Лабораторна робота № 214. ВИМІРЮВАННЯ ВОЛОГОСТІ ПОВІТРЯ ПСИХРОМЕТРОМ

 

Завдання: визначити за допомогою психрометра відносну та абсо-лютну вологість повітря і сталу психрометра.

Приладдя: психрометр Асмана, барометр, психрометрична таблиця, посудина з водою.

Теоретичний матеріал, який необхідно засвоїти під час підготовки до виконання роботи: насичена та ненасичена пара; абсолютна та відносна вологість повітря, точка роси; закон Дальтона, методи визначення вологості повітря; зміна внутрішньої енергії рідини під час випаровування.

Література:

1. § 21.2, с. 401–407;

2. § 22.1–22.2, c. 131–133;

3. § 68, с. 213–216;

4. § 74–75, с. 123–125.

 

Опис установки. Психрометр Асмана (рис. 16), який використовують у цій роботі, складається з двох однакових термометрів 3 та механічного вентилятора 4. Резервуар із ртуттю одного термометра обгорнутий батистовою тканиною 2, яку перед вимірюванням змочують водою з посудини 1. Другий термометр сухий. Вентилятору 4 надають обертового руху шляхом накручування його пружини ключем 5. У робочому режимі вентилятор забезпечує безперервне обдування обох термометрів потоком повітря зі швидкістю 3–5 м/с, тому швидкість випаровування води з батистової тканини є сталою.

Ідея роботи та виведення робочої формули: Принцип вимірювання відносної вологості повітря за допомогою психрометра полягає в порівнянні показів температури сухого і вологого термометрів, які обдуває постійний потік повітря. Різниця показів температури зумовлена тим, що під час випаровування води з тканини, яка обгортає резервуар першого термометра, його температура знижується до t° _B. Ця температура відповідає стану динамічної рівноваги в процесі випаровування. Покази сухого термометра t° _C в цьому разі практично не змінюються.

Інтенсивність випаровування води з тканини більша тоді, коли відносна вологість навколишнього повітря менша, отже, різниця температур, які показуватимуть обидва термометри, D t° = t°_C – t° _B залежатиме від вологості повітря. Якщо відносна вологість повітря 100%, то випаровування води не буде, отже, покази термометрів будуть однаковими: t° _B = t°_C.

Величина D t° залежить також від конструктивних особливостей психрометра й атмосферного тиску P ₀. Для врахування цих чинників уводять коефіцієнт a, який називають сталою психрометра. Величину a можна визначити з психрометричного рівняння

P = P_HB – a × P ₀(t°_C – t° _B ),(1)

звідки

, (2)

де P – тиск (пружність) водяної пари в повітрі за кімнатної температури t° _C; P _HB – тиск (пружність) насиченої водяної пари за температури t° _B (визначають з психрометричних таблиць); P ₀ – атмосферний тиск.

На практиці відносну вологість повітря f визначають за психро-метричними таблицями та виміряними експериментально значеннями t°_C і D t° = t°_C – t° _B.За означенням відносна вологість

, (3)

де P _H – тиск (пружність) насиченої водяної пари за температури t°_C, який також визначають із психрометричних таблиць.

Отже, при відомих P _H і f можна розрахувати тиск (пружність) водяної пари в повітрі за кімнатної температури:

. (4)

Вирази (2) і (4) є робочими формулами лабораторної роботи.