1.2.2 Визначення вологості повітря

1.2.2.1 Поняття про вологість повітря.

Атмосферне повітря завжди містить деяку кількість водяної пари. Розрізняють абсолютну, мак­симальну та відносну вологість.

Абсолютною вологістю повітря А називається величина парціального тиску Р_в.п. (пружність) водяної пари у Па (мм.рт.ст.) або масова кількість пари, виражена у грамах, яка знаходиться в 1 м³ повітря ( г/м³). Якщо парціальний тиск виражений у мм.рт.ст., то величина Р_в.п. і А чисельно майже співпадають ( 1мм.рт.ст. =133,332 Па). Абсолютна вологість не характеризує ступінь вологонасичення повітря, оскільки однакова абсолютна вологість при різних температурах відповідає різному ступеню сухості повітря. Для оцінки ступеня сухості повітря необхідно знати ще й максимальну вологість.

Максимальна вологість А_мах – це максимальна (насичена) кількість водяної пари у повітрі при даній температурі. Чим вища температура повітря, тим більше потрібно водяної пари для його насичен­ня. При досягненні максимальної вологості водяна пара переходить у крапельно-рідкий стан у ви­гляді роси. Максимальна напруга водяної пари під час насичення називається тиском насичених парів. Максимальна вологість для кожної температури постійна.

Тиск насичених парів визначається по спеціальних таблицях і діаграмах (додаток В). Крім то­го, для позитивних температур можна приблизно рахувати що:

Р_н = 479 + (11,52 + 1,62t)², Па (1.3)

де t – температура повітря, °С.

Абсолютна вологість визначається по формулі, г/м³:

(1.4)

де Р_в.п. – парціальний тиск водяної пари у повітрі. Па;

Т - абсолютна температура вологого повітря, °К.

Р_в.п. =Р_н.в.-С(t_с-t_в)Р_б (1.5)

де Р_н.в.– тиск водяної пари у стані насичення при температурі, яка зафіксована вологим термометром психрометра, додаток В;

t_в, t_с – відповідно температура вологого і сухого термометрів, яка визначається аспіраційним або по­бутовим психрометром, °С;

Р_б – барометричний тиск, при якому проводиться вимірювання температури, Па;

С – психометричний коефіцієнт, який залежить від швидкості повітря біля кульки мокрого термометра (при визначенні вологості зовнішнього повітря – 0,00074, для умов експерименту в аудиторії – 0,0011).

Оцінка ступеня сухості повітря здійснюється за значенням відносної вологості. Відносна вологість – відношення абсолютної вологості до максимальної при даній температурі, вимірюється у відсотках:

(1.6)

де Р_н.в.– тиск насичених водяних парів при температурі, зафіксованій сухим термометром, додаток В.

1.2.2.2 Прилади для визначення вологості повітря.

Для оцінки стану повітряного середовища у приміщеннях в основному визначають відносну вологість, а не абсолютну. Для визначення відносної вологості повітря використовують психромет­ри (статичні і динамічні), гігрометри і гігрографи. Основним приладом є психрометр, який дозволяє визначати одночасно температуру і відносну вологість повітря.

Принцип дії психрометра базується на залежності інтенсивності випаровування вологи у на­вколишнє середовище від вологості повітря. Процес випаровування вологи з поверхні супрово­джується пониженням температури. Предмет, з поверхні якого відбувається випаровування, має тем­пературу, відому під назвою “температура мокрого термометра”. Вона завжди є нижчою від темпе­ратури сухого, за винятком, коли відносна вологість складає 100%.

Статичний психрометр Августа марки ВИТ-2 складається з двох спиртових термометрів. Резервуар одного з них загорнутий тканиною, кінець якої опущений у дистильовану воду. Цей тер­мометр вологий, а другий термометр – сухий.

Вологість повітря визначається, виходячи з різниці показів сухого і вологого термометрів, за допомогою спеціальних психрометричних таблиць або психрометричного графіка (додаток Г). Відносна вологість за психрометричним графіком визначається наступним чином: на вертикальних лініях відкладають покази сухого термометра, а на похилих – покази мокрого термометра і на перетині цих ліній одержують значення відносної вологості у відсотках. Лінії, які відповідають відносній вологості φ у відсотках позначені цифрами: 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90. За допомогою статичного психрометра здійснюють “грубі” вимірювання відносної вологості, оскільки на покази термометрів впливає швидкість повітря, крім того, вони не захищені від впливу теплової радіації.

41

На життєдіяльність працівника значно впливає газовий склад повітря. Повітряне середовище, у якому живе і працює людина — це природна багатофазова суміш, із якої складається атмосфера (на рівні землі). Основними компонентами сухого повітря (%, за об'ємом) є: азот - 78,084; кисень - 20,9476; аргон - 0,934; вуглекислий газ - 0,0314, інші гази й домішки - 0,003. Водяна пара становить у середньому від 0,2 до 2,6%. Повітря такого складу є найбільш сприятливим для дихання.

Окрім хімічного складу, важливо також, щоб повітря мало певний іонний склад. У повітрі містяться негативні й позитивні іони. "Свіжість" (ступінь іонізації) повітря визначається кількістю і видом іонів. Трапляються так звані дрібні та великі іони.

Дрібні іони - це групи молекул, які зібралися навколо зарядженого центра і зберігають певну відстань від нього.

Великі іони групуються навколо нуклеїнів (нуклеїн - спільна назва для протона і нейтрона). Іони виділяються в ґрунті з радіоактивних елементів під впливом сонячних і космічних променів.

Підвищена концентрація дрібних іонів спостерігається у "свіжому" повітрі. Концентрація дрібних іонів зменшується вночі, взимку, в хмарну погоду й у багатолюдних приміщеннях.

Для збереження сприятливої концентрації дрібних іонів у повітрі приміщень на рівні зовнішнього повітря потрібен шестиразовий обмін повітря в порівнянні з повітрообміном для видалення "поганих запахів".

Дрібні негативні іони (іони кисню повітря) сприяють розумовій роботі. Дрібні позитивні іони підсилюють обмін речовин в організмі, але зменшують продуктивність розумової роботи, викликають головний біль і дратують слизові оболонки носа.

Виникнення дрібних позитивних іонів викликають гарячі опалювальні радіатори і відкриті спіралі електричних опалювальних приладів. Великі іони фізіологічного впливу не роблять. Повітря робочої зони рідко має наведений вище склад, оскільки в результаті різних виробничих процесів у повітря виділяються пари, гази, тверді та рідкі частки всяких, у тому числі й шкідливих, речовин. Однак метеорологічні умови для повітря робочої зони залишаються такими ж, що і для "свіжого" ("чистого") повітря.

42

Шкідливі речовини, що потрапили в організм людини, спричинюють порушення здоров'я лише в тому випадку, коли їхня кількість у повітрі перевищує граничну для кожної речовини величину. Під гранично допустимою концентрацією (ГДК) шкідливої речовини у повітрі робочої зони розуміють таку максимальну концентрацію даної речовини, яка при щоденній (крім вихідних днів) роботі протягом 8 год чи іншої тривалості (але не більше 40 год на тиждень) не призводить до зниження працездатності й захворювання в період трудової діяльності та у наступний період життя, а також не чинить несприятливого впливу на здоров'я нащадків.

Гранично допустима концентрація шкідливої речовини у повітрі робочої зони встановлюється для речовин, що здатні чинити шкідливий вплив на організм працюючих при інгаляційному надходженні.

За величиною ГДК у повітрі робочої зони шкідливі речовини поділяються на чотири класи небезпеки (ГОСТ 12.1.007-76):

- 1-й - речовини надзвичайно небезпечні, ГДК менше 0,1 мг/м3 (свинець, ртуть, озон та ін.);

- 2-й - речовини високонебезпечні, ГДК 0,1-1,0 мг/м8 (кислоти сірчана та соляна, хлор, фенол, їдкі луги та ін.);

- 3-й - речовини помірно небезпечні, ГДК 1,1-10,0 мг/м3 (вінілацетат, толуол, ксилол, спирт метиловий та ін.);

- 4-й - речовини малонебезпечні, ГДК понад 10,0 мг/м3 (аміак, бензин, ацетон, гас та ін.).

Гранично допустимі концентрації деяких шкідливих речовин у повітрі робочої зони наведені в табл. 2.4.