Методы определения влажности воздуха

Существует несколько методов определения абсолютной и относительной влажности воздуха. К приборам, с помощью которых измеряют влажность, относятся гигрометры и психрометры. Существуют гигрометры различных типов.

В весовом гигрометре используют свойства некоторых веществ например, хлористого кальция (СаCl₂)^, хорошо поглощать водянные пары из окружающей среды. С помощью насоса протягивают воздух через трубки, наполненные хлористым кальцием, который взвешивается до опыта и после его оканчания.

Определив изменение веса СаCl₂ и зная объем прошедшего воздуха, находят абсолютную влажность.

В электролитическом гигрометре используют свойство некоторых пленок менять свою электропроводность при изменении относительной влажности воздуха. Обычно применяется стеклянная трубка, покрытая водяным раствором хлористого лития. Точность такого гигрометра невелика, так как электропроводность пленки зависит также от температуры и, кроме того, меняется со временем.

В волосном гигрометре используют свойство обезжиренного человеческого волоса удлиняться при увеличении относительной влажности и укорачиваться при ее уменьшении. Как и электролитический, этот гигрометр требует время от времени повторной градировки, так как свойства волоса со временем меняются.

В конденсационном гигрометре используют для определения абсолютной влажности точку росы.

Понижая температуру в каком либо объеме, наблюдают появление росы на его стенках и по температуре, при которой она появляется, определяют абсолютную, а узнав ее, и относительную влажность Эти гигрометры наиболее точны и поэтому получили широкое распространение. Они являются абсолютными и могут служить для градировки электролитического и волосного гигрометров.

Психрометр состоит из двух одинаковых термометров, располженных рядом. Нижний конец одного из термометров обернут батистом. Если смочить батист водой, то при ее испарении понизится температура и самого термометра. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испарение, тем ниже температура влажного термометра. По разности температур сухого и влажного термометров можно определить абсолютную и относительную влажность воздуха. На практике пользуются психрометрами разных конструкций. Наиболее распространенным является аспирационный психрометр Ассмана.

Психрометр Ассмана состоит из двух одинаковых ртутных термометров 1 и 2 (рис. 1), закрепленных в специальной оправе 3. Резервуары термометров помещены в двойную трубчатую защиту с воздушной прослойкой. Каждый из термометров имеет шкалу с рабочей частью от 30⁰С до 50⁰С. Цене деления шкалы 0,2⁰С.

Двойная трубчатая защита резервуаров вместе с воздушной прослойкой предохраняет термометры от нагревания солнцем, для чего трубы никелируются и тщательно полируются. Трубки 5 с соединены с трубкой главного воздухопрововода, помещенной между термометрами и верхним концом сообщающейся с аспиратором 7. Аспиратор состоит из вентиляторного диска с часовым механизмом. Пружина заводится посредством ключа 8. Механизм аспиратора , закрытый калпаком 9, видена рис.1. Резервуар правого термометра обернут батитом и перед работой смачивается чистой дистиллированной водой при помощи пипетки, вводимой в трубку 4.

В психрометр Ассмана вращением вентилятора в прибор засасывается воздух, который обтекая резервуары термометров, проходит главным воздухопроводом к аспиратору и выбрасывается последним наружу через имеющиеся прорези. Скорость вращения вентилятора постоянна. Вода, которой смачивается резервуар обернутого батистом термометра, испаряется, в результате чего происходит охлаждение резервуара. Количество воды, испаряющейся в еденицу времени с поверхности батиста, зависит от степени насыщения водянными парами ~e, от барометрического давления H, от скорости движения воздуха , от поверхности батиста S, т.е. в единицу времени испаряется масса воды

где -коэффициент пропорциональности, зависящий от скорости воздуха; -давление паров воды, насыщающих пространство при температуре влажного термометра. Если скрытая теплота испарения, то на испарение массы воды требуется количество тепла

Очевидно, что температура воды, смачивающей батист, будет понижаться до тех пор, пока не наступит тепловое равновесие: уход тепла при испарении будет компенсироваться приходом тепла при нагревании мокрого батиста более теплым воздухом. Приход тепла в единицу времени пропорционален площади смоченной поверхности S, разности температур сухого и мокрого термометров

Когда наступит тепловое равновесие , температура мокрого термометра перестанет понижаться. Если , то

Отсюда

Так как скорость вращения вентилятора остается все время постоянной, то остается постоянной и скорость потока воздуха, следовательно,

Таким образом, измерив температуру обоих термометров, сухого и смоченного , барометрического давление Н ( опредеделяется по анероиду) и определив из табл. 1 (см. приложение)- можно вычислить абсолютную влажность воздуха:

Определение относительной влажности воздуха по психрометру Ассмана