Постоянная психрометра ассмана чему равна

Психрометр Асмана

В статье будет рассказано о том что такое психрометр Асмана. Что он позволяет измерять. Устройство аспирационного психрометра, его использование и применение. А также узнаете в чем принципиальное отличие от психрометра Августа.
Вы также можете посмотреть другие статьи. Например, «Психрометр Августа (стационарный психрометр)» или «Датчики измерения давления».

Психрометр Асмана (аспирационный психрометр) предназначается для измерения температуры и относительной влажности воздуха в наземных условиях (как в закрытых помещениях, так и на открытом воздухе).

Устройство психрометра асмана

Состоит прибор из двух ртутно-стеклянных термометров погруженных в специальные металлические трубки, открытые снизу и соединенные в верхней части в одну цилиндрическую трубку, и аспирационной головки. Внутри трубки также находится внутренняя трубка, в которой расположен ртутный резервуар термометра. Аспирационная головка предназначена для всасывания (аспирации) окружающего воздуха и подачи его к резервуарам термометров. Состоит она в свою очередь из пружинного заводного механизма с запуском ручного типа или от электродвигателя и вентилятора, помещенных в общий корпус. Во время работы вентилятора окружающий воздух всасывается, обдувает резервуары термометров, затем по воздуховоду поступает к вентилятору и выбрасывается наружу через специальные технологические отверстия в корпусе аспирационной головки.

Устройство психрометра основано на регистрации разности температуры сухого и смоченного термометров и зависимости этого соотношения от влажности окружающего воздуха. Температура окружающей среды регистрируется по показаниям сухого термометра, а влажность по показаниям обоих термометров и специальным психометрическим таблицам или формуле Шпрунга, отличающейся от формулы Реньо постоянным психометрическим коэффициентом, соответствующем постоянному потоку воздуха. Измерение влажности аспирационным психрометром Асмана производится через 3-5 минут после смачивания влажного термометра специальной пипеткой и включения вентилятора.

Формула Шпрунга

Психрометрическая таблица

Отличие от психрометра Августа

Основным отличием аспирационного психрометра (психрометра Асмана) от стационарного (психрометра Августа), несмотря на их кажущуюся похожесть, является проводимый в нем принудительный, активный обдув внешним воздухом резервуаров термометров, тогда как в станционном воздух поступает пассивно. Обдув производится с постоянной скоростью, что способствует высокой точности измерений.

Если вам понравилась статья нажмите на одну из кнопок ниже

Источник

Определение постоянной психрометра Ассмана

3. Определить дефицит влажности.

4. Осторожно (чтобы вода не попала на сухой термометр) смочив дистиллированной водой батист, которым обернут резервуар одного из термометров психрометра Ассмана, при помощи ключа завести часовой механизм вентилятора (4-5 оборотов ключа) и следить за показаниями термометров. При установившемся процессе испарения (через 4-5 минут) снять показания термометров, вентилятор при этом должен работать. По барометру определить атмосферное давление и рассчитать постоянную психрометра Ассмана.

5. Вычислить абсолютную и относительную погрешности измерений.

6. Результаты измерений и расчетов представить в виде таблицы:

Психрометрический гигрометр

, 0 С , 0 С , 0 СВ,%Р, мм.рт.ст. , D, мм.рт.ст.D,

Психрометр Ассмана

Контрольные вопросы:

1. Какой пар называется насыщенным?

2. Что такое абсолютная и относительная влажность?

3. Что такое дефицит влажности?

4. По величине упругости насыщенного водяного пара при 14 0 C, взятой из таблицы, определить значение плотности пара.

5. Оба термометра в психрометре Ассмана показывают одинаковую температуру. Какова относительная влажность воздуха?

6. Как изменится разность показаний сухого и влажного термометров в психрометре при понижении температуры воздуха, если абсолютная влажность остается неизменной?

Литература:

1. Фриш, С.Э. Курс общей физики: учебник: [в 3 т.]. Т. 1. Физические основы механики. Молекулярная физика. Колебания и волны / С.Э. Фриш. – 13-е изд., стер. – Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2009. – 480 с.: ил.

2. Савельев, И.В. Курс общей физики: учебное пособие для вузов [в 3 т.]. Т. 1. Механика. Молекулярная физика / И.В. Савельев. – 10-е изд., стер. – Санкт-Петербург [и др.]: Лань, 2008. – 432 с.: ил.

3. Трофимова, Т.И. Основы физики: учебное пособие: в 5 кн. Кн.2. Молекулярная физика. Термодинамика / Т.И. Трофимова. – Москва: Высшая школа, 2007. – 180 с.: ил.

4. Пронин, Б.В. Физика [Электронный ресурс]: учебник / Б.В. Пронин. – Москва: Издательство РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2012. – 445 с. – Режим доступа:

Источник

Что такое аспирационный психрометр

Влияние атмосферы на организмы людей и животных, растения, технику или неживые материалы, не ограничивается температурой. Не менее важной характеристикой служит и относительная влажность. Биологические существа, за исключением некоторых приспособившихся видов, плохо переносят повышенное или чересчур низкое количество водяных паров в воздухе. Страдает и техника, вместе с исходными материалами, из которых она изготовлена. Высокая влажность ускоряет процессы окисления механизмов и контактных площадок, приводит к замыканиям и изменениям в характеристиках работы электронных компонентов. Повышенная сухость, наоборот — вытягивает воду из смазок и технических жидкостей в движущихся частях, вызывает перегрев.

Кроме перечисленных взаимосвязей, не стоит забывать и о том, что насыщенность атмосферного воздуха влагой говорит о скором дожде или снегопаде. Резкое изменение характеристики предупреждает о последующей буре. То есть, зная текущие состояние насыщения парами воздуха, можно с высокой вероятностью предсказать последующую погоду.

Для определения текущего значения, используются специальные детекторы. Среди которых, наибольшее распространение получило устройство с названием — аспирационный психрометр Ассмана, по имени его изобретателя. Изначально прибор ориентирован целям определения показаний в моменты полетов на воздушном шаре. Со временем, точность измерений оценили и стали применять устройство повсеместно.

Что касается психрометра, — Ассман, не изобрел сам принцип его работы, а просто модифицировал существующий аппарат Августа (имя создателя) используемый в тех же целях. В последнем была проблема — получаемые показания искажались в зависимости от скорости воздушного потока, оббегающего чувствительные части измерителя. Разработка Ассмана позволила выровнять характеристику, выполняя действия по созданию непрерывного движения в одном темпе атмосферного газа вокруг компонентов прибора.

Описание устройства и вычисление влажности

Психрометр, как устройство в комплексе, представляет собой два градусника. Один из них взаимодействует своей чувствительной частью с воздушной средой напрямую, второй через смоченную жидкостью ткань. По разнице показаний между ними, используя формулу или специализированную таблицу и получают текущее значение относительной или абсолютной влажности воздуха. Аспирационный психрометр, отличается от классического, защитой обоих градусников и их чувствительных частей от переменного движения воздушных масс. С настоящей целью, измерители температуры накрыты пустотелыми стеклянными трубками, свободными для доступа воздуха понизу и соединенными в единый узел поверху. В получившееся закрытое внутреннее пространство, вентилятором или компрессором, нагнетается атмосферный воздух с постоянной скоростью 2 м/с (согласно стандарту).

Для определения значения абсолютной влажности, берут за основу информацию с сухого градусника t1, влажного t2 и текущее атмосферное давление B. Далее применяют формулу:

Вместо вычислений, чтобы получить относительную влажность в %, сравнивают показания аспирационного психрометра с соответствующим в специализированной таблице. Каждое из полученных значений от измерителя, соответствует определенному проценту количества водяных паров в атмосфере.

Погрешность к результату из таблицы и реальному состоянию атмосферы, не превышает и одного процента.

Физика работы

Принцип функционирования психрометра основан на затратах энергии при испарении жидкости. Физика процесса, подразумевает охлаждение поверхности, скрытой под влажным материалом, пока вода из него уходит в атмосферу. Чем выше изначальное количество паров жидкости в воздухе, тем медленнее сохнет покрытие чувствительной части градусника. Соответственно и охлаждение происходит дольше. При 100% влажности процесс стоит на месте и показания обоих измерителей температуры равны. Именно получаемая разница и служит основой вычисления, текущего количества паров жидкости в атмосфере.

Методы проверки аппарата

Существует три 100% симптома определяющих работоспособность аспирационного психрометра:

В сущности, есть еще одна часть аспирационного психрометра, которая может выйти из строя. Речь идет о двигателе или механизме вентилятора. Показания устройство будет продолжать давать в случае неисправности детали, но они будут не верными. Проверяется фактор по шуму, производимому аппаратом. Его отсутствие дает первое подозрение на поломку. Кроме того, если вентилятор работает, снизу и сверху психрометра ощущается ток воздуха. Последний хорошо виден, если поднести к прибору открытое пламя. Оно начнет колебаться под действием тяги создаваемой аспирационной головкой.

Комплект поставки

Устройство в своей основе используется для серьезных метеорологических измерений не только влажности воздуха на улице, но и контроля ее в помещениях производств. К последним, относятся такие критичные по требованиям к атмосферным водяным парам, как мукомольные предприятия, или заводы изготовляющие радиоэлектронные компоненты.

Перечисленное вынуждает производителей осуществлять единовременную поставку в комплектации всех необходимых частей нужных для ведения работы с прибором. Сюда относится и пипетка для заполнения колбы, заводной ключ (в случае механического вентилятора), а также весь необходимый крепеж аппарата. Обязательна и инструкция, вместе с таблицей соответствий.

Измерительный прибор, оснащается одним из двух видов вентиляторов, осуществляющих ток воздуха: механическим и электрическим. Для работы первого нужно выполнять завод пружины, второй использует ток бытовой сети питания 220 В. Несмотря на кажущуюся архаику механического — он предназначен для мест где нет подведенного электричества.

Методика измерений

Психрометр устанавливается на ровную поверхность или крепиться в вертикальном положении на опорные штанги. Высота размещения выбирается наиболее соответствующей глазам оператора. Колба для жидкости заполняется водой. После включается или заводиться аспирационная головка. Через 15–30 минут работы, в зависимости от модели аппарата, можно снимать первые показания. Процедура выполняется методом осмотра значений, определенных термометрами и расчета влажности согласно психометрической таблице или формуле.

По мере испарения жидкости из колбы ее уровень восполняют. Если измерения паров проводятся при температурах ниже нуля, проверяется их допуск в пределы от −25 до 50 °С.

Другие измерители влажности воздуха

Психрометр Августа и его вариант, предложенный Ассманом, не единственные существующие аппараты, измеряющие влажность воздуха. Сейчас больше распространены бытовые и профессиональные метеостанции, работающие на основе цифровых технологий. В них, текущая влажность измеряется специализированным датчиком, показания которого обрабатываются микроконтроллером для предоставления оператору-человеку или дальнейшего анализа. Возможности названых устройств, позволяют использовать их не только для контроля текущего количества водяных паров. Они, в зависимости от состояния атмосферы, способны запускать осушающее или увлажняющее воздух оборудование.

Для тех случаев, когда применение электрических метеостанций невозможно, используют иные механические гигрометры, не требующие постоянного обслуживания, как аппараты Августа или Ассмана. Физический принцип их действия — расширение или сжатие материалов в зависимости от текущего наличия водяных паров. К сожалению, точность показаний по такому детектору чуть ниже и составляет уже около 5%, в отличие от 1% даваемого аспирационными психрометрами.

Видео по теме

Источник

Определение влажности воздуха с помощью аспирационного психрометра Ассмана

Существенным недостатком психрометра Августа является его зависимость от скорости движения воздуха, которая влияет на интенсивность испарения, а значит и на охлаждение влажного термометра прибора.

В психрометра Ассмана (рис. 6.2-б) этот недостаток ликвидирован за счет вентилятора, который создает у резервуаров термометров постоянную скорость движения воздуха 4 м / сек, а потому его показатели не зависят от этой скорости в помещении или за ее пределами. Кроме этого, резервуары термометров этого психрометра защищены от радиационного тепла за счет отражающей цилиндров вокруг резервуаров психрометра.

С помощью пипетки смачивают батист влажного термометра аспирационного психрометра Ассмана, заводят пружину аспирационного устройства или включают в розетку электропровод психрометра с электровентилятором, после чего психрометр подвешивают на штатив в точке определения. Через 8-10 минут снимают показания сухого и влажного термометров.

Абсолютную влажность воздуха рассчитывают по формуле Шпрунга:

Относительную влажность определяют по формуле:

Р = А ×

Относительную влажность определяют и по Психрометрический таблицами для аспирационных психрометров.Значение относительной влажности находят в точке пересечения показателей сухого и влажного термометров, табл. 5.

Определение относительной влажности по данным психрометра Ассмана,%

Показатели сухого термометра, º С	Показатели влажного термометра, º С
2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0	11,0	12,0	13,0	14,0	15,0	16,0	17,0	18,0	19,0	20,0	21,0	22,0	23,0	24,0	25,0	26,0	27,0
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
21,0
22,0
23,0
24,0
25,0
26,0
27,0

Нормы относительной влажности в зоне жилых, общественных и административно-бытовых помещений(извлечение из СНиП 2.04.05-86)

Период года	Относительная влажность,%
Оптимальная	Допустимая
Теплый	30-60	65 *
Холодный и переходный	30-45

Нормы установлены для людей, находящихся в помещении более 2 часов непрерывно.

Дефицит насыщения (разница между максимальной и абсолютной влажностью воздуха) определяют по таблице насыщенных водяных паров от значения максимальной влажности воздуха при показаниях сухого термометра психрометра отнимают абсолютную влажность воздуха, рассчитанную по формулам Реньо или Шпрунга.

Точку росы (температуру, при которой абсолютная влажность воздуха становится максимальной) находят по той же таблице насыщенных водяных паров (табл. 3) в обратном направлении: по значениям абсолютной влажности находят температуру, при которой эта влажность будет максимальной.

Взаимозависимость различных показателей влажности воздуха см. на схеме рис. 6.3).

Рис. 6.3. Взаимозависимость различных показателей влажности воздуха

Суточные колебания температуры, влажности воздуха и атмосферного давления определяют с помощью, соответственно, термографа, гигрографов, барографа (рис. 6.4).

Рис. 6.4. Самозаписывающие метеорологические приборы.

Рис. 6.5. Електротермоанемометр

Атмосферное давление определяется с помощью барометра-анероида, шкала которого градуирована в мм рт.ст. (Рис. 6.6), или в килопаскалях.

Рис. 6.6. Барометр-анероид

6 Материалы методического обеспечения занятия.

1 Назовите прибор, который используется для определения температуры воздуха:

2 Назовите прибор, который используется для определения влажности воздуха:

3 Параметры, которыми характеризуют микроклимат, кроме:

A. Радиационный фон

B. Влажность воздуха

C. Температура воздуха

D. Давление воздуха

E. Скорость движения воздуха

4 Назовите основные типы микроклимата:

A. Комфортный, дискомфортное нагревающий, дискомфортное охлаждающий

B. Эквивалентный, эквивалентно-эффективный

E. Дискомфортный индифферентный, дискомфортное спастического типа, дискомфортное гипоксического типа

5 Назовите приборы для определения радиационной температуры:

A. Шаровой черный термометр

B. Электрический термометр

C. Спиртовой термометр

E. Термометр с резервуаром

6 Назовите приборы для определения температуры стен:

A. Пристенный термометр с плоским спирально изогнутым резервуаром

B. Пристенный кататермометр

C. Пристенный электрический термограф

D. Спиртовой термометр

E. Универсальный шаровой термометр

7 Укажите, на каком физическом явлении основан принцип работы психрометр:

D. Повышение давленияПовишение давления

8 Назовите нормативные величины радиационной температуры для жилых помещений:

9 Повышение влажности при низкой температуре воздуха влияет на теплоотдачу организма путем:

A. усиления конвекции

B. уменьшения излучения

C. усиления испарения

D. ослабления излучения

E. ослабление испарения

10 Назовите существенный недостаток психрометр Августа:

A. Зависимость от скорости движения воздуха

B. Значительные погрешности измерения

C. Влияние антропотоксинов

D. Зависимость от температуры

E. Открытость термометров

6.2. Информацию, необходимую для формирования знаний-умений можно найти в учебниках: / предоставляются основные литературные источники с указанием страниц /:

Источник

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7т

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

И ПОСТОЯННОЙ ПСИХРОМЕТРА АССМАНА

Изучаются два метода измерения влажности воздуха и положенные в их основу физические явления.

, (1)

где — молярная масса водяного пара ( ),

— газовая постоянная.

. (2)

Давление и плотность насыщенного пара при различных температурах приведены в таблице 1. Отметим, что с ростом температуры максимальное значение абсолютной влажности возрастает. При достижении температуры кипения воды Т = 373,15К (t = 100°С) давление воздуха нормальное, давление насыщенного водяного пара = 1 атм. = 1,01×10 5 Па.

При понижении температуры излишки пара конденсируются, превращаясь в туман, росу. Это происходит при температуре t_т.р., называемой точкой росы, когда плотность водяных паров становится равной .

При отсутствии центров конденсации возможно перенасыщение пара. Однако такое состояние неустойчиво, т. е. метастабильно.

Относительная влажность r (%) равна отношению абсолютной влажности к ее максимальному значению Е при данной температуре, выраженному в процентах:

. (3)

. (4)

Измерение влажности воздуха. Приборы для измерения влажности воздуха называют гигрометрами и психрометрами. Точное значение абсолютной влажности определяют, пропуская определенный объем воздуха через трубку, содержащую вещество, поглощающее пары (хлористый кальций, фосфорный ангидрид).

Самые простые стрелочные гигрометры содержат нить из обезжиренного человеческого волоса, синтетического материала или органической пленки, которые сокращаются при увеличении влажности, что вызывает поворот стрелки прибора. Такой гигрометр удобен, но имеет большую погрешность измерений.

В данной работе для измерения влажности воздуха применяются два прибора: конденсационный гигрометр, позволяющий определить точку росы, и психрометр Ассмана.

Конденсационный гигрометр. Гигрометром служит полупроводниковый холодильник тип ТП-2М, основанный на эффекте Пельтье (рис. 1).

Основной частью гигрометра является медный цилиндр MЦ с хромированной и полированной верхней поверхностью. Его температура измеряется термометром Т. При включении гигрометра, когда его температура достигает температуры росы t1, на хромированной поверхности конденсируются капельки воды, и она мутнеет.

Температуру воздуха в непосредственной близости от поверхности цилиндра можно считать равной температуре поверхности.

После выключения гигрометра, при повышении температуры до t_2, вода испаряется, и поверхность снова становится блестящей. Потускнение цилиндра и возвращение блеска легко заметить на фоне полированного хромированного кольца ХК, которое остается при комнатной температуре. При проведении опыта между наблюдателем и гигрометром устанавливается стеклянный экран СЭ, препятствующий изменению влажности воздуха около МЦ от дыхания наблюдателя.

Психрометр Ассмана. Психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых жидкостных термометров. Для защиты от теплового излучения окружающих тел их резервуары помещены внутри открытых металлических двустенных трубочек. Резервуар одного из термометров обмотан батистом, который смачивается дистиллированной водой с помощью пипетки.

В верхней части прибора помещен вентилятор, обеспечивающий принудительную циркуляцию воздуха с постоянной скоростью у обоих термометров.

Сухой термометр психрометра показывает температуру окружающего воздуха , а влажный – температуру . Разность температур тем больше, чем меньше относительная влажность воздуха, так как тогда испарение воды происходит быстрее. При (соответствует состоянию насыщения пара) испарение воды у влажного термометра прекращается, и становится равной .

Тепловое равновесие резервуара влажного термометра достигается при равенстве количества теплоты, поступающего от протекающего воздуха, и количества теплоты, необходимого для испарения воды. За одну секунду воздух, обтекающий резервуар, отдает ему количество теплоты, пропорциональное разности температур и площади поверхности испарителя S:

, (6)

Испаряющаяся вода отнимает за одну секунду у резервуара количество теплоты:

, (7)

где — удельная теплота испарения воды при температуре , — масса воды, испарившейся за секунду. Эта масса пропорциональна разности между плотностью насыщенного пара при температуре и абсолютной влажностью воздуха , а также коэффициенту К, зависящему от скорости протекания воздуха и площади S и она обратно пропорциональна атмосферному давлению :

(8)

, (9)

где — постоянная психрометра, зависящая от его конструкции и температуры .

На основании психрометрической формулы составляются психрометрические таблицы для вычисления абсолютной и относительной влажности по показаниям сухого и влажного термометров (см. таблицу 2).

Постоянная психрометра может быть определена, если известна абсолютная влажность e, согласно формуле (9):

. (10)

1.Определить с помощью конденсационного гигрометра среднее значение температуры росы из трех измерений. Данные занести в таблицу А.

2. По таблице 1 определить значение плотности насыщенного пара при температуре росы (е) и при комнатной температуре (Е). Рассчитать значение относительной влажности r, используя формулу (3).

3. По таблице 1 определить парциальное давление р водяного пара.

1. Осторожно (чтобы вода не попала на сухой термометр) смочить дистиллированной водой батист, которым обернут резервуар одного из термометров психрометра, включить вентилятор. При использовании психрометра с часовым механизмом ключ последнего осторожно завести до отказа. При установившемся режиме испарения измерить пять раз температуры сухого (t₁) и влажного (t₂) термометров. Результаты занести в таблицу Б. Используя таблицу 2, определить значение относительной влажности воздуха r.

2. С помощью формулы (3) рассчитать значение абсолютной влажности е.

3. Определить атмосферное давление с помощью барометра и рассчитать постоянную психрометра А по формуле (10).

4. Вычислить погрешности измерений.

Часть I. Конденсационный гигрометр

№ п/п	t1, о С	t2, о С	tср, о С	е, г/м 3	to, о С	Е, г/м 3	r, %	p, Па
средн

Часть II. Психрометр Ассмана.

№ п/п	t1, о С	t2, о С	Dt, о С	r, %	e, г/м 3	A
средн	ХХХХ	ХХХХ

1. Сформулируйте основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов и уравнение Менделеева-Клапейрона. Какие термодинамические процессы описывают с помощью этого уравнения?

2. Что называют парциальным давлением? Сформулируйте и обоснуйте закон Дальтона.

3. Получите соотношение между парциальным давлением водяного пара p_вп и его плотностью е на базе уравнения Менделеева-Клапейрона.

4. Что такое насыщенный пар? Чему соответствует максимальное значение абсолютной влажности Е?

5. Какова связь между давлением насыщенного водяного пара и максимальным значением абсолютной влажности?

6. Что такое абсолютная и относительная влажность? Какова связь между ними?

7. Что такое «температура росы»?

8. Как определяют влажность воздуха с помощью компенсационного гигрометра?

9. Как определяют влажность воздуха с помощью психрометра Ассмана?

1. Трофимова Т.И. Курс физики. М.: Высш.шк., 1985, Гл.8, §§ 41-43.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. Кн.1. Механика·Молекулярная физика. М.: ”Наука”, 1989, Гл.9 §§ 61,62.

3. Практикум по общей физике. Под ред. проф. В.Ф.Ноздрева. М., «Просвещение», 1971, Гл.2, С.118.

Источник