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 за спеціальними таблицями і діаграмами (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 за формулою, 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.с. – 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 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.

Динамічний аспіраційний психрометр М-34 складається з двох однакових ртутних термомет­рів, закріплених у спеціальній оправі, яка має привідний механізм із вентилятором, що продуває повітря біля резервуарів термометрів із швидкістю 2 м/с. Резервуари термометрів поміщенні у захисні тру­бки із повітряним простором між ними. Основне призначення їх – оберігати резервуари тер­мометрів від нагрівання сонцем. Самі трубки ізольовані між собою теплоізоляційни­ми шайбами.

Трубки захисту з’єднані аспіраційною чашкою з повітряною трубкою, на верх­ньому кінці якої закріплена аспіраційна головка, яка складається з електродвигуна і вентилятора, закритих ковпаком. Термометри захищені з боків і від механічних пошкоджень.

Методика визначення вологості повітря аналогічна з психрометром Августа.

Гігрометри служать для прямого визначення відносної вологості. Волосяні гігрометри засно­вані на здатності знежиреного людського волосся змінювати свою довжину в залежності від зміни відносної вологості повітря. Зміна довжини волосся передається стрілці гігрометра, яка переміщується вздовж шкали і вказує у відсотках на значення відносної вологості повітря.

В плівковому гігрометрі чутливим елементом служить гігроскопічна органічна плівка – мем­брана, жорсткий центр якої з’єднаний із передавальним механізмом приладу. Для безперервної ре­єстрації зміни з часом відносної вологості повітря служать гігрографи. Гігрографи виготовляють волосяни­ми (чутливим елементом служить пучок знежиреного людського волосся). Пучок волосся притяг­нений за середину гачком до важільної системи, яка передає рух стрілці. Конструкція важільної частини гігрографа аналогічна з описаним вище термографом.