Розрахунок швидкості руху і охолодних властивостей повітря

Зміст

Далі

Глосарій

Мета: Вивчити правила і методи роботи з анемометрами та кататермометрами.

Матеріали та обладнання: кататермометр циліндричний та кульковий; анемометр чашковий та крильчастий; електричний термоанемометр; секундомір; годинник із секундною стрілкою або секундомір; термометр, градуйований до 100 С; склянка із дистильованою водою; газовий пальник або електроплитка; марля.

Теоретичне обгрунтування для виконання завдання

Швидкість руху повітря в приміщеннях вимірюється відстанню пройденою його масою в одиницю часу і вимірюється в метрах за секунду, м/с.

Для створення оптимальних умов зоогігієнічними нормами передбачено підтримання в приміщеннях мінімальних швидкостей руху для молодняку 0,02-0,03 м/с, для дорослих тварин -0,2 м/с.

Влітку або взимку в опалювальних приміщеннях для відгодовуваних бугаїв, інколи у пташниках швидкість руху повітря збільшують до 0,5 - 1,0 м/с, а з метою охолодження тварин при температурі 31 - 32 °С - до 1,5 м/с.

1. Рух повітря впливає на тепловіддачу з поверхні тіла тварини (шкіри) шляхом конвекції. Чим швидший рух повітря тим більша тепловтрата.

2. Дія руху повітря на тварин залежить від його температури і вологості.

3. При низьких температурах повітряні потоки зумовлюють простудні хвороби у тварин, оскільки мають значну охолоджувальну силу.

4. Охолоджувальна сила повітря виражається у мілікалоріях на 1 см2 за секунду (мкал/см /с). 1 мкал/см2/с відповідає 36 ккал/ м2 /год (див. додаток) ( http://prodolzhatel.pp.ua/mikroklimat_v_svinarnikakh-3.html ).

1. Розрахунок швидкості руху

Визначення швидкості руху повітря проводиться за допомогою анемометра. Існують анемометри крильчасті і чашкові.

В крильчастих анемометрах основним робочим органом є алюмінієві крила, змонтовані у вигляді крильчатки (вентилятора) з кутом нахилу до площини 45º, закріплені перпендикулярно до осі. Крильчатка обрамлена широким металевим кільцем (рис. 1).

Рис. 1. Крильчастий ручний анемометр АСО-3

В чашковому анемометрі сприймаючою частиною є чотири порожнисті напівкулі (чашечки) із тонкої латуні, обернені випуклістю в одну сторону (рис.2).

Рис. 2. Крильчастий ручний анемометр АСО-3

Принцип роботи анемометрів. Принцип роботи анемометрів (крильчастого або чашкового) базується на сприйнятті робочим органом тиску повітряних мас, які рухаються прямолінійно, і перетворення його в обертальний рух. На шкалах приладів одержуєм показники в обертах.

Крильчастий анемометр дозволяє визначити швидкість руху від 0,3 до 5 м/с, а чашковий - від 1 до 20 м/с.

Правила роботи анемометрів:

1. Записують показники обертів шкал (в тисячах, сотнях, десятках, одиницях);

2. Вимкнути аретир і записати показання шкали лічильника. Встановити анемометр у точці дослідження вітроприймачем (вентилятором) на зустріч потоку.

3. Через 10-15 с одночасно на 1-2 хв. увімкнути аретир приладу і секундомір.

4. Одночасно вимкнути аретир і секундомір. Записати показання лічильника (на всіх трьох шкалах).

5. Визначити різницю в показаннях шкали лічильника, одержану величину поділити на час експозиції в секундах.

Розрахунок: У чашковому анемометрі дві поділки шкали лічильника відповідають швидкості руху повітря 1 м/с. До кожного крильчастого анемометра додають два графіка. За одним визначають швидкість руху повітря, менш ніж 1 м/с, а за другим швидкість руху повітря від 1 до 5 м/с. На вертикальній осі графіка знаходять число, яке відповідає числу поділок шкали лічильника анемометра за 1 с. Від цієї точки проводять горизонтальну лінію до точки перетину з лінією графіка, а із одержаної точки - вертикальну лінію до перетину із горизонтальною віссю. Точка перетину вертикалі і горизонтальною віссю вказую на швидкість руху повітря у метрах за 1 с. (м/с).

2. Розрахунок охолодних властивостей повітря

Визначення швидкості руху і охолоджувальних властивостей повітря проводять за допомогою кулькового і циліндричного кататермометра (рис.3).

Кульковий кататермометр застосовують для вимірювання малих швидкостей повітря від 0,05-1 м/с.

Шкала приладу градуйована в межах від 35 до 38 ºС у циліндричному і від 33 до 40ºC у кульковому.

Правила роботи приладу кататермометр:

1. Підігріти воду до 70-80º С, занурити в нього резервуар кататермометра і тримати його у воді (точно у вертикальному положенні) доти, доки спирт не займе 1/2-1/3 частину об'єму верхнього розширення.

2. Прилад вийняти з води, резервуар витерти насухо і підвісити кататермометр на штативні в зоні визначення швидкості руху повітря, резервуар охолоджується повітряними потоками і спирт, зменшуючись в об'ємі, опускається по капіляру.

3. Встановити, за який час спирт опуститься від мітки 38 до мітки 35 °С. Одночасно записати показання термометра. Процедури повторити три рази, після чого вирахувати середньоарифметичне значення часу охолодження (а).

Рис. 3. Кататермометри: а–кульковий; б–циліндричний;

4. Охолоджувальну силу повітря (Н) ката-індекс визначити за формулою:

H =

де Н - охолоджувальна сила повітря (ката-індекс), мкал/см 2/с;

Ф - фактор кататермометра;

а - час охолодження від 38 до 35 °С, с.

5. Встановити різницю між середньою температурою кататермометра і температурою повітря Q за формулою:

Q =

-T

де 1 - температура повітря.

6. Встановити відношення Н/Q .

7. Знаючи частку від ділення H\Q, за таблицею 1.8 (ст. 26 за Демчуком) визначити швидкість руху повітря.

8. При відсутності таблиці швидкість руху повітря (V) вираховують за формулою:

Цією формулою якщо частка відділення H\Q менша ніж 0,6.

Якщо частка від ділення H\Q становить 0,6 і більше, швидкість руху повітря визначають за формулою:

де 0,20; 0,40; 0,14; 0,49 - емпіричні коефіцієнти.

Для виміру швидкості руху повітря у виробничих умовах в межах від 0 до 5 м/с використовують також напівпровідниковий термоанемометр типу ЕА-1А і ЕА-2М (рис. 4).