы t1, на хромированной поверхности конденсируются капельки воды, и она мутнеет.

Температуру воздуха в непосредственной близости от поверхности цилиндра можно считать равной температуре поверхности.

После выключения гигрометра, при повышении температуры до t2, вода испаряется, и поверхность снова становится блестящей. Потускнение цилиндра и возвращение блеска легко заметить на фоне полированного хромированного кольца ХК, которое остается при комнатной температуре. При проведении опыта между наблюдателем и гигрометром устанавливается стеклянный экран СЭ, препятствующий изменению влажности воздуха около МЦ от дыхания наблюдателя.

Психрометр Ассмана. Психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых жидкостных термометров. Для защиты от теплового излучения окружающих тел их резервуары помещены внутри открытых металлических двустенных трубочек. Резервуар одного из термометров обмотан батистом, который смачивается дистиллированной водой с помощью пипетки.

В верхней части прибора помещен вентилятор, обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха с постоянной скоростью у обоих термометров.

Сухой термометр психрометра показывает температуру окружающего воздуха , а влажный – температуру. Разность температур тем больше, чем меньше относительная влажность воздуха, так как тогда испарение воды происходит быстрее. При(соответствует состоянию насыщения пара) испарение воды у влажного термометра прекращается, истановится равной.

Тепловое равновесие резервуара влажного термометра достигается при равенстве количества теплоты, поступающего от протекающего воздуха, и количества теплоты, необходимого для испарения воды. За одну секунду воздух, обтекающий резервуар, отдает ему количество теплоты, пропорциональное разности температур и площади поверхности испарителяS:

, (6)

где С  коэффициент, зависящий от скорости протекания воздуха.

Испаряющаяся вода отнимает за одну секунду у резервуара количество теплоты:

, (7)

где удельная теплота испарения воды при температуре , масса воды, испарившейся за секунду. Эта масса пропорциональна разности между плотностью насыщенного пара при температуреи абсолютной влажностью воздуха, а также коэффициенту К, зависящему от скорости протекания воздуха и площадиS и она обратно пропорциональна атмосферному давлению :

(8)

Объединяя формулы (6)  (8) при , получаемсоотношение при тепловом равновесии – психрометрическую формулу:

, (9)

studfiles.net

Определение влажности воздуха с помощью психрометра



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Августа.

Психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обтянут кусочком батиста, свободный конец которого опущен в резервуар с дистиллированной водой.

Вследствие испарения воды показания влажного термометра будут ниже, чем сухого. Зная разность показаний сухого и влажного термометров и показания сухого термометра по психрометрической таблице 2 определяют относительную влажность окружающего воздуха, а по формулам (1) и (2) находят абсолютную влажность и дефицит влажности.

Выполнение работы.

Упражнение №1. Определение влажности с помощью гигрометра Ламбрехта.

1. Тщательно протереть блестящую поверхность гигрометра.

2. С помощью пипетки наполнить наполовину камеру гигрометра эфиром и вставить в отверстие термометр.

3. С помощью груши медленно продувать воздух через эфир и наблюдать за блестящей поверхностью и показаниями термометра. Отметить температуру t1, появление росы.

4. Продувание прекратить и заметить температуру t2, при которой роса полностью исчезнет.

5. По формуле (3) определить точку росы.

6. Зная точку росы tср и комнатную температуру, по таблице определить абсолютную и максимальную влажность.

7. Данные занести в таблицу 1.


8. по формулам (1) и (2) рассчитать относительную влажность и дефицит влажности.

Примечание: При работе с гигрометром не следует дышать на его поверхность во избежание случайного запотевания.

Таблица 1

t1 t2 tср f(мм.рт.ст.) F(мм.рт.ст.) tком Е% D
1
2
3
4
5
ср.

Упражнение №2. Определение влажности с помощьюпсихрометра Ассмана.

Смочить батист на резервуаре психрометра Ассмана водой с помощью пипетки.

Завести по часовой стрелке вентилятор почти до отказа, но осторожно, чтобы не сорвать пружину.

Через 4 мин после пуска вентилятора снять показания сухого и влажного термометров.

Вычислить по формуле (4) абсолютную влажность. Для этого: а) найти атмосферное давление Н0 в мм. рт. ст. по барометру, б) Найти Р1 в мм.рт.ст. по таблице 5 по показаниям влажного термометра, в) постоянная А0=0,0013 1/град.

По формуле (1) вычислить относительную влажность.

Данные занести в таблицу 2

Таблица 2.

tc=t1 tвл=t2 P1 P0 F H0 Е% D
1                
2                
3                
ср.                

Упражнение №3. Определение влажности с помощью психрометра Августа.

Смочить водой батист психрометра Августа.

Через 10 мин записать показания сухого и влажного термометров.

По психрометрической таблице 4 найти относительную влажность.

Из формулы (1) найти абсолютную влажность.

Данные занести в таблицу 3.

Таблица 3

tс tвл Е% F(мм.рт.ст.) f(мм.рт.ст.) D
1            
2            
3            
ср.            

 

 

Таблица 5

Психрометрическая таблица

Показания сухого термометра в 0С. (Разность показаний сухого и влажного термометра 0С)
           
           
           
         
         
       
       
       
     
     
   
   
   
 
 
 
 

 

Таблица 4

Давление и плотность насыщенного пара в интервале температур от -5º до 30º


megapredmet.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *