Прибор для определения абсолютной и относительной влажности

Содержание

Абсолютная и относительная влажность……………………………. 4

Приборы для определения влажности воздуха…………………..…. 6

Список использованных источников………………………………….1

Введение

Влажность воздуха представляет собой один из самых важных параметров, которыми характеризуется состояние атмосферы. Она оказывает влияние на среду обитания человека, ее комфортность, и, соответственно, по этой причине контролируется экологическими службами. От уровня влажности, помимо непосредственно здоровья людей, зависит работоспособность многих предприятий, качество технических процессов, обстановка на выставках и в музеях. Непосредственно уровнем влажности воздуха определяется качество выполнения многих технологических процессов. Данная работа является актуальной, так как в современном мире вся жизнь и деятельность человека не являются возможными в отсутствие достоверных данных о характеристиках влажности. В данной работе будет рассмотрено понятие влажности, абсолютной и относительной, также внимание будет уделено способам измерения уровня влажности воздуха.

Абсолютная и относительная влажность

Практически каждый знает, что существует понятие абсолютной, и относительной влажности. Внесем ясность в этот вопрос. Абсолютная влажность есть вес, или точнее говоря, масса водяного пара, который содержитсяя в 1 м3 воздуха.Иными словами, абсолютная влажность представляет собой ни что иное, какплотность водяного пара в воздухе. Действительно, при одной и той же температуре воздух может поглотить только вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения. Соответственно, абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоемкости.Еще одно понятие, которое необходимо рассмотреть в контексте влажности – влагосостояние. Влагосостояниеявляетсяхарактеристикой водяного пара в атмосфере, определяющей его состояние относительно насыщенного пара при той же температуре. Данная характеристика для компонентов атмосферы практически используется только для влаги, что объясняется большим количеством практических задач, в которых не столь важно знание общего количество влаги в воздухе, сколько определение, сколько еще влаги может при данной температуре испариться. Например, именно этим и определяется степень и скорость высыхания или увлажнения различных предметов и объектов, а также уровень комфортности пребывания человека в данном месте.

Относительная влажность. Основной характеристикой влагосостояния является относительная влажность, то есть выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к той, которая возможна при данной температуре без выпадения росы[1] :

К характеристикам влагосостояния относят дефицит парциального давления, дефицит точки росы и еще ряд характеристик водяного пара относительно тех же характеристик в состоянии насыщения.

Несмотря на то, что список характеристик влагосодержания несколько длиннее списка характеристик влагосостояния, на практике наиболее массовыми являются гигрометры – приборы для измерения относительной влажности воздуха. Эти приборы составляют более 70% всего парка приборов для измерения влажности.

Приборы для определения влажности воздуха

Для определения абсолютной влажности воздуха пользуются двумя видами прибора, называемого психрометром (от греч. psychros – холодный): станционным психрометром Августа и аспирационным психрометром Ассманах[2].

Принцип психрометрии заключается в определении показаний двух термометров, резервуар одного из которых увлажнен. Влага, испаряясь с различной скоростью в зависимости от влажности и скорости движения воздуха, отнимает тепло от термометра, поэтому показания влажного термометра, как правило, будут ниже, чем показания сухого.

Станционный психрометр Августа (рис. 1а) состоит из двух одинаковых спиртовых термометров, резервуар одного из которых обернут кусочком тонкой гигроскопичной ткани, опущенной одним концом в стаканчик с дистиллированной водой комнатной температуры. Вследствие испарения воды температура влажного термометра будет ниже температуры второго (сухого) термометра. Показания термометров снимают через 15 минут после увлажнения одного из них.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис. 2б) даёт более точные показания, так его корпус заключен в металлический футляр, предохраняющий резервуары термометров от воздействия лучистой энергии и движения воздуха.

Рисунок 1. Психрометры:

а – станционный; б – аспирационный

Движение воздуха обеспечивается вентилятором, что гарантирует постоянную скорость его перемещения вокруг резервуаров термометров (2 м/с). Конец одного из термометров обернут тонкой материей и перед каждым наблюдением его смачивают дистиллированной водой при помощи специальной пипетки. Вентилятор заводят ключом и производят через 3-4 минуты от начала его работы регистрацию показаний. Измерения производят в центре помещения на высоте 1,5 м от пола.

Читайте также:  Ремонт li ion аккумуляторов для шуруповертов

Гигрометр (рис. 2) (от греч. hygros – влажный) – прибор для непосредственного определения относительной влажности воздуха.

Данные приборы создавались с использованием самых разнообразных принципов действия. Рассмотрим основные из них:

  • волосяные гигрометры – это гигрометры, в которых используется свойство волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха. С использование этого принципа было создано огромное число приборов. Их отличает простота исполнения и дешевизна материалов, благодаря простой конструкции стоимость изготовления такого прибора очень низка.
  • гигрометры точки росы – это приборы, в которых оптическим способом или визуально фиксировался факт выпадения росы на поверхности металлического зеркала, температура которого измерялась. Таким образом определялась температура, при которой данная абсолютная влажность становилась влажностью насыщенного пара. Абсолютная влажность определялась по давлению насыщенного пара при температуре выпадения росы.
  • пьезосорбционные гигрометры — приборы, в которых измерялась частота собственных колебаний какого-либо гигроскопичного кристалла.
  • емкостные гигрометры – в таких гигрометрах измеряется емкость конденсатора с гигроскопичным диэлектриком между обкладками . Многие конденсаторы, созданные по такому принципу, измеряют относительную влажность, т.к. непосредственно от этой характеристики зависит насыщение влагой диэлектрика и соответственно, емкость конденсатора.
  • резистивные гигрометры — используют принцип изменения электрического сопротивления или проводимости гигроскопичного материала. Прибор измеряет электрическое сопротивление и может быть проградуирован в единицах как относительной, так и абсолютной влажности.

Рассмотрим принцип работы волосяного гигрометра подробнее. Как уже отмечалось, в основы работы этого прибора положена способность волоса в силу гигроскопичности удлиняться во влажной атмосфере и укорачиваться в – сухой.

Рисунок 2 — Гигрометр

Принцип работы гигрографа (рис. 3) аналогичен работе барографа и термографа.

Рисунок 3 – Гигрограф

Прибор служит для регистрации непрерывных измерений относительной влажности, состоит из воспринимающего элемента – пучка обезжиренных волос, вращающегося барабана с лентой, соединительных рычагов и пера с чернилами.

Также существует еще целый ряд приборов , предназначенных для измерения влажности воздуха, однако, не нашедших широкого применения на практике. Это, как правило, сверхточные приборы, предназначенные для решения узкоспециальных задач. Например, в образцовых установках и в установках эталонного уровня создавались и успешно использовались гигрометры, измеряющие, затухание СВЧ излучения в полости, содержащей пары воды или поглощение парами воды инфракрасного излучения в полосах около 6,5 мкм и 2,7 мкм.

Заключение

В данной работе были рассмотрены основные понятия, связанные с влажностью воздуха. Измерение и контроль влажности воздуха является актуальным вопросом, т.к. влажность воздуха непосредственно влияет на состояние людей и технических процессов. Особенно важную роль играет контроль влажности на производстве. В работе были в общем рассмотрены некоторые способы измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.

Для определения абсолютной влажности пользуются статическим психрометром Августа или аспирационным психрометром Ассмана.

2.4.1 Статический психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров, укрепленных на одной панели на расстоянии 4…5 см друг от друга. Резервуар одного из термометров обернут кусочком гигроскопичной хлопчатобумажной ткани. Конец жгута ткани погружён в пробирку с дистиллированной водой. Этот термометр называется «влажным» или «увлажнённым». Второй термометр остается «сухим». В силу капиллярности материя смачивается и с ее поверхности непрерывно испаряется вода. Уровень воды в пробирке должен находиться на расстоянии 2…3 см от нижнего конца резервуара термометра. Поскольку на процесс испарения затрачивается тепло, «влажный» термометр будет охлаждаться, и показывать более низкую температуру, чем «сухой». Чем суше воздух, тем энергичнее происходит испарение. Разность показаний термометров берется за основу расчетов. Абсолютную влажность воздуха вычисляют по формуле Реньо:

где А – искомая абсолютная влажность, г/м 3 ;

Читайте также:  Примеры пристроек к деревянному дому

Е – максимальная упругость водяных паров при температуре «увлажнённого» термометра, г/м 3 , определяется по таблице (Приложение А);

α – психометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха;

t1 – показания «сухого»термометра, °С;

t2 – показания «увлажнённого» термометра,°С;

В – атмосферное давление в момент определения, мм. рт. ст.

П р и м е ч а н и е. Значение психрометрического коэффициента

0,00130 – вентиляция в помещении закрыта, скорость движения воздуха в помещении 0,13 м/с, отсутствие сильного ветра снаружи;

0,00125 – при скорости движения воздуха в помещении 0,16 м/с;

0,00110 – вентиляция в помещении открыта, скорость движения воздуха в помещении 0,20 м/с, обычные условия движения воздуха;

0,00100 — при скорости движения воздуха в помещении 0,3 м/с;

0,00090 – едва заметное движение воздуха в помещении, скорость движения воздуха в помещении 0,40 м/с, кажущееся отсутствие ветра снаружи;

0,00079 – скорость движения воздуха в помещении 0,80 м/с, снаружи отмечается небольшое движение воздуха;

0,00070 — скорость движения воздуха в помещении 2,30 м/с, снаружи отмечается умеренное движение воздуха;

0,00069 — при скорости движения воздуха в помещении 3,0 м/с;

0,00067 — скорости движения воздуха в помещении 4,0 м/с; снаружи отмечается большая подвижность воздуха.

Перед началом работы резервуар прибора заполняют дистиллированной, в крайнем случае – прокипячённой водой. Прибор устанавливают в точке определения. Показании снимают через 15…30 минут.

Пример: В помещении «сухой» термометр показывает 12,5 °С (t1), «увлажнённый» 11,2 °С (t2). Барометрическое давление (В) равно 755 мм. рт. ст. По таблице максимальная влажность (Е) при температуре 11,2 °С равна 9,92 г/м 3 . Подставляем все значения в формулу определения абсолютной влажности:

А = 9,92 – 0,0011(12,5 – 11,2)755 = 9,92 – 1,08 = 8,84 г/м 3 .

Зная абсолютную влажность, по формуле 1 можно рассчитать относительную.

В нашем примере при температуре помещения 12,5°С (температура «сухого» термометра) абсолютная влажность равна 8,84 г/м 3 . Значение Е находим по таблице в соответствии с показателями «сухого» термометра (Е = 10,8 г/м 3 ).

Тогда R = = 81,8, т.е. в воздухе содержится 81,8 % водяных паров от максимально возможного их количества.

Дефицит насыщения (Д) определяют по разности показателей максимальной (Е) и абсолютной (А) влажности воздуха:

Д = 10,8 – 8,84 = 1,96 г/м 3 .

Точку росы (Т) вычисляют по таблице (приложение А). В нашем примере абсолютная влажность равна 8,84 г/м 3 . Находим по таблице температуру, при которой указанная абсолютная влажность полностью насыщает воздух, т.е. становится максимальной: 9,5 °С. При температуре воздуха ниже 9,5 °С произойдет конденсация влаги в виде росы. Температура 9,5 °С и будет точкой росы (Т).

2.4.2 Аспирационный психрометр Ассмана дает более точные показания. Состоит он также из двух термометров. Резервуар каждого термометра окружен двумя металлическими гильзами для защиты его от тепловой радиации, а также фибровой прослойкой для защиты от теплопроводности оправы. Гильзы переходят в общую трубку с небольшим вентилятором у верхнего конца. Вентилятор приводится в движение пружиной или электрическим мотором. При работе вентилятор просасывает воздух снизу через гильзы в общий воздухопровод с постоянной скоростью, поэтому показания прибора не зависят от движения воздуха в помещении и являются более точными. Резервуар одного из них обёрнут гигроскопичной тканью, которую с помощью специального приспособления перед каждым определением смачивают дистиллированной водой. Показания можно снимать через 4…5 минут после пуска прибора.

Абсолютную влажность вычисляют по формуле Шпрунга:

А = Е – 0,5 (t1 – t2) , (4)

где А — искомая абсолютная влажность, г/м 3 ;

Е – максимальная влажность воздуха при показаниях «увлажнённого» термометра, г/м 3 ;

0,5 – постоянный психометрический коэффициент;

t1 – показания «сухого» термометра, °С;

t2 – показания «увлажнённого» термометра, °С;

В – барометрическое давление в момент исследования, мм. рт. ст.;

755 – среднее барометрическое давление, мм. рт. ст.

Читайте также:  Принципиальная схема электродвигателя постоянного тока

Расчет относительной влажности, дефицита насыщения и точки росы производят так же, как и при работе с психрометром Августа.

К важным показателям, определяющим микроклимат квартиры, дома или любого другого помещения, относятся температура и содержание влаги в воздухе. И если температуру можно приблизительно угадать по ощущениям, то для второго параметра потребуется специальный прибор для определения влажности воздуха.

Влажность воздуха

Влажность — это водяные пары, находящиеся в воздухе. Для комфортного проживания этот показатель в зимний период должен быть в районе 40%, а летом — от 65 до 70%.

Если в воздухе слишком много паров или, наоборот, мало, это сильно сказывается на иммунитете. Чтобы избежать проблем со здоровьем, используют специальные приборы для измерения влажности.

В этом видео вы узнаете, что такое психрометр

Влажность бывает двух видов:

  1. Абсолютная. Показывает количество воды в г/мᶟ.
  2. Относительная. Чтобы посчитать ее значение, нужно текущую влажность разделить на максимально возможную, затем получившееся значение умножить на 100. Относительная влажность измеряется в процентах. Чтобы получить точное значение, нужен прибор для определения относительной влажности воздуха.

Недостаток и избыток влаги

Для людей, животных, растений и даже некоторых материалов избыток влаги так же губителен, как ее недостаток. Если в помещении очень много влаги, то первым делом это можно заметить на стекле окна, которое начинает сильно потеть. От таких излишков влаги воздух и вещи приобретают запах сырости, а на стенах образуется плесень. Она провоцирует различные аллергические реакции, которые снижают иммунную защиту организма.

Недостаток влаги может привести к обезвоживанию организма, так как в помещениях повышается потоотделение. К тому же в воздухе резко повышается количество пыли, а это может стать причиной аллергии.

Приборы для измерения

Точность показаний зависит от того, какой прибор используют для определения влажности воздуха. Существуют разные виды устройств:

  1. Гигрометр. На полках магазинов чаще всего можно встретить гигрометр электронного типа, он идеально подходит для простого контроля, а его стоимость невысока. Но имеется существенный минус — низкая точность показаний, в среднем его погрешность может достигать 20%. Более точным считается механический прибор, но стоить он будет в несколько раз дороже. Можно встретить волосяные и пленочные гигрометры. Особенность этих двух разновидностей заключается в том, что оба будут давать точные показания только при низких температурах, а в жаркое время года точности от них ждать не стоит.
  2. Психрометр. По мнению специалистов, именно этот прибор считается точным. Принцип работы прибора заключается в следующем: на психрометре есть два термометра и специальная таблица. На одном из термометров находится баллончик с жидкостью, который должен оборачиваться тряпкой. Один конец тряпки должен всегда находиться в чашке с водой. Чтобы получить результат, для подсчета берется разница между этими термометрами и, используя психрометрическую таблицу, определяется относительная влажность. Психрометр очень удобен в использовании, так как позволяет следить за двумя показателями в помещении одновременно.

Термометром можно измерить влажность воздуха

Из двух видов каждый человек должен сам выбрать, какое устройство подойдет именно ему. Возможно, кто-то выберет более точный, а некоторые остановятся на более удобном в использовании устройстве.

Нормальные показатели

Помимо того что для определения влаги в воздухе нужен специальный прибор, требуется знать оптимальные показатели для комфортного проживания. В разных комнатах должен поддерживаться разный процент влаги:

  • в кухне, ванной, гостиной, столовой и зале — в пределах 40−60%;
  • в спальне подростков или взрослых — от 40 до 50%;
  • в детской комнате — от 45 до 60%;
  • в кабинетах и библиотеках — от 30 до 40%.

Конечно, довести влажность до идеальных показателей в каждой комнате практически невозможно. Главное — добиться микроклимата, при котором уютно детям и взрослым, а их здоровье не подвергается опасности.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock detector