Nedvességmérő

Pszikrométer ( más görög ψυχρός - hideg) is. Pszikrometriás higrométer - száraz és nedves hőmérőket tartalmazó készülék gázok , elsősorban levegő páratartalmának közvetett mérésére a nedvesített szilárd anyag hőmérsékletének csökkentésével - hőmérséklet- érzékelő ; a gáz páratartalmát pszichometriai képlet segítségével számítják ki a száraz és nedves hőmérők közötti hőmérsékletkülönbségből [1] .

Hogyan működik

A víz párolgása a lehűléshez vezet, minél nagyobb, annál alacsonyabb a vízzel érintkező levegő páratartalma. A léghőmérséklet (ezt a pszichometriában száraz bulb hőmérsékletnek nevezik ) és a víz felszíni rétegének ( nedves bulb hőmérsékletnek , vagy nedves hőmérsékletnek [2] vagy nedves hőmérsékletnek [3] ) különbségével meghatározható a levegő páratartalma. Ebben az esetben figyelembe kell venni azt a tényt, hogy az elpárolgott nedvesség a hőmérséklet-érzékelő közelében marad (például egy nedves folyadékhőmérő lombikjában ), helyileg növelve az ott lévő levegő páratartalmát. Ennek a hatásnak a kiküszöbölésére a páratartalom mérésénél aspirációt alkalmaznak , a hőmérőket a vizsgált gázzal (levegővel) fújják [4] .

A levegő relatív páratartalma , % , a levegő vízgőzzel való telítettségének mértékét tükrözi , és definíció szerint egyenlő a következővel: [5] [6] [7] [8] $\varphi$

{\displaystyle \varphi \equiv 100{\frac {d}{d_{s))))

ahol a levegő abszolút páratartalma ( a vízgőz részleges sűrűsége nedves levegőben [9] [10] , a levegőben lévő vízgőz tömegkoncentrációja [11] [12] ) száraz hőmérsékleten ; - a legmagasabb elérhető abszolút páratartalom, azaz a telített vízgőz sűrűsége hőmérsékleten [8] . $d$ $t$ ${\displaystyle d_{s))$ $t$

A vízgőzt ideális gáznak tekintve a sűrűségarányt helyettesíthetjük a nyomásaránnyal [9] [13] [14] és egy gyakran használt közelítő képletet kaphatunk, amely gyakorlatilag egyenértékű az előzővel [15] [16 ] ] [8] :

{\displaystyle \varphi =100{\frac {P}{P_{s))))

amelyben a vízgőz parciális nyomása a levegőben hőmérsékleten ; a telített vízgőz nyomása ezen a hőmérsékleten. A relatív páratartalom értéke 0-tól száraz levegő esetén 100%-ig telített levegő esetén változhat. $P$ $t$ ${\displaystyle P_{s))$

A levegő abszolút páratartalmának kiszámításához a Regnault képletet használják [6]

d=d_{w}-\alpha \cdot B\left(t-t_{w}\right)

amelyből a levegő hőmérséklethez viszonyított relatív páratartalmának kifejezése következik: $t$

\varphi =100\left({\frac {d_{w}}{d_{s}}}-\alpha \cdot B{\frac {t-t_{w}}{d_{s}}} \jobb)

Itt és a száraz, illetve a nedves hagymák hőmérséklete, °C ; - a telített vízgőz sűrűsége száraz hőmérő hőmérsékletén, g / m 3 ; - a telített vízgőz sűrűsége a nedves izzó hőmérsékletén, g / m 3 ; — légköri nyomás , Hgmm. Művészet. ; - a pszichometrikus együttható 0,00128 csendes levegőnél, 0,0011 mozgó levegőnél és 0,00074 szabad légkörnél [17] . A pszichometrikus együttható m/s légsebességtől való függését a Zworykin-képlet [18] adja meg : $t$ ${\displaystyle t_{w))$ ${\displaystyle d_{s))$ ${\displaystyle d_{w))$ $B$ $\alpha$ $\alpha$ $v$

\alpha =10^{-6}\left(593.1+{\frac {135.1}{\sqrt {v}}}+{\frac {48}{v}}\right)

Mivel a nedves izzó érzékelőjének hőmérséklete kisebb, mint a környezeti levegő hőmérséklete, kis helyi légmozgás van a közelében ( ), és a pszichometrikus együttható nem megy a végtelenbe, amint az a Zworykin-képletből következik , hanem egyenlő a véges érték felett [18] . $v\neq 0$ $v=0$

A pszichometrikus együttható számértéke a nyomásmértékegységek megválasztásától függ, ezért ebben a cikkben az egységesség kedvéért mindenhol egy rendszeren kívüli nyomásmértékegységet kellett alkalmazni - Hgmm. Művészet. , amelyeket azokban a forrásokban használnak, amelyekből az értékeket kölcsönözték . $\alpha$

Az alábbiakban adjuk meg a különböző légsebességekhez tartozó pszichometrikus együtthatók értékeit.

Pszikrometriai együtthatók különböző légsebességekhez

Légsebesség, m/s	Az Orvosi Enciklopédiában [19] / a Zworykin-képlet szerint [18] található pszichometriai együttható értéke [18]	A beltéri / kültéri mikroklíma jellemzői
0.13	0,00130 / 0,00134	nincs szellőzés / nyugalom
0.16	0,00120 / 0,00123	- / -
0,20	0,00110 / 0,00114	természetes szellőzés huzat nélkül / —
0.30	0,00100 / 0,00100	- / -
0,40	0,00090 / 0,00093	finom légmozgás / látszólagos szélhiány
0,50	— / 0,00088	- / -
0,60	— / 0,00085	- / -
0,80	0,00080 / 0,00080	- / enyhe szél
1.00	- / 0,00077	- / -
2.00	- / 0,00071	- / -
2.30	0,00070 / 0,00070	- / mérsékelt szél
3.00	0,00069 / 0,00069	- / -
4.00	0,00067 / 0,00067	- / erős szél
5.00	— / 0,00066	- / -

Aspirációs pszichrométereknél a levegő relatív páratartalmának számításakor a Shprung- képlet [20] használható, amelyet a Reno-képletből kapunk úgy, hogy az 5 m/s -os légsebességnek megfelelő pszichometrikus együttható értékét behelyettesítjük abba . A Shprung képletből egy kifejezés következik a levegő relatív páratartalmának kiszámítására meghatározott mozgási sebesség mellett:

\varphi =100\left({\frac {d_{w}}{d_{s}}}-0,000662\cdot B{\frac {t-t_{w}}{d_{s}} }\ jobb)

Az és értékek a referencia irodalomból [21] [22] származnak (a referenciaadatok gyakran nem a vízgőz sűrűségét jelzik, hanem annak reciprok értékét - a vízgőz fajlagos térfogatát [23] [24] [25] [26] telített vízgőz), online számológépekkel számítják ki [27] [28] , vagy feltételezve, hogy a vízgőz ideális gáz , az ideális gáz állapotegyenletével találjuk meg . Ez utóbbi esetben olyan arányt alkalmazunk, amely a telített vízgőz sűrűségét ( g/m 3 ) viszonyítja a parciális nyomásához, Hgmm. Művészet. , és hőmérséklet, °С [29] : ${\displaystyle d_{s))$ ${\displaystyle d_{w))$

d_{w}={\frac {288,97\cdot P_{w}}{273,15+t_{w}}}

d_{s}={\frac {288,97\cdot P_{s}}{273,15+t}}

és parciális nyomás, Hgmm. Művészet. , a °С -ban kifejezett levegőhőmérsékletre a módosított Buck-egyenlet alapján kerül kiszámításra, amely a Relatív páratartalom című cikkből származik, és eltér a Buck [30] Relatív páratartalom című cikkben megadott eredeti eredményétől :

P_{w}=4,5845\exp \left({\frac {t_{w}\left(18,678-{\frac {t_{w)){234,5}}\right)}{257,14+t_{w }}}\jobb)

P_{s}=4,5845\exp \left({\frac {t\left(18,678-{\frac {t}{234,5}}\jobbra)}{257,14+t}}\jobbra)

Szükség esetén a relatív páratartalom értékekből megkeresheti a levegő abszolút páratartalmát [31] [27] , valamint a harmatpont hőmérsékletét egy online számológép [32] segítségével, vagy a Harmatpont című cikkben található képletek és táblázat segítségével. .

Eszköz

August legegyszerűbb statikus pszichrométere [5] [33] [17] két egyforma alkoholos hőmérőből áll, amelyek egymástól 4-5 cm [34] [17] távolságra helyezkednek el. Az egyik hőmérő a léghőmérséklet mérésére általános ( száraz hőmérő ), a másik pedig párásító berendezéssel rendelkezik: a nedves (nedves) hőmérő alkoholos lombikját 1-2 réteg szövettel ( batiszt , sifon , géz ) tekerjük be [33] ) szalag, amelynek egyik vége a vízzel töltött tartályban van [35] . Célszerű desztillált vagy extrém esetben forralt vizet használni a sók lerakódásának lassítására, ami a szalag hajszálereinek eltömődéséhez és gyors kiszáradásához vezet. A szövetnek a hőmérő lombikot nedvesítő képességét a levegő porossága is befolyásolja; a szövetet kicserélik, mivel elveszti higroszkóposságát [33] [36] . A kapilláris hatás miatt a szövet folyamatosan nedvesíti a hőmérő lombikot; A párásított hőmérő a nedvesség elpárolgása miatt lehűl. Száraz és nedves hőmérők leolvasását követően a levegő relatív páratartalmát pszichometriai táblázat [37] , vagy nomogram - pszichometriai grafikon (pszikrometriai diagram) [38] [39] alapján, vagy online számológép segítségével határozzák meg [ 37] . 40] . 100%-os relatív páratartalom mellett a víz egyáltalán nem párolog el, és mindkét hőmérő leolvasott értéke megegyezik [15] . A pontos mérések érdekében a légköri nyomás névlegestől való eltérése esetén vagy a pszichometriai táblázatból [41] kapott eredmények módosítását veszik figyelembe , vagy a Regno-képlet segítségével végeznek számítást. A pszichrométer kialakítása tartalmazhat egy ventilátort, amely mindkét hőmérő fölé levegőt fúj. A fúvási sebesség általában 0,5-2 m/s ; légcsatornába szerelt pszichométereknél a fúvási sebesség elérheti a 8 m/s -ot [36] . Minden pszichrométerhez tartozik egy pszichrometriai táblázat és/vagy grafikon [42] , amely figyelembe veszi egy adott műszersorozat jellemzőit, és úgy van kialakítva, hogy a relatív páratartalom mérésének legmegbízhatóbb eredményeit adja.

A pszichrométerek típusai

A modern, nem háztartási pszichométerek három kategóriába sorolhatók: állomás, aspirációs és távoli. Az állomási pszichométerekben a hőmérőket egy speciális állványra szerelik fel egy meteorológiai fülkében. Az állomási pszichométerek fő hátránya a párásított hőmérő leolvasásának a fülkében történő légáramlás sebességétől való függése. A főállomás pszichrométere az augusztusi pszichométer [43] .

Egy aspirációs pszichométerben (például Assman-féle pszichométerben [5] [44] [45] [43] ) az azonos higanyhőmérők egy speciális nikkelezett keretben vannak elhelyezve, amely megvédi őket a sérülésektől és a környező tárgyak hősugárzásától, ahol mechanikus vagy elektromos ventilátorral történő levegőszívás (leszívás) következtében állandó, körülbelül 2 m/s sebességgel fújja ki a vizsgált levegő áramlását . Munka előtt a nedves hőmérő szövetszalagját desztillált vízzel megnedvesítjük egy speciális pipettával, gumiburával; hosszú távú méréseknél a párásítás időszakosan megismétlődik [45] . A száraz és nedves hőmérők leolvasása után a relatív páratartalmat vagy a pszichometriai táblázat [46] , vagy a pszichometriai grafikon [47] [48] vagy a nomogram [49] alapján állapítják meg . A Meteorológiai Világszervezet az alábbi képlet [50] használatát javasolja , amely figyelembe veszi a légköri nyomás hatását, a levegő relatív páratartalmának kiszámításához az Assmann pszichrométerrel végzett mérések eredményei alapján :

\varphi ={\frac {100}{P_{s}}}\left[P_{w}-0,000653\cdot \left(1+0,000944\cdot t_{w}\right)\cdot B\cdot \left(t-t_{w}\right)\right]

Az ebben a kifejezésben szereplő nyomás mértékegységeinek kiválasztása (telített vízgőz nyomása száraz bura hőmérsékletén ), (telített vízgőz nyomása nedves bura hőmérsékletén ) és (atmoszférikus nyomás) önkényes; csak az a fontos, hogy mindhárom fent felsorolt mennyiséget azonos mértékegységekben fejezzük ki. ${\displaystyle P_{s))$ $t$ $P_{w}$ ${\displaystyle t_{w))$ $B$

Pozitív levegő hőmérsékleten az aspirációs pszichrométer a legmegbízhatóbb műszer a levegő hőmérsékletének és páratartalmának mérésére. A távoli pszichrométerekben általában az ellenálláshőmérőket használják a legpontosabb és legstabilabb eszközként.

Lásd még

Jegyzetek

↑ RMG 75-2014. Anyagok páratartalmának mérése. Kifejezések és meghatározások, 2015 , p. 6-7.
↑ Barmasov A. V., Kholmogorov V. E., Általános fizika tanfolyam természethasználóknak. Molekuláris fizika és termodinamika, 2009 , p. 427.
↑ Filonenko G.K., Lebedev P.D., Szárítóüzemek, 1952 , p. 214-216.
↑ RMG 75-2014. Anyagok páratartalmának mérése. Kifejezések és meghatározások, 2015 , p. 7.
↑ 1 2 3 Kochish I. I. et al., Practicum on zoohygiene, 2015 , p. 21.
↑ 1 2 Kuznetsov A. F. et al., Workshop az állatorvosi higiéniáról, állathigiéniáról és bioökológiáról, 2013 , p. 23.
↑ Khrustalev B.M. et al., Műszaki termodinamika, 1. rész, 2004 , p. 318.
↑ 1 2 3 Baer G.D., Műszaki termodinamika, 1977 , p. 266.
↑ 1 2 Aleshkevich V. A., Molekuláris fizika, 2016 , p. 168.
↑ G. D. Baer, Technical thermodynamics, 1977 , p. 265.
↑ Khrustalev B.M. et al., Műszaki termodinamika, 1. rész, 2004 , p. 314.
↑ Alabovsky A. N., Neduzhiy I. A., Műszaki termodinamika és hőátadás, 1990 , p. 75.
↑ Alexandrov N. E. et al., A termikus folyamatok és gépek elméletének alapjai, 1. rész, 2012 , p. 422.
↑ Alabovsky A. N., Neduzhiy I. A., Műszaki termodinamika és hőátadás, 1990 , p. 76.
↑ 1 2 Myakishev G. Ya. et al., Physics. 10. fokozat. Alapszint, 2014 , p. 233.
↑ Khrustalev B.M. et al., Műszaki termodinamika, 1. rész, 2004 , p. 318, 336.
↑ 1 2 3 Medvedsky V. A., Állathigiénia, 2005 , p. 22.
↑ 1 2 3 Filonenko G.K., Lebedev P.D., Szárítóberendezések, 1952 , p. 214.
↑ Gubernsky Yu. D., Orlova N. S. Psychrometer / Big Medical Encyclopedia 30 kötetben, 3. kiadás, 1983, 21. kötet . Letöltve: 2018. július 9. Az eredetiből archiválva : 2018. július 9. (határozatlan)
↑ Kuznetsov A.F. et al., Workshop az állategészségügyi higiéniáról, állathigiéniáról és bioökológiáról, 2013 , p. 25.
↑ Telített vízgőz sűrűsége különböző hőmérsékleteken.
↑ Telített vízgőz nyomása és sűrűsége.
↑ Zelentsov D.V., Műszaki termodinamika, 2012 , p. négy.
↑ Novikov I. I., Termodinamika, 2009 , p. 13.
↑ Murzakov V.V., A műszaki termodinamika alapjai, 1973 , p. 13.
↑ Vukalovich M.P., Novikov I.I., Termodinamika, 1972 , p. 13.
↑ 1 2 A levegő abszolút páratartalma és relatív páratartalma. Archivált : 2018. július 13. a Wayback Machine -nél Telített gőzhöz, %. $\varphi =100$
↑ Számológép: A telített gőz tulajdonságainak táblázata hőmérséklet szerint. Archivált : 2018. július 13., a Wayback Machine Nyomás Hgmm-ben abs , fajlagos térfogat m 3 /kg -ban .
↑ Khrustalev B.M. et al., Műszaki termodinamika, 1. rész, 2004 , p. 315.
↑ Arden L. Buck. Új egyenletek a gőznyomás és a fokozási tényező kiszámításához . Amerikai Meteorológiai Társaság (1981). (határozatlan)
↑ A relatív páratartalom átalakítása abszolútra.
↑ A harmatpont meghatározása. . Letöltve: 2018. július 13. Az eredetiből archiválva : 2018. július 13. (határozatlan)
↑ 1 2 3 Kuznetsov A.F. et al., Workshop az állatorvosi higiéniáról, állathigiéniáról és bioökológiáról, 2013 , p. 17.
↑ Kochish I. I. et al., Practicum on zoohygiene, 2015 , p. 19.
↑ Bukharova G. D., Molekuláris fizika és termodinamika, 2017 , p. 89.
↑ 1 2 Filonenko G.K., Lebedev P.D., Szárítóberendezések, 1952 , p. 215.
↑ Pszikrometriai táblázat.
↑ Pszikrometriás diagram az augusztusi statikus pszichométerhez és 745 Hgmm-es légnyomáshoz. Művészet.
↑ Pszikrometriás nomogram a nyugodt levegőért.
↑ A levegő páratartalmának meghatározása pszichrometriás módszerrel. Archivált 2018. július 13-án a Wayback Machine Online számológépen.
↑ Blyudov V.P. et al., General Heat Engineering, 1952 , p. 68.
↑ Medvedsky V.A., Állathigiénia, 2005 , p. 24.
↑ 1 2 Mik azok a pszichrométerek – Big Medical Encyclopedia . bigmeden.ru (2011. január 9.). Letöltve: 2019. május 31. Az eredetiből archiválva : 2012. február 8.. (Orosz)
↑ Kuznetsov A.F. et al., Workshop az állategészségügyi higiéniáról, állathigiéniáról és bioökológiáról, 2013 , p. 16.
↑ 1 2 Medvedsky V. A., Állathigiénia, 2005 , p. 28.
↑ A levegő relatív páratartalmának meghatározása az Assmann pszichrométer leolvasása alapján.
↑ Grafikon a levegő relatív páratartalmának meghatározásához az Assmann pszichrométerrel (függőleges vonal - száraz hőmérséklet, ferde vonal - nedves hőmérséklet).
↑ Pszikrometriás nomogram 5 m/s légsebességhez.
↑ Nomogram a levegő relatív páratartalmának meghatározásához az Assman pszichométer leolvasása alapján.
↑ Pszikrometriai képletek az Assmann pszichométerhez / WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation (WMO-No. 8, the CIMO Guide, 2014 edition, Frissítve 2017), p. 163. . Letöltve: 2018. július 13. Az eredetiből archiválva : 2018. július 13. (határozatlan)

Irodalom

Alabovsky A. N., Neduzhiy I. A. [www.libgen.io/book/index.php?md5=912B109BFC2B21750F57B92F97541760 Műszaki termodinamika és hőátadás]. - 3. kiadás, átdolgozva. és további - Kijev: Középiskola, 1990. - 256 p. — ISBN 5-11-001997-5 . (nem elérhető link)
Alexandrov N. E., Bogdanov A. I., Kostin K. I. et al . I. rész] / Szerk. N. I. Prokopenko. - M . : Binom. Tudáslaboratórium, 2012. - 561 p. - ISBN 978-5-9963-0833-0 . (nem elérhető link)
Aleshkevich V. A. Molekuláris fizika. - M. : Fizmatlit, 2016. - 308 p. — (Általános fizika egyetemi szak). — ISBN 978-5-9221-1696-1 .
Barmasov A.V., Kholmogorov V.E. Molekuláris fizika és termodinamika]. - Szentpétervár. : BHV-Pétervár, 2009. - 500 p. — (Oktatási irodalom egyetemek számára). — ISBN 978-5-94157-731-6 . Archivált : 2017. november 29. a Wayback Machine -nál
Blyudov V. P., Vyrubov D. N., Kornitsky S. Ya. et al . S. Ya. Kornitsky és Ya. M. Rubinshtein. - 2. kiadás, átdolgozva. és további - M. - L .: Gosenergoizdat , 1952. - 520 p. (nem elérhető link)
Bukharova GD Molekuláris fizika és termodinamika. A tanítás módja. - 2. kiadás - M. : Yurayt, 2017. - 221 p. — (Bachelor. Akadémiai kurzus. Modul). - ISBN 978-5-534-01570-6 .
Baer G.D. [download1.libgen.io/ads.php?md5=F54DE2B5B715C97EA3375A180801C390 Műszaki termodinamika]. — M .: Mir , 1977. — 519 p. (nem elérhető link)
Vukalovich M. P. , Novikov I. I. [www.libgen.io/book/index.php?md5=5A8604DA12A1051E58F7DE541E828E05 Termodinamika]. - M . : Mashinostroenie, 1972. - 671 p. (nem elérhető link)
Zelentsov D. V. [www.libgen.io/book/index.php?md5=912B109BFC2B21750F57B92F97541760 Műszaki termodinamika]. - Samara: Samara állam. építész.-épít. un-t, 2012. - 140 p. — ISBN 978-5-9585-0456-5 . (nem elérhető link)
Kochish I.I., Vinogradov P.N., Volchkova L.A. , Nesterov V.V. — 2. kiadás, javítva. és további - Szentpétervár. : Lan, 2015. - 428 p. - (Tankönyvek egyetemek számára. Szakirodalom). - ISBN 978-5-8114-1272-3 . (nem elérhető link)
Kuznyecov A. F., Rodin V. I., Svetlichkin V. V. et al . - Szentpétervár. : Lan, 2013. - 512 p. - (Tankönyvek egyetemek számára. Szakirodalom). - ISBN 978-5-8114-1497-0 . (nem elérhető link)
Medvedsky V. A. Állathigiénia . Könyvtár. - Minszk, 2005. - 566 p.
Murzakov V. V. [www.libgen.io/book/index.php?md5=1520FD674745F5543546798CF4B6211E A műszaki termodinamika alapjai]. — M .: Energia , 1973. — 304 p. (nem elérhető link)
Myakishev G. Ya., Bukhovtsev B. B., Sotsky N. N. [download1.libgen.io/ads.php?md5=2DF6FE958DA8202CD5312FF0FCD35F30 Fizika. 10. fokozat. Tankönyv oktatási szervezetek számára. Alapszint] / Szerk. prof. N. A. Parfentjeva. - M . : Oktatás, 2014. - 417 p. - (Klasszikus tanfolyam). - ISBN 978-5-09-028225-3 . (nem elérhető link)
Novikov I. I. [www.libgen.io/book/index.php?md5=2684B3A86FCFE2D892518443B7C52CFC Thermodynamics]. — 2. kiadás, javítva. - Szentpétervár. : Lan, 2009. - 590 p. - (Tankönyvek egyetemek számára. Szakirodalom). - ISBN 978-5-8114-0987-7 . (nem elérhető link)
Ajánlások az államközi szabványosításhoz RMG 75-2014. A mérések egységességét biztosító állami rendszer. Anyagok páratartalmának mérése. Kifejezések és meghatározások . - M. : Standartinform, 2015. - iv + 16 p.
Filonenko G.K., Lebedev P.D. [download1.libgen.io/ads.php?md5=A0C8BA65FACBBD98C1D8651EF4FB6955 szárítók]. - M. - L .: Gosenergoizdat , 1952. - 264 p. (nem elérhető link)
Khrustalev B.M., Nesenchuk A.P., Romanyuk V.N. [download1.libgen.io/ads.php?md5=A15813EB21990B8C9332AC6CC28179E8 Műszaki termodinamika. 2 részben. 1. rész]. - Minszk: Technoprint, 2004. - 487 p. — (Bachelor. Akadémiai kurzus. Modul). — ISBN 985-464-547-9 . (nem elérhető link)

Galéria

Assmann aspirációs pszichrométer
Az Assmann aspirációs pszichrométer vázlata

Linkek

Meteorológiai műszerek és műszerek