1.2.2. Прилади та методика вимірювань

Вимірювання температури повітря у виробничих приміщеннях виконують за допомогою звичайного ртутного термометра. За наявності джерел теплового випромінювання використовують парний термометр, який являє собою два термометра, резервуар одного з яких зроблений чорним, а іншого - посрібленим. Справжню температуру повітря визначають з виразу

і = і_с-к{ґ_с- о,

де І_с - покази посрібленого термометра; і_ч - покази зачорненого термометра; к - емпірична константа приладу.

Вимірювання вологості повітря. Звичайно визначають відносну вологість, що являє собою відношення абсолютної вологості (тобто кількості водяних парів, які знаходяться в 1 м³ повітря) до максимальної (тобто максимально можливому вмісту водяних парів при даній температурі до моменту їх конденсації), виражене у процентах. Відносну вологість вимірюють за допомогою психрометрів. Психрометри бувають без вентилятора (психрометр Августа) та з вентилятором (аспіраційний, або Асмана).

Психрометр Августа складається з двох ртутних термометрів. Ртутна кулька одного з них обгорнута батистом, кінець якого у вигляді джгута опускають у резервуар з дистильованою водою. Цей термометр називають "вологім", другий — "сухим". При випаровуванні води з тканини ртуть у "вологому" термометрі охолоджується, тому він завжди показує більш низьку температуру, ніж сухий. Охолодження протікає тим інтенсивніше, чим сухіше оточуюче повітря та чим більша швидкість його руху.

Аспіраційний психрометр, який використовується у даній роботі, також має два ртутних термометри, але їх резервуари містяться у подвійних захисних металевих нікельованих дзеркальних трубках, які сполучаються загальним повітроводом з витяжним вентилятором

.Резервуар термометра, що знаходиться праворуч, обгорнутий батистом, який зволожують безпосередньо перед кожним виміром. Вентилятор створює у трубках постійну швидкість протягування досліджуваного повітря. Завдяки такій будові приладу на його показання не впливають рух повітря в приміщенні та теплове випромінювання.

Порядок роботи з аспіраційним психрометром:

1. Змочують батист на резервуарі "вологого" (правого) термометра дистильованою водою. Для цього використовується піпетка з гумовим балоном і затискачем. Розтискаючи затискач, набирають за допомогою балона воду з колби у піпетку, відпускають затискач, виймають піпетку з колби, перевертають її догори. За допомогою затискача плавно опускають рівень води у піпетці на 10 - 15 мм нижче її краю. Потім піпетку плавно вводять у внутрішню трубку захисту до упору і роблять витримку близько 10 с, щоби батист на резервуарі термометра увібрав воду. Потім розтискають затискач, вбираючи надлишки води в балон, піпетку виймають і залишок води зливають у колбу.

2. Вмикають в мережу електромотор вентилятора психрометра і засікають час за секундоміром.

3. Через 3,5 ... 4 хвилини роблять відліки за вологим і сухим термометрами (менше за вказаний час ще не буде сталого режиму, за більший час вода може випаритися). Ціна поділки термометрів - 0,2 °С.

4. Вимикають електромотор вентилятора психрометра.

Відносну вологість повітря визначають за показаннями

термометрів психрометра, користуючись спеціальною психрометричною номограмою.

Вимірювання швидкості руху повітря проводять звичайно анемометрами. У виробничій практиці використовують два типи анемометрів - чашковий та крильчастий.

Чашковий анемометр дозволяє вимірювати швидкість руху пові тря від 1 до 20 м/с. Приймальною частиною цього пристрою є чотири напівкулі на хрестовині, яка закріплена на вертикальній осі. Під дією руху повітря хрестовина з напівкулями обертається. При вмиканні лічильника анемометра обертання передається на стрілки пристрою.

Крильчастий анемометр використовують при вимірюваннях швидкостей від 0,2 до 5 м/с. Приймальною частиною його є легка крильчатка, яка насаджена на трубчату вісь, у середині якої проходить натягнута сталева струна. За допомогою черв'ячної передачі обертання крильчатки при вмиканні лічильника передається на стрілки приладу. Вмикають та вимикають лічильники переміщенням вгору вниз спеціального важелька - аретира, який розташований на боковій стороні приладу.

Методика проведення вимірювань наступна. Беруть початковий відлік за всіма шкалами лічильника (наприклад, стрілка тисяч знаходиться між цифрами 3 і 4, стрілка сотень - між 7 і 8, велика стрілка показує 43 - відлік: 3743). Встановлюють анемометр у місці заміру у вертикальному положенні і через 5 ... 10 с (коли швидкість обертання крильчатки стане постійною) вмикають одночасно за командою анемометр і секундомір. По закінченні 100 с анемометр вимикають і знімають кінцевий відлік. Виміри звичайно повторюють три рази. Для кожного виміру обчислюють різницю між кінцевим і початковим відліками, потім отримані різниці підсумовують і ділять на підсумований час вимірів. Визначивши число поділок шкали лічильника, які припадають на 1 с, знаходять швидкість руху повітря за заводським тарировочним графіком.

Для відліків часу в роботі використовують спарений електронний секундомір, в корпусі якого два незалежні пристрої: "хвилиномір" - два перших розряди на табло, який управляється кнопками, розташованими ліворуч на пульті управління, та "секундомір" - інші чотири розряди на табло (два розряди хвилин та два розряди секунд), який управляється кнопками праворуч. Нижні кнопки служать для скидання показів, верхні - для пуску (перший натиск) та зупинки (другий натиск). Про вмикання "хвилиноміра" сигналізує точка, що світиться на табло хвилин, після закінчення однієї, двох і т.д. хвилин з'являються відповідні цифри. "Хвилиномір" використовується при вимірюваннях вологості, "секундомір" - при вимірюваннях швидкості руху повітря.

Шаровий кататермометр застосовується для виміру малих швидкостей руху повітря. Шкала кататермометра відградуйована в градусах від 33 °С до 40 °С.

Перед спостереженнями кататермометр занурюють у воду, температура якої 65-^-75 °С, і утримують його у воді 10-15 хв. до тих пір, доки спирт не заповнить приблизно половину верхнього розширення капіляру. При цьому слідкують за тим, щоб в капілярній трубці не залишалось бульбашок повітря. Потім ретельно витирають кататермометр досуха і підвішують вертикально у місце дослідження так, щоб він не колихався.

Встановивши кататермометр, слідкують за його охолодженням та за секундоміром відмічають час /, протягом якого кататермометр охолоне від температури Т, до Т₂ (відраховується за шкалою кататермометра). Температури Ті та Т₂ обов'язково потрібно вибирати так, щоб (Г/ + Т₂)І2 = 36,5, тобто можна спостерігати охолодження кататермометра від 40 до 33 °С, від 39 до 34 °С, від 38 до 35 °С.

У тому випадку, коли спостерігається охолодження кататермометра від Т, = 38° до Т₂ = 35°, величина охолодження кататермометра в секунду Я обраховується за формулою Я = F/t,

де F - фактор кататермометра, нанесений на стержні, виміряється у міллікал/см²,

t - час у секундах.

У тому випадку, коли спостерігається охолодження кататермометра від Г, = 40° до Т₂ = 32° (або від Т, = 39° до Т₂ = 34°) Я обчислюють за формулою Я = Ф (Tj-T?) /1.

Ф = F/3,

де Ф - константа кататермометра, вимірюється в міллікал/см³ х град

У всіх випадках необхідно виконувати декілька вимірів (3-5) та обчислювати середнє значення.

Для визначення швидкості руху повітря необхідно знати різницю (Q) між середньою температурою приладу під час досліду (36,5) та середньою температурою повітря

^и 2

де Qi - температура повітря, що вимірюється на початок досліду;

Q₂ - температура повітря, що вимірюється у кінці досліду.

Потім визначають відношення H/Q та за таблицею знаходять відповідні значення швидкості руху повітря V.