МЕТОДИ ВИМIРЮВАНЬ ВОЛОГОСТI ПОВIТРЯ
М е т а р о б о т и: напрацювання навикiв визначення вологостi повiтря психрометричним та гiгрометричним методом.
Водяна пара, яка знаходиться в атмосфері, характеризує вологість повітря. Найбільша кількість її поступає в атмосферу при випаровуванні води з поверхней морів і океанів, менше - з поверхні озер, рік, вологого грунту, а також при випаровуванні води рослинами. Невелика кількість водяної пари надходить після випаровування з поверхні снігу та льодовиків, крапель води і кристалів льоду, які є в повітрі. Вмiст її в повiтрi змiнюється в великих межах.
Для характеристики вологості повітря використовують абсолютну вологість, пружність водяної пари, відносну вологість, дефіцит пружності водяної пари, точку роси.
Абсолютна вологiсть повітря"а", або щiльнiсть водяної пари це - кiлькiсть водяної пари в грамах, яка знаходиться в 1 м3 повiтря (г/м3).
Пружнiстю водяної пари"е", називається парцiальний тиск водяної пари повiтря, який є у ньому. Вимірюється вона мiлiбарами, а системі СІ - ньютонами: 1 мб = 100 Н/м2.
Між абсолютною вологiстю а в г/м3 i пружнiстю водяної пари повiтря е в мб існує залежність:
а = 0,81 е /1 + a t , ( г/м3 )
але коли е в мм рт.ст.інша залежність:
а = 1 , 06 е /1 + a t , ( г/м3 )
де - a коефіцієнт розширення газу (1/273 = 0,00366), t - температура повiтря в oС.
Мiж абсолютною вологiстю i парцiальним тиском iснує інше спiввiдношення:
|
|
|
а = 0,217 е / Т, г/м3
де е - парцiальний тиск водяної пари в гектопаскалях,
Т - температура в градусах Кельвiна.
Пружність водяної пари в повітрі може зростати до певної межі, яку називають насиченою пружністю E сух..(або тиском насиченої водяної пари, або максимальною пружністю водяної пари) (мм рт,.ст, мб,) .
Відносна вологiсть r - це вiдношення парцiального тиску водяної пари до тиску насиченої пари при данiй температурi (%):
r = ( е / E сух. ) 100 %.
Дефіцит пружності водяної пари d (м б , мм рт.ст) або, як його iнколи називають, недостача насичення - це рiзниця мiж тиском насиченої водяної пари (E) або максимальної пружностi водяної пари i парцiальним тиском водяної пари або пружнiстю водяної пари (e), який є в повітрі при даній температурі:
d = E сух. - e .
Точка роси ( t р ) - температура, при якiй водяна пара, яка мiститься в повiтрi при даному атмосферному тиску стає насиченою (відносно плоскої поверхні чистої води чи льоду). Точка роси є завжди характеристикою вологостi повiтря, а не його термiчного режиму. Визначається точка роси за значенням парцiального тиску водяної пари i за допомогою психрометричних таблиць.
|
|
|
Точка iнiю (ti) - температура, при якiй водяна пара, що знаходиться в повiтрi при даному атмосферному тиску стає насиченою по вiдношенню до рiвної поверхнi чистого льоду. Конкретнiше, це точка роси в умовах мiнусових температур.
Дефiцит точки роси D t р - рiзниця мiж температурою повiтря i точкою роси.
Методи вимірювання вологості повітря
Вологість повітря може бути виміряна декількома методами. Найпоширенiшими з них є психрометричний та гiгрометричний. Цi методи передбачають застосування таких приладiв як психрометри i волосянi гiгрометри.
Психрометричний метод. Вологість повітря визначається за різницею показів двох одинакових психрометричних термометрів - сухого і змоченого. З поверхні резервуара змоченого термометра проходить випаровування, яке залежить від вологості оточуючого повітря. Чим сухіше повітря, тим інтенсивніше випаровування з резервуара змоченого термометра і тим нижчі його покази порівняно з сухим термометром.
Визначення вологостi вираховують за психрометричною формулою:
е = E `в - A р ( t сух . - t в ) (1 + 0,00115 t в ),
де е - парцiальний тиск, E`в - тиск насиченої пари при данiй температурi випаровуючої поверхнi, A - психрометричний коефiцiент, який залежзить від швидкості вентиляції біля резервуара змоченого термометра; для станційного психрометра він дорівнює 0,0007947 град., для аспіраційного - 0,000662 град.; р - атмосферний тиск у мб; tс - температура повiтря ("сухий"), tв - температура випаровуючої поверхнi ("змочений" термометр).
|
|
|
Гігрометричний метод грунтується на використанні властивостей обезжиреного волоска людини змінювати свою довжину залежно від вологості оточуючого повітря.
Б у д о в а п р и л а д i в.
Для визначення вологості повітря психрометричним методом використовують станційний і аспіраційний психрометри, а гігрометричним - гігрометри. Для неперервної реєстрації вологості повітря застосовують гігрографи.
Станційний психрометрскладається з двох одинакових термометрiв, які розміщують поруч у психрометричній будці. Один (правий) вимiрює температуру тiла з якого вiдбувається випаровування (його називають "змоченим" термометром), другий (лівий) визначає температуру оточуючого повiтря (його називають "сухим" термометром). Резервуар змоченого термометра щільно обтягнутий батистом, нижній кінець якого знаходиться у скляночці з дистильованою водою. Склянку кріплять на штативі і верхній край його розміщують на віддалі 2-3 см від резервуара термометра для того, щоб був вільний повітряний обмін. У психрометрах застосовують такий батист, який піднімає воду на 7-8 см за 15 хв. Для визначення вологості повітря психрометри застосовують при температурі не нижче -10 о С.
|
|
|
Психрометр аспiрацiйний МВ-4М призначений для вимiрювання температури i вологостi повiтря в експедицiйних умовах. Аспіраційний психрометр за принципом дії подібний до станційного. Він також складається з двох однакових "сухого" i "змоченого" термометрiв, з резервуарами циліндричної форми. Термометри закріплені в оправі з трубки, яка роздвоюється на дві трубочки, планок і аспіратора. У трубках є внутрішні трубки, у яких вміщені резервуари термометрів. Трубки ізольовані пластмасовими кільцями. Верхнiй кiнець трубки з'єднаний з аспiратором, який всмоктує зовнiшнє повiтря через роздвоєну трубку тепло резервуарiв (таким чином виключається теплова дiя корпусу на термометри). Корпус аспiрацiйного психрометра полiрований i нiкельований задля уникання зайвого нагрiвання вiд сонячних променiв. Важливою частиною аспіратора є пружина, яку заводять ключем. Внаслідок роботи аспіратора довколо резервуарів темометрів створюється постійний потік повітря з швидкістю 2 м/с. Психрометр підвішують на гак. Для змочування батиста користуються гумовою грушею з скляною піпеткою і затискувачем.
Гiгрометр волосяний застосовується для визначення відносної вологості повітря і за температури нижче -10 0С є основним приладом для визначення цього показника. Прийомною частиною гігрометра є волосся, натягнуте на металічну раму. Стержень і стрілка закріплені на одній осі. Зміна довжини волоса внаслідок зміни вологості повітря викликає рух стрілки навколо осі, а вільного кінця - по шкалі. Шкала має 100 нерiвноцiнних поділок.
Гiгрограф волосяний М-21АС застосовується для безперервної реєстрації змін відносної вологості повітря. Прийомною його частиною є пучок знежиреного волосся, який закріплюється ебонітовими втулками на кронштейні. Передавальна частина гігрографа - система ричагів двох колінчастих валиків. Пучок волосся відтягнутий гачком, який з'єднаний з важелем. Той з'єднаний з двома важелями другого колінвалу. Другим важелем цього вала є стрілка з пером.
Реєструючою частиною гігрографа є барабан з годинниковим механізмом. На барабан намотана паперова стрічка, на якій паралельні горизонтальні лінії відповідають відносній вологості повітря у відсотках, вертикальні дуги - часу. Результати вимірів гігрографа порівнюють з показниками психрометра.
З а в д а н н я:
1. Ознайомлення з будовою, принципом роботи аспiрацiйного психрометра, гiгрометра i гiгрографа.
2. Засвоєння методики застосування цих приладiв i опрацювання результатiв спостережень.
П о р я д о к в и к он а н н я р о б о т и.
1. Аспіраційний психрометр виносять на місце спостережень зимою за 30 хв. влітку - за 15 хв. до початку вимірювань. Психрометр встановлюється з допомогою гачка-пiдвiсу, який вкручується в стовпчик таким чином, щоб резервуари термометрiв знаходились на висотi 2 м.
2. Дистильованою водою за допомогою гумової грушi змочують термометр, обв'язаний батистом за 4 хв. до вiдлiку.
3. Ключем заводять механiзм аспiратора, який в момент замiрiв повинен працювати повним ходом.
4. При виконаннi замiрiв спочатку потрiбно швидко вiдрахувати десятi частини градуса по "сухому" i "змоченому" термометрах, записати результати i тiльки пiсля цього вже вiдраховувати i записувати цiлi градуси. Данi записати в таблицю 1.
5. Визначають з допомогою психрометричних таблиць значення тиску насиченої водяної пари (Е`) i записують у таблицю 1.
6. Визначають величину атмосферного тиску на момент спостереження i записують у таблицю 1.
7. За допомогою запропонованих формул визначають значення е i r і заносять у таблицю 1.
8. За спрощеними психрометричними таблицями визначають значення вологостi i записують у таблицю.
1. Визначення характеристик вологостi повiтря.
Дата Місце спостережень
| tс, оС | t в, о С | Ес, мм | a , г/м3 | е , м б мм | d, мм | r , % формула, табл... гігром., гігрограф | t р, о С | D t р, о С |
О п р а ц ю в а н н я р е з у л ь т а т і в.
Привести послiдовнiсть i результати обрахункiв згiдно з запропонованими формулами.
Контрольн i запитання i задач i
1.Висотний хід, добові і річні зміни вологості повітря.
2. Вiдносна вологiсть повiтря в рiзних фiтоценозах.
3. Добовий та рiчний хiд вiдносної вологостi повiтря.
4. Вплив урбанiзацiї середовища на вiдносну вологiсть повiтря.
5. Вiдносна вологiсть повiтря i режим опадiв.
6. Абсолютна вологість повiтря і її значення для рослин.
7. Шляхи надходження водяної пари в атмосферу
8. Точка роси, її природа i значення.
9. Значення гiгрометричних параметрiв в метеорологiї та екологiї.
10.Вплив вологості повітря на ліс.
У з в і т і в и к л а д а ю т ь:
1. Теоретичне поняття вiдносної вологостi повiтря.
2. Опис принципiв роботи i методики використання стацiонарного
психрометра, волосяного гiгрометра та гiгрографа.
3. Результати вимiрювань вiдносної вологостi повiтря .
4. Висновки.
Додаток 1
Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 596; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!