Методика и порядок выполнения работы

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство образования и науки Украины

ХАРЬКОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

Направление подготовки 0601

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К выполнению лабораторных работ

по курсу “Строительная теплофизика”

для иностранных студентов

Утверждено на заседании кафедры

архитектурных конструкций.

Протокол № 2 от 15.09.2012 г.

Харьков 2013

Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Строительная теплофизика» для иностранных студентов направления подготовки 0601 «Строительство и архитектура»/Составители: М.Ю.Избаш, К.Х.Маликов, А.Ю.Кононенко, Н.А.Крутова, Н.Э.Поляк, В.О.Егоров, В.Ю.Фенников, – Харків: ХНУСА, 2013. – 33 с.

Рецензент А.Б.Василенко

Кафедра архитектурных конструкций

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

В процессе выполнения лабораторных работ по курсу «Строительная теплофизика» студенты получают возможность закрепить теоретические знания, полученные ими на лекциях, глубже изучить физическую сущность теплофизических процессов, ознакомиться с методами измерения физических величин, овладеть навыками определения количественных и качественных характеристик микроклимата помещений и ограждающих конструкций зданий.

Во время лабораторных занятий используются приборы заводского изготовления для определения количественных характеристик, а также установки, изготовленные в лабораторных условиях, для определения качественных и сравнительных характеристик.

После выполнения лабораторных работ студент должен знать: что такое микроклимат, его параметры, какими режимами он создается и каким нормативным и санитарно-гигиеническим технологическим требованиям должен соответствовать.

Лабораторные работы студенты выполняют группами (по три-четыре человека). В процессе подготовки к их выполнению студенты должны изучить теоретический материал, ознакомиться с методическими указаниями, изобразить принципиальную схему прибора или установки, подготовить формы таблиц и графиков, ответить на контрольные вопросы.

Студенты, допущенные к выполнению работы, получают у преподавателя инструктаж по правилам эксплуатации данной лабораторной установки и техники безопасности.

По окончании экспериментальных и расчетных работ студенты должны практически уметь пользоваться приборами измеряющими температуру, влажность, движение воздуха в помещениях, температуру ограждающих конструкций. Затем составляется отчет о проделанной работе, который предоставляется преподавателю. Студенты, не представившие оформленный отчет и не проявившие достаточных знаний, к выполнению очередной работы не допускаються.

При выполнении лабораторной работы необходимо соблюдать правила техники безопасности:

1 Не касаться оголенных токоведущих частей схемы, находящихся под напряжением (рубильников, зажимов и др.).

2 Не произодить переключения в схеме, находящейся под напряжением.

3 При обнаружении неисправности состояния электрического оборудования, приборов и проводов нужно немедленно обратиться к преподавателю.

4 Не отходить от приборов, находящихся под напряжением, не оставлять их под напряжением при обработке результатов опытов.

5 Следует помнить, что на рабочих местах напряжение составляет 380, 220 и 127 В, что опасно для жизни человека. В случае поражения электрическим током необходимо немедленно оказать первую помощь пострадавшему и вызвать врача.

Лабораторна работа Т1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ
ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ С ПОМОЩЬЮ
психрометрА АВГУСТА

Цель работы: определить температурно-влажностные характеристики состояния воздушной среды помещения.

Общие сведения

Необходимо помнить, что основными характеристиками микроклимата помещений является температура, влажность и подвижность воздуха, а также температура поверхностей ограждений. Оптимальные значения этих, связанных между собой, характеристик микроклимата для помещений различного назначения нормированны с учетом санитарно-гигиенических требований к ним и климатических условий района строительства. Соответствие существующих условий в помещениях требуемым нормам обеспечивается надлежащим выбором защитных свойств ограждающих конструкций и работой отопительно-вентиляционных приборов.

В данной лабораторной работе рассматриваются два показателя микроклимата помещений: температура и влажность воздуха. Экспериментальное определение действительных значений температуры и влажности воздуха позволяет сравнить метеорологические условия в помещениях с требуемыми, выяснить причины отклонений и наметить пути для устранения недостатков. В большинстве основных помещений жилых и общественных зданий расчетная температура внутреннего воздуха должна находиться на среднем уровне (около 18°С, а относительная влажность воздуха не должна превышать 60%).

На основании значений температуры и влажности воздуха может быть определена соответствующая им точка росы, ниже которой не должна, как правило, снижаться температура холодных участков внутренних поверхностей наружных ограждений помещения. В противном случае на этих участках будет происходить конденсация водяного пара из воздуха помещения, что вызывает ухудшение санитарного состояния помещения, эксплуатационных свойств конструкций.
Для измерения температуры и относительной влажности воздуха применяют различные приборы, широкое распространение среди которых получил психрометр Августа, используемый в данной работе (рис. 1.1).

Таблица 1.1 − Психрометрическая таблица для температур 0... 25°C по влажному термометру

Показатели влажного термометра,°C	Разница показателей сухого и влажного термометров, °C
Показатели влажного термометра,°C	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8	8,5	9	9,5	10
0	100	90	81	73	64	57	50	43	36	31	26	20	16	11	7	3
1	100	90	82	74	66	59	52	45	39	33	29	23	19	16	11	7
2	100	90	83	75	67	61	54	47	42	35	31	26	23	18	14	10
3	100	90	83	76	69	63	56	49	44	39	34	29	26	21	17	13	10
4	100	91	84	77	70	64	57	51	46	41	36	32	28	24	20	16	14	11
5	100	91	85	78	71	65	59	54	48	43	39	34	30	27	23	19	17	13	10
6	100	92	85	78	72	66	61	56	50	45	41	35	33	29	26	22	19	16	13	10
7	100	92	86	79	73	67	62	67	52	47	43	39	35	31	28	25	22	18	15	12	11
8	100	92	86	80	74	68	63	58	54	49	45	41	37	33	30	27	25	21	18	15	14
9	100	93	86	81	75	70	65	60	55	51	47	43	39	35	32	29	27	24	21	18	17
10	100	94	87	82	76	71	66	61	57	53	48	45	41	38	34	31	28	26	23	21	19
11	100	94	88	82	77	72	67	62	58	55	50	47	43	40	36	33	30	28	25	23	20
12	100	94	88	82	78	73	68	63	59	56	52	48	44	42	38	35	32	30	27	25	22
13	100	94	88	82	78	73	68	63	59	57	53	50	46	43	40	37	34	32	29	27	24
14	100	94	89	83	79	74	70	66	62	58	54	51	47	45	41	39	36	34	31	29	26
15	100	94	89	84	80	75	71	67	63	59	55	52	49	46	43	41	37	35	33	31	28
16	100	95	90	84	80	75	72	67	64	60	57	53	50	48	44	42	39	37	34	32	30
17	100	95	90	84	81	76	73	68	65	61	58	54	52	49	46	44	40	39	36	34	31
18	100	95	90	85	81	76	74	69	66	62	59	56	53	50	47	45	42	40	37	35	33
19	100	95	91	85	82	77	74	70	66	63	60	57	54	51	48	46	43	41	39	37	34
20	100	95	91	86	82	78	75	71	67	64	61	58	55	53	49	47	44	43	40	38	36
21	100	95	91	86	83	79	75	71	68	65	62	59	56	54	51	49	46	44	41	39	37
22	100	95	91	87	83	79	76	72	69	65	63	60	57	55	52	50	47	45	42	40	38
23	100	96	91	87	82	80	76	72	69	66	63	61	58	56	53	51	48	46	43	41	39
24	100	96	92	88	84	80	77	73	70	67	64	62	59	56	53	52	49	47	44	42	40
25	100	96	92	88	84	81	77	73	70	68	65	63	59	58	54	52	50	47	45	44	42

Основные элементы психрометра − два термометра, один из которых называется сухим и служит для измерения температуры воздуха . Поверхность резервуара другого термометра, что называется смоченным или влажным, увлажняется водой, которая испаряется в окружающий воздух. Интенсивность испарения зависит от температуры и влажности окружающего воздуха. На испарение влаги расходуется теплота, поэтому температура на шкале смоченного термометра будет всегда ниже температуры , которую показывает сухой термометром. Разница показателей термометров возрастает с ростом интенсивности испарения и уменьшается при ее снижении. Зависимость относительной влажности воздуха от температуры , так называемой психрометрической разницы , представленная в табл. 1.1 к психрометрам Августа.

На основе данных о и с помощью значений предельной абсолютной влажности (влагоемкости) воздуха (г/м³) и максимальной упругости водяного пара (мм рт. ст.) можно определить фактическое абсолютное влагосодержание воздуха (г/м³), действительную упругость водяного пара (мм рт. ст.) и точки росы (табл. 1.2).

Таблица 1.2 – Значение предельной абсолютной влажности влагоемкости
воздуха и максимальной упругости водяного пара для температур 0...50°С при барометрическом давлении воздуха = 755 мм рт. ст.

, °С	, г/м³	, мм рт. ст.	, °С	, г/м³	, мм рт. ст.
0	4,9	4,58	16	13,6	13,68
1	5,25	4,93	17	14,4	14,53
2	5,56	5,29	18	15,3	15,48
3	6,0	5,69	19	16,2	16,48
4	6,4	6,1	20	17,2	17,54
5	6,8	6,54	21	18,2	18,65
6	7,2	7,01	22	19,3	19,83
7	7,7	7,51	23	20,4	21,07
8	8,3	8,05	24	21,6	22,38
9	8,8	8,61	25	22,9	23,76
10	9,4	9,21	30	30,2	32,82
11	9,9	9,84	35	39,3	42,18
12	10,6	10,52	40	50,9	55,32
13	11,3	11,23	45	65,0	71,88
14	12,0	11,99	50	82,3	92,51
15	12,8	12,79

Приборы и оборудование

Для проведения лабораторной работы необходимо иметь: комплект психрометров Августа (психрометры расположенны на стенах помещений лаборатории на высоте 1,5 м над полом) и таблицы.

В работе используются бытовые психрометры Августа с двумя спиртовыми термометрами, имеющими шкалы с ценой деления 0,5°С, пригодные для проведения технических измерений. Термометры закреплены на общей дощечке, между ними расположен съемный стеклянный сосуд специальной формы, который заполняется-
ется дистиллированной водой.

В открытую часть сосуда опускается
нижний конец тонкого батистового лоскута, которым обвязан резервуар одного из термомет-ров таким образом, чтобы нижняя его часть была погружена в воду.

На показания психрометра Августа влияет

движение окружающего воздуха и лучистое

тепло от окружающей поверхности. Поэтому,

для получения достоверных результатов, Рисунок 1.1 − Психрометр

приборы следует защищать от сквозняков и Августа

располагать вдали от приборов отопления.

1 − жидкостные термометры;

2 − баллончик с водой;

3 – чашечка; 4 − батист

Методика и порядок выполнения работы

До того как начнутся занятия в лаборатории студенты должны:
1 Изучить рекомендованную литературу, изобразить схему психрометра Августа, ознакомиться с таблицами.

2 Заготовить форму регистрации измерений по приведенному образцу (табл. 1.3).

3 Ответить письменно на контрольные вопросы.

Во время занятий в лаборатории:

1 Проверить исправность каждого из психрометров, наличие воды в сосудах, правильность размещения резервуаров смоченных термометров над уровнем воды в чашах приборов.

2 Записать в табл. 1.3 показания сухого и смоченного термометров с точностью до 0,5°С. Одновременно записать характеристики условий эксплуатации помещений в момент измерений: работает или не работает отопление; открытые или закрытые форточки и двери, количество людей в помещении. Регистрацию этих данных нужно выполнять дважды: в начале и в конце лабораторной работы. Условия погоды записывать в начале работы.

3 Определить с помощью табл. 1.2 значение относительной влажности воздуха , фактической абсолютной влажности , упругости водяного пара и точки росы для каждого измерения. Значение абсолютной влажности вычисляют из условия , действительной упругости водяного пара . Точка росы соответствует температуре, при которой или . Все данные измерений и их обработки заносятся в табл. 1.3.
4 На основании проведенной работы составить заключение о соответствии температурно-влажностных условий в помещении нормативным требованиям. Оценить влияние эксплуатационных условий на микроклимат помещений. Выявить допустимые при наблюдавшихся в помещениях температурах и влажности воздуха значения перепада между температурами внутреннего воздуха и внутренних поверхностей ограждений , обеспечивающими отсутствие конденсации водянх паров на поверхности ограждений.

Пример. Определить точку росы при температуре воздуха = 18°С и относительной влажности воздуха 50%.

Предельная абсолютная влажность воздуха при = 18°С, = 15,3 г/м³.
Фактическая абсолютная влажность при = 50%, г/м³,

г/м³,

Температура, соответствующая условию = 7,65 г/м³, приблизительно равна 7°С. Следовательно, в данном случае точка росы = 7°С.

Контрольные вопросы

1 Физический смысл и единицы показателей: относительной влажности воздуха, абсолютной влажности воздуха, упругости водяного пара.

2 Приборы для измерения температуры и влажности воздуха, применяемые в строительных целях, их преимущества и недостатки.

3 Определение точки росы и меры предотвращения конденсации влаги на поверхности ограждений.

4 Нормированная температура в жилых и общественных зданиях.

Таблица 1.3 − Регистрация результатов измерений и их обработки

Дата, общая характе-ристика погоды,
время замера

Наи-мено-вание
поме-ще-ния

Но-мер за-мера

Показатели психрометра

Отно-сите-льная влаж-ность воздух , %

Предель-ная абсо-лютная
влаж-ность воздуха
при данной , г/м³

Фактическая абсолютная влажность воздуха
при данной , г/м³

Макси-мальная упругость водяного пара при данной темпера-туре , ,

мм рт. ст.

Действительная упругость водяного

пара

мм рт. ст.

Точка росы , °С

Характеристика эксплуатацион-ных условий

Примеча-ние

Работает ли отопление (да или нет)?

Окна (открыты или закрыты)?

Двери (открыты или закрыты)?

Количество людей в помещении

Темпе-ратура воздуха

, °С, по сухому термо-метру

Темпе- ратура смочен-ного термо-метра

, °С

Псих-ромет-рическая разность

°С

1 2 сред.

Лабораторна работа Т2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВЛАЖНОСТИ
ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИЯХ С ПОМОЩЬЮ
аспирационного психрометра АССМАНА

Цель работы: измерить температуру и относительную влажность воздуха аспирационным психрометром, определить упругость водяного пара и точки росы в разных помещениях.

Общие сведения

Следует помнить, что температура и относительная влажность воздуха относятся к основным характеристикам микроклимата помещения. От них, а также от показателей подвижности воздуха и температуры поверхности ограждений зависит самочувствие людей, находящихся в помещениях. Оптимальное соотношение показателя микроклимата выбирают с учетом характера выполняемой физической работы и внешнего климата. Температурно-влажностный режим существенно влияет на протекание многих производственных процессов, на техническое состояние и долговечность конструкций зданий. Требуемые значения температуры и относительной влажности внутреннего воздуха для помещений различного назначения нормированны.

Для сравнения действительных температурно-влажностных условий в помещениях с требуемыми выполняются соответствующие измерения. Разовые замеры температуры и относительной влажности воздуха можно выполнить с высокой точностью с помощью переносного прибора − аспирационного психрометра Ассмана (рис. 2.1). Основными его элементами являются два высококачественных ртутных термометры с ценой деления шкалы 0,2°С. Резервуар одного из термометров обвязан лоскутом тонкого батиста, который перед измерением увлажняют дистиллированной водой. При испарении воды с поверхности резервуара, которое проходит с большей или меньшей интенсивностью в зависимости от состояния окружающей воздушной среды, теряется теплота. Вследствие этого смоченный термометр показывает температуру более низкую, чем сухой. Это позволяет по показателям двух термометров определить одновременно температуру и относительную влажность воздуха. Разница показателей сухого и смоченного термометров, которая называется психрометрической разностью, зависит не только от температуры и влажности окружающего воздуха, но также от его подвижности (с увеличением скорости движения воздуха интенсивность испарения возрастает). Для того, чтобы устранить влияние последнего, очень изменчивого и поэтому трудно учитываемого фактора, психрометр Ассмана оборудован аспирационным устройством, с помощью которого мимо резервуаров термометров воздух проходит с постоянной скоростью 2 м/с. Кроме того, для повышения точности показателей термометры защищены от воздействия теплоты, которая передается излучением никелированными планками-экранами.

А – общий вид;

Б – размер по всасывающим патрубкам;
В – пипетка с резиновой грушей и зажимом;

1 – ртутные метеорологические термометры; 2 – центральная трубка;

3 – планочные щитки;

4 – наружные всасывающие трубки;

5 – аспиратор;

6 – ключ аспиратора;

7 – пластмассовые кольца;

8 – внутренние всасывающие трубки;

9 – батист.

Рисунок 2.1 − Аспирационный психрометр Ассмана

Определение относительной влажности воздуха (%) выполняют по рис. 2.2 на основе показателей сухого термометра и смоченного − . По известным значениям и могут быть найдены по табл. 2.1 значение фактической абсолютной влажности воздуха (г/м³) и действительной упругости водяного пара (мм рт.ст.). Значение и подсчитывают по формулам

; .

    С помощью табл. 2.1 могут быть также определены значения точки росы при данных температурах воздуха и относительной влажности . Точка росы в °С соответствует температуре, при которой или .



    Таблица 2.1 − Значение предельной абсолютной влажности (влагоемкости) воздуха и максимальной упругости водяного пара для температур 0...50°С при барометрическом давлении воздуха В = 755 мм рт. ст.

, °С , г/м³ , мм рт. ст. , °С , г/м³ , мм рт. ст.

0 4,90 4,58 16 13,6 13,68

1 5,25 4,93 17 14,4 14,53

2 5,60 5,29 18 15,3 15,48

3 6,0 5,69 19 16,2 16,48

4 6,4 6,1 20 17,2 17,54

5 6,8 6,54 21 18,2 18,65

6 7,2 7,01 22 19,3 19,83

7 7,7 7,51 23 20,4 21,07

8 8,3 8,05 24 21,6 22,38

9 8,8 8,61 25 22,9 23,76

10 9,4 9,21 30 30,2 31,82

11 9,9 9,84 35 39,3 42,18

12 10,6 10,52 40 50,9 55,32

13 11,3 11,23 45 65,0 71,86

14 12,0 11,99 50 82,3 92,51

15 12,8 12,79

2.2Приборы и оборудование

Для проведения работы необходимы: аспирационный психрометр Ассмана; пипетка, заполненная водой, с пружинным зажимом; таблицы.
    Аспирационный психрометр состоит из двух ртутных термометров, которые закреплены в оправах с обеих сторон трубки воздуховода, защищенных двумя металлическими планками. Верхняя часть трубки соединена с аспиратором, который приводится в действие пружинным механизмом с ручным заводом. Нижняя часть трубки раздвоена, в разветвленном участке размещены резервуары термометров, которые омываются воздухом при аспирации. Резервуар правого термометра обвязан батистом и служит в качестве мокрого. Смачивания термометра выполняют пипеткой перед каждым измерением в следующем порядке:

а) пипетку держат за зажим левой рукой в вертикальном положении стеклянной трубкой вверх, ослабляют зажим и в это время правой рукой выдавливают из резиновой груши немного воды таким образом, чтобы ее уровень в трубке достиг контрольной черты, после чего отпускают зажим;
    б) осторожно вводят пипетку до упора в правую трубочку психрометра и держат ее там 4 с, пока увлажнится батист, затем ослабляют зажим пипетки, чтобы остаток воды стек обратно в резиновую грушу, и вынимают пипетку с психрометра. При увлажнении психрометр надо держать вертикально, аспиратором вверх. Лучше всего выполнять увлажнения, когда психрометр подвешен на специальном крюке.

Через 1 минуту после смачивания мокрого термометра заводят механизм на 3 полных оборота ключа и помещают психрометр в место измерения. При измерении «с руки» прибор следует держать за планочные щитки в горизонтальном положении на полусогнутой руке так, чтобы всасывающие трубки были направлены в сторону от замеряющего. Психрометр можно класть на столе, в этом случае всасывающие трубки должны немного свисать со стола. Лучше всего выполнять измерения, когда психрометр подвешен на специальном крюке-подвесе и находится от наблюдателя на расстоянии не более 1 м.

Отсчет по термометрам с точностью до 0,2°С выполняют при работающем аспираторе через 4 минуты после завода. Чтобы показания не успели измениться за время их снятия, сначала следует быстро заметить и записать десятые доли градуса по обоим термометрам, затем отсчитать и записать целые градуса. Показатели отмечают при горизонтальном положении прибора, который держат за планочные щитки. Тот, кто замеряет должен находиться при этом по сторону аспиратора.

Измерения выполняют в средней части помещения на высоте 1−1,5 м над полом, по возможности, вдали от приборов отопления и проемов в ограждениях.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 197; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!