БУДОВА І ПРИНЦИП ДІЇ ПСИХРОМЕТРА

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Вимірювання температури під час проведення контролю пиловловлюючих установок та дослідження пилогазових систем відіграє дуже важливу роль.

Для вимірювання температури залежно від діапазону вимірювань найчастіше використовують технічні скляні термометри, а саме; контактні термометри, манометричні термометри, термоелектричні пірометри (термопари), а також термометри опору.

Вміст вологи в повітрі характеризується наступними величинами:

- концентрацією водяної пари в повітрі, вираженою в кілограмах на 1 кг сухого повітря;

- концентрацією водяної пари, що виражена в грамах на 1 м³ вологого повітря при даній температурі та тиску;

- величиною парціального тиску водяної пари;

- відсотком за об’ємом водяної пари, що дорівнює відношенню парціального тиску водяної пари в даному газі до загального тиску даного газу. Загальний тиск складається з суми барометричного тиску та тиску в апараті;

- ступенем наближення до насиченого стану за даних умов (відносна вологість).

Вологість повітря може бути абсолютною і відносною.

Склад і властивості вологого повітря можна наочно подати за допомогою рис. 1.

Сухе повітря Водяна пара Вологе повітря

(G – вага, R – універсальна газова стала, що дорівнює 8314,4 Дж/(моль К), V – об`єм, T – температура, P_бар – барометричний тиск)

Рисунок 1 - Склад вологого повітря

Абсолютна вологість - це маса водяної пари, що припадає на 1 кг сухої частини вологого повітря, кг/кг.

Відносна вологість - це відношення парціального тиску водяної пари у вологому повітрі до парціального тиску водяної пари в насиченому стані при однаковій температурі з повітрям.

Відносна вологість визначається за формулою

, (1.)

де - щільність пари при його парціальному тиску і температурі вологого повітря, кг/м³; - максимально можлива кількість пари в 1м³ насиченого вологого повітря, кг/м³.

Інакше відносну вологість можна визначити у відсотках таким чином:

, (2.)

де - парціальний тиск водяної пари у вологому повітрі, МПа;

- тиск насиченої водяної пари при температурі повітря, МПа.

Вимірювання відносної вологості за допомогою психрометра виконується при адіабатному процесі. При цьому тепло, відібране від сухої частини повітря, витрачається на випаровування вологи з мокрого термометра. Тому його температура завжди нижча за температуру сухого термометра. Витрачене тепло повертається назад у навколишнє середовище разом з водяними парами. Таким чином, кількість тепла в повітрі не змінюється.

БУДОВА І ПРИНЦИП ДІЇ ПСИХРОМЕТРА

Для визначення вологості повітря і його температури застосовуються переносні аспіраційні психрометри (Асмана), рідше стаціонарні психрометри (Августа) і гігрометри.

Стаціонарний психрометр Августа призначений для вимірювання відносної вологості повітря в стаціонарних умовах.

Рисунок 2 - Психрометр Августа

Прилад складається з двох термометрів, укріплених на корпусі (1). Резервуар одного з термометрів обгорнутий тканиною (батист) (4) і опущений в ємність з дистильованою водою (5). Таким чином, резервуар одного з термометрів завжди залишається змоченим, а інший - сухим. Чим сухіше повітря, тим інтенсивніше відбувається випаровування вологи з батисту і відбір тепла від сухої частини повітря. Відповідно різниця між свідченнями сухого і мокрого термометрів буде більша.

Для визначення вологості повітря фіксуються свідчення сухого і мокрого термометра. Потім, використовуючи психрометричні таблиці або номограми, за свідченнями сухого і мокрого термометрів визначають відносну вологість при швидкості руху повітря до 0,3 м/с.

Аспіраційні психрометри Асмана призначені для визначення відносної вологості і температури повітря в наземних умовах (у приміщенні і на відкритому повітрі), якщо швидкість повітря більша за 0,3 м/с і (або) в зоні вимірювань є джерела променевого тепла.

Схема психрометра Асмана наведена на рис. 3.

Рисунок. 3 - Психрометр Асмана

Для визначення вологості на відкритому повітрі психрометр виносять з приміщення за чверть години до спостереження і розміщують так, щоб резервуари термометрів знаходились на висоті 2 м над ґрунтом. Під час вимірюванні вологості повітря в приміщенні психрометр необхідно укріпити на відстані не меншій за 0,5 м від огороджуючих конструкцій.

Робота психрометрів заснована на залежності свідчень температур сухого і змоченого термометрів, а також від вологості навколишнього повітря.

Психрометр складається з аспіраційної головки (1), двох однакових ртутних термометрів (2, 3), спеціальних екранів (4), центрального каналу (5), до якого кріпляться два патрубки. У патрубках розміщені резервуари термометрів, один з яких (мокрий) огорнутий чохлом з батистової тканини (6), змочуваний водою. Верхній кінець центрального каналу поєднаний з аспіраційною головкою (1). Аспіраційна головка складається із заводного механізму і вентилятора, закритих ковпаком. Пружина заводного механізму психрометра заводиться спеціальним ключем. Обертання вентилятора може забезпечуватися за допомогою електроприводу.

Під час обертання вентилятора в патрубки всмоктується повітря, яке обтікає резервуари термометрів з постійною швидкістю близько 2 м/с, потім проходить по центральному каналу до вентилятора і викидається назовні через щілисті отвори в аспіраційній головці. Технічні характеристики психрометра наведені в таблиці 1.

Таблиця 1 - Технічні характеристики психрометра