Как найти показания на сухом термометре

Лабораторная работа

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

Выполнение работы.

Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.

Подготовили таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	tсухого, 0С	tвлажного, 0С	Δt, 0С	φ, %
1	24	21	3	77

Рассмотрели устройство психрометра.

Показания сухого термометра t_сухого =24⁰С.

Показания влажного термометра t_{влажного} =21⁰С.

Разность показаний термометров:

Δt = t_сухого – t_{влажного}

Δt = 24⁰С – 21⁰С=3⁰С

По психрометрической таблице определяем влажность воздуха φ:

Психрометрическая таблица.

tсухого,0С	Разность показаний сухого и влажного термометров
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29

φ=77%

Вывод: в ходе лабораторной работы определили относительную влажность воздуха в кабинете, она равна 77%. Это повышенная влажность воздуха.

Ответы на контрольные вопросы.

1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?

При продувании воздуха через эфир, он быстро испаряется и охлаждает стенки камеры гигрометра. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности камеры,тоже охлаждается. При определенной температуре водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным и начинает конденсироваться. На отполированной поверхности камеры гигрометра появляются капельки воды.

2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?

Резервуар «влажного» термометра обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается.

3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?

Да. В ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров могут оказаться одинаковыми при влажности 100%, т.к. в этом случае испарения с марли «влажного» термометра происходить не будет и он не будет охлаждаться.

4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?

Наибольшая разность показаний термометров будет при сухом воздухе (когда влажность воздуха близка к 0%)

5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?

Температура «влажного» термометра никогда не может оказаться выше температуры «сухого» термометра, т.к. с марли на резервуаре «влажного» термометра испаряется вода и при её испарении он охлаждается

6. «Сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?

Если «сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру, то влажность воздуха 100%

7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Предельное значение относительной влажности воздуха 100%

Измерение температуры
воздуха основано на использовании
термометров, которые постоянно установлены
в

_______________________________________________________

¹
При записи
результатов наблюдений над температурой
воздуха и почвы перед значением
положительных температур знак (+)
подразумевается, но обычно не ставится;
знак минус (-) перед отрицательными
температурами ставится обязательно.

психрометрической
будке на высоте 2 м, чем обеспечивается
равенство температур воздуха и термометра.
Влияние радиации на температурный режим
термометра исключается радиационной
защитой (будкой). Температура термометра
определяется по изменению одного из
термометрических свойств чувствительного
элемента.
Для измерения
температуры воздуха на сети станций
применяются:

–
метеорологические
психрометрические термометры ТМ4;
устанавливаются обычно два психрометрических
термометра – «сухой» и «смоченный».
«Сухим» термометром измеряется
температура воздуха в срок наблюдений;
диапазоны измерения: от -35 до 40 ⁰С
(ТМ4-1), от -25 до 50 ⁰С
(ТМ4-2), цена деления 0,2 ⁰С;

–
метеорологический низкоградусный
термометр ТМ9; диапазоны измерения: от
-60 до 20 ⁰С
(ТМ9-1), от -70 до 20 ⁰С
(ТМ9-2) дополнительный к ртутному
психрометрическому. Наблюдения по
дополнительному спиртовому термометру
следует производить параллельно с
психрометрическим ртутным, как только
температура воздуха начнет опускаться
ниже -15…-20 ⁰С.
Это необходимо для определения добавочной
поправки для спиртового термометра;

–
метеорологический максимальный термометр
ТМ1 для измерения максимальной температуры;
диапазоны измерения: от -35 до 50 ⁰С
(ТМ1-1), от -20 до 70 ⁰С
(ТМ1-2);

–
метеорологический минимальный термометр
ТМ2 для измерения минимальной температуры;
диапазоны измерения: от -70 до 20 ⁰С
(ТМ2-1), от -60 до 30 ⁰С
(ТМ2-2), от -50 до 40 ⁰С
(ТМ2-3).

Измерения
температуры воздуха производится в
каждый срок. Исключение составляет
максимальная температура воздуха между
сроками, которая измеряется только до
значений -36 ⁰С.

Все термометры,
применяемые для определения температуры
воздуха, размещаются в специальной так
называемой психрометрической (жалюзийной)
будке, служащей для защиты приборов от
осадков, сильных порывов ветра, а также
от непосредственного действия солнечной
радиации и невидимых тепловых лучей,
испускаемых земной поверхностью. В то
же время эта будка не препятствует
сообщению находящегося в ней воздуха
с наружным воздухом, что имеет
первостепенное значение для
репрезентативности наблюдений по
приборам, размещенным в будке. Будка
должна быть установлена на метеорологической
площадке, на высоте 2 м от подстилающей
поверхности.

Рис.
3.1.
Психрометрическая
будка

Примечания:
1. При температуре
воздуха ниже -15 ⁰С
в будке дополнительно устанавливается
низкоградусный термометр.

2.
Ртутные термометры следует уносить в
помещение при температуре ниже -36 ⁰С.
Все термометры должны хранится только
в вертикальном положении. Если температура
воздуха опустилась до точки замерзания
ртути, то при переносе ртутного термометра
из будки в помещение станции запрещается
держать термометр в горизонтальном
положении.

При подготовке
средств измерений температуры воздуха
к производству наблюдений резервуар
сухого термометра должен быть на высоте
2 м от поверхности земли.

При подготовке к
измерению минимальной температуры
между сроками осматривают минимальный
термометр для определения его исправности
(отсутствие разрывов столбика спирта,
отсутствие спирта в конце капилляра).
После производства измерений минимальный
термометр должен быть подготовлен к
следующему измерению, для чего, наклонив
термометр так, чтобы резервуар оказался
на 2-3 см выше противоположенного конца
термометра, дают возможность штифту
перемещаться до тех пор, пока конец
штифта не придет в соприкосновение с
поверхностью мениска спирта в капилляре.

Перед производством
измерений по максимальному термометру
должно быть обеспечено правильное
положение максимального термометра.
Вследствие того, что над свободной
поверхностью ртути в капилляре термометра
находится вакуум, ртутный столбик в
капилляре может откатываться в сторону,
противоположную резервуару, что приводит
к неправильным показаниям. Поэтому
максимальный термометр должен лежать
с небольшим наклоном в сторону резервуара
(резервуар на 1-2 см ниже противоположного
конца термометра). После отсчета и записи
показаний максимальный термометр
подготавливают к следующему наблюдению.
Для этого термометр вынимают из лапок
штатива и встряхивают до тех пор, пока
он не покажет температуру, близкую к
отсчету сухого термометра. После этого
отсчитывают температуру и устанавливают
термометр на место, а показания после
встряхивания записывают в строку книжки
КМ-1 «Максимальный после встрях.».

Измерение температуры
воздуха производится в следующем порядке
(в соответствии с установленным порядком
производства наблюдений в срок):

– отсчитывают
показания сухого термометра; при этом
сначала отсчитываются десятые доли
градуса, а потом целые;

– отсчитывают
показания минимального термометра по
мениску столбика спирта («спирт») и по
штифту («штифт»); положение штифта
отсчитывается по концу, который ближе
к мениску спирта;

– отсчитывают
показания максимального термометра;

– встряхивают
максимальный термометр (для согласования
его показаний с температурой воздуха
в срок) и производят отсчет его показаний
после встряхивания;

– совмещают конец
штифта минимального термометра с
мениском спирта («подводят штифт к
спирту»);

– повторно отсчитывают
показания сухого термометра;

–
при температуре воздуха -20 ⁰С
и ниже для вычисления добавочной поправки
одновременно с отсчетом по сухому
психрометрическому термометру отсчитывают
показания спиртового термометра. Отсчеты
по всем термометрам производятся с
точностью до 0,1 ⁰С.

При отсчетах по
термометрам необходимо, чтобы глаз
наблюдателя был расположен на одной
высоте с концом столбика ртути или
концом штифта. При правильном положении
глаза отсчитываемое деление на шкале
будет казаться ровной линией на всем
протяжении; если же глаз поставлен
неверно, то эта линия в месте, где проходит
капилляр, покажется изогнутой. На рис.
3.2 изображен вид шкалы при правильном
и неправильном положении глаза;

Рис.
3.2. Вид
шкалы термометра при различных положениях
глаза наблюдателя

а
– глаз ниже мениска, б – правильное
положение, в – глаз выше мениска.

– при отсчетах по
термометрам следует вначале заметить
положение конца столбика ртути, затем,
удерживая дыхание, отсчитать сначала
десятые доли, а затем уже целые градусы.

Отсчеты
по минимальному термометру производятся
всегда при горизонтальном его положении.
При наблюдениях по минимальному
термометру следует располагать глаз
прямо против конца штифта или поверхности
спирта в термометре. При отсчете по
спирту отсчитываются положение низшей
точки вогнутой поверхности спиртового
мениска с точностью до десятых долей
градуса. Цена деления минимального
термометра равна 0,5 ⁰С,
поэтому десятые доли градуса определяются
на глаз.

При отсчете
максимальной температуры следует
проверить, не отошел ли от места сужения
оторвавшийся ртутный столбик, что бывает
при сотрясении будки, особенно при
неправильном положении термометра.
Поэтому в случае сомнений следует
немного приподнять верхнюю часть
термометра, чтобы столбик ртути в
капилляре дошел до места сужения
капилляра, а затем произвести отсчет.

Отсчеты по
психрометрическим термометрам
записываются в отведенные для этого
строки книжки КМ-1 и исправляются
соответствующими поправками, взятыми
из прилагаемого к каждому термометру
поверочного свидетельства. Поправки
алгебраически суммируются с отсчетами
по термометрам. Если полученная сумма
имеет отрицательный знак, то она с этим
знаком записывается в книжку КМ-1. При
положительной температуре знак плюс
не ставится.

Отсчеты
по низкоградусному термометру при
температуре -20 ⁰С
и ниже записываются в книжку КМ-1 в
соответствующие графы строки «Смоченный
термометр», наблюдения по которому при
этой температуре не ведутся. В таких
случаях слово «смоченный» в названии
строки следует вычеркнуть. Отсчеты по
низкоградусному термометру исправляются
поправками, данными в поверочном
свидетельстве.

Отсчеты по
минимальному термометру записываются
в соответствующие графы строки
«Минимальный термометр» и исправляются
поправкой поверочного свидетельства.

Отсчеты по
максимальному термометру записываются
в книжку КМ-1 и исправляются соответствующими
поправками, взятыми из поверочного
свидетельства.

Пример.
В табл. 3.1 приведены поправки термометра,
выписанные из поверочного свидетельства.
Отсчеты по этому термометру и исправленные
показания приведены в табл. 3.2

Таблица 3.1 Таблица поправок к термометру № 1356 Температура 0С Поправка 0С от до -30,0 -11,6 -2,3 +5,5 +16,8 29,7 -11,7 -2,4 5,4 16,7 29,6 40,0 +0,1 0,0 -0,1 -0,2 -0,1 0,0

Таблица 3.2 Пример введения поправок к показаниям термометра Отсчет по термометру 0С Поправка 0С Исправленное показание термометра, 0С -8,5 -0,3 -0,4 0,0 15,8 +0,1 +0,2 +0,2 +0,2 0,0 -8,4 -0,1 -0,2 0,2 15,8

Кроме измерений
температуры в определенные сроки
наблюдений, на многих метеорологических
станциях ведется еще непрерывная запись
температуры воздуха. Такие записи имеют
большое значение, например, для изучения
хода температуры воздуха и зависимости
его от различных условий и физических
процессов, при изучении влияния хода
температуры на развитие тех или иных
явлений, совершающихся на поверхности
земли, в атмосфере и т.п. Регистрация
изменений температуры воздуха во времени
производится для определения их
ежечасных, а также экстремальных
(минимальных и максимальных) значений
за сутки. Ежечасные и экстремальные
значения температуры воздуха определяют
расчетным путем на основании сравнения
данных регистрации со значениями
температуры воздуха, определенными по
психрометру во все сроки наблюдений.
Для регистрации изменений температуры
воздуха используется самопишущий
деформационный термометр – термограф
метеорологический с биметаллическим
чувствительным элементом М-16АС (рис.
3.3).

Регистрация
изменений температуры воздуха производится
непрерывно в течение всего года. Прибор
должен быть установлен на метеорологической
площадке в будке для самописцев, при
этом биметаллическая пластина термографа
должна быть расположена на высоте 2 м
от поверхности земли. Регистрацию
изменений температуры воздуха необходимо
производить на специальных диаграммных
бланках (лентах) ЛМ-4р № 1052.

Рис.
3.3. Термограф.

В срок наблюдений
необходимо делать отметку времени на
бланках термографа непосредственно
перед производством измерений по
психрометру. Чтобы делать отметку, нужно
открыть дверцу будки и, не открывая
крышку термографа, нажать на кнопку
отметчика времени, расположенную на
стенке корпуса. При этом перо прочертит
на бланке вертикальную черту, пересекающую
кривую записи.

Смена диаграммного
бланка термографа должна производиться
ежедневно перед сроком, ближайшим к 14
ч поясного декретного времени, перед
производством отметки времени на бланке
термографа. Смену бланков термографа
необходимо производить в следующем
порядке:

– открыть крышку
корпуса прибора;

– отодвинуть перо
от барабана;

– записать в верхнем
углу конца бланка (карандашом) время
окончания записи (т.е. время, когда
отодвинуто перо от барабана) с точностью
до 1 мин;

– снять барабан с
центральной оси, поднимая его кверху;

– снять зажим,
закрепляющий бланк на барабане;

– снять бланк с
барабана;

– два раза в неделю
в установленные дни завести часы
вращением заводного ключа в направлении,
указанном стрелкой на барабане;

– наложить на
барабан новый бланк так, чтобы его нижний
край вплотную подходил к выступу дна
барабана, а боковые края накладывались
друг на друга с учетом надписи на бланке
«вкладывать под противоположный конец»;
боковые края бланка следует совместить
в том месте барабана, где вставляется
зажим;

– совместить
горизонтальные линии на обоих концах
бланка, проверить плотность прилегания
бланка к поверхности барабана и закрепит
концы бланка зажимом;

Надеть барабан на
центральную ось, соблюдая осторожность
в момент сцепления зубчатых колес;

– при необходимости
добавить чернила в перо, излишек чернил
необходимо снять лопаточкой, которая
имеется в пробке флакона с чернилами;

– повернуть барабан
рукой так, чтобы положение пера на
часовых делениях диаграммного бланка
соответствовало времени смены бланка;

– придвинуть перо
к бланку поворотом отвода пера и
проверить, пишет ли перо;

– надписать
карандашом в верхнем углу начала бланка
фактическое время начала записи с
точностью до 1 мин;

– установить барабан
так, чтобы отметка времени в срок
наблюдений приходилась на часовую
линию, соответствующую данному сроку;

– поставить отметку
времени на бланке пером;

– закрыть крышку
корпуса;

– унести в служебное
помещение снятый бланк и на его оборотной
стороне записать чернилами:

а) название станции;

б) название и номер
прибора;

в) дату наложения
и дату снятия бланка (число, месяц, год);

г) фамилии
наблюдателей, сменивших бланки;

д) время начала и
конца записи на бланке (переписать с
лицевой стороны бланка).

Бланки термографа
обрабатываются сразу после снятия с
прибора. Обработку записи на бланке
необходимо производить в следующем
порядке:

– просмотреть
запись для оценки ее качества;

– проверить точность
хода часов по отметкам времени;

– снять с кривой
значения ординаты за каждый час;

– определить
поправки к ординатам кривой на основании
сравнения данных регистрации и показаний
психрометра;

– вычислить
исправленные ежечасные данные
регистрируемой величины и ее экстремальные
за сутки значения.

Значения
ординаты кривой за каждый час необходимо
снимать с записи на бланке с точностью
до 0,1 ⁰С.
Снятые значения необходимо записать в
нижней части бланка у соответствующих
часов (первая строка, рис. 3.4). При этом
записи на бланке следует производить
карандашом на таком расстоянии от
кривой, чтобы вся она была открыта.

Для определения
поправок к ординате кривой на бланке
термографа у отметок времени, сделанных
в основные сроки наблюдений, следует
выписать исправленные показания сухого
термометра в психрометрической будке
для этих же сроков (третья строка, рис.
3.4) и подчеркнуть их. Затем для каждого
основного срока наблюдений следует
вычислить разность между показанием
сухого термометра и показанием термографа
и записать ее на бланке (вторая строка,
рис. 3.4). Эти разности являются поправками
к ординате кривой в срочные часы (т.е.
часы, совпадающие с основными сроками
наблюдений). Поправка считается
положительной, если показание сухого
термометра выше, чем показание термографа,
в противном случае поправка считается
отрицательной.

Для определения
поправок к ординате кривой в конце
одного бланка и начале другого следует
использовать показание сухого термометра
в срок смены бланков.

После определения
поправок для срочных часов необходимо
определить поправки к ординате кривой
термографа для промежуточных часов
путем линейной интерполяции поправок
между двумя последующими сроками. При
этом принимается, что изменение поправок
между сроками происходит линейно.
Вычисленные поправки следует записывать
на бланке термографа у соответствующего
часа (вторая строка, рис. 3.4).

Пример интерполяции
поправок между сроками приведен в табл.
3.3.

Таблица 3.3

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Термин «психрометрия» достаточно редко используется в бытовой сфере. Однако инструментарий, где используется эта технология, не является редкостью и для быта, не говоря уже о специальном применении. Термин «психрометрия» напрямую связан с пониманием и применением инструмента – психрометра, с целью определения влажности воздуха, исходя из показаний двух отдельных термометров. Одно показание снимают по шкале термометра, чувствительная часть колбы которого покрыта влажным материалом (например, мокрой ватой). Другое показание снимается по шкале стандартного «сухого» термометра, то есть без помещения чувствительной части колбы во влажную среду.

Психрометрическая диаграмма для расчёта данных

Данные психрометрии рассчитываются по психрометрической диаграмме, которая включает следующие свойства влажного воздуха:

• температуру «сухого» термометра,
• температуру «влажного» термометра,
• относительную влажность,
• температуру точки росы,
• коэффициент влажности,
• энтальпию,
• удельный объём.

Психрометрия «сухого» термометра под измерение влажности

Показания «сухого» термометра — это температурный признак «ощутимого тепла», которым вызывается изменение температуры наращиванием или снижением тепла без изменения состояния вещества. Между тем, скрытое тепло вызывает изменение состояния, но не приводит к изменению температуры. Изменения состояния:

• заморозка — снижение тепла с переменой состояния жидкое — твёрдое;
• плавление — прирост тепла с переменой состояния твёрдое — жидкое;
• испарение — прирост тепла с переменой состояния жидкое — парообразное;
• конденсация — снижение тепла с переменой состояния парообразное — жидкое.

Однако требуется одинаковое количество тепла для каждого изменения состояния. Так, если некое значение количества тепла изымается для замораживания одного литра воды, такое же количество тепла требуется для таяния одного килограмма льда.

Тот же принцип применяется к эффектам кипячения и конденсации. Собственно, это правило действует для всех веществ. На психрометрическом графике сухая колба термометра отмечена вертикальными линиями, направленными от оси «X» в нижней части графика.

Психрометрия «мокрого» термометра под измерение влажности

Результат на шкале «мокрого» термометра — температура, используемая для измерения содержания влаги в окружающем воздухе. Чем суше окружающий воздух, тем больше воды будет испаряться из обёртки колбы, тем активнее снижаются показания термометра.

НАКЛАДНОЙ

Если относительная влажность воздуха составляет 100%, окружающий воздух полностью насыщен, соответственно температура «сухого» и «влажного» градусников равны.

Наклонные аналогично линиям энтальпии, линии «мокрого» инструмента на психрометрической диаграмме начинаются там, где линии «сухого» инструмента пересекают линию насыщения и отклоняются вниз и вправо.

Психрометрия или как определяется относительная влажность?

Термин «относительная влажность» следует рассматривать как отношение давления водяного образца воздуха к давлению водяного пара полностью насыщенного воздуха при одинаковой температуре.

Достижение относительной влажности воздуха на уровне 30-35% для условий обогрева и 45-60% для условий охлаждения, даёт оптимальные условия с точки зрения комфорта внутри помещения.

RH = количество влаги, удерживаемое воздухом / количество влаги полного насыщения

Линия, соответствующая 100% относительной влажности, является линией полного насыщения. Линии относительной влажности при условиях ниже насыщения опускаются ниже и справа от линии полного насыщения.

Что такое температура точки росы (ТТР) для психрометрии?

Температура точки росы — показатель, определяющий точку охлаждения воздуха, прежде чем начинается процесс конденсации. Момент отвода тепла окружающей атмосферы сопровождается ростом относительной влажности воздуха вплоть до значения 100%  (полное насыщение).

Температура для этого момента определяется как точка росы. При полном насыщении параметры:

• ТТР,
• «сухого» термометра,
• «влажного» термометра,

фактически эквивалентны.

Если тёплым воздухом, всё еще содержащим влагу, обдувается некая поверхность, температура которой ниже ТТР воздуха, влага в составе воздухе конденсируется, что отмечается образованием плёнки (капель) жидкости на поверхности.

ЦИФРОВОЙ

Понимание взаимодействия между точкой росы и температурой поверхности важно для определения и предотвращения проблем, которые могут быть связаны с конденсацией, происходящей в системах вентиляции и кондиционирования.

Температура точки росы показана на линии насыщения. Далее определяют ТТР атмосферного воздуха, контактирующего с поверхностью. Если температура поверхности равна или ниже ТТР, на поверхности будет образовываться конденсат.

Что такое коэффициент влажности метода психрометрия?

Под коэффициентом влажности (удельная влажность) понимается фактическая масса водяного пара, содержащаяся в некотором объёме сухого воздуха.

Коэффициент влажности = масса влаги / масса сухого воздуха

Линии коэффициента влажности на психрометрической диаграмме начинаются с вертикальной оси с правой стороны и проходят горизонтально поперёк.

Что такое энтальпия по методу психрометрия?

Энтальпия относится к общей теплоте вещества, обычно выраженной британским исчисляемым стандартом тепловых единиц БТЕ (BTU). Если воздух влажный, энтальпия показывает общее тепло смеси воздуха с водяным паром и отображается в БТЕ на фунт или в кДж (1 БТЕ = 1,055 кДж).

ДОМАШНИЙ

Сухой воздух при 0ºF имеет общую энтальпию 0 БТЕ / фунт. Значения энтальпии находятся на психрометрической диаграмме по шкале выше и слева от линии насыщения. Линии с постоянной энтальпией наклонены вниз и вправо и, как правило, параллельны линиям «влажного» термометра.

Что такое удельный объём и  как рассчитать этот параметр?

Удельный объем является величиной, обратной плотности. Плотность выражается в единицах массы на единицу объёма. Удельная плотность выражается в кубических футах смеси «воздух-вода-пар» на фунт сухого воздуха.

D = M/V

SpV = V/M

где: D = плотность, M = масса, V = объём

Линии определенного объёма на психрометрической диаграмме наклонены вверх и влево от начала по отношению к горизонтальной оси. Таблица ниже содержит конкретные поправочные коэффициенты объёма на высоте:

Понимание того, как плотность воздуха, для которой постоянная равна 1,08 на уровне моря, относится к массе и объёму, помогает понять многие из вышеуказанных свойств, которые рассчитываются в зависимости от воздушных масс, плотностей и объёмов. Это также помогает понять влияние высоты на свойства воздуха.

Стандартные психрометрические карты рассчитываются на уровне моря, но часто предоставляются с корректировками для определённой высоты в местах, где часто встречаются проекты в условиях увеличенной высоты. Для формулы расчёта тепловой нагрузки, отношение плотности воздуха на высоте следует умножить на константу плотности воздуха 1,08.

БТЕ/ч (кДж/ч) = 1.08 (ADR) * CFM * ΔT

где: ADR – коэффициент плотности воздуха; CFM – кубический фут/мин.; ΔT – разница температур

Удельный объём стандартного воздуха на определенной высоте рассчитывается путём умножения на поправочные коэффициенты объёма, представленные в таблице:

Изменения плотности воздуха изменяют физические и термодинамические свойства соотношений воздух / вода в смеси. Плотность воздуха, при этом, уменьшается примерно на 3,6% каждые 1000 футов выше 2000 футов над уровнем моря.

Явное и скрытое тепло плюс коэффициенты

Как отмечалось выше, явный нагрев – это событие вызывающее повышение температуры, тогда как скрытый нагрев вызывает только изменение состояния. Термины «скрытый» и «явный» также используются в отношении мощности нагрева и охлаждения.

Общая ёмкость — это ёмкость, необходимая для понижения температуры без воздействия на влажность воздуха, а также скрытая ёмкость, которая включает способность удалять влагу из воздуха. По мере увеличения скрытого нагрева, содержание влаги увеличивается.

Например, вода, прогретая до Т = 100ºC, будет поддерживать эту температуру даже при условии дополнительной подачи тепла. Температура не увеличится, но вода испарится.

Что касается охлаждения: продолжающийся исход скрытой теплоты из воды в точке замерзания приведёт к уменьшению содержания влаги. Соответственно, грядут изменения состояния от жидкого к твёрдому. Однако этот фактор не приведёт к дальнейшему снижению чувствительной температуры.

Коэффициент ощутимого тепла — это отношение ощущаемого тепла к общему количеству тепла. Используя психрометрическую диаграмму, допустимо определить нужный параметр.

Например, энтальпию для возвратного воздуха, поступающего в охлаждающий змеевик при 24ºC и относительной влажности 50%. Значение энтальпии составит 28,7, судя из пути построения точки состояния, определяемой двумя параметрами температуры и влажности.

Энтальпия для результирующей температуры насыщения 12,78ºC при относительной влажности 80% составляет 21,1. Вычитанием 21,1 из 28,7 определяется общее количество тепла в этом примере, то есть: -7,6.

Так, например, графики температуры «мокрого» термометра помогают определить, что энтальпия при 60º составляет 26,5. Для определения ощутимого тепла достаточно вычесть энтальпию температуры насыщения (21,1) из энтальпии «мокрого» термометра (26,5), получив результат: -5,4.

Наконец, для определения фактического теплового коэффициента необходимо разделить чувствительное тепло 5,4 на общее тепло 7,6, что даст коэффициент теплоты, равный 0,71. Факторы ощутимого тепла, как правило, выше, чем 0,5, поскольку процессы охлаждения обычно удаляют больше ощутимое, чем скрытое тепло.

Чувствительные процессы, как правило, показаны на горизонтальной траектории психрометрической карты, в отличие от латентных процессов. Таковые отображаются на вертикальных путях. Большинство процессов, которые включают оба вида тепла, приводят к угловым или диагональным путям.

---

При помощи информации: KruegerHvac