Лабораторна робота №1

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

КОНТРОЛЬ ПАРАМЕТРІВ МІКРОКЛІМАТУ

Мета роботи: закріплення теоретичних знань з нормування параметрів мікроклімату, набуття практичних навичок вимірювання та оцінки температури, відносної вологості, рухливості повітря шкільних приміщень.

Прилади: психрометри: аспіраційний, статичний; гігрометр, термограф, кататермометр.

1.1 Загальні відомості

Метеорологічні умови виробничого середовища (температура, швидкість руху повітря й вологість) впливають на протікання життєвих процесів в організмі людини і є важливою характеристикою гігієнічних умов праці.

В організмі людини безперервно протікають окислювальні процеси, пов’язані з утворенням тепла. Разом з тим, безперервно здійснюється й віддача в оточуюче середовище. Сукупність процесів, які обумовлюють теплообмін між організмом людини й зовнішнім середовищем, у результаті якого температура тіла залишається приблизно на одному рівні, називається терморегуляцією. Віддача тепла в зовнішнє середовище відбувається шляхом конвекції, радіації й випаровування. При температурі середовища близько

20­­­­­­_­­­­°С тепловіддача здійснюється: шляхом конвекції – 31%, радіації – 43,7%, випаровування – 21,7%.

За високої температури повітря кровоносні судини шкіри розширюються, при цьому проходить переміщення крові в організмі до поверхні тіла, внаслідок чого тепловіддача збільшується. Починається посилене потовиділення, й частина тепла що відводиться збільшується.

Інакше реагує організм людини на зниження температури оточуючого середовища: кровоносні судини шкіри звужуються, швидкість протікання крові через шкіру зменшується, отже, зменшується й віддача тепла. Вологість повітря також є фактором, який впливає на терморегуляцію організму. Підвищення відносної вологості повітря в приміщенні (вище 85%) сповільнює терморегуляцію організму, оскільки віддача тепла шляхом випаровування буде вкрай зменшена.

Особливо несприятливі для терморегуляції організму умови настають у тому випадку, коли в приміщенні, поряд із підвищеною вологістю, підтримується й підвищена температура (вище 30°С). Порушення терморегуляції веде до тяжких наслідків: головокружіння, нудоти, теплового удару та ін.

Рух повітря сприяє тепловіддачі шляхом конвекції, покращує терморегуляцію в жаркому приміщенні, але є несприятливим фактором за низьких температур.

Для забезпечення сприятливих метеорологічних умов у виробничих приміщеннях (ДСН 3.3.6.042 - 99) встановлені єдині норми, які враховують ступінь важкості роботи та пору року (табл.Д.1).Зокрема для більшості шкільних приміщень за санітарними правилами і нормами (ДСанПіН 5.5.2.008-01) температура повітря повинна бути 17…20⁰С,вологость - 40…60%,рухомість повітря – до 0,1м/с(табл.1.1).

1.1.1 Прилади для вимірювання температури та вологості повітря

Температура повітря звичайно вимірюється термометрами. При вимірюванні температури вище 0°С перевагу слід надавати більш точним ртутним термометрам. Для вимірювання температури нижче 0°С рекомендуються спиртові термометри.

Для вимірювання температури і її запису на діаграмі використовуються термографи. Термограф складається з трьох частин: сприймаючої, передаючої й записуючої. Сприймаючою частиною звичайно є біметалева пластинка, один кінець якої жорстко прикріплений до корпусу приладу, а інший з’єднаний з системою важелів. При вимірюванні біметалева пластинка змінює свою

Рекомендовані параметри мікроклімату в приміщеннях шкіл

Таблиця1.1

№ п/п	Назва приміщень	Оптимальні параметри	Допустимі параметри
Температура повітря, С0	Відносна вологість повітря,%	Швидкість руху повітря, м/с	Температура повітря, С0	Відносна вологість повітря, %	Швидкість руху повітря, м/с
	Класи, аудиторії (загальні)	17-20 (20-23)	40-60	0,1	17	60 (75)	0,2
	Кабінети фізики (хімії)	17-20 (20-23)	40-60	0,1		60 (75)	0,2
	Майстерня з обробки металу	16-18 (18-21)	40-60	0,3		60 (65)	0,4
	Майстерня з обробки деревини	16-18 (18-21)	40-60	0,3		60 (65)	0,4
	Майстерня з обробки тканини	17-20 (20-23)	40-60	0,1	17	60 (75)	0,2

Примітка: в дужках параметри для теплої пори року.

довжину, а переміщення, яке здійснює при цьому вільний кінець пластинки, передаються системою важелів стрілці, яка здійснює відповідні переміщення відносно паперової стрічки на барабані. Записуюча частина термографа складається з барабана з годинниковим механізмом, паперової стрічки, шкали й пера.

Вологе повітря – це суміш повітря й водяної пари. Кількість водяної пари в повітря називають абсолютною вологістю Вимірюють абсолютну вологість кількістю водяної пари в грамах, що припадає на 1 кг сухого повітря - вологовміст d (г/м³) або за парціальним тиском водяний пари в повітрі Р_п (Па).

Чим вища температура повітря, тим вища його здатність тримати вологу у вигляді пари. Повітря, в якому міститься гранична можлива за даної температури кількість вологи, називають насиченим. Водяна пара, яка знаходиться у такому повітрі, буде насиченою. Для порівнянь вологого повітря відносно його насиченого стану використовують поняття відносної вологості (φ). Відносна вологість – відношення вмісту водяної пари у повітрі до його вмісту в насиченому повітрі за тієї ж температури.

1.1

де, Р_п – парціальний тиск водяний пари у повітрі, Па

Р_пн - парціальний тиск пари в насиченому повітрі при той самою температурі

повітря

а) б)

Мал.1.1. Психрометри: статичний (а), аспірацій ний (б).

1 – сухий термометр; 2 – мокрий термометр; 3 – резервуар

мокрого термометра; 4 – трубки – екрани,5 - вентилятор

При φ = 0% - повітря сухе, при φ = 100% – насичене (утворюється туман). Якщо вологе повітря охолоджувати (вміст вологи не змінюється - d сталий), то по досягненні деякої температури воно переходить в насичене. Ця температура отримала назву температура точки роси. Подібне явище часто спостерігається у природі: ранковий туман, роса.

Вологість повітря вимірюють психрометрами або гігрометрами. Психрометр аспіраційний складається з “сухого” й “мокрого” термометрів

ртутний резервуар останнього обмотаний тканиною і при вимірюванні змочується водою. Резервуари термометрів знаходяться в трубках, через які вентилятором засмоктується повітря. Вентилятор приводиться в рух пружиною або іншим механізмом. “Мокрий” термометр завдяки випаровуванню води з його поверхні показує меншу температуру за “сухий”. Різниця температур залежить від вологості повітря. Відносну вологість повітря визначають за показаннями “сухого” й “мокрого” термометрів при допомозі псіхрометричной

таблиці (табл.Д.4) або по розрахунку.

. Гігрограф волосяний служить для запису вимірювання вологості в часі. Він складається із сприймаючої частини, виконаної з пучка знежиреного волосся, барабана з годинниковим механізмом, стрічки, шкали й пера. Дія приладу ґрунтується на здатності людського волосся видовжуватись у вологому повітрі й скорочуватись у сухому.

1.1.2.Вимірювання швидкості руху повітря

Для вимірювання швидкості руху повітря застосовуються кататермометри та анемометри: крильчасті, чашкові й індукційні.

Мал..1.1.Анемометри:чашковий(а),індукційний (б), крильчастий(в).

1 – крильчатка; 2 – лічильний механізм.

Крильчастий анемометр АСО-3 застосовується для вимірювання швидкості руху повітря від 0,2 до 5 м/с, при більших швидкостях (від 1 до 20 м/с) – чашковий МС-13, при ще більших швидкостях – індукційні анемометри.

Анемометр АСО-3(мал..1.2) складається з крильчатки, лічильного механізму, дифузора й ручки. Крильчатка сполучається з лічильним механізмом за допомогою трубчастої вісі, яка обертається під дією вітру (повітря), передається через лічильний механізм на стрілку приладу.

Перед заміром аретиром вмикають лічильний механізм і записують початковий відлік по всіх трьох шкалах. Потім, не вмикаючи лічильного механізму, встановлюють прилад у потік так, щоб площина крильчатки була перпендикулярна напряму руху повітря, й витримують 10-15 с, після чого вмикають лічильний механізм й секундомір. По закінченні заміру лічильний механізм й секундомір вимикають одночасно й записують кінцевий відлік по трьох шкалах. Різниця відліків, поділена на час у секундах, дає число поділок за секунду, пропорційне швидкості руху повітря. Швидкість руху повітря визначається за знайденим числом поділок за секунду при допомозі графіку (паспорту), яким оснащений анемометр.

Швидкість повітря може бути визначена за допомогою кататермометра (мал1.3). Принцип дії приладу оснований на залежності швидкості охолодження тіл від швидкості повітря.

Для вимірювання необхідно нагріти кататермометр до 40-45⁰С, встановити його в точку виміру і виміряти час його охолодження від 40⁰ С до 33⁰ С.

Швидкість повітря обчислюється по залежності:

, м/с 1.2

де, k_тар – тарірувальний коефіцієнт – дається в паспорті кататермометра (1,55 х 10 ^–5);

Т₁, Т₂, Т_п – абсолютні температури, відповідно кататермометра на початку та в кінці охолодження і температура повітря, К;

∆ – час охолодження, с.

1.2. Хід роботи

1.Ознайомтесь з будовою психрометрів та інших приладів контролю параметрів.

2.Виміряйти параметри мікроклімату в трьох точках аудиторії (біля вікна, дверей, посеред аудиторії). Одержані результати занести в журнал спостережень (табл.1.1).

Журнал спостережень

Таблиця 1.1

№ п/п	Температура, С	Абс. вологість (Рп) Па	Відносна вологість, %	Баром. тиск, В, Па	Час охолод-ження ката-термо-метра	Швид-кість руху повітря, м/с
	мокрого термо-метра	сухого термо-метра	по розра-хунку	по табли-ці
Ср.
опт.		—		—	—
доп.		—		—	—

3.Визначить абсолютну вологість:

Р_п = Р_пн – А (t_c – t_м) В 1.3

де, Р_пн – тиск насичених парів води при t_м (табл. 5),Па;

А – психометричний коефіцієнт, А = 66,6 х 10 ^–5;

t_c, t_м – відповідно температури сухого і мокрого термометрів

аспіраційного психрометра, ⁰С;

В – барометричний тиск, Па.

4.Розрахунок відносной вологісті:

1.4

де, Р_пн – парціальний тиск водяної пари в насиченому вологому повітрі при тій же температурі (t_c),Па.

5.Визначити відносну вологість повітря за психрометричною таблицею (табл.4). Розходження розрахунків з таблицею не повинно перевищувати 5%.

6.Обчислити швидкість повітря в точках заміру (1.2) або за допомогою тарірувальной таблиці.

7.Знайти середні значення параметрів мікроклімату в аудиторії. Результати занести до таблиці.

10.Оцінити значення параметрів мікроклімату, порівнюючи їх з нормативними (табл.Д.1,Д2). Зробити висновки, дати рекомендації.

1.4. контрольні запитання

1. Перерахувати параметри мікроклімату й вказати їх вплив на людину.

2. Прилади для контролю параметрів мікроклімату, їх будова й проведення вимірювань.

3. Поняття абсолютної і відносної вологості.

4. Розрахунок абсолютної й відносної вологості.

5. Нормування параметрів мікроклімату у навчальних приміщеннях.

6. Способи підтримання оптимальних параметрів мікроклімату.