Как с помощью психрометра определить влажность воздуха. Как определить влажность воздуха с помощью психрометра: применение метода в промышленности

Что такое психрометр и как он работает. Какие виды психрометров существуют. Как правильно измерять влажность психрометром. Где применяются психрометры в промышленности. Почему важно контролировать влажность воздуха на производстве.

Что такое психрометр и принцип его работы

Психрометр — это прибор для измерения влажности воздуха, работающий на основе разницы показаний сухого и влажного термометров. Он состоит из двух одинаковых термометров, расположенных рядом. Резервуар одного из них обернут влажной тканью. При испарении воды с влажного термометра его показания понижаются за счет затрат тепла на испарение.

Разница показаний сухого и влажного термометров позволяет определить относительную влажность воздуха с помощью специальных психрометрических таблиц или формул. Чем суше воздух, тем интенсивнее испарение и больше разница показаний термометров.

Основные типы психрометров:

• Стационарный психрометр Августа
• Аспирационный психрометр Ассмана
• Пращевой психрометр

Как правильно измерять влажность психрометром

Для точного измерения влажности психрометром необходимо соблюдать следующие правила:

1. Разместить прибор в месте с хорошей циркуляцией воздуха
2. Смочить батист на влажном термометре дистиллированной водой
3. Подождать 3-5 минут для стабилизации показаний
4. Снять показания сухого и влажного термометров
5. Рассчитать относительную влажность по психрометрической таблице

При использовании аспирационного психрометра необходимо также обеспечить принудительную вентиляцию термометров с помощью встроенного вентилятора.

Применение психрометров в промышленности

Психрометры широко используются в различных отраслях промышленности для контроля и регулирования влажности воздуха. Основные сферы применения:

• Текстильная промышленность
• Производство бумаги
• Пищевая промышленность
• Деревообработка
• Фармацевтика
• Электронная промышленность

Точный контроль влажности необходим для обеспечения качества продукции, оптимизации технологических процессов и создания комфортных условий труда.

Важность контроля влажности в промышленности

Контроль влажности воздуха в производственных помещениях и технологических процессах критически важен по нескольким причинам:

• Влияет на качество и свойства материалов и готовой продукции
• Предотвращает коррозию оборудования
• Обеспечивает безопасность на производстве
• Позволяет оптимизировать энергозатраты
• Создает комфортные условия для работы персонала

Несоблюдение требуемого уровня влажности может привести к значительным экономическим потерям из-за брака и простоев оборудования.

Преимущества и недостатки психрометрического метода

Психрометрический метод измерения влажности имеет ряд достоинств и ограничений:

Преимущества:

• Простота конструкции приборов
• Невысокая стоимость
• Высокая точность измерений
• Возможность измерений в широком диапазоне температур

Недостатки:

• Необходимость обслуживания (смачивание термометра)
• Инерционность измерений
• Сложность автоматизации измерений
• Погрешности при отрицательных температурах

Несмотря на ограничения, психрометры остаются одним из самых распространенных средств контроля влажности в промышленности благодаря надежности и простоте эксплуатации.

Альтернативные методы измерения влажности

Помимо психрометрического метода, для измерения влажности воздуха применяются и другие технологии:

• Емкостные датчики влажности
• Резистивные гигрометры
• Оптические гигрометры
• Конденсационные гигрометры точки росы
• Сорбционные гигрометры

Выбор метода зависит от конкретных условий применения и требований к точности измерений. В некоторых случаях целесообразно комбинировать разные технологии для повышения достоверности результатов.

Особенности применения психрометров в различных отраслях

Разные отрасли промышленности предъявляют свои специфические требования к измерению и контролю влажности:

Текстильная промышленность:

Требуется поддержание постоянной влажности 60-65% для предотвращения накопления статического электричества и обеспечения эластичности волокон. Психрометры используются для непрерывного мониторинга влажности в цехах.

Деревообработка:

Контроль влажности необходим на всех этапах обработки древесины — от сушки до финишной отделки. Оптимальная влажность предотвращает деформацию и растрескивание изделий.

Пищевая промышленность:

Строгий контроль влажности критически важен при хранении сырья, производстве и упаковке продуктов питания. Психрометры применяются в холодильных камерах, на линиях упаковки, в складских помещениях.

Калибровка и обслуживание психрометров

Для обеспечения точности измерений психрометры нуждаются в регулярном обслуживании и калибровке:

1. Очистка термометров и резервуаров
2. Проверка целостности фитиля влажного термометра
3. Калибровка по эталонным растворам солей
4. Сравнение показаний с эталонным гигрометром
5. Замена дистиллированной воды

Периодичность обслуживания зависит от интенсивности использования и условий эксплуатации прибора. Как правило, калибровку проводят не реже одного раза в год.

Автоматизация измерений влажности в промышленности

Современные системы автоматизации производства требуют непрерывного контроля влажности в режиме реального времени. Для этого применяются:

• Цифровые психрометры с автоматическим расчетом влажности
• Системы сбора и анализа данных о влажности
• Интеграция датчиков влажности в АСУ ТП
• Автоматическое управление системами увлажнения/осушения

Автоматизация позволяет оперативно реагировать на изменения влажности и поддерживать ее в заданных пределах без участия оператора.

Психрометры. Измерение влажности, температуры, микровлажности, определение точки росы.

Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.

Влажность воздуха — важный показатель, от которого зависит нормальная жизнедеятельность организма. Любые колебания этого параметра в большую или меньшую сторону могут привести к ухудшению самочувствия человека и стать причиной частых заболеваний, сухости в носу, слезоточивости глаз, повышения артериального давления и т.д.

Кроме того, влажность влияет на бесперебойное функционирование техники, поскольку большинство приборов настроены под определенные показатели. Также

влажность важна в некоторых промышленных и торговых сферах, в которых многие материалы (бумага, ткани, пластмассы, овощи, фрукты и т.д.) являются гигроскопичными, то есть обладают способностью менять свои свойства в сухом воздухе.

Влагосодержание в газе — параметр, играющий значительную роль для обеспечения качества и необходимых характеристик высокотехнологичных технических и промышленных процессов.

Температура точки росы газа (точка росы) — значение температуры газа, при которой водяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически, становится насыщенным над плоской поверхностью воды.

Точка росы — это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу.

В строительстве согласно СП 50.13330.2012 п. Б.24

точка росы — температура, при которой начинается образование конденсата в воздухе с определённой температурой и относительной влажностью.

Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.

При значениях точки росы свыше 20 °C большинство людей чувствуют дискомфорт, воздух кажется душным; свыше 25 °C люди с болезнями сердца или дыхательных путей подвергаются опасности, — однако подобные значения наблюдаются крайне редко даже в тропических странах.

Точка росы воздуха — важнейший параметр при антикоррозионной защите, говорит о влажности и возможности конденсации. Если точка росы воздуха выше, чем температура подложки (субстрат, как правило, поверхность металла), то на подложке будет иметь место конденсация влаги. Значения точки росы в °C для ряда ситуаций определяют с помощью пращевого психрометра и специальных таблиц. Сначала определяют температуру воздуха, затем влажность, температуру подложки и с помощью таблицы Точки росы определяют температуру, при которой не рекомендуется наносить покрытия на поверхность.

   

М-34М психрометр аспирационный электрический для определения относительной влажности и температуры воздуха в наземных условиях в помещениях и на открытом воздухе Тип психометра: аспирационный, психрометрический Диапазон измерений психометра: от -25 до 50°С (температура воздуха), от -10 до 50°С (температура «смоченного» термометра), от 10 до 100% (отн. влажность воздуха) Единицы измерения: °С, % Функция измерения точки росы: нет Питание: от сети 220 В, 50 Гц Габаритные размеры: 105х105х400 мм Масса психометра: 1,3 кг >>>Подробно

МВ-4-2М психрометр аспирационный механический для определения относительной влажности и температуры воздуха в наземных условиях в помещениях и на открытом воздухе Тип психометра: аспирационный, психрометрический Диапазон измерений психометра: от -25 до 50°С (температуры), от -10 до 50°С (температура «смоченного» термометра), от 10 до 100% (отн. влажности воздуха) Единицы измерения: °С, % Функция измерения точки росы: нет Габаритные размеры: 105х105х420 мм Масса психометра: 1,2 кг >>>Подробно

Доставка приборов осуществляется по территории Российской Федерации посредством транспортных компаний Деловые Линии и ЖелДорЭкспедиция, в отдельных случаях — службами доставки Даймекс или PONY EXPRESS.

На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Изготовителя.

Разработка урока физики в 8 классе по теме «Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха. Инструктаж по технике безопасности. Лабораторная работа № 3 « Измерение относительной влажности воздуха с помощью психрометра» | План-конспект урока по физике (8 класс) на тему:

Урок физики в 8 классе

Тема урока: Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха.  Инструктаж по технике безопасности. Лабораторная работа № 3 « Измерение относительной влажности воздуха с помощью психрометра»

Цели урока:

 образовательные — организовать деятельность учащихся по восприятию и осмыслению материала: влажность, относительная влажность, абсолютная влажность, точка росы, способы определения влажности воздуха;

развивающие — продолжить развитие логического и критического мышления, монологической речи, формирование навыков и культуры физического эксперимента, навыков самостоятельной работы с текстом;

воспитательные — воспитание умений работать в группе, коммуникативных способностей.

Тип урока: комбинированный урок.

Оборудование: таблица, психрометр, волосной гигрометр, психрометрическая таблица, оборудование на лабораторную работу.

Раздаточный материал: инструктивные карточки для выполнения лабораторной работы.

ХОД УРОКА:

I. Организационный момент

(подготовка учащихся  к уроку, установлении личного контакта учителя с учащимися)

Девиз урока

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух

И опыт, сын ошибок трудных

И гений парадоксов друг.   ( А.С. Пушкин)

Учитель: Как удивительно точно подметил поэт характер научной деятельности. Любому открытию предшествует опыт. На уроке мы попытаемся совершить пусть и маленькие, но самостоятельные открытия. Для этого необходимо быть внимательным, настойчивым. Я надеюсь, что вы справитесь, и всё у вас получится.

           А что ждете вы от урока? (ответы учащихся)

II. Актуализация опорных знаний

Учитель: на прошлых уроках мы познакомились  с процессами испарения, конденсации, кипением.

Фронтальная работа по проверке материала

— Напишите, согласны ли вы со следующими утверждениями (да/нет)

1. Испарением называют переход молекул из жидкости в пар (да)
2. Испарение происходит при температуре кипения (нет)
3. Если нет притока энергии извне, то  температура жидкости  при испарении понижается (да)
4. Вода, пролитая на пол, испаряется значительно медленнее, чем то же количество воды в стакане (нет)
5. Чем выше температура жидкости, тем испарение происходит медленнее (нет)
6. Конденсацией называется процесс перехода молекул из пара в жидкость (да)
7. Конденсация пара сопровождается выделением энергии (да)

—         проверка выполнения, обсуждение вопросов, вызвавших затруднения, подведение итогов (7 правильных ответов-«5», 5,6 ответов-«4», 4 ответа-«3», менее 4-х- «2»)

III. Сообщение темы и задач урока

На доске записаны слова:

Погода является величественнейшим спектаклем на Земле, в котором участвуют только 3 актера: солнечное излучение, атмосферный воздух, влага.

( фронтальная работа:  зачитываются слова, разбираются  понятия «излучение» (вид теплопередачи), «воздух» (состав атмосферы), «влага» (откуда берется влага в воздухе))

          Учитель: Урок мя посвятим одному актёру-влажности воздуха (учащиеся записывают тему урока)

IV. Изучение нового материала

1. Формирование понятий влажность воздуха, величин, характеризующих влажность воздуха: абсолютная влажность воздуха, относительная влажность воздуха, точка росы.

Учитель объясняет перечисленные понятия, учащиеся записывают в тетрадях, организуется работа с учебником (чтение определений).

2. Изучение приборов, с помощью которых можно определить влажность воздуха.

Учащиеся делятся на три группы, каждая из которых должна по учебнику рассмотреть устройство, принцип действия,  назначение, технику безопасности при использовании   приборов для определения влажности воздуха: конденсационный гигрометр, волосной гигрометр, психрометр. Затем учащиеся представляют отчет о проделанной работе, причём в работе участвуют все учащиеся.

( демонстрируют волосной гигрометр и психрометр, учащиеся в тетрадях записывают названия приборов)

3. Практическое применений знаний влажности воздуха

Сообщение ученика о важности знаний влажности воздуха при исследовании явлений в атмосфере, для некоторых видов производства, жизнедеятельности человека.

V. Применение знаний

1. Учитель объясняет правила определения относительной влажности воздуха с помощью психрометра и психрометрической таблицы. Учащиеся записывают алгоритм и проговаривают:

1. Измерить температуру воздуха в комнате (показания сухого термометра).

2. Измерьте показания влажного термометра.

3. Вычислите разность показаний сухого и влажного термометров.
4. Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность воздуха.

2. Отработка навыков определения влажности:

— под руководством учителя (24 и 28 0 С)

-с комментированием (18 и 240 С)

— самостоятельно (20 и 25 0С).

VI. Выполнение лабораторной работы

Учащиеся работают в парах, получают инструктивные карточки по выполнению лабораторной работы, учитель проводит инструктаж по технике безопасности при выполнении лабораторных работ.

Инструктивная карточка

Лабораторная работа № 3

Измерение относительной влажности воздуха с помощью психрометра

Цель работы: научиться пользоваться психрометром и психрометрической таблицей для вычисления относительной влажности воздуха.

Приборы и материалы: психрометр (один на класс), термометр, ткань, стакан с водой, психрометрическая таблица.

Указания к работе:

1.Измерьте температуру воздуха в комнате.

2.Резервуар термометра оберните куском ткани и слегка окуните в стакан с водой. Наблюдайте, как вследствие потерь тепла на испарение столбик термометра опускается. Измерьте показания влажного термометра.

3.Вычислите разность показаний сухого и влажного термометров.

4.Пользуясь психрометрической таблицей, определите относительную влажность воздуха.

5.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу.

№ п/п	Температура сухого термометра, tс, 0С	Температура влажного термометра, tвл, 0С	Разность показаний сухого и влажного термометров, t с-tвл, 0С	Относительная влажность, φ, %

VII. Итог урока

1.фронтальная работа по вопросам:

что называется влажностью воздуха?

какие величины характеризуют влажность воздуха?

с помощью каких приборов можно измерить влажность воздуха?

VIII. Домашнее задание

Обязательное: § 19, ответить на вопросы

По желанию: определить относительную влажность воздуха  в своей комнате.

IX.Рефлексия

С каким настроением я ухожу с урока?

Измерение влажности пращевым психрометром

Измерение влажности пращевым психрометром
Один из способов измерения влажности — а подвесной (качающийся) психрометр

Краткое обсуждение того, как можно попытаться измерить влажность (краткое потому что это тема, которая обычно усыпляет людей). Один один из способов — использовать пращу (нагляднее качели) психрометр.

Строп психрометр состоит из двух термометров установлены рядом. Один из них обычный термометр, другой покрыт мокрым кусок ткани. Чтобы сделать влажность измерения вы качаете психрометр вокруг на минуту или две, а затем прочитать температуры от двух термометров. Сухой термометр измеряет воздух температура.

Будет ли мокрый термометр теплее или холоднее или так же, как сухой термометр? Ты можете проверить это сами — зайдите на один из твои руки мокрые. Чувствуется ли это так же, как сухая рука? Вы можете дуть на обе руки для увеличения испарения влаги рука. Я думаю, ты найдешь мокрую руку чувствует себя холоднее. Это в основном то, что происходит с мокрым термометром.

Что вы можете сказать об относительной влажности в эти две ситуации ( вы можете считать воздух температура на обеих картинках одинаковая ) . Наиболее холодно вам будет в сухой день (левый рисунок указывает на сухой воздух). Испарительные охладители которые люди вроде меня используют в Тусоне летом, много работают лучше (более прохладно) в начале лета, когда воздух сухой. Как только в июле начинается грозовой сезон и воздух более влажный трудно охладить дом ниже 80 F (но к тому времени ты уже привык, и это не имеет значения много).

Вам становится холоднее, потому что для воды требуется энергия. испариться. Энергия в приведенных выше случаях исходит от твое тело. Когда ваше тело начинает терять энергию, вы холодно.

---

Вот куча деталей, которые вы можете прочитать, если вы так склонны. Моя цель что вы понимаете основной принцип слинга психрометр. Если вы не хотите беспокоиться о деталях перейти к резюме несколько фотографий дальше.

 

Вам нужно знать несколько вещей, чтобы понять следующие детали:
(1a) испарение – это процесс охлаждения
(1b) теплая вода испаряется быстрее, чем холодная вода (подумайте о дымящемся стакане горячего чая и стакане чая со льдом)

(2a) конденсация – это процесс нагревания
(2b) всякий раз, когда в воздуха будет некоторая конденсация, скорость конденсации зависит от количества водяного пара в воздухе

(3) эти два явления, испарение и конденсация, работать независимо друг от друга

Вот ситуация в день с низким относительным влажность.

На рисунке показано, что произойдет, когда вы начнете качать мокрую лампочку термометр. Вода начнет испаряться от мокрого куска ткани. Количество или скорость испарения будет зависеть от воды температура   Теплая вода испаряется быстрее, чем холодная вода.

Испарение показано синими стрелками, потому что это охладит термометр. Вода на влажный термометр начинается с 80 F и испаряется довольно быстро.

На рисунке вверху слева также показана одна стрелка конденсация. Сумма или скорость конденсации зависит от количества воды пар находится в воздухе вокруг термометр. В этом случае (низкий относительный влажность) водяного пара не много. стрелка конденсации оранжевая, потому что конденсация выделяет скрытую теплоту и нагревает термометр.
Потому что там больше испарения (4 стрелки), чем конденсация (1 стрелка) смоченный термометр термометр упадет. Как термометр охлаждает скорость испарения начнет уменьшаться. термометр будет продолжать остывать до тех пор, пока испарение уменьшилось настолько, что уравновешивает конденсацию.

ставки испарение и конденсация являются равный. температура будет сейчас оставаться постоянный.

рисунок ниже показывает ситуация на день с выше родственник влажность . Есть достаточно влага в воздух к предоставить 3 стрелы конденсация.

Скорость испарения остается неизменной, скорость конденсат выше. Скорость испарения выше, чем конденсация, но ненамного.



Там будет только немного остыть перед испарение уменьшается настолько, чтобы быть в баланс с конденсатом.

Вот резюме

Большая разница между сухая и влажная температуры означают относительную влажность низкий. А небольшая разница означает, что относительная влажность выше. Нет разница означает, что относительная влажность 100%.

Мы видели такие же отношения между RH и разница между температурой воздуха и точкой росы.

Индекс охлаждения и жары ветром

Из-за холода и ветра кажется холоднее, чем на самом деле является. Ветер Температура озноба говорит вам, насколько холоднее будет ощущаться ( термометр будет измерять одинаковую температуру на обоих штилях и ветреный день). Если ваше тело не в состоянии справиться с потери тепла, вы можете получить гипотермию и умереть.

Есть что-то подобное, связанное с теплом и влажность. Высокая температура и высокая влажность заставляют чувствовать себя жарче, чем есть на самом деле. Ваше тело пытается сохранять прохладу, вспотевший. Вам было бы жарко в сухой день при температуре 105 градусов по Фаренгейту. Вам будет еще жарче в день с температурой 105 F и высокой относительной влажностью. потому что твой пот не испарится как быстро . Индекс тепла измеряет, насколько жарче вы будете себя чувствовать. Сочетание тепла и высокая влажность представляет собой серьезную, потенциально смертельную погодную опасность потому что это может вызвать тепловой удар (гипертермия). Термометр (сухой термометр) будет измерять одну и ту же температуру 105 F на обоих сухой и влажный день.

Как работает психрометр?

Обновлено 20 мая 2020 г.

Автор: Amy Dusto

Психрометр — прибор для измерения влажности воздуха. Это достигается путем сравнения разницы температур между сухой колбой термометра и влажным термометром, который потерял часть своей влаги в результате испарения.

Использование психрометра

Психрометр — это устаревший тип гигрометра, представляющий собой устройство для измерения влажности. Он состоит из двух термометров: влажного и сухого. Сухой термометр измеряет температуру окружающего воздуха так же, как и любой бытовой термометр. Влажная груша покрыта тканью, обычно хлопчатобумажной, которую перед использованием необходимо смочить водой.

Когда смоченный термометр готов, ученый либо качает психрометр, либо оставляет его неподвижным, в зависимости от конструкции устройства, пока смоченный термометр не остынет до конечной температуры. Затем, зная разницу между влажной и сухой температурой и атмосферным давлением в своем месте, она может определить влажность воздуха.

Как работает психрометр?

Величина испарительного охлаждения смоченного термометра психрометра находится в прямой зависимости от количества влаги в воздухе. Более сухой воздух поглощает больше влаги из луковицы, что, в свою очередь, сильнее ее охлаждает. Влажный воздух не может поглощать столько воды из колбы, поэтому температура не меняется так сильно. Другими словами, чем меньше изменение температуры смоченного термометра, тем влажнее воздух.

Первые психрометры появились в 1600-х годах. Хотя дизайн этих устройств не сильно изменился, сегодня доступны и цифровые версии . Цифровое устройство может одновременно отображать множество сведений об атмосферных условиях, включая влажность, температуру воздуха, температуру поверхности и точку росы. Однако этим устройствам требуется от 20 до 30 минут для калибровки в соответствии с местными условиями перед использованием, а датчик смоченного термометра может высохнуть после длительного простоя.

Таким образом, старый добрый ручной психрометр не потерял своей привлекательности, несмотря на то, что от пользователя требуется немного больше беготни. После считывания температуры обоих термометров они должны обратиться к психрометрической диаграмме для окончательного показания влажности.

Психрометрические диаграммы

Психрометрические диаграммы позволяют ученым искать пересечение температур сухого и влажного термометров с психрометра, чтобы узнать о тепловых свойствах воздуха. Эта информация включает:

• Относительная влажность: насколько воздух близок к более желательной влажности.
  
• Точка росы: Температура, при которой влага, содержащаяся в воздухе, начинает конденсироваться.
• Энтальпия: Сколько тепла содержит воздух в единицах БТЕ на фунт сухого воздуха.
• Коэффициент влажности: Количество влаги в воздухе в фунтах на фунт сухого воздуха.
• Удельный объем: сколько места занимает воздух.
  

Бюро погоды Министерства сельского хозяйства США опубликовало свои первые таблицы психрометрических данных в 1900 году. Вместо того, чтобы показывать графики зависимости температуры от влажности, таблицы показывают числовые данные для каждой пары показаний. Пересмотренное издание таблиц 1915 года состояло из 87 страниц.

Кто использует психрометры?

Хотя сегодня психрометры несколько устарели, они все еще иногда используются для калибровки гигростатов, которые контролируют внутреннюю влажность в системах кондиционирования воздуха и отопления зданий.