2.Приборы для измерения малых скоростей движения воздуха и его охлаждающей способности.

Кататермометры (цилиндрический и шаровой) используют для определения малых скоростей движения воздуха и его охлаждающей способности (рис.11). Кататермометр показывает значение охлаждения прибора (катаиндекс), которое зависит от температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Если температура воздуха будет понижаться, а влажность и скорость движения увеличиваться, то и катаиндекс будет расти.

Рис. 11. Кататермометры:

а-цилиндрический

б- шаровой.

При высоких значениях охлаждающей способности воздуха животные ощущают холод, при низких — чрезмерное тепло.

Таким образом, с помощью кататермометра можно учесть суммарное воздействие трех важных факторов — температуры, влажности и скорости движения воздуха в различных комбинациях. Шаровой кататермометр применяют для измерения малых скоростей движения воздуха (0,048—2 м/с). Шкала кататермометра градуирована в пределах 33—40 ⁰С. Площадь спиртового резервуара 27,3 см².

Перед измерением резервуар прибора погружают в горячую воду (65—75 ⁰С) и ждут, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. При этом следят за тем, чтобы в капилляре и резервуаре не было пузырьков воздуха. Резервуар прибора вытирают досуха и подвешивают вертикально в исследуемом месте помещения. Кататермометр не должен качаться.

Затем начинают следить за охлаждением прибора и по секундомеру отмечают время, в течение которого столбик спирта опустился с 38 до 35 ⁰С.

3. Расчет скорости движения воздуха и значения охлаждения (катаиндекс, н):

Чтобы определить скорость движения воздуха по показаниям кататермометра, сначала вычисляют значение охлаждения (катаиндекс, Н) 1 см² поверхности его резервуара в 1 с по формуле:

H=F/t,

где F— фактор кататермометра (обозначен на обратной стороне прибора);

t — время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 ⁰С.

В том случае, когда наблюдают охлаждение кататермометра с 40 до 33 ⁰С, катаиндекс вычисляют по формуле:

H = ф(T₁-T₂)/t

где Ф=F/3

(Ф— константа кататермометра); T₁ и Т₂ — начальная и конечная температуры кататермометра при измерении; t — время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 ⁰С.

Во всех случаях необходимо проводить несколько (3—5) измерений подряд и вычислять среднее значение.

Для определения скорости движения воздуха нужно знать разность (Q) между средней температурой прибора (36,5 ⁰С) и средней температурой воздуха

Q = 36,5-(Т₁+Т₂)/2,

где Т, —температура воздуха в начале наблюдения, ⁰С;

Т₂—температура воздуха в конце наблюдения, ⁰С.

Затем определяют частное от деления H/Q и по таблице 3 находят соответствующие значения скорости воздуха (V).

Если H/Q меньше, чем 0,6, то скорость воздуха рассчитывают по следующей формуле:

V= (H/Q-0,20)/0,40

Если H/Q равно или больше, чем 0,6, то скорость воздуха рассчитывают по следующей формуле:

V= (H/Q-0,13)/0,47

Пример расчета. Известно, что столбик спирта опустился с 40 до 33 ⁰С в течение 3 мин 40 с (220 с). Средняя температура воздуха во время измерения составила (19,7 + + 19,9): 2 =19,8 ⁰С. Следовательно, Q= 36,5 - 19,8 = 16,7 ⁰С. Фактор кататермометра равен 645, тогда константа прибора будет равна

Ф = 645: 3 = 215.

Подставив числовые значения в формулу, вычисляют катаиндекс:

H= 215 (40 - 33): 220 = 6,84 мкал/см²/с

Значение H/Q =0,41.

По таблице 4 находят значение скорости движения воздуха (V), которая составит 0,18 м/с.

Таблица 4. Значения скорости движения воздуха по шаровому кататермометру

н/Q	V	Н/Q '	V	Н/Q |	V
0,33	0,048	0,50	0,44	0,67	1,27
0,34	0,062	0,51	0,48	0,68	1,31
0,35	0,077	0,52	0,52	0,69	1,35
0,36	0,09	0,53	0,57	0,70	1,39
0,37	0,11	0,54	0,62	0,71	1,43
0,38	0,12	0,55	0,68	0,72	1,48
0,39	0,14	0,56	0,73	0,73	1,52
0,40	0,16	0,57	0,80	0,74	1,57
0,41	0,18	0,58	0,88	0,75	1,60
0,42	0,20	0,59	0,97	0,76	1,65
0,43	0,22	0,60	1,00	0,77	1,70
0,44	0,25	0,61	1,03	0,78	1,75
0,45	0,27	0,62	1,07	0,79	1,79
0,46	0,30	0,63	1Л1	0,80	1,84
0,47	0,33	0,64	1Л5	0,81	1,89
0,48	0,36	0,65	1,19	0,82	1,94
0,49	0,40	0,66	1,22	0,83	2,03

Примечание. Скорость движения воздуха определяют по формуле Н/Q = А + BV/( 1 + К V), где при V не более 1 м/с А = 0,29, В = 0,903, K= 1,994 (постоянные значения); V> 1 м/с , А = 0,29, В = 0,366, К= 0,174 (постоянные значения).

Цилиндрический кататермометр отличается от шарового формой спиртового резервуара и его площадью (22,6 см²). Шкала прибора градуирована в пределах 35—38 ⁰С.

Последовательность при работе с этим прибором та же, что и с шаровым.

Пример расчета. Допустим, что столбик спирта опустился с 38 до 35 ⁰С в течение 1 мин 15 с (75 с). Средняя температура воздуха в месте нахождения прибора составила (19,5 + 19,7): 2 = 19,6 ⁰С. Следовательно, Q= 36,5 - 19,6 = 16,9 ⁰С. Фактор кататермометра равен 646, тогда Н= 646: 75 = 8,61 мкал/см²/с

H/Q= 8,61:16,9 = 0,51.

По таблице находим значение скорости движения воздуха, которая составит 0,48 м/с.