2.2. Схема и описание установки

Лабораторная установка (рис. 3) состоит из прозрачного пластмассового воздуховода 1, внутри которого установлен психрометр. Психрометр состоит из двух ртутных термометров: «сухого» 5 и «мокрого» 4. «Мокрый» термометр отличается от «сухого» тем, что его ртутный термобаллончик обернут тканью, смоченной водой. Таким образом, «мокрый» термометр показывает температуру, которую имеет вода, содержащаяся во влажной ткани. Очевидно, что с поверхности мокрой ткани (если только влажный воздух не является насыщенным) происходит испарение воды.

Убыль влаги в процессе испарения компенсируется ее поступлением под действием капиллярных сил из специального баллончика 3 с водой. Для уменьшения погрешности показаний «мокрого» термометра компрессором 2 создается поток воздуха, скорость которого измеряется расходомерным устройством типа «труба Вентури» 9 по показаниям U-образного вакуумметра 10. При достижении стационарного режима (разность показаний «сухого» и «мокрого» термометров не изменяется во времени) «сухой» термометр показывает истинное значение температуры влажного воздуха t_c, а «мокрый» – температуру испаряющейся с поверхности ткани воды t_м. Причем, чем суше воздух, тем

больше психрометрическая разность (t_c – t_м). Переход от одного режима к другому осуществляется путем изменения температуры воздуха с помощью элек-

18

тронагревателя 6. В работе предусмотрена возможность изменения скорости воздушного потока с помощью поворотной заслонки 8, а также изменение влагосодержания путем впрыскивания в поток воздуха водяного пара, генерируемого в автоклаве 7. Измерение параметров окружающей среды выполняется с помощью ртутного барометра 11 и термометра 12. Результаты наблюдений заносятся в протокол наблюдений (табл. 3).

Рис. 3. Схема лабораторной установки

Таблица 3

Протокол наблюдений

Измеряемая величина	Обозна- чение	Единица измерения	Номер опыта
			1	2	3
Температура «сухого» термометра	tc	С
Температура «мокрого» термо-метра	tм	С
Разрежение в «горле» воздухомера	Н	мм вод. ст.
Барометрическое давление	В	мбар
Температура окружающей среды	tокр	С

20

2.3. Обработка результатов измерений

1) Приступая к вычислениям, необходимо рассчитать истинное значение температуры «мокрого» термометра t_м по формуле, С:

, (37)

где – ошибка в процентах от измеренной психометрической разности, определяемая по графику, приведенному на рис. 4, в зависимости от скорости потока воздуха.

2) Атмосферное давление вычисляется с учетом температурного расширения столбика ртути барометра по формуле (7).

3) Перепад давления воздуха в воздухомере рассчитывается по уравнению (8).

4) Плотность воздуха по состоянию в «горле» воздухомера вычисляется по выражению (9).

5) Расход воздуха рассчитывается по формуле (10).

6) Плотность воздуха в рассматриваемом сечении при атмосферном давлении вычисляется по формуле, кг/м³:

. (38)

7) Cредняя скорость потока определяется по уравнению, м/с:

, (39)

где F = 0,0177 м² – площадь проходного сечения для потока воздуха.

8) Относительная влажность рассчитывается, %,

а) по психрометрической формуле:

, (40)

21

где р_м = f(t_м), р_н.п = f(t_с) определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара или по рекуррентной формуле полинома, Па:

; (41)

А – поправочный коэффициент, учитывающий влияние скорости воздуха,

; (42)

б) по Н,d-диаграмме влажного воздуха (см. рис. 2).

Рис. 4. График для определения величины ошибки

показания «мокрого» термометра

22

Для определения относительной влажности на Н,d-диаграмме следует найти точку пересечения изотерм t_c и . Затем путем интерполяции между линиями = const определяется относительная влажность и в соответствии с точкой пересечения изотерм t_c и – влагосодержание, энтальпия, температура точки росы и парциальное давление водяного пара во влажном воздухе.

9) Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по уравнению состояния:

, (43)

где R_в.п = 462 Дж/(кгК)– газовая постоянная водяного пара;

р_н.п – давление насыщения водяного пара при температуре «сухого» термометра, Па.

10) Парциальное давление пара во влажном воздухе вычисляется по формуле, Па:

. (44)

Результаты расчетов по формулам и значения величин, определенные по Н,d-диаграмме влажного воздуха, сводятся в табл. 4.

Таблица 4

Результаты расчетов

Расчетная величина	Обозна- чение	Едини- ца изме- рения	Значение величины в опыте
			расчетное			по Н,d-диа-грамме
			1	2	3	1	2	3
Истинное значение «мокрого» термометра		­­С
Относительная влажность		%
Влагосодержание	d	г/кг
Абсолютная влажность		кг/м3				–	–	–
Энтальпия	Н	кДж/кг
Парциальное давление пара	рв.п	Па
Парциальное давление насыщения	рн.п	Па
Температура точки росы	tтр	­­С	–	–	–

23