Описание лабораторной установки

На рис. 1 представлена лабораторная установка, которая включает:

1—психрометр Ассмана; 2 — вентилятор; 3 — психрометр Августа; 4 — корпус установки; 5 — барометр-анероид; 6 — датчик анемометра чашечного; 7 — датчик анемометра крыльчатого.

Лабораторная установка является моделью рабочей зоны, где имеется возможность изменять скорость движения воздуха посредством различных оборотов двигателя вентилятора.

Остальные параметры микроклимата принимаются по значениям фактических условий в помещении лаборатории.

Для экспериментального исследования метеорологических характеристик при проведении лабораторной работы применяется комплекс приборов, измеряющих температуру, относительную влажность, подвижность воздуха и атмосферное давление.

Для измерения температуры воздуха применяют следующие термометры: обычные, максимальные, минимальные, парные, электрические и термографы.

Рис. 1. Лабораторная установка

Для измерений температуры выше 0°С следует применять ртутные термометры, т.к. ртуть при нагревании равномерно расширяется.

При температуре ниже - 39° С ртуть замерзает, поэтому для измерения низких температур необходимо пользоваться спиртовыми термометрами.

Для измерения температуры в помещениях с тепловыми излучениями применяют парный термометр, состоящий из двух ртутных термометров, у одного из которых резервуар посеребрен, а у другого - зачернен. Зачерненный термометр поглощает на него тепловые лучи, посеребренный отражает их.

Термографы служат для регистрации температуры окружающего воздуха по времени. Приемной частью термографов является изогнутая биметаллическая пластина, связанная при помощи рычага и стрелки с пером. Запись производиться на ленте, опоясывающей барабан, который приводится в движение часовым механизмом.

Влажность воздуха измеряется психрометрами Августа и Ассмана, волосяными гигрометрами и гигрографами.

Психрометр – (от греч. psychros холодный и ...метр) прибор для измерения температуры и влажности воздуха, состоящий из двух термометров, у одного из которых (смоченного) резервуар обернут смоченным батистом. Психрометр Августа состоит из двух укрепленных на панели спиртовых термометров - сухого и влажного (рис. 2–Г). Резервуар влажного термометра обернут тонкой тканью, конец которой опущен в сосуд с водой. Принцип действия психрометра Августа и Ассмана основан на разности показании двух расположенных рядом термометров, резервуар одного из них обернут увлажненной тканью.

Аспирационный психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых ртутных термометров, закрепленных в специальной оправе, имеющей заводной механизм с вентилятором (рис. 2–Д). Вентилятор, помещенный в верхней части корпуса, приводиться в движение и просасывает воздух. Через 4... 5 минут после запуска вентилятора можно снимать показания термометров.

Г Д

Рис. 2. Психрометр Августа (Г) и психрометр Ассмана (Д)

Резервуар влажного термометра обертывают тонкой тканью и смачивают водой. Вода, испаряясь, охлаждает поверхность термометра вследствие чего показания влажного термометра всегда ниже показаний сухого. Эта разница тем больше, чем ниже относительная влажность, приближенную величину которой находят из психрометрической таблицы, представленной на шкале психрометра лабораторной установки.

Относительную влажность можно определить также по таблицам и номограммам, прилагаемым к приборам.

Для прямого определения относительной влажности служат гигрометры и гигрографы (рис. 3) . Волосяные гигрометры основаны на способности человеческого волоса (благодаря гигроскопичности) удлиняться во влажном воздухе и укорачиваться в сухом воздухе (рис. 4).

Гигрографы используются для регистрации по времени изменений относительной влажности воздуха. Приемной частью служит пучок специально обработанных волос, укрепленных в рамке прибора. Изменение длины пучка волос под влиянием влажности передается стрелке с пером, заполненным чернилами, пишущим на специальной ленте, надетой на барабан, приводимый в движение часовым механизмом (рис. 5).

А Б

Рис. 3. Гигрометр (А) и термогигрограф (Б)

Рис. 4 Волосяной гигрометр

(1 – волос; 2 – стрелка; 3 – ролик; 4 – груз)

Рис. 5. Гигрографы

(1 – вращающийся барабан; 2 – движущаяся лента; 3 – приемная часть прибора; 4 – металлическая изогнутая упругая трубка, наполненная спиртом или эфиром и наглухо запаянная; 5 – винт; 6 – перо)

Для измерения скорости движения воздуха применяются анемометры чашечные и крыльчатые, кататермометры (рис. 6,7,8).

Крыльчатый ручной анемометр применяется при замерах скоростей от 0,2 до 10 м/с. Приемной частью анемометра служит легкая крыльчатка, посаженная на трубную ось, внутри которой проходит стальная струна. С помощью червячной передачи вращение крыльчатки передается на стрелки приборов. При замерах ось крыльчатого анемометра должна быть перпендикулярной к направлению движения воздушного потока.

В чашечном анемометре приёмной частью служит крестовина с четырьмя полушариями, укрепленная на вертикальной оси. Под действием ветра полушария вращаются, что отмечается счетчиком, включаемым арретиром. Пределы измерения от 1 до 30 м/сек.

К каждому прибору прикрепляются тарировочные (тарирование – градуировка измерительных приборов и устройств) графики для получения истинной скорости движения воздуха.

Рис. 6. Крыльчатый (а) и чашечный (б) анемометры

Кататермометр применяется для измерения малых скоростей движения воздуха (до 1 м/сек.). Он представляет собой спиртовой термометр с шаровым или цилиндрическим резервуаром. Резервуар переходит в капилляр с расширением верхней части. Шкала прибора проградуирована на 7°С (от 33 до 40 °С)для шарового и на 4 °С (от 35 до 38 °С)для цилиндрического кататермометра. Применение прибора основано на зависимости скорости охлаждения его резервуара от метеорологических условий.

Атмосферное давление, сведения о котором необходимы для точного расчета относительной влажности воздуха, измеряют при помощи барометра-анероида 5 (рис. 9), барографа.

Измерение интенсивности теплового излучения производится актинометром, действие которого основано на неодинаковой поглощающей способности черных и белых полосок алюминиевой пластинки, расположенной на его задней рабочей стенке.

А Б

Рис. 7. А – Крыльчатый анемометр: 1 – крыльчатка, 2 – ось, 3 – арретир (фиксатор), 4 – счетчик оборотов; Б – Чашечный анемометр: 1 – чашечка; 2 – ось; 3 – арретир (фиксатор); 4 – счетчик оборотов.

Технические характеристики
Диапазон измерений	температуры	от 0оС до +50 оС
скорости воздуха	от +0,3 м/с до +20 м/с
объемного расхода воздуха	от 0 м3/ч до +99999 м3/ч
Разрешение	температуры	0,1 оС
скорости воздуха	0,01 м/с
объемного расхода воздуха	0,1 м3/ч
Рабочая температура	от 0 оС до +50 оС
Температура хранения	от -40 оС до +85 оС
Габариты	277´105´45 мм
Вес	230 г

Рис. 8. Электронный анемометр со встроенной крыльчаткой

и его технические характеристики

Рис. 9. Барометр-анероид