Занятие 3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

Цель занятия. Ознакомиться с приборами для контроля влажности воздуха в помещениях для животных, приобрести навыки в работе с психрометрами, гигрометрами, гигрографами, произвести расчеты влажностных характеристик по данным психрометров.

Материалы и оборудование. Психрометры статический (Августа), аспирационный (Ассмана); гигрометры МВ-19, М-39, М-68; гигрографы (суточный и недельный).

Общие сведения. Влажность воздуха характеризуется абсолютной, максимальной, относительной влажностью, дефицитом влажности, точкой росы.

Абсолютная влажность — количество водяных паров в данный момент и при данной температуре, выраженное в граммах на кубический метр воздуха, или упругость водяных паров в данный момент и при данной температуре, выраженная в миллиметрах ртутного столба. Она дает представление об абсолютном содержании водяных паров в воздухе, но не показывает степень его насыщения. В животноводческих помещениях абсолютная влажность колеблется от 4 до 12 г/м3 воздуха.

Максимальная влажность — предельное насыщение воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре воздуха, выраженное в граммах на куби-ческий метр, или упругость водяных паров при полном насыщении воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре, выраженная в миллиметрах ртутного столба.

Относительная влажность — отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах, или степень насыщения воздуха водяными парами в данный момент и при данной температуре. Чем выше температура воздуха, тем ниже относительная влажность, и наоборот.

Дефицит влажности — разность между максимальной и абсолютной влажностью в данный момент времени и при данной температуре, выраженная в граммах на кубический метр воздуха. Чем больше дефицит насыщения, тем суше воздух, и наоборот. Этот показатель в помещениях для животных колеблется от 0,2 до 7,2 г/м3.

Точка росы — температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, полностью насыщают пространство и переходят в жидкое состояние, оседая на холодных поверхностях оборудования, конструкций помещения. При такой температуре абсолютная влажность близка к максимальной.

Содержание занятия. Приборы для определения влажности воздуха. Влажность воздуха в помещениях можно определить статическими психрометрами (психрометр Августа, ПБ-1А, ПБ-1Б, БПУ, ПС-14, ВИТ-1), аспирационными (психрометр Ассмана), а также гигрометрами МВ-19, М-39, М-68 и др., гигрог-рафами М-21А, М-21М, баротермогигрометрами БМ-2, другими более современными приборами.

Психрометр статический состоит из двух одинаковых спиртовых термометров со шкалой, градуированной в пределах от0°С до 45 °С, с ценой деления 0,5 °С. Погрешность показаний не превышает 0,5 °С во всем интервале температур. Термометр прибора, показывающий температуру воздуха, называют сухим, а термометр, резервуар которого обернут тканью (батист, шифон, марля) и показывает собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения с поверхности резервуара, — влажным. Тканевый жгутик влажного термометра опущен в середину чашечки питательной трубки, заполненной дистиллированной или кипяченой водой (сырая вода содержит растворенные соли, которые со временем пропитывают ткань и делают ее несмачиваемой). На гигроскопичность ткани влияет запыленность воздуха. Ткань заменяют по мере того, как она перестает быть гигроскопичной.

С поверхности влажного термометра, резервуар которого обернут тканью, постоянно происходит испарение, причем чем суше воздух помещения, тем интенсивнее испарение. При испарении поверхность охлаждается. В связи с этим показания влажного тер-мометра всегда будут более низкими, чем сухого, и разница будет тем больше, чем суше воздух, и наоборот.

Разность показаний обоих термометров и берут за основу расчетов. Показания термометров снимают по истечении 10—15 мин с момента выдержки психрометра в помещении. Необходимо следить, чтобы на прибор не влияли источники тепла (солнечные лучи, лампы, батареи и др.). При отсчете показаний термометров на прибор нельзя дышать и перемещать его по вертикали. При определении относительной влажности следует учитывать поправки на точность показаний термометров, имеющиеся в паспорте прибора.

Пример расчета. Показания влажного термометра 16 °С, поправка к показанию 0,2 °С. Показания сухого термометра 20,3 °С, поправка к показанию —0,3 °С. Истинная температура влажного термометра с учетом поправки 16,2 °С, а сухого 20 °С. Разница в показаниях термометров составит 3,8 °С (20 — 16,2). По табл. 2 в верхней строке и в первой вертикальной графе находят цифры, близкие к расчетным. На их пересечении будет приближенный показатель относительной влажности воздуха — 64 %.

2. Относительная влажность воздуха по показаниям статического психрометра, %

4

Психрометр ПС-14 предназначен для контроля постоянной температуры 37,5 "С и определения относительной влажности воздуха в пределах 55—75 % в инкубаторах типа «Универсал». В психрометре ПС-14 пределы измерения температуры сухого термометра от 30 до 42 °С, а влажного от 25 до 37 °С. Погрешность показаний относительной влажности при температуре 37,5 °С и скорости движения воздуха у резервуара влажного термометра 0,8 м/с составляет 3 %. Принцип действия данного прибора такой же, как и статического психрометра. Показания термометров снимают после 10-минутной выдержки прибора в камере инкубатора, в котором определяют влажность воздуха.

Психрометр аспирационный МВ-4М — более совершенный и точный прибор для определения влажности воздуха. Он состоит из двух одинаковых ртутных термометров, которые закреплены в специальной оправе, защищающей их от повреждения и воздействия прямых солнечных лучей, и обдуваются с помощью заводного механического вентилятора. Ртутный резервуар одного из термометров обернут гигроскопическим материалом, который с помощью резиновой груши с пипеткой смачивается дистиллированной или кипяченой водой. Принцип определения относительной влажности воздуха тот же, что и при работе со статическим психрометром. Психрометр действует следующим образом. Вращением лопасти вентилятора в психрометр всасывается воздух, который обтекает резервуары термометров. Скорость движения воздуха вблизи резервуаров термометров постоянна и равна 2 м/с. Сухой термометр показывает температуру воздушного потока, а влажный — более низкую, так как он будет охлаждаться вследствие испарения воды с поверхности материала. Показания термометров снимают после пуска вентилятора, когда частота вращения лопастей будет постоянной, и после выдержки психрометра в помещении в течение 30 мин. При работе с аспирационным психрометром нельзя дышать в его сторону, чтобы теплый воздух от человека не попадал на ртутные резервуары термометров, перемещать по вертикали при снятии показаний.

Гигрометры волосяные МВ-19, М-68 используют для определения относительной влажности воздуха в пределах 20—100 %. Принцип действия приборов основан на свойстве обезжиренного человеческого волоса изменять длину в зависимости от влажности воздуха.

Гигрометр мембранный М-39 применяют для определения относительной влажности воздуха в пределах 20—100 % при интервале температур от 35 до 60 "С. Принцип действия гигрометра заключается в том, что при изменении относительной влажности воздуха происходят упругие деформации пленочного (мембранного) датчика влажности, которые с помощью системы рычагов передаются на стрелку, перемещающуюся по дуговой шкале, показывающей вели-чину относительной влажности.

Баротермогигрометр БМ-2 предназначен для измерения атмосферного давления, температуры и относительной влажности воздуха в помещениях. Пределы измерения давления воздуха 700— 800 мм рт. ст., температуры 0—40 °С и относительной влажности воздуха 30—100 %. Датчик барометра — мембранная барокоробка; измеритель температуры — жидкостный (толуоловый) термометр; чувствительный элемент узла гигрометра — капроновая нить «Капрон- 200». Механизм прибора помещен в пластмассовый корпус.

Кроме стрелок, показывающих давление и относительную влажность воздуха, прибор снабжен стрелкой-фиксатором. С помощью ручки стрелка-фиксатор может быть установлена против стрелки барометра в момент наблюдения для определения отклонения в ту или иную сторону. Температуру воздуха определяют по показаниям термометра, а относительную влажность и атмосферное давление — по положению стрелки относительно шкалы гигрометра и шкалы барометра.

Гигрографы применяют для записи относительной влажности воздуха в пределах 30—100 % при температуре от —35 до +45 "С. Изготовляют гигрографы двух типов: суточные (М-21с) и недельные (М-21н).

Прибор состоит из датчиков влажности — пучка обезжиренных человеческих (30—40) волос, закрепленных во втулках металлического кронштейна и защищенных от повреждений специальным ограждением. С помощью передаточного механизма датчик соединяется с регистрирующей частью, состоящей из стрелки с пером и барабана с часовым механизмом.

Изменение длины пучка волос под влиянием влажности воздуха передается на стрелку регистрирующего устройства, перо которой, поднимаясь и опускаясь, производит непрерывную графическую запись относительной влажности воздуха (гигрограмма) на диаграммной бумажной ленте. Гигрограф не является абсолютно точным прибором, и поэтому правильность записи на ленте периодически следует проверять с помощью аспирационного психрометра.

Порядок и правила измерения относительной влажности воздуха такие же, как и температуры.

Рекомендуемые параметры относительной влажности воздуха в помещениях для животных приведены в прилож. 1.

Расчет влажности ых характеристик. Относительную влажность можно определить по специальной психрометрической таблице с учетом инструментальных поправок к термометрам и барометрам. Кроме этого абсолютную влажность воздуха (А, г/м3) можно рассчитать по формуле Ренье

5

где Е— максимальная влажность водяных паров при температуре влажного термометра, г/м'; а — психрометрический коэффициент в зависимости от подвижности воздуха (см. ниже примечание); Тс — температура сухого термометра, °С; Г — температура влажного термометра, °С; В — атмосферное давление, мм рт. ст.

Примечание. Значения психрометрического коэффициента:

0,0013 — вентиляция в помещении закрыта, отсутствие сильного ветра снаружи;

0,0011 — вентиляция в помещении открыта, обычные условия движения воздуха;

0,0009 — едва заметное движение воздуха в помещении, кажущееся отсутствие ветра снаружи;

0,00079 — снаружи отмечается небольшое движение воздуха;

0,0007 — снаружи отмечается умеренное движение воздуха;

0,00067 — снаружи отмечается большая подвижность воздуха.

Например, показания сухого термометра 12,5 °С, показания влажного термометра 11,2 °С, атмосферное давление 755 мм рт. ст.. психрометрический коэффициент 0,0011, максимальная влажность водяных паров при температуре влажного термометра 9,92 г/м3, при температуре сухого термометра 10,8 г/м3.

Подставив числовые значения в формулу, получают:

6

Зная абсолютную и максимальную влажность, вычисляют относительную влажность воздуха (Л, %) по формуле

7

где А — абсолютная влажность воздуха, г/м3; Е— максимальная влажность водяных паров при температуре сухого термометра, г/м3.

Подставив числовые значения в формулу, получают величину относительной влажности воздуха:

8

Дефицит влажности (Дф) вычисляют по разности между максимальной и абсолютной влажностью воздуха:

9

Точку росы (7) вычисляют по табл. 3. В данном примере абсолютная влажность воздуха равна 8,84 г/м3. По табл. 3 находят температуру, при которой абсолютная влажность полностью насыщает воздух, т. е. становится максимальной. Этой температурой является 9,5 °С, она же и будет точкой росы.

3. Максимальная влажность (упругость, мм рт. ст.) водяных паров, г/м3, при различных температурах

10

Абсолютную влажность воздуха (г/м3) можно рассчитать по формуле Шпрунга

 

11

где Е— максимальная влажность водяных паров при температуре влажного термометра, г/м3; 0,5 — постоянный психрометрический коэффициент; Т — температура сухого термометра, 'С; Tt — температура влажного термометра, °С; В — атмосферное давление, мм рт. ст.; 755 — среднее атмосферное давление, мм рт. ст.

Например, показания сухого термометра 15 °С, показания влажного термометра 12,5 'С, максимальная влажность водяных паров при температуре влажного термометра 10,6 г/м3.

Подставив цифровые значения в формулу, получают

12

Поданным абсолютной влажности вычисляют относительную влажность воздуха по вышеприведенной формуле

13

Дефицит влажности в данном примере составляет

14

Точка росы будет равна (см. табл. 3) 10,3 "С.

 

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021