2. Описание экспериментальной установки

Состояние влажного воздуха в большинстве случаев задаётся двумя параметрами: его температурой и относительной влажностью. Наиболее распространенным прибором для определения относительной влажности воздуха является «Психрометр Августа» (рис.4). Прибор имеет два ртутных термометра: сухой 1 и мокрый 2, чувствительная часть которого обёрнута батистом, смачиваемым водой из ёмкости 3.

Рис.4. Психрометр Августа:

1, 2 - ртутные термометры;

3 - ёмкость с водой;

4 - вентилятор

При этом сухой термометр показывает действительную температуру влажного воздуха, а мокрый с некоторой степенью приближения – теоретическую температуру мокрого термометра. Показания мокрого термометра тем ближе к теоретической температуре, чем больше скорость потока воздуха, обдувающего чувствительную часть термометра, так как при этом меньше сказывается приток тепла излучением и теплопроводностью. Поэтому психрометр снабжен специальным вентилятором, который создаёт поток воздуха со скоростью 2 м/с.

Привод вентилятора осуществляется при помощи наружного механизма 4. Когда начинает работать вентилятор, температура мокрого термометра вследствие испарения воды на его чувствительной части начнет понижаться.

Отсчет показаний по сухому и мокрому термометрам производится в момент, когда температура мокрого термометра достигнет минимума.

3. Порядок выполнения работы

3.1. Перед началом работы необходимо проверить наличие дистиллированной воды в чашечке под мокрым термометром.

Уровень воды в ёмкости должен находиться на расстоянии 30-40 мм от ртутного шарика мокрого термометра.

3.2. Замерить показания мокрого и сухого термометров при данных атмосферных условиях. С этой целью необходимо завести пружинный механизм центробежного вентилятора при помощи ключа.

Затем, когда установятся постоянные показания сухого и мокрого термометров, записать их в табл.2 наблюдений, необходимо также записать показания барометра.

Таблица 2

Результаты наблюдений

Барометрическое давление В, мм рт.ст	Температура сухого термометра t, ^0C	Температура мокрого термометра tм, ^0C

3.3. С помощью нагревательных элементов изменить температуру воздуха в шкафу и повторить измерения согласно п. 3.2 (число опытов задаётся преподавателем).

3.3. По разности температур между показаниями сухого и мокрого термометров определяется относительная влажность по психрометрической таблице, приложенной к психрометру Августа.

3.4. Выполнить необходимые расчеты:

3.4.1. Определить относительную влажность:

а) определение относительной влажности производится по формуле

где p_п – парциальное давление водяного пара, определяемое по формуле

(2.16)

где p_н^м – давление насыщенного водяного пара при температуре мокрого термометра (берётся из таблиц Вукаловича «Термодинамические свойства водяного пара» и прил.1); А – опытный коэффициент, А = 0,00089; t-t_м – разность показаний сухого и мокрого термометра психрометра (психрометрическая разность), ⁰С; В – барометрическое давление (должно быть подставлено в формулу в тех же единицах измерения, что и давление насыщенного водяного пара p_н); p_н – давление насыщенного водяного пара при температуре сухого термометра (берётся из таблиц Вукаловича и прил.1);

б) определить относительную влажности при помощи таблиц.

В таблице по температуре сухого термометра и психрометрической разности определить относительную влажность воздуха (см.п.3.3).

3.4.2. Определить абсолютную влажность воздуха:

по температуре сухого термометра и по парциальному давлению водяных паров воздуха определить удельный объём перегретого пара по таблицам Вукаловича «Термодинамические свойства водяного пара» и прил.2 и затем плотность, см.п.1.3.

3.4.3. Определить влагосодержание воздуха:

а) расчетное влагосодержание определяется по формуле (2.11):

б) табличное влагосодержания находится при помощи диаграммы:

при температуре влажного воздуха (показания сухого термометра) и относительной влажности по i-d диаграмме определяется влагосодержание (см.прил.3).

3.4.4. Определить энтальпию влажного воздуха:

а) расчетное определение энтальпии выполняется по (2.15):

б) табличное определение энтальпии при помощи диаграммы:

энтальпия влажного воздуха по диаграмме i-d так же, как и влагосодержание определяется по температуре влажного воздуха и относительной влажности. Полученные данные записываются в табл.3 результатов расчета (1 кал=4,1868 Дж).

Таблица 3

Результаты расчетов

Температура влажного воздуха	Психрометрическая разность температур	Относительная влажность		Абсолютная влажность	Влагосодержание		Энтальпия
		расчетная	табличная		расчетное	по диаграмме	расчетная	по диаграмме
t, ^0С	t- tм ^0С	р, %	т, %	, кг/м^3	dр, кг/кг	dд, кг/кг	iр, кДж/кг	iд, кДж/кг
…