Запись результатов исследований

Определение атмосферного давления

Воздух окружающий земной шар, имеет определенную массу: 1л воздуха на уровне моря весит 1,294 г. Давление, оказываемое воздухом, называют атмосферным давлением. Находящийся над землей воздух оказывает на каждый сантиметр ее поверхности на уровне моря такое давление, какое оказал бы груз массой более 1 кг (1029,8 г).

Атмосферное давление измеряется высотой ртутного столба, уравновешивающего это давление. Нормальным давлением принято считать 760 мм рт.ст., или единицу бар. Один бар соответствует давлению 750,06 мм рт.ст. Бар разделяется на 1000 миммбар (мбар). Отсюда 1 мбар равен 0,75 мм рт.ст., а давление в 1 мм рт.ст. соответствует 1,33 мбар. В последнее время давление выражается в единицах Паскаля (Па). Паскаль – это давление, вызываемое силой одного ньютона (один ньютон – это сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение в 1м/с²) и равномерно распределенное по поверхности площадью 1 м². Один гектопаскаль равен 100 паскалям или 133,322 мм.рт.ст., а нормальное давление 760 мм.рт.ст соответствует 1013 гектопаскалей (приложение ).

Приборы: Атмосферное давление измеряют ртутными сифонными барометрами и металлическими барометрами-анероидами.

Ртутный сифонный барометр – прибор очень точный, но требует осторожного обращения и почти не выдерживает перевозки. Поэтому им пользуются при лабораторных исследованиях и при проверке барометров анероидов.

Барометр-анероид (БАММ) является портативным прибором и широко используются для гигиенических исследований. Важнейшей частью этого прибора является полая тонкостенная металлическая коробка с гофрированным дном и крышкой или тонкостенная плоская трубка, согнутая в виде подковы. Внутри коробки или трубки находится разреженный воздух (до 50-60 мм.рт.ст.).

В результате колебаний атмосферного давления стенки коробки сдавливаются или выпячиваются, а концы трубки разгибаются или сгибаются.

Эти изменения через систему рычагов передаются стрелке, движущейся по циферблату, разделенному на миллиметровые или полумиллиметровые деления. Показания барометра- анероида записывают после легкого постукивания пальцем по стеклу для устранения трения в рычагах передачи. Барометр-анероид хранят в закрытом футляре в горизонтальном положении.

Рис.2.Барометр-анероид

Барограф применяют для длительных наблюдений за изменениями атмосферного давления и их записи. Основной частью барографа является тонкостенная, металлическая коробка с разреженным воздухом, воспринимающая изменение давления воздуха.

Через систему рычагов изменения объема коробки передаются на стрелку с писчиком, который, на разграфленной ленте барабана, также как у термографа, вычерчивает кривую колебаний атмосферного давления за сутки или неделю.

Для одновременного определения температуры, относительной влажности и атмосферного давления пользуются универсальным баротермогигрометром

Правила работы с приборами. При определении атмосферного давления сифонные барометры применяются только на метеостанциях для проверки точности работы других барометров. Барометр-анероид устанавливается в помещении на определенном месте. Рабочей частью является безвоздушная металлическая коробка, колебания которой передаются на стрелку прибора.

Атмосферное давление меняется в течение суток и поэтому, снятие показаний с прибора проводится несколько раз. Барограф работает по принципу барометра-анероида, но показания изменения атмосферного давления записываются на ленту барабана.

Перед установкой прибора в рабочее положение, барограф заводят при помощи винта, на барабане прикрепляют ленту, стрелку подводят к уровню атмосферного давления (по показаниям барометра-анероида). В момент установки прибора стрелку заряжают незасыхающими глицериновыми чернилами. По истечении суток или недели снимают показания ленты прибора.

Рис.3. Барограф

Лабораторная работа № 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ

Цель работы: знакомство с основными гигрометрическими величинами, изучение и работа с приборами для определения влажности воздуха в помещении, освоение методики измерения влажности воздуха.

Для определения влажности воздуха пользуются: гигрометрами, психрометрами и гигрографами. Гигрометры бывают волосяные и металлические; психрометры Августа (статические) и Ассмана (аспирационные); гигрографы суточные и недельные.

Влажность воздуха, как и его температура, определяется три раза в сутки и в тех же точках помещения.

Влажность воздуха постоянно меняется и характеризуется различными величинами или гигрометрическими показателями.

Абсолютная влажность (е) - количество /в г/ или же упругость водяных паров, содержащихся в одном м³ воздуха при данной температуре.

Максимальная влажность (Е) - предельная упругость или максимальное количество (в г) водяных паров, содержащихся в одном м ³ воздуха при данной температуре.

Относительная влажность (R) - отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженная в процентах:

R = e / E · 100

Дефицит насыщения /Д/ - разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре:

Д = Е – е

Точка росы /Т/ - температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, достигают насыщения и переходят в жидкое состояние /концентрация влаги в виде росы на холодных поверхностях.

Приборы: Для определения относительной влажности воздуха применяют гигрометры – приборы, действие которых основано на способности обезжиренного в эфире человеческого волоса удлиняться при повышении относительной влажности воздуха и укорачиваться при ее понижении. При измерении относительной влажности воздуха гигрометр устанавливают в вертикальном положении и отсчет производят по показателям стрелки (%), спустя 3-4 часа от начала установки или через 20-30 минут при постоянном пользовании.

Абсолютную влажность воздуха определяют психрометрами. Пользуясь таблицей упругости водяных паров, насыщающих воздух при разных температурах, по специальным формулам вычисляют относительную влажность, дефицит насыщения и точку росы.

Статический психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров укрепленных в одном штативе на расстоянии 4-5 см друг от друга. Резервуар одного из термометров (влажного) обернут кусочком ткани, конец обертки свернут жгутом и погружен в расширенный конец изогнутой трубки-пробирки. Трубку наполняют дистиллированной водой. В силу капиллярности, материал постоянно смачивается, и с шарика термометра постоянно испаряется вода. Это вызывает потерю тепла пропорционально скорости испарения. Испарение происходит тем энергичнее, чем суше воздух. В связи с этим и показания температуры на влажном термометре ниже, чем на сухом. Разность показаний обоих термометров и берется за основу расчетов.

В производственных условиях относительная влажность воздуха ориентировочно можно определить по специальным психрометрическим таблицам.

Абсолютную влажность воздуха по показаниям сухого и влажного термометров психрометра Августа (статистического) вычисляют по следующей формуле:

А = Е – α · ( Т₁ – Т₂ ) · В

где А – абсолютная влажность воздуха, г/ м ³ ; Е – максимальная влажность воздуха по показаниям влажного термометра (по таблицам № 4, 5 приложение); α – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха; Т₁ – температура по сухому термометру,^оС; Т₂– температура по влажному термометру,^оС; В – барометрическое давление в момент определения, мм. рт. ст.

Аспирационный психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых термометров, резервуары которых окружены двумя металлическими гильзами для защиты от тепловой радиации, а также фибровой прослойкой для защиты от теплопроводности оправы. Гильзы переходят в общую трубку с небольшим аспирационным вентилятором у верхнего конца.

Таблица психрометрических коэффициентов

Вентилятор приводится в движение пружиной, которую заводят ключом и покрыт колпачком. При работе вентилятора воздух просасывается снизу через гильзу в общий воздухопровод с постоянной скоростью 4 м/с. Отсчет показаний сухого и влажного термометров с точностью до 0,1⁰ С производят через 10-15 мин. Запись показаний термометров психрометра производят летом через 4-5 минут, а зимой через 15 минут после начала работы.

Абсолютная влажность определенная психрометром Ассмана, рассчитывается по формуле:

А = Е – 0,5 · ( Т₁ – Т₂ ) · В / 755

где 0,5 – постоянный психрометрический коэффициент; 755 – среднее барометрическое давление (мм. рт. ст.).

После определения абсолютной влажности вычисление относительной влажности /R/ производят по приведенной ранее формуле.

Можно получить суточные или недельные данные об относительной влажности воздуха непосредственно, без дополнительных вычислений, с помощьюгигрографов на специальной диаграмной ленте. Принцип работы гигрографа основан на свойстве обезжиренного пучка волос в арфовой системе, изменять длину в зависимости от повышения или снижения влажности воздуха. Изменения длины пучка волос через передаточный механизм действует на стрелку с пером в виде лодочки заполненной специальными чернилами, которое, поднимаясь и опускаясь, чертит на ленте вращающегося бараба- на гигрограмму. Лента гигрографа разграфлена по горизонтали на недели, дни и часы, а по вертикали на показатели относительной влажности от 0 % до 100 %.

Рис.4. Психрометры. А – Августа (статический); б – Ассмана (динамический)