室內(nèi)氣象條件的測定(空氣調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn))

1、室內(nèi)氣象測定實(shí)驗(yàn)講義一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康目諝庹{(diào)節(jié)的任務(wù)在于,采用人工的方法,創(chuàng)造并保持一種能滿足人的健康舒適要求以及滿足生產(chǎn)過程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)要求的空氣環(huán)境。這種空氣環(huán)境是指室內(nèi)空氣溫度、空氣相對濕度、空氣流動速度、人體周圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面及其它物體的表面溫度和空氣的清潔度等。通常把影響人的冷熱感覺和舒適感的前面四個因素稱謂氣象條件,而空氣的氣象條件是可以用各種儀表加以測量的。本實(shí)驗(yàn)的目的,就是要學(xué)會掌握這些儀表的基本特性和空氣參數(shù)的測定方法。以便對某一氣象條件作出正確的評價。同時,還要學(xué)會用動槽水銀氣壓表來測量大氣壓力的方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法(一、空氣溫度的測定用于測量室內(nèi)外空氣溫度的儀表種類很多。例如

2、:玻璃液體溫度計(jì)、雙金屬溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)和電阻溫度計(jì)等。本實(shí)驗(yàn)主要采用玻璃液體溫度計(jì)即水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)進(jìn)行測量。這種溫度計(jì)按其結(jié)構(gòu)主要有棒狀溫度計(jì)和內(nèi)標(biāo)式溫度計(jì)兩類。普通水銀溫度計(jì)的分度值有1、0.5、0.2等幾種,標(biāo)準(zhǔn)水銀溫度計(jì)的分度值有0.1、 0.01等。室內(nèi)空氣溫度通常在離地面1.5m高度上房間的中間位置處進(jìn)行測定,并將溫度讀數(shù)記錄下來。使用玻璃液體溫度計(jì)測量溫度時,應(yīng)注意下列各點(diǎn):1、讀數(shù)時手持溫度計(jì)的上端,使眼睛、刻度線和液面力求處在同一水平面上,若眼睛偏高,讀取數(shù)值將偏高;眼睛偏低,讀數(shù)將偏低。2、人體稍許離開溫度計(jì),不得用手去接觸溫度計(jì)的溫包,不要對著它呼吸。3、溫度

3、計(jì)放在測定地點(diǎn),需待液注穩(wěn)定后(一般需35分鐘方能進(jìn)行讀數(shù)。讀數(shù)時要盡量快。先讀小數(shù),后讀整數(shù),以防人體靠近時溫度上升產(chǎn)生讀數(shù)誤差。4、溫度計(jì)不應(yīng)放在受強(qiáng)烈輻射的地點(diǎn)進(jìn)行測量。雙金屬溫度計(jì)利用雙金屬片隨溫度變化而發(fā)生彎曲的特性,借助杠桿傳動系統(tǒng),使筆尖沿鐘筒上的記錄紙面移動,自動記錄下一天(日記型或一周(周記型時間內(nèi)空氣溫度的變化曲線。有關(guān)用熱電偶溫度計(jì)和電阻溫度計(jì)測量空氣溫度的方法,詳見“熱工儀表與自控”課程的實(shí)驗(yàn)。(二、氣相對濕度的測定測量空氣相對濕度的方法有多種。方法不同,測量儀表也不一樣,常見的測量儀表有:普通干濕球溫度計(jì),通風(fēng)干濕球溫度計(jì)、毛發(fā)濕度計(jì)等。1、普通干濕球溫度計(jì): 干球溫

4、度 計(jì)它是由兩支完全相同玻璃液體溫度計(jì)組成,一支溫包上什么也沒有叫干球溫度計(jì),另一支溫包上包有潮濕的紗布,紗布的下端浸在盛蒸餾水的小瓶里叫濕球溫度計(jì),如圖所示。如果被測空氣越干燥(相對濕度越小,濕球表面蒸發(fā)的水分就多,濕球溫度下降得也多,干濕球溫度差就越大;反之,如果被測空氣越潮濕(相對濕度越大,濕球表面蒸發(fā)的水分就少,濕球溫度的讀數(shù)就稍高,干濕球溫度差就越小,若是飽和空氣,干濕球溫度差就等于零。因此干濕球溫度計(jì)讀數(shù)的差值的大小是由空氣的相對濕度所決定的?？諝獾南鄬穸瓤砂聪率角蟮?= (P q /P q b 100%= P p b -A(t-t 2B /P q b 100%式中P q 被測空

5、氣中水蒸氣分壓力,N/m 2P p b 被測空氣干球溫度下的飽和水蒸氣分壓力,N/m2 P q b 被測空氣濕球溫度下的飽和水蒸氣分壓力,N/m 2A 干濕球溫度計(jì)的系數(shù),與溫度計(jì)構(gòu)造和濕球周圍空氣流速有關(guān)。若V=2.32.5m/s 時,則A=0.000658。V 空氣流過濕球表面的流速,m/s 。由上式可知,空氣的相對濕度是干球溫度、濕球溫度、空氣流速和大氣壓力的函數(shù),即=f (t,t 2,V,B實(shí)驗(yàn)證明,濕球周圍的空氣流速V2.5m/s 時, 濕球溫度讀數(shù)趨于穩(wěn)定,相對濕度的測量就較為準(zhǔn)確。根據(jù)普通干濕還需濕度計(jì)測得的干球溫度和濕球溫度讀數(shù),利用面板上的數(shù)或 V0.5m/s 編制的,查出相

6、對濕度值。這種儀器結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜,使用方便,但測量精度較差。2、通風(fēng)干濕球溫度計(jì)(又稱阿斯曼溫度計(jì)為了精確測量空氣的相對濕度,通常采用這種儀表。通風(fēng)干濕球溫度計(jì)是由干濕球溫度計(jì)和小風(fēng)扇組成的。根據(jù)驅(qū)動小風(fēng)扇的動力不同可分為手動和電動兩種類型。它的特點(diǎn)是,將兩支完全相同的1/10刻度的水銀溫度計(jì)裝在鍍鉻的金屬框內(nèi)。其水銀溫包則裝在雙層套管內(nèi)。在儀器的上部裝有一個用發(fā)條轉(zhuǎn)動(或小電機(jī)驅(qū)動的小風(fēng)扇。上緊發(fā)條(或接通電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)動,空氣從雙層套管吸入,使干、濕球溫包表面形成小于2.5m/s的空氣流速,然后吸入的空氣經(jīng)中間的金屬總管由小風(fēng)扇排出。由于水銀溫包處在雙層套管內(nèi),基本上不受周圍輻射熱的影響,

7、從而保證了測量精度。使用該儀器應(yīng)注意下列各點(diǎn):在夏季測量前15分鐘,冬季測量前至少30分鐘,將儀器懸掛在測量地點(diǎn),其目的是使儀器本身溫度與測量地點(diǎn)溫度相同。避免產(chǎn)生測量誤差,在夏季觀測前4分鐘,冬季觀測前15分鐘潤濕濕球溫包上的紗布。潤濕是用隨儀器帶來的橡皮球和移液管進(jìn)行的,將濕球溫包插入移液管23厘米。擠壓灌滿蒸餾水的橡皮球,待夜面上升到紗布即可。注意要將水濺到金屬管內(nèi)壁上,否則將帶來測量誤差。用鑰匙上緊發(fā)條(或接通電源,啟動小風(fēng)扇后約35分鐘就可讀溫度計(jì)的示值。在室外測量時,若風(fēng)速超過3m/s,必須將風(fēng)檔套在風(fēng)扇外殼的迎風(fēng)面上,以免影響儀器內(nèi)部的吸入風(fēng)速。3、毛發(fā)濕度計(jì)它是利用脫脂人發(fā)在周

8、圍空氣濕度發(fā)生變化時,其本身長度伸長或縮短的特性來測量空氣相對濕度的。毛發(fā)濕度計(jì)的型式很多,有單根毛發(fā)的,也有毛發(fā)束的。當(dāng)毛發(fā)因空氣中相對濕度的變化而伸長或縮短時,杠桿受到牽動,帶動指針沿著弧形刻度尺移動,即能指示空氣相對濕度的數(shù)值。毛發(fā)濕度計(jì)的性能不穩(wěn)定,使用時需經(jīng)常校正。同時惰性也比較大,因此不宜用于測定相對濕度變動較大的場合。使用毛發(fā)濕度計(jì)時,應(yīng)注意不能用手指觸摸毛發(fā),以免折斷。毛發(fā)臟污后,可用毛筆蘸蒸餾水洗刷。移動或搬運(yùn)儀器時,應(yīng)將毛發(fā)的杠桿松開,避免毛發(fā)震斷。此外,還有日記式毛發(fā)濕度計(jì),這種濕度計(jì)的構(gòu)造比較復(fù)雜,它的濕度感應(yīng)元件為脫脂毛發(fā)束,通過鐘筒機(jī)構(gòu)能夠自動記錄一天空氣相對濕度的

9、變化,若將自記溫度計(jì)和自記毛發(fā)濕度計(jì)組合在一起,便是自記溫度計(jì)和濕度計(jì)。(三、空氣流速的測定在空氣調(diào)節(jié)房間內(nèi),空氣的流動速度較小,其方向又不易確定。因此不宜用葉輪或轉(zhuǎn)杯風(fēng)速儀來測定,通常用熱球式電風(fēng)速儀來測量。QDF-6型熱球式數(shù)字風(fēng)速儀是一種便攜式、數(shù)字顯示直接物理量的儀器。本儀器結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、性能穩(wěn)定、操作維護(hù)方便?？梢詮V泛用于采暖、通風(fēng)、氣象、空氣調(diào)節(jié)等一切需要測定室內(nèi)外或者模型氣流速度的場合,是一種測量低風(fēng)速度的基本儀器。1、工作原理:熱球式風(fēng)速傳感器是一種旁熱式換能原理的傳感器,包括加熱和感溫兩部分。熱球-敏感元件的加熱絲,通過恒定的電流加熱,由于熱球體積甚小,熱容量很小,熱球內(nèi)

10、部溫度迅速上升,并與周圍氣體介質(zhì)迅速形成平衡,熱偶感受球內(nèi)溫度,輸出熱電勢,很明顯輸出電勢勢溫度的單值函數(shù)。靜態(tài)(即風(fēng)速為零時,熱球內(nèi)部溫度最高,熱偶的熱接點(diǎn)(位于熱球內(nèi)部與冷接點(diǎn)(位于熱偶絲電極柱上的溫度差最大,此時熱電偶的輸出電勢最大。當(dāng)有氣流流動時,氣流帶走熱量,使熱球溫度下降,于是,熱偶的輸出電勢變小;熱球溫度下降是和氣流流動帶走的熱量成一定的函數(shù)關(guān)系。這樣,就實(shí)現(xiàn)了非電量(氣流流速到電量(輸出電壓信號的轉(zhuǎn)換。熱球式風(fēng)速傳感器的輸出特性是非線性的,它的輸出電壓信號(mv與氣體流速(m/s之間的關(guān)系,可用函數(shù)Y=AX-b表示,傳感器的輸出信號經(jīng)放大器放大后,經(jīng)A/D變換、非線性處理,輸出

11、到數(shù)字顯示部分,數(shù)字表頭直接顯示出所測定的風(fēng)速值,計(jì)量單位為“米/秒”。2、使用方法:儀器通電前,先將風(fēng)速傳感器的電纜插頭插在四孔插座內(nèi),然后將測桿垂直向上放置,壓緊螺塞,使探頭封閉在測桿內(nèi)。開啟面板上的電源開關(guān),預(yù)熱3分鐘,數(shù)字表指示應(yīng)為00.001個字。測量:輕輕拉動測桿頂端的螺塞,使探頭露出并置于被測氣流中;此時要注意,探頭有機(jī)玻璃上的紅點(diǎn)一方一定要對準(zhǔn)風(fēng)向,這時數(shù)字表頭上的顯示值即為被測風(fēng)速值。(米/秒測量完畢后,關(guān)閉電源,同時將探頭密封在測桿內(nèi),以免損壞敏感元件-熱球,然后再取下測桿。保持:當(dāng)需要觀測某時刻的風(fēng)速穩(wěn)定值時,請按下“保持”按鈕;放開按鈕后儀器即可恢復(fù)原測試狀態(tài)。3、使用

12、熱球式電風(fēng)速儀時,應(yīng)注意以下幾點(diǎn):在風(fēng)速測定中,無論測桿如何放置(垂直向上、倒置或水平放置,探頭上的小紅點(diǎn)一邊必須面對風(fēng)向。儀器使用過程中,如果被測風(fēng)速比較穩(wěn)定,但表頭上顯示的風(fēng)速值變化較大,則應(yīng)關(guān)機(jī)檢查風(fēng)速傳感器。檢查風(fēng)速傳感器的方法是:關(guān)閉電源開關(guān),從面板上卸下傳感器電纜插頭,用萬用表合適的檔位測量插頭上四點(diǎn)之間的電阻值。具體見圖: 1、2之間為熱電偶;電阻約5歐姆,3、4之間為加熱絲;電阻約50歐姆。1、2和3、4之間的絕緣電阻應(yīng)大于2兆歐。如果測試的結(jié)果與以上數(shù)據(jù)不符,說明傳感器已經(jīng)損壞應(yīng)停止使用,找廠家修理。儀器內(nèi)部電路板的電器元件和可動器件,不得隨意更換和調(diào)整,以免損壞或造成測量誤

13、差加大。如熱球上有灰塵,可將探頭放在無水乙醇中輕輕擺動去掉粉塵,充分干燥后再使用;清洗過程中切不可使用毛刷或其他硬物,以免損壞熱球或改變熱球位置,影響測量準(zhǔn)確度。在充電時,充電器上的紅色燈亮說明充電正常,否則應(yīng)檢查插頭接線和插座接觸是否良好。在測量風(fēng)速時,配套使用的儀器主機(jī)與傳感器的“標(biāo)號”必須相同;絕對不能混淆,否則,將不能保證測量精度和引起儀器不能自動“回零”的故障。(四、大氣壓力的測定大氣壓力也是空氣的基本參數(shù)之一,大氣壓力不同時,空氣的狀態(tài)參數(shù)也要發(fā)生變化,大氣壓力通常是用空盒氣壓表測量。1、用途:DYM3型空盒氣壓表用于氣象臺站及其它有關(guān)部門用來測量大氣壓力。2、工作原理:DYM3型空盒氣壓表是由隨大氣壓力變化而產(chǎn)生軸向