2.2.3. Приборы и методика измерения подвижности воздуха

Для измерения подвижности воздуха используют кататермометры и электротермоанемометры.

Кататермометры применяются при температуре воздуха и окружающих поверхнос­тей не выше 29 С при отсутствии вблизи места исследования интенсивных тепловых излучений, вносящих большие погрешности в измерение. Кататермометр (рис. 1.6) представляет собой спиртовой тер­мометр с шаровым (цилиндрическим) резервуаром и капилляром, расширяющимся в верхней части. Шкала кататермометра градуирована в градусах (у шарового t = 33…40 С, у цилиндрического t = 35…38 С). В обоих случаях средняя точка шкалы составляет t = 36,5 С, т.е. равна температуре тела человека.

Рис.  1.6. Кататермометры а – шаровой; б – цилиндрический

Принцип действия кататермометра осно­ван на зависимости скорости охлаждения предварительно нагрето­го резервуара от скорости омывания его воздухом, т.е. подвижности воздуха.

Для измерения подвижности воздуха кататермометр нагревают в тёплой воде (t ~ 70С) или над парами кипящей воды, не касаясь её. Нагревание следует проводить осторожно, не допуская разрыва столбика спирта в капилляре ката­термометра. Нагревание заканчивают при заполнении спиртом поло­вины объёма верхнего расширения капилляра, после чего кататермометр тщательно вытирают насухо и подвешивают в месте исследования так, чтобы он не качался, а воздух свободно обтекал его поверх­ность.

Процесс измерения подвижности воздуха заключается в отсчёте (по секундомеру) интервала времени, в течение которого температура кататермометра снизится от t₁ до t₂ (по шкале кататермометра). Температуры t₁ и t₂ выбираются такими, чтобы выполнялось условие (t₁ + t₂) / 2 = 36,5 С.

Кроме того, измеряется температура воздуха в помещении в начале и в конце временного интервала определения подвижности воздуха (t_в1 и t_в2).

Подвижность воздуха вычисляется в следующей последовательности.

1. Определяется охлаждающая сила воздуха по формуле: ƒ= F/ t, где F – фактор (константа) конкретного экземпляра кататермометра (наносится на стержне прибора при тарировке), мкал/см²; t – время остывания кататермометра, с.

2. Определяется разность (∆Т,С) между средней температурой прибора во время измерений (36,5С) и средней температурой воздуха за это время.

3. Определяется отношение ƒ/∆Т и величина подвижности воздуха в помещении по формуле: , м/с (при ƒ/∆Т<0,6 для шарового кататермометра).

Для измерения скорости движения однонаправленных потоков воздуха в помещениях используют анемометры (крыльчатый и чашечный). Принцип действия анемометров основан на линейной зависимости скорости вращения рабочего органа (крыльчатки и крестовины с полушариями) от скорости движения воздуха.

Крыльчатый анемометр (рис. 1.7,а) предназначен для измерения скорости движения воздуха в диапазоне 0,3…5 м/с. Датчик прибора, воспри­нимающий движение воздуха, выполнен в виде лёгкой крыльчатки из алюминиевой фольги, насаженной на ось. Под напором движущегося воздуха крыльчатка вращается, а счётчик фиксирует число её оборотов. Для включения и выключения счётчика числа оборотов крыльчатки прибор снабжён арретиром (выключателем). Порог чувствительности анемомет­ра 0,3 м/с. Анемометр снабжён паспортом с индивидуальным тарировочным графиком (рис. 1.8) для перевода числа оборотов крыльчатки (делений счётчика) в единицу времени в скорость движения воздуха.

Измерение ско­рости движения воздуха анемометром ведётся в следующей последовательности:

1. Анемометр располагается так, чтобы плоскость вращения крыльчатки была перпендикулярна направлению движения воздуш­ного потока.

2. При выключенном счётчике записываются его показания (первый отсчёт).

3. По достижении устойчивого вращения крыльчатки включаются одновременно счётчик числа оборотов и секундомер.

4. Через 100 с одновременно выключаются счётчик и секундомер и записываются показания счётчика (второй отсчёт) и секундомера.

5. Определяется число оборотов (делений счётчика) за одну секунду.

6. По тарировочному графику определить скорость движения воздуха в м/с.

Чашечный анемометр (рис. 1.7,б) служит для измерения скорости движения воздуха в диапазоне 1…20 м/с, в условиях разнонаправленных (в горизонтальной плоскости) потоков воздуха, т.к. его показа­ния не зависят от направления воздушного потока. Порог чувстви­тельности чашечного анемометра 0,8 м/с.

Датчик прибора, воспри­нимающий движение воздуха, состоит из четырёх полых полушарий, насаженных на крестовину, вращающуюся вокруг вертикальной оси. Под напором движущегося воздуха крестовина с полушариями вращается, а счётчик фиксирует число её оборотов. Для включения и выключения счётчика числа оборотов крестовины с полушариями прибор снабжён арретиром (выключателем). Чашечный анемометр также снабжён паспортом с индивидуальным тарировочным графиком (см. рис. 1.8) для перевода числа оборотов крестовины с полушариями (делений счётчика) в единицу времени в скорость движения воздуха.

Рис. 1.7. Анемометры: а – крыльчатый; б – чашечный
	Рис. 1.8. Тарировочный график анемометра (пример)