2. Завдання для практичних робіт з кліматології.

Задача 1. Вивчення  температурного  режиму повітря приміщення

Для повної характеристики температурного режиму приміщень заміри температури проводяться в 6 та більше точках.

Термометри (ртутні, спиртові, електричні, чи сухі термометри психрометрів) розміщують на штативах по діагональному перерізу лабораторії в 3 точках на висоті 0,2 м від підлоги і в 3 точках на висоті 1,5 м від підлоги та на відстані 20 см від стіни

Показання термометрів знімають після експозиції 10 хв. в точці вимірювання.

Розрахунок параметрів температурного режиму повітря приміщень:

а) середня температура приміщення:

а) t_сер.=  ,

б) перепад температури повітря по вертикалі:

t_верт. =   -  ,

в) перепад температури повітря по горизонталі:

t_гор.=   - 

Схеми і всі розрахунки заносять в протокол, складають висновок. При цьому керуються тим, що оптимальна температура повітря в житлових і учбових приміщеннях, палатах для госпіталізації соматичних хворих повинна бути в інтервалі +18 – +21^оС, перепад температури по вертикалі повинен бути не більше 1,5-2,0^оС, а по горизонталі – не більш 2,0-3,0^оС. Добові коливання температури визначають за термограмою.

Задача 2. Визначення " рози вітрів".

Під напрямом вітру розуміють сторону горизонту, звідки віє вітер і позначають румбами – 4 основними (Пн., Пд., Сх., Зх.) і 4 проміжними (Пн-Зх., Пн-Сх., Пд-Зх., Пд-Сх.).

Річну повторюваність вітрів в тій чи іншій місцевості зображають у графічному вигляді “рози вітрів”(мал. 7.1).

Мал. Роза вітрів

 

Для побудови “рози вітрів” на графіку румбів відкладають виражену у відсотках частоту вітрів кожного напрямку і з’єднують ламаною лінією. Штиль позначають колом з радіусом відповідно відсотка штильових днів. 

Задача 3. Визначення швидкості руху повітря.

 

Визначення швидкості руху повітря за допомогою анемометрів

Швидкість руху атмосферного повітря (а також руху повітря у вентиляційних отворах) визначають за допомогою анемометрів: чашечного (при швидкостях від 1 до 50 м/с) і крильчатого (0,5 – 10 м/с). Робота вертикально встановленого чашечного анемометра не залежить від напрямку вітру; крильчатий анемометр потрібно чітко орієнтувати віссю на напрям вітру.

Для визначення швидкості руху повітря спочатку записують вихідні показники циферблатів лічильника (тисячі, сотні, десятки та одиниці), відключивши його від турбінки, виставляють анемометр у місці дослідження (наприклад, в створі відкритого вікна, вентиляційного отвору, надворі). Через 1–2 хв. холостого обертання вмикають одночасно лічильник обертів і секундомір. Через 10 хв. лічильник відключають, знімають нові показники циферблатів і розраховують швидкість обертання крильчатки (кількість поділок шкали за секунду – А):

А =  ,

де: N₁ – показання шкали приладу до вимірювання;

      N₂ – показання шкали приладу після вимірювання;

      t – термін вимірювання в секундах.

За значенням “А” поділок/с. на графіку (у кожного анемометра є свій індивідуальний графік згідно заводського номера приладу, що додається до анемометра), знаходять швидкість руху повітря в м/с.

Для цього по графіку анемометра на осі абсцис знаходять відмітку, відповідну  швидкості обертання в об/с, піднімають перпендикуляр до косої лінії  графіка, а звідси вліво на осі ординат знаходять значення швидкості руху повітря в м/с.

Задача 4

Визначення вологості повітря.

1. У цех заводу треба подати 20000 м³ повітря за температури 18⁰С і відносної вологості 50%. Температура повітря надворі 10⁰С, а відносна вологість 60%. Скільки води треба додатково випарити, щоб повітря, яке надходить знадвору, набуло необхідних температур і вологості? 

Розв’язання За таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури знаходимо густину насиченої пари (тобто масу водяної пари в 1 м³) за температури t₁=18⁰С, н₁=15,4г/м³.  Отже, 20 000 м³ повітря за 18⁰С і відносній вологості ᵠ=50% має містити m₁= 15,4г/м³ 2 104м³ 0,5=154 кг водяної пари. За таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури знаходимо густину насиченої пари за температури t²=10⁰С, н₂=9,41г/м³. Таким чином, у тому самому об’ємі повітря за температури 10⁰С і відносній вологості ᵠ=60% знаходилося m₂= 9,41г/м3 2 104м³ 0,6=112,92 кг водяної пари. Отже, додатково треба випарити m=m₁ – m₂ = 154 кг – 112,92 кг = 41,08 кг води

2. Температура повітря увечері була 18⁰С, а відносна вологість 65%. Вночі температура знизилася до 4⁰С. Чи випала вночі роса? Якщо так, то скільки водяної пари сконденсувалося з 1 м³ повітря? 

За таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури знаходимо густину насиченої пари за температури t₁=18⁰С, н₁=15,4г/м³. Тоді абсолютна вологість повітря,  але таку густину має насичена пара за температури приблизно 11⁰С. Отже, роса почне випадати вже за температури 11⁰С. Щоб з’ясувати, скільки водяної пари сконденсується з 1м³ повітря під час охолодження його до 4⁰С, знайдемо за таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури густину насиченої пари за температури t₂=4⁰С, н₂=6,4г/м³. Таким чином, m=m₁ – m₂ = = V ( a - н₂)=1м³ (10,01 -6,4)г/м³ = 3,61г

3.  Надвечір на березі річки сухий термометр психрометра показав 20⁰С, а вологий 16⁰С. За якої температури вранці може утворитися туман? 

 Розв’язання. Щоб відповісти на запитання задачі, треба визначити точку роси, тобто температуру при якій густина насиченої пари дорівнює абсолютній вологості в даній ситуації. Знаючи показання сухого і вологого термометрів, можна за психрометричною таблицею знайти відносну вологість повітря ᵠ=66%. За таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури знаходимо густину насиченої пари за температури 20⁰С, н=17,3г/м³ і обчислити абсолютну вологість повітря. Тепер за таблицею залежності густини і тиску насиченої пари від температури знаходимо, за якої температури ця кількість водяної пари насичуватиме повітря, тобто точку роси. Такою температурою буде приблизно 13⁰С. Саме за цієї температури може утворитися туман.

Мал.2

Таблиця 1.