Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение влажностных показателейК этим показателям относятся абсолютная, относительная и максимальная влажность, дефицит насыщения и точка росы. Абсолютная влажность — количество водяных паров, выраженное в граммах в 1 м3 воздуха или упругость водяных паров, выраженная в миллиметрах ртутного столба в данный момент и при данной температуре. Максимальная влажность — выраженное в граммах количество водяных паров насыщающих до предела 1 м3 воздуха, или упругость водяных паров, выраженная в давлении миллиметров ртутного столба при определенной температуре. Максимальная влажность находится по таблице 7 с учетом температуры. Относительная влажность — отношение величины абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах. В практике зоогигиенических обследований этой величиной пользуются чаще всего. Из всех гигрометрических показателей воздуха непосредственно приборами определяется только относительная влажность. Дефицит насыщения (дефицит влажности) — разность между максимальной и абсолютной влажностью. Дефицит насыщения показывает, насколько абсолютная влажность близка к максимальной. Чем дефицит насыщения больше, тем воздух суше, и наоборот. Точка росы — температура, при которой водяные пары достигают максимального насыщения и переходят в жидкое состояние, оседая на холодных поверхностях ограждений. Для определения абсолютной или относительной влажности воздуха применяют психрометры, гигрометры и гигрографы. Определение влажности воздуха психрометрами. При помощи психрометров устанавливают абсолютную влажность воздуха, затем вычисляют, применяя специальные формулы относительную влажность, и по таблице максимальной упругости водяных паров — дефицит насыщения и точку росы. Психрометры бывают нескольких типов. В практике зоогигиенических исследований чаще пользуются статическим психрометром без вентилятора и аспирационным с вентилятором (реже пращевым и электрическим). Психрометр статический (бытовой) Августа состоит из «сухого» и «влажного» термометров, помещаемых на расстоянии 5 см один от другого. Резервуар последнего плотно обвязан куском батиста, свободный конец которого погружен в стаканчик с чистой (лучше дистиллированной или кипяченой водой). Батист по законам капиллярности непрерывно смачивается и увлажняет шарик термометра. Испарение воды с поверхности шарика влажного термометра вызывает потерю тепла, в результате последний показывает более низкую температуру, чем сухой термометр. Разница будет тем больше, чем сильнее испарение воды с поверхности шарика (суше воздух). Существенное влияние на испарение оказывает также движение воздуха в момент определения влажности. Чем интенсивнее токи воздуха, тем быстрее испаряется вода с поверхности спиртового шарика влажного термометра и тем, следовательно, ниже показание температуры. Разность температур обоих термометров дает возможность вычислить абсолютную влажность воздуха. Психрометр устанавливают с предварительно смоченным влажным термометром в точке наблюдения, ограждая от источников лучистой энергии и случайных движений воздуха. Продолжительность наблюдения — 10-15 мин с момента установки психрометра в помещении. Для расчета абсолютной влажности пользуются формулами Ренье: 1) q = Q-а(t01 – t02) х В (расчет в граммах) и 2) е = Е-а t01 – t02) х В (расчет в миллиметрах ртутного столба), где q и е — искомая абсолютная влажность, г/м3 или мм ртутного столба; Q и Е — максимальная влажность, г/м3 или мм ртутного столба (находят по таблице 7); α — психрометрический коэффициент (значение α для неподвижного воздуха — 0,00128, для подвижного — 0,0011, для свободной атмосферы — 0,00074); t01 —температура «сухого» термометра, °С; t02 — температура «влажного» термометра, 0С; В — барометрическое давление в момент исследования.
Таблица 7 Плотность насыщения водяных паров при различных температурах, г/м3
Если наблюдения проводятся в помещениях, где воздух движется равномерно со средней скоростью 0,2 м/с, то можно пользоваться таблицей, в которой по температуре сухого и влажного термометров находят искомую относительную влажность. Такие таблицы прилагаются к каждому психрометру (табл. 8). Таблица 8 Психрометрическая таблица
Продолжение таблицы 8
Аспирационный психрометр Ассмана типа МВ-4М (рис. 4). С помощью этого прибора можно очень точно измерить температуру и влажность воздуха в помещении. Поэтому психрометр Ассмана применяют для установки и выверки термографов и гигрографов. Прибор состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, и расположенного между ними аспиратора. Оба термометра к началу измерения показывают одинаковую температуру. Ртутные резервуары термометров помещены в двойные металлические гильзы с воздушной прослойкой для защиты от действия лучистой теплоты и фибровыми кольцами для устранения влияния теплопроводности оправы.
Верхняя часть прибора заключает в себе электромоторчик, питающийся от электросети, или часовую пружину с ключом для завода и системой шестеренок, связанных с маленьким вентилятором. Перед работой батистовую обертку влажного термометра смачивают дистиллированной водой из специальной пипетки с резиновой грушей. При продолжительных измерениях увлажнение нужно проводить повторно. Перед каждым измерением необходимо завести часовой механизм, приводящий в действие вентилятор. Вентилятор обеспечивает постоянную скорость движения воздуха у резервуаров термометра в пределах 2 м/с. Сухой термометр будет показывать температуру этого воздушного потока, а показания смоченного термометра будут ниже, так как он будет охлаждаться вследствие испарения воды с поверхности батиста. Влажность воздуха определяют по разнице показаний обоих термометров по специальным психрометрическим таблицам прилагаемым к прибору или вычисляют по приводимой ниже формуле. Для определения влажности психрометр подвешивают в исследуемой точке. Показания с него снимают летом через 4-5 мин после пуска вентилятора, зимой — через 15-20 мин (в последнем случае вентилятор заводят дважды). Прибор не держат в руках, а подвешивают на какой-либо стойке. Абсолютную влажность при работе с аспирационным психрометром вычисляют по формуле где е — искомая абсолютная влажность; Е — максимальная влажность при температуре влажного термометра (берется из таблицы); 0,5 — постоянный психрометрический коэффициент; t1 — температура сухого термометра; t2 — температура влажного термометра; В — барометрическое давление в момент исследования; 1006 —среднее барометрическое давление, ГПа.
Диапазон измерения относительной влажности психрометрами от 10 до 100% при температуре воздуха от —10 до +50° С. Погрешность измерения относительной влажности психрометров ±5%. Психрометры используются также для определения одномоментных показаний температуры воздуха от -30 до +50° по сухому термометру. Гигрограф типа М-21А (рис. 5) служит для непрерывного наблюдения за изменениями относительной влажности воздуха в пределах 60-100% в течение суток или недели в интервале температур от -35° до +45°. Воспринимающей частью прибора является пучок из 35-40 обезжиренных волос длиной около 20 см, натянутых на раму и закрепленных с обоих концов. При изменении относительной влажности воздуха увеличивается или уменьшается длина пучка волос. Эти колебания с помощью передаточного механизма вызывают перемещение стрелки с пером по диаграммной ленте. Регистрирующая часть прибора такая же, как и у термографа. Гигрограф не является абсолютно точным прибором, и поэтому правильность записи на ленте периодически (раз в трое суток) следует проверять при помощи аспирационного психрометра. Рис. 5. Гигрограф типа М-21А: 1 — корпус; 2 — датчик (пучок обезжиренных волос); 3 — кор- рекционный винт; 4 — стрелка с пером; 5 — барабан с часовым механизмом; 6 — диаграммная лента.
Порядок и правила измерения относительной влажности воздуха такие же, как и температуры. Достоинством гигрографа является возможность определения влажности при низких температурах. Относительную влажность и другие гигрометр ические величины в помещениях определяют в тех же точках и зонах и в то же время, что и температуру воздуха. Определение скорости движения Скорость движения воздуха в помещениях и в приземном слое атмосферы определяется с помощью анемометров, кататермометров и полупроводниковых термоанемометров. Анемометры — приборы для определения больших скоростей движения воздуха в пределах от 0,3 до 50 м/с. Существует несколько типов этих приборов. Анемометр чашечный МС-13 (рис. 6) используется главным образом для метеорологических наблюдений в свободной атмосфере и позволяет измерить скорость ветра в пределах 1-50 м/с. Верхняя его часть состоит из крестовины с четырьмя полыми полушариями, обращенными выпуклостью в одну сторону. Под влиянием давления на полушарии движущегося воздуха начинает вращаться ось. Каждый оборот передается на зубчатые колеса, оси которых снабжены стрелками и выведены на поверхность коробки. Циферблат прибора имеет три шкалы. На большой шкале нанесено 100 делений, на двух малых— по 10. Один оборот большой стрелки соответствует одному делению левой малой стрелки и соответственно один оборот левой малой стрелки — одному делению правой малой. Большая стрелка анемометра перемещается на одно деление при трех оборотах крестовины. Сбоку циферблата имеется небольшая петля-рычажок (арретир), позволяющая включать или выключать счетчик оборотов стрелок. Рис. 6. Анемометр ручной чашечный МС-13
Перед проведением измерения скорости движения воздуха записывают начальные показания счетчика по всем трем стрелкам на циферблате, начиная со шкалы «1000» (при расположении стрелок между двумя цифрами учитывается меньшая). Анемометр устанавливают вертикально, чтобы циферблат был обращен к наблюдателю. Дают чашечкам вращаться 1-2 мин вхолостую и затем включают счетчик анемометра и секундомер. Наблюдения проводят в течение 10 мин, после чего механизм выключают и записывают конечные показания счетчика. Разница в показаниях между вторым и первым отсчетами покажет число оборотов, пройденных воздушным потоком за период наблюдения. Найденное число оборотов делят на количество секунд работы анемометра, определяя число оборотов в 1 с. Затем по графику, прилагаемому к каждому прибору, находят скорость движения воздуха, м/с. Анемометр крыльчатый (ручной) типа АСО-3 (рис. 7) отличается большой чувствительностью. Он пригоден для измерения скорости движения воздуха в пределах от 0,3 до 5 м/с. Кроме применения для измерения скорости движения в обычных условиях, он используется при обследовании вентиляции помещений, в этом случае продолжительность наблюдения сокращается до 3-4 мин. В крыльчатом анемометре воспринимающей частью является колесико с легкими алюминиевыми крыльями, заключенными в широкое металлическое кольцо (диффузор).
Рис. 7. Крыльчатый ручной анемометр типа АСО-3: 1 — крыльчатка (ветроприемник); 2 — ушки; 3 — арретир; 4 — шкала.
Передача вращения колесика стрелками циферблата аналогична системе чашечного анемометра. Прибор устанавливают крыльчаткой навстречу потоку ветра. Порядок работы с анемометром такой же, как и с чашечным. К прибору прилагаются два графика, с помощью которых определяется скорость воздушного потока, м/с. Крыльчатый анемометр не следует использовать для измерения скорости выше 5 м/с. Кататермометр — прибор для определения малых скоростей движения воздуха внутри помещения (рис. 8). Непосредственно определяет скорость охлаждения прибора, зависящую от температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Он позволяет учесть суммарное воздействие температуры, влажности и подвижности воздуха в их различных комбинациях между собой, при которых изменение какого-либо одного фактора может коренным образом изменить величину теплоотдачи. Прибор представляет собой спиртовой термометр особого устройства с двумя резервуарами, соединенными капиллярной трубкой. Нижний резервуар прибора может быть цилиндрическим (поверхность резервуара 22,6 см2) или шаровидным (поверхность 27,3см2). Нижний резервуар прибора заполнен окрашенным спиртом, верхний — пустой. Рис. 8. Кататермометры: а — цилиндрический; б — шаровой.
Шкала цилиндрического кататермометра градуирована от 35 до 38°, шарового кататермометра — от 33 до 40°. На тыльной стороне каждого кататермометра обозначен его фактор F, который характеризует теплопотери в милликалориях с 1 см2 поверхности спиртового резервуара нагретого прибора при охлаждении его от 38 до 35°. Фактор устанавливается для каждого прибора при изготовлении его на заводе. Вначале определяют охлаждающую способность воздуха, для чего спиртовой резервуар прибора погружают в горячую воду с температурой 70-75° С и выдерживают до исчезновения разрывов в капилляре и заполнения спиртом резервуара. После этого цилиндрический прибор насухо вытирают и вешают на штативе или держат на вытянутой руке в месте наблюдения. С помощью секундомера определяют время опускания в капилляре спирта от 38 до 35°. Измерения повторяют 2-3 раза и вычисляют среднее значение. Вычисление величины охлаждения кататермометра в милликалориях с 1 см2 поверхности резервуара в секунду проводят по формуле: где Н — искомая величина охлаждения, млкал (индекс); F — фактор прибора, постоянная величина; t — время в секундах, за которое столбик спирта опустился с 38 до 35°. Пример. F=567, скорость снижения столбика спирта 80 с. Откуда Н=567/80=7,1 млкал/с. Зная индекс кататермометра (Н) и температуру окружающей среды в момент исследования, находят величину Q — разница между средней температурой крайних показаний кататермометра (38 + 35)/2=36,5°С и температурой окружающей среды в момент исследования. Пример. Средняя температура кататермометра 36,5°С, температура окружающего воздуха 18,5° С. Отсюда 18,50С = 36,5°- 18 5°= 18°С. Далее находим частное от деления 0,39
Определив величину от деления Р на Q по таблице 9, находят скорость движения воздуха в метрах в секунду. Из таблицы видно, что величине 0,39 соответствует скорость движения воздуха по цилиндрическому кататермометру 0,226 м/с. Порядок работы с шаровым кататермометром такой же. Этот прибор применяется в более широком диапазоне температур. При определении им скорости движения воздуха наблюдение за охлаждением следует проводить в пределах тех интервалов температур, сумма которых, разделенная на 2, давала бы частное 36,5° С. Например, можно брать следующие интервалы: от 40 до 33, от 39 до 34, от 38 до 35° С. Если наблюдения за охлаждением ведут от 38 до 35° С, то для вычисления охлаждающей способности воздуха пользуются приведенной выше формулой для цилиндрического кататермометра. При наблюдении за падением спиртового столба от 40 до 33° или от 39 до 34° вычисления проводят по формуле:
где Ф — константа кататермометра, мкал/см2/°С (Ф=F/3); Т1 — Т2 — показания температуры, при которой определяют время охлаждения (от 40 до 33°С и от 39 до 35°С); а — время падения спиртового столба, с. Пример. Фактор прибора F — 645. Константа Ф = 645/3 = 215. Скорость падения спиртового столба от 40 до 33 — 220 с. Отсюда 6,85 мкал/с. Время охлаждения в одной точке определяют не менее 3-5 раз, первое измерение отбрасывают, а из последующих вычисляют среднее значение. Скорость движения воздуха по шаровому кататермометру также можно определить по специальной таблице для этого прибора по величине отношения H/Q. Скорость движения воздуха можно определить с помощью эмпирических формул. При этом нужно знать величину охлаждающей способности воздуха и разность между средней температурой прибора и температурой исследуемого воздуха. Если частное от деления H/Q меньше цифры 0,6, расчет ведется по первой формуле (скорость <1 м/с):
Если H/Q равно или больше 0,6, расчет ведется по второй формуле (скорость >1 м/с):
где V — искомая скорость движения воздуха, м/с; Н — индекс кататермометра (охлаждающая способность воздуха); Q — разность между средней температурой прибора и температурой исследуемого воздуха; 0,20; 0,40; 0,13; 0,47 — эмпирические коэффициенты. Охлаждающую способность воздуха определяют в тех же точках и зонах, в то же время, что и температуру воздуха. Нормативы скорости движения воздуха в животноводческих помещениях даны в таблицах 1-6.
Таблица 9 Скорость движения воздуха
|