3. Прилади для визначення вологості повітря

Вода в атмосфері існує в трьох агрегатних станах: л рідина та пара.

Твердий та рідкий стан води в повітрі проявляється у виг. кристалів льоду, сніжинок, градин, краплинок води - це хмари різні опади, а пароподібний стан - у вигляді вологості повітря.

Вміст водяної пари в атмосфері оцінюється за допомого характеристик вологості повітря, так званих гігрометричнії величин. До них належать:

1. Парціальний тиск, або тиск водяної пари. Позначається буї вою “е”, а при стані насичення “Е”. Визначається в [гПа], [м або [мм. рт. ст].

2. Абсолютна вологість “а”, або густина водяної пари “р_п Визначається в [г/ м^?], [кг/м³].

3. Масова частка водяної пари (Би) (раніше її називал питомою вологістю). Визначається в [г/кг], [кг/кг], [0/].

4. Відношення суміші (\¥). Визначається в [г/кг], [кг/кг], [О/«,].

5. Відносна вологість (г). Визначається в [0/_о].

6. Точка роси (т). Визначається в градусах [ К], [°С].

7. Дефіцит насичення або дефіцит парціального тиску водяно пари (сі), (О). Визначається в [гПа], [мб], [мм. рт. ст.].

Всесвітня метеорологічна організація пропонує такі характери стики гігрометричних величин:

1. Парціальний тиск (або тиск водяної пари) - це тиск водяно пари, пропорційний її густині та її абсолютній температурі

е= *ЛТ, (4.3) ₍

де Я _я - питома газова стала водяної пари.

' Лосолютна вологість (або густина водяної пари) - це маса і >1111 >1 иари, що міститься в одиниці об’єму вологого повітря, ■пі іидомий тиск водяної пари (е) та температура (К), то

а = 220 ^ (4.4)

Іііциошення суміші (XV) - це відношення маси водяної пари і,) ді> маси сухого повітря (ш_с), з якою водяна пара перемішана

т. е

- = 622- т_с р - е

І Масова частка (Я) - це відношення маси водяної пари до її» н пологого повітря, в якому міститься маса водяної пари

_{5 =} ^т" _ ^а . ₆22—*_1'. (4.6) т„ + т_с р_п Р- 0.378<?

' Підносна вологість (г) - це відношення, що виражається у имготках, фактичного тиску водяної пари в атмосфері до і ік ку насиченої водяної пари при тій же температурі

(4.5)

(

Я

100.

4.7)

'• І очка роси (т) - це температура, при якій водяна пара, що є и повітрі, досягає стану насиченості (по відношенню до води)

п

1*111'. *1.16. Установка термометрів у психрометричній будці

ри постійному тиску повітря, до її масової частки.

7. Дефіцит тиску, або дефіцит вологості (сі; О), - це різниця між тиском насичення водяної пари при даній температурі та тиском повітря і фактичним тиском водяної пари в повітрі

й

4.3.1. Психрометри

На даний час головним методом визначення характери­стик вологості повітря на метео­рологічних станціях є психро­метричний метод.

Вказаний метод базується на використані охолодження вологого тіла при випаровуванні вологи з його поверхні.

=Е-е. (4.8)

Станційний психрометр¹ - це прилад, побудований вищевказаним принципом, міра вологості за ним визначаєт і як різниця температур по термометрах з відкритим (сухим) (І покритим мокрим батистом (змоченим) (?') резервуаром, рис. 4.16 показано комплект термометрів, які встановлюютьс психрометричній будці на металевому штативі 2. Псих і метричні термометри закріплюються на штативі вертикаль зліва - “сухий” 1, справа - “змочений” 3. Резервуар “змоченої І термометра обв’язаний батистом, кінець якого спущений скляночку 7 з дистильованою водою. Скляночка встановлені спеціальному дротяному кільці, прикріпленому до штатива] закрита кришкою з прорізом, через який пропускають кінеї батисту. 1

Для того, щоб краї скляночки не заважали вільному обмії і щоб у резервуарі не накопичувалось повітря з підвищено вологістю, відстань від верхнього краю скляночки до резервуаш „змоченого” термометра повинна бути не меншою від 2 - 3 см.и

Батист на резервуарі термометра повинен бути чисти! м’яким і завжди вологим, для чого необхідно підбирати батисі який добре „тягне” вологу.

Максимальний 5 і мінімальний 6 термометри укладають ш дугоподібні лопатки штатива горизонтально, резервуарами« бік „сухого” термометра. При цьому максимальний термометі кладуть із невеликим нахилом в бік резервуара, а мінімальний! строго горизонтально перед максимальним термометром.

Як же працює психрометр?

З поверхні „змоченого” термометра відбувається випа ровування води і, згідно із законом Дальтона, швидкість випЛ ровування тим більша, чим менше водяної пари знаходиться І повітрі, тобто чим більший дефіцит вологості. При випарову] ванні затрачується тепло, яке віднімається від термометра. А результаті такого процесу температура „змоченого” термометрі виявляється нижчою, ніж температура „сухого” термометра “Сухий” термометр буде показувати температуру навколиіш нього повітря, а “змочений” - відповідну температуру, яка буді залежати від швидкості випаровування води з поверхні йога резервуара, тобто від дефіциту вологості.

ішіокііість між різницею температур „сухого”, „змоченого” і!■ (їм*імґ і рів і вологістю повітря виражається наступною |и.рмуіою:

е = Е'- А (1 -1') Р, (4.9)

и с тиск водяної пари; Е' - насичений тиск водяної пари Н|ш ісміїературі “змоченого” термометра; І температура і \ чин" термометра; Ґ - температура “змоченого” термометра; И і иск повітря; А стала психрометра, яка залежить від МІНИ і миті протікання повітря повз резервуари термометрів і

і’уміію психрометра.

Іс;іі/ніційний психрометр. Для здійснення експедиційних |ніпц і і акційний психрометр непридатний, і в польових умовах і щип гуіоться аспіраційним психрометром, за допомогою якого ми,ні,і виміряти температуру і вологість повітря на довільному рішії і н ч спеціальних захисних пристроїв (психометричної будки).

П

І' мі 1,17. Лспіраційний психрометр

ринцип дії аспіраційного психрометра аналогічний прин­ципу дії станційного психро­метра, але завдяки наявності всмоктуючого вентилятора, який дозволяє створювати нав­коло резервуарів термометрів потік повітря з визначеною швидкістю, і металевої нікельо­ваної оправи, яка захищає тер­мометри пристрою від сонячної радіації та опадів, він може бути розташований для вимі­рювань у довільному місці.

Будову аспіраційного пси­хрометра показано на рис. 4.17.

Основу аспіраційного пси­хрометра, як і станційного,

и. ні і.поть два однакових термометри (1), але з резервуарами

іричної форми. Резервуар правого термометра обв’язу-

• п і и батистом. Термометри закріплені в спеціальній оправі, і Іп|і,іма складається з трубки (5), яка до низу роздвоюється на пи і рубки (8), двох планок (6) і аспіратора (4). В трубках (8) є ще і |іуі імі (9), в яких знаходяться резервуари термометрів. Подвійні

трубки захищають резервуари термометрів від нагрівання нячними променями. Зовнішні циліндричні трубки, які отої готь резервуари термометрів, прикріплені до оправи за допо| гою пластмасових кілець (7), що дозволяє ізолювати перед| тепла від корпусу пристрою до резервуарів термометрів, другий (верхній) кінець оправи (5) нагвинчується голівка аі ратора, всередині якого знаходиться пружинний механізм, яі обертає вентилятор. Пружина заводиться ключем (2). За до! могою вентилятора зовнішнє повітря з постійною швидкіс{ (2 м/с) просочується повз резервуари термометрів. У вина сильного вітру вентилятор з вітряного боку захищають спе| альною металічною дугою (13).

Для змочування „змоченого” термометра використовує^ спеціальна гумова груша (10), яка наповнюється дистильован<| водою. Груша має скляну піпетку (12) і стальний затискач (11)."