Перевірка підготовки до виконання лабораторної роботи:

1. Що таке повітря робочої зони?

2. Які основні нормативні показники мікроклімату?

3. Назвіть джерело теплового випромінювання?

4. Що таке терморегуляція людського організму?

5. Як впливає на організм людини температура, відносна вологість та швидкість руху повітря?

6. Охарактеризуйте поняття «оптимальні параметри мікроклімату» та «допустимі параметри мікроклімату»

7. Які вживаються заходи для підтримання нормальних параметрів мікроклімату?

8. Як визначити відносну вологість за показниками психометра розрахунковим способом?

9. Розкажіть будову анемометра крильчатого?

10. Розкажіть будову анемометра чашкового?

11. Як визначити швидкість руху повітря за допомогою анемометра?

12. Вимоги безпеки під час виконання лабораторної роботи?

Порядок виконання роботи

Визначення температури повітря

Для вимірювання температури повітря в робочій зоні використовуються рідинні скляні термометри. Принцип їх дії заснований на об’ємному розширенні рідини, яка знаходиться в скляному резервуарі. Резервуар з’єднаний з капіляром, який має малий внутрішній діаметр. При нагріванні резервуару рідина збільшується в об’ємі і піднімається вверх по капіляру. За висотою стовпчика рідини визначають температуру. Робочою рідиною в термометрах є ртуть або етиловий спирт.

Для вимірювання температури в робочих зонах приміщення термометри встановлюють якомога далі від холодних зовнішніх огорож, які випромінюють тепло, та поза зони дії приплинних струменів вентиляції і сонячних променів.

Вимірювати температуру повітря поблизу гарячих або холодних поверхонь необхідно аспіраційними психометрами, резервуари яких захищені від дії теплової радіації.

Температура зовнішнього повітря вимірюється термометрами, які повинні бути захищені від безпосереднього попадання сонячних променів і атмосферних опадів. При необхідності спостереження за температурою повітря в приміщенні протягом доби або більш тривалий час, необхідно використати самописні прилади - темографи.

Визначення вологості повітря

Поняття про вологість повітря.

Атмосферне повітря завжди містить деяку кількість водяної пари. Розрізняють абсолютну 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. = 133,332 Па). Абсолютна вологість не характеризує ступінь вологонасичення повітря, оскільки однакова абсолютна вологість при різних температурах відповідає різному ступеню сухості повітря.

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.

При використанні аспіраційного психометра абсолютна вологість обчислюється наступним чином:

Де 0,5 постійний психометричний коефіцієнт;

1,00410⁵ середній барометричний тиск.

Вологість повітря може бути обчислена по наступним формулам: для абсолютної вологості

Па або г/м³

Для відносної вологості:

%

Де E і E_{1 максимальна пружність водяних} парів при певній температурі

В барометричний тиск, Па

А психометричний коефіцієнт, який залежить від швидкості повітря. При швидкості повітря 0,3 м/сек. а = 0,001; при 2 м/сек. а = 0,00074; при 4 м/сек. 0,00067

t t₁ температура по показам сухого і волого термометрів, ⁰С.

Прилади для визначення вологості повітря.

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

Принцип дії психометра базується на залежності інтенсивності випаровування вологи у навколишнє середовище від вологості повітря. Процес випаровування вологи з поверхні якого відбувається випаровування, має температуру, відомо під назвою «температура мокрого термометра». Вона завжди є нижчою від температури сухого, за винятком, коли відносна вологість складає 100%.

Динамічний аспірацій ний психометр 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 зазором 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 аспірацій на головка, яка складається з електродвигуна і вентилятора, закритих ковпаком. Термометри захищені з боків і від механічних пошкоджень.

Вимірювання швидкості руху повітря

Швидкість руху повітря у виробничих приміщеннях вимірювань анемометром і кататермометром. Для вимірювання швидкостей у діапазоні від 1 до 30 м/с застосовують чашкові анемометри: у діапазоні від 1 до 20 м/с, від 2 до 30 м/с; крильчастим анемометром вимірюють швидкості в інтервалі – 0,3-5 м/с. Для визначення різнонаправлених потоків повітря використовують кататермометр.

Крильчастий анемометр складається з колеса з легкими алюмінієвими крильцями, які розміщені під кутом до площини осі колеса у вигляді крильчатки. Вісь крильчатки з’єднана з лічильником кількості обертів Під дією потоку повітря крильчатка обертається навколо осі. При визначенні швидкості руху повітря вісь крильчатки розміщена в напрямі повітря потоку повітря. Перед початком вимірювання анемометру дають деякий час обертатися в холосту, а після цього вмикають одночасно лічильник кількості обертів анемометра та секундомір. Різниця між показниками приладу до і після вимірювання, поділена на кількість секунд, протягом яких проводилося вимірювання, показує кількість поділок шкали анемометра, яка відповідає вимірюваній швидкості. Знаючи ціну поділки, за градуйованим графіком (додатки Е, Ж) визначають швидкість руху. Чашковий анемометр складається з хрестовини з чотирма пустотілими півкулями, які здатні обертатися навколо вертикальної осі. Нижче хрестовини з півкулями, розміщений лічильник кількості обертів. Методика вимірювання швидкості повітря така, як і для крильчастого анемометра, тільки вісь обертання хрестовини розміщується перпендикулярно до потоку.

Лабораторна установка

На лабораторному стенді, який призначений для дослідження метеорологічних умов на робочому місці і в робочій зоні виробничих приміщень, встановлені барометр-анероїд, психометр аспіраційний, анемометри крильчастий і чашковий, вентилятор.

Послідовність виконання лабораторної роботи

Дослідження мікроклімату в робочій зоні приміщення.

1. Визначення відносної повітря.

2. Зняти показники психометра.

3. Визначити відносну вологість розрахунковим методом за формулами. Використовуючи покази психометра.

4. Провести подібні операції, попередньо включивши вентилятор, таким чином створюємо переміщення потоку повітря. Анемометром визначити швидкість руху повітря за методикою. А дані занести в табл. 1.1

5. Дати санітарно-гігієнічну оцінку метеорологічних умов (температури, відносної вологості, швидкості руху повітря) відповідно до заданої викладачем категорії робіт за важкістю, дані занести в табл. 1.3

6. Визначити ефективно-еквівалентну температуру. Якщо її значення не попадає в межі зони комфорту, то, підбираючи параметри мікроклімату, визначити можливості створення комфортних умов.

7. Після закінчення вимірювань вимкнути з мережі електроприлади.

Таблиця 1.1 Визначення відносної вологості

Марка психометра	ВИТ-2	М-34
Покази сухого термометра (tс),0С
Різниця показів сухого і волого термометрів (tс - tв),0С
Тиск насичених водяних парів при температурі вологого термометра (Рн.в.), Па
Тиск насичених водяних парів при температурі сухого термометра (Рн.с.), Па
Барометричний тиск (Рб), Па
Значення психометричного коефіцієнту (С)
Тиск водяних парів в повітрі (Рв.п.), Па
Абсолютна вологість повітря (А), г/м3
Максимальна вологість повітря (Амакс), г/м3
Відносна вологість повітря визначена за допомогою психометричних таблиць (φ), %
Відносна вологість повітря визначена за допомогою розрахунку (φ), %
Відносна вологість повітря визначена за допомогою психометричного графіка (φ), %

Таблиця 1.2 Визначення швидкості руху повітря

№ п/п	Початкове числове значення шкали приладу, кількість обертів	Кінцеве числове значення шкали приладу, кількість обертів	Тривалість експерименту, с	Кількість обертів за одну секунду, об./с	Швидкість руху за відградуйованим графіком, м/с
1
2
3
Середнє значення

Таблиця 1.3 Опис метеорологічних умов при проведенні досліджень

Характеристика приміщення
Категорія робіт
Період року (холодний, теплий)
Температура повітря, 0 С	Оптимальне значення Допустиме значення Фактичне значення
Швидкість руху повітря, м/с	Оптимальне значення Допустиме значення Фактичне значення
Відносна вологість, %	Оптимальне значення Допустиме значення Фактичне значення
Санітарно-гігієнічна оцінка мікроклімату (висновок)
Значення ефективно-еквівалентної температури, 0 С
Комплексна оцінка впливу фізичних властивостей повітря на організм людини (висновок)