Тема 2. Определение влажности воздуха

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 30Следующая ⇒

Цель занятия. Изучить влияние на организм животных влажности воздуха и освоить методы определения гигрометрических показателей.

Практические навыки. Научить студентов умению определить характеристики влажности, а также давать их гигиеническую оценку и разрабатывать рекомендации по оптимизации влажностного режима животноводческих помещений.

Материалы и оборудование. Психрометры – статический (Августа), аспирационный (Ассмана); гигрометры; гигрографы (суточный и недельный).

Задание. 1.Ознакомиться с устройством и работой психрометров, гигрометров и гигрографов.

2. Определить в данном помещении абсолютную, относительную, максимальную влажность, точку росы, рассчитать дефицит насыщения. Дать оценку полученным результатам.

3. Дать характеристику изменения влажности воздуха в лаборатории в течение суток, используя показания гигрографа.

При гигиенической оценке влажности воздуха используются следующие ее характеристики: абсолютная влажность, максимальная влажность, относительная влажность, дефицит насыщения, точка росы.

Абсолютная влажность – количество водяных паров в граммах, содержащихся в 1 м³ воздуха при данной температуре, или же их упругость, выраженная в миллиметрах ртутного столба в данный момент и при данной температуре.

Максимальная влажность– предельное количество водяных паров в граммах в 1 м³ воздуха при данной температуре, или же их упругость в миллиметрах ртутного столба при полном насыщении воздуха влагой в данный момент и при данной температуре.

Относительная влажность – отношение абсолютной влажности к максимальной, выраженное в процентах.

Дефицит насыщения–разность между максимальной и абсолютной влажностью при данной температуре.

Точка росы– температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, достигают насыщения и переходят в туман и жидкое состояние.

Влажность воздуха определяют приборами, называемыми психрометрами. Наиболее часто в практике исследований пользуются статическим психрометром Августа или динамическим (аспирационным) психрометром Ассмана.

Психрометр Августа (рис.12) состоит из двух одинаковых термометров, укрепленных на одной панели на расстоянии 4–5 см друг от друга. Термометр прибора, показывающий температуру воздуха, называется «сухой», а термометр, резервуар которого обернут кусочком ткани (батист, марля), – «влажный». Матерчатый жгутик «влажного» термометра опущен в расширенный конец питательной трубки, заполненной дистиллированной или кипяченой водой. Уровень воды должен находиться от нижнего конца резервуара на расстоянии 2–3 см. В силу капиллярности материя постоянно смачивается, и с шарика термометра непрерывно испаряется вода. Это вызывает потерю тепла, пропорциональную скорости испарения. Испарение происходит тем энергичней, чем суше воздух. В связи с этим и показания температуры на влажном термометре ниже, чем на рядом расположенном сухом.

Разность показаний обоих термометров и берут за основу расчетов. Показания термометров снимают после выдержки психрометра в помещении в течение 10–15 мин.

Рис. 12. Психрометр

статический (Августа)

Методика вычисления гигрометрических величин по данным статического психрометра Августа

Абсолютную влажность вычисляют по формуле Реньо:

А = Е_вл– α (Т_с – Т_вл) · В,

где А – абсолютная влажность, выражаемая напряжением паров (в мм рт. ст. или г/м³); Е_вл– максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра, которое находится по таблице 2 «Максимальная упругость водяного пара, мм рт. ст.»; a – психрометрический коэффициент, зависящий от скорости движения воздуха (см. ниже); Т_c – температура в момент отсчета, показываемая сухим термометром, ⁰С; Т_вл – температура, показываемая влажным термометром, ⁰С; В – барометрическое давление при наблюдении, мм рт. ст.

Величина психрометрического коэффициента: 0,00130 – в тех случаях, когда определяют влажность воздуха в помещении для животных при закрытой вентиляции и при отсутствии сильного ветра снаружи;

0,00110 – если определение ведется в помещениях для животных при обычных условиях движения воздуха и при открытой вентиляции;

0,00090 – если в помещении происходит едва заметное движение воздуха, а также если определяют влажность наружного воздуха при кажущемся отсутствии ветра;

0,00079 – если при определении влажности в наружной атмосфере отмечается небольшое движение воздуха;

0,00070 – если при определении влажности в наружном воздухе происходит умеренное движение его;

0,00067 – при определении влажности наружного воздуха с большой его скоростью.

Пример: Показания сухого термометра 16⁰С, показания влажного термометра 13⁰С, барометрическое давление 762 мм, психрометрический коэффициент 0,00110, максимальная упругость пара при 13⁰С (по табл. 2) 11,16 мм рт. ст.

Подставляя цифровые значения величин в формулу, находят абсолютную влажность воздуха.

А = 11,16 – 0,00110 (16–13) · 762 = 8,65 г/м³ (мм рт. ст.)

Относительную влажностьвычисляют по формуле:

R = (А / Е_сух) · 100,

где R – относительная влажность воздуха, %; А – абсолютная влажность воздуха, г/м³ или мм рт. ст; Е_сух– максимальная упругость ( плотность насыщения) водяных паров в воздухе при температуре сухого термометра, г/м³ или мм рт. ст. Находят по таблице 2, в нашем примере она равна 13,54 мм рт. ст. Подставляем найденные величины в формулу:

R = (8,65 / 13,54) · 100 = 63,9%

Для быстрого вычисления приблизительной относительной влажности воздуха можно пользоваться таблицей, прилагаемой к каждому прибору.

Таблица 2

Максимальная упругость водяного пара в миллиметрах ртутного столба

Температура, ^ОС	Десятые доли градуса
	0,0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
0	4,60	4,63	4,67	4,70	4,73	4,77	4,80	4,84	4,87	4,91
+1	4,94	4,98	5,01	5,05	5,08	5,12	5,16	5,19	5,23	5,27
+2	5,30	5,34	5,38	5,42	5,45	5,49	5,53	5,57	5,61	5,65
+3	5,69	5,73	5,77	5,81	5,85	5,89	5,93	5,97	6,00	6,06
+4	6,10	6,14	6,18	6,23	6,27	6,31	6,36	6,40	6,45	6,49
+5	6,53	6,58	6,63	6,67	6,72	6,76	6,81	6,86	6,90	6,95
+6	7,00	7,05	7,10	7,14	7,19	7,24	7,29	7,34	7,39	7,44
+7	7,49	7,54	7,60	7,65	7,70	7,75	7,80	7,86	7,90	7,96
+8	8,02	8,07	8,13	8,18	8,24	8,29	8,35	8,40	8,46	8,52
+9	8,57	8,63	8,69	8,75	8,81	8,87	8,93	8,99	9,05	9,11
+10	9,17	9,23	9,29	9,35	9,41	9,47	9,54	9,60	9,67	9,73
+11	9,79	9,86	9,92	9,99	10,05	10,12	10,19	10,26	10,32	10,39
+12	10,46	10,53	10,60	10,67	10,73	10,80	10,88	10,95	11,02	11,09
+13	11,16	11,24	11,31	11,38	11,46	11,53	11,61	11,68	11,76	11,83
+14	11,91	11,99	12,06	12,14	12,22	12,30	12,38	12,46	12,54	12,62
+15	12,70	12,78	12,86	12,95	13,03	13,11	13,20	13,28	13,37	13,45
+16	13,54	13,62	13,71	13,80	13,89	13,97	14,06	14,15	14,24	14,33
+17	14,42	14,51	14,61	14,70	14,79	14,88	14,98	15,07	15,17	15,26
+18	16,36	15,45	15,55	15,65	15,75	15,85	15,95	16,05	16,15	16,25
+19	16,35	16,45	16,55	16,66	16,76	16,86	16,96	17,07	17,18	19,25
+20	17,39	17,50	17,61	17,72	17,83	17,94	18,05	18,16	18,27	18,38
+21	18,50	18,61	18,72	18,84	18,95	19,07	19,19	19,31	19,42	19,54
+22	19,66	19,78	19,90	20,02	20,14	20,27	20,39	20,51	20,64	20,76
+23	20,91	21,02	21,14	21,27	21,41	21,53	21,66	21,79	21,92	22,05
+24	22,18	22,32	22,45	22,59	22,72	22,86	23,00	23,14	23,24	23,41
+25	23,55	23,69	23,83	23,98	24,12	24,26	24,41	24,55	24,70	24,84
+26	24,99	25,14	25,29	25,44	25,59	25,74	25,89	26,05	26,20	26,35
+27	26,51	26,66	26,82	26,98	27,14	27,29	27,46	27,62	27,78	27,94
+28	28,10	28,27	28,43	28,60	28,77	28,93	29,10	29,27	29,44	29,61
+29	29,78	29,96	30,13	30,31	30,48	30,65	30,83	31,01	31,19	31,37
+37	46,73	46,99	47,24	47,50	47,76	48,02	48,28	48,55	48,81	49,08
+38	49,35	49,61	49,88	50,16	50,70	50,80	50,98	51,25	51,53	51,81
+39	52,09	52,37	52,65	52,94	53,22	53,51	53,80	54,09	54,38	54,67
+40	54,97	55,26	55,56	55,85	56,15	56,45	56,76	57,06	57,36	57,67

Примечание: Максимальная упругость водяного пара, выраженная в миллиметрах ртутного столба, практически равна соответствующему количеству граммов водяного пара в 1 м³ воздуха при данной температуре.

Дефицит насыщенияопределяют по разности между максимальной и абсолютной влажностью воздуха по формуле:

Д_н = Е_сух– А ,

где Д_н – дефицит насыщения воздуха, г/м³; Е_сух– максимальная упругость водяных паров в воздухе при температуре «сухого» термометра, мм рт. ст. или г/м³; А – абсолютная влажность воздуха, мм рт. ст. или г/м³.

Подставляя цифровые значения в формулу, находят дефицит насыщения воздуха.

Д_н = 13,54 – 8,65 = 4,89 г/м³ ( мм рт. ст.).

Температуру точки росы вычисляют по таблице 2. В нашем примере абсолютная влажность воздуха равна 8,65 г/м³ воздуха. Находим по таблице температуру, при которой указанная абсолютная влажность полностью насыщает воздух, т.е. становится максимальной (+ 9,1⁰С). Следовательно, температура точки росы будет равна + 9,1⁰С.

Аспирационный психрометр Ассмана (рис.13). Это более совершенный психрометр по сравнению со статическим психрометром Августа. Два ртутных термометра заключены в металлические трубки (металлический футляр), предохраняющий резервуары термометров от воздействия теплового излучения, через которые равномерно просасывается исследуемый воздух с помощью вентилятора (аспирационного устройства), находящегося в верхней части прибора. Такое устройство обеспечивает защиту резервуаров термометров от лучистой энергии, гарантирует постоянную скорость движения воздуха (4 м/с) вокруг термометров и вследствие просасывания значительной массы воздуха дает более точные показания, чем статический психрометр, определяющий влажность воздуха, находящегося лишь в непосредственной близости от прибора.

Рис.13. Аспирационный психрометр

А – металлические трубки, в которых

помещены резервуары термометров,

Б – термометры, В – аспиратор,

Г – предохранитель от ветра, Д – пипетка

для смачивания влажного термометра.

Резервуар влажного термометра в аспирационном психрометре, обернутый тонкой материей, перед каждым наблюдением смачивают дистиллированной водой, с помощью прилагаемой пипетки. Вентилятор заводят ключом и показания термометров отсчитывают на полном ходу вентилятора через 4 минуты работы летом и через 15 минут – зимой; в последнем случае вентилятор заводят дважды. При работе в свободной атмосфере с целью избежать влияния ветра на вентилятор надевают с наветренной стороны защитную пластинку.

Абсолютную влажностьвычисляют по формуле Шпрунга:

А = Е_вл– 0,5 (Т_с – Т_вл) · (В / 755),

где А – абсолютная влажность (в мм рт. ст. или г/м³); Е_вл– максимальное напряжение водяных паров при температуре влажного термометра (мм рт. ст. или г/ м³); 0,5 – постоянная величина ( психрометрический коэффициент); Т_с– температура сухого термометра, ⁰С; Т_вл– температура влажного термометра, ⁰С; В – барометрическое давление в момент исследования, мм рт. ст.; 755 – среднее барометрическое давление.

Расчеты относительной влажности воздуха, дефицита насыщения и точки росы производят так же, как и по статическому психрометру Августа.

При показаниях сухого и влажного термометров аспирационного психрометра для быстрого определения относительной влажности воздуха пользуются психрометрической таблицей для аспирационного психрометра или графиком, прилагаемым в инструкции прибора (рис. 14).

Рис. 14. Психрометрический график

Относительную влажность по психрометрическому графику устанавливают в следующем порядке: по вертикальным линиям отмечают показания сухого термометра, а по наклонным – влажного; на пересечении этих линий получают значение относительной влажности в процентах.

Параметры допустимой относительной влажности воздуха животноводческих помещений представлены в приложениях 1–6.

Для непосредственного определения относительной влажностиприменяют гигрометры - волосяные и пленочные, основанные на способности волоса или биологической пленки вследствие гигроскопичности увеличиваться в размере во влажной среде и уменьшаться в сухой.

Волосяной гигрометр(рис. 15) представляет собой металлическую рамку, посередине которой натянут в вертикальном направлении обезжиренный человеческий волос. Верхний конец волоса укреплен неподвижно, а нижний перекинут через блок и слегка натягивается небольшим грузиком. К блоку прикреплена стрелка, которая в зависимости от изменения длины волоса перемещается вдоль шкалы, устроенной горизонтально посередине металлической рамки и градуированной на проценты относительной влажности. При определении влажности в помещении гигрометр подвешивают на стене вдали от источников тепла. Показания гигрометра следует периодически проверять по аспирационному психрометру, так как чувствительность волоса со временем меняется.

Рис. 15. Гигрометр

Пленочный гигрометр представляет также металлическую рамку со шкалой и стрелкой, которая соединена с натянутой на металлический кружок биологической пленки, увеличение или сокращение пленки передается стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.

Гигрограф (рис.16). Прибор служит для регистрации непрерывных изменений относительной влажности и состоит из обезжиренного пучка человеческих волос (35-40 шт.) длиной около 20 см, натянутых на раму и закрепленных с обоих концов. В середине пучок оттянут при помощи крючка, соединенного с коленчатым рычагом и противовесом, обусловливающим определенную степень натяжения волос. При увеличении или уменьшении длины волос в зависимости от изменения относительной влажности происходит перемещение срединной точки пучка, что влечет за собой смещение коленчатого вала. Движения рычага передаются прикрепленной к нему стрелке с пером, вычерчивающим на ленте вращающего барабана кривую (гигрограмму) изменения относительной влажности воздуха. Регистрирующая часть прибора устроена так же, как у термографа и заключена в футляр. Перед работой укрепляют на барабане диаграммную ленту, заводят часовой механизм и заполняют перо специальными чернилами. Первоначально перо на ленте устанавливают при помощи регулировочного винта в соответствии с показаниями аспирационного психрометра.

Рис. 16. Гигрограф

Имеются также пленочные гигрографы, воспринимающей частью которых является биологическая пленка, натянутая на металлическое кольцо и соединенная с записывающей частью прибора посредством рычагов.

Контрольные вопросы. 1. В чем заключается гигиеническое значение влажности воздуха, и влияние влажности на организм животных? 2. Какие гигрометрические показатели характеризуют влажность воздуха? 3. Назовите приборы, которые применяются для определения и записи влажности воздуха. Порядок работы с ними. 4. Назовите нормативы относительной влажности воздуха в помещении для разных видов животных. 5. Какие мероприятия проводятся для обеспечения оптимального влажностного режима?

Дата добавления: 2021-04-07; просмотров: 804; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!