Зміст
Вологість повітря належить до параметрів, які напряму впливають на роботу промислового обладнання, точність технологічних процесів і ефективність систем охолодження. Виміряти її можна кількома способами, і психрометричний метод залишається одним із найточніших і найпростіших. У цій статті розглянемо, що таке психрометр, за яким принципом він працює, які види приладу існують і де його застосовують у промисловості.
Психрометр це: визначення і принцип роботи
Психрометр це прилад для вимірювання відносної вологості повітря, дія якого базується на різниці показань двох термометрів: сухого і змоченого. Сухий термометр показує звичайну температуру повітря. Резервуар змоченого термометра обгорнутий тканиною, попередньо змоченою водою. Волога з тканини випаровується і забирає тепло з поверхні резервуара, тому температура на змоченому термометрі завжди нижча за температуру сухого.
Що вимірює психрометр по суті: він фіксує різницю між цими двома температурами, психрометричну різницю. За нею з допомогою спеціальних таблиць, номограм або психрометричних діаграм визначають відносну вологість повітря у відсотках. Чим сухіше повітря, тим інтенсивніше випаровується волога з тканини і тим більша психрометрична різниця. У повітрі, насиченому вологою, випаровування практично зупиняється, і показання обох термометрів майже збігаються.
Сам процес випаровування, на якому базується робота приладу, детально розглянутий у статті «Що таке випаровування». А про те, які фактори визначають швидкість цього процесу і чому вона змінюється залежно від температури та вологості середовища, можна прочитати в матеріалі «Температура випаровування води».
Що вимірюють психрометром і для чого потрібні ці дані
Окрім відносної вологості, за показаннями психрометра розраховують низку інших параметрів повітря: температуру точки роси, вологовміст, парціальний тиск водяної пари та ентальпію вологого повітря. Ці величини потрібні інженерам для розрахунку систем вентиляції, кондиціювання, сушіння продукції та охолодження технологічної води.
Що вимірюють психрометром на конкретному об'єкті, залежить від задачі. На складах прилад допомагає контролювати вологість для збереження продукції. У виробничих цехах він потрібен для дотримання технологічних норм, зокрема у фармацевтиці та харчовій промисловості. У системах промислового охолодження психрометричні вимірювання використовують для розрахунку температури мокрого термометра, від якої залежить ефективність випарного охолодження в градирнях.
Основні типи психрометрів
На практиці використовують кілька конструкцій приладу, які відрізняються способом обдування змоченого термометра повітряним потоком.
Психрометр Августа складається з двох звичайних ртутних або спиртових термометрів, закріплених на спільній підставці. Резервуар одного з них обгорнутий батистом і з'єднаний з посудиною для води гнітом. Це найпростіша й найдешевша конструкція, але вона чутлива до руху повітря в приміщенні і дає менш точний результат.
Аспіраційний психрометр Ассмана обладнаний невеликим вентилятором, який примусово прокачує повітря повз обидва термометри з постійною швидкістю, а також захисним екраном від прямого теплового випромінювання. Завдяки цьому показання не залежать від протягів чи сонячних променів, тож прилад вважають одним із найточніших серед механічних психрометрів.
Пращ-психрометр, або обертальний психрометр, кріплять на рукоятці й розкручують вручну, щоб створити потік повітря навколо термометрів. Його зручно використовувати в польових умовах, де немає джерела живлення.
Електронні психрометри замінюють ртутні термометри цифровими датчиками температури і вологості, а результат виводять одразу на дисплей у готовому вигляді, без ручних розрахунків за таблицями. Такі прилади швидше показують результат і зручніші в щоденній експлуатації, хоча потребують періодичної повірки та заміни елементів живлення.
Переваги та обмеження психрометричного методу
Головна перевага психрометра перед іншими гігрометрами полягає в тому, що це фактично еталонний засіб вимірювання: він не потребує складного калібрування за окремим стандартом вологості, оскільки базується на прямому фізичному процесі випаровування. Конструкція проста, а вартість приладу, особливо механічного, невисока.
Разом з тим метод має і обмеження. Для коректних показань змочений термометр потребує стабільного обдуву повітрям, тому статичні конструкції без вентилятора чутливі до протягів і положення приладу в приміщенні. При температурах, близьких до нуля градусів, і при високій вологості повітря точність вимірювання знижується, оскільки випаровування сповільнюється. Також потрібно регулярно змінювати тканину гніта і стежити за чистотою води, інакше показання будуть спотворені.
Де застосовують психрометри
Психрометри використовують у метеорології для щоденних вимірювань вологості на метеостанціях, в агропромисловому комплексі для контролю мікроклімату теплиць і овочесховищ, у медицині та фармацевтиці для дотримання умов зберігання препаратів.
Окремий напрямок застосування, важливий для промислового охолодження, це розрахунок і контроль роботи градирень та чилерів з випарним охолодженням. Ефективність таких систем безпосередньо залежить від температури мокрого термометра навколишнього повітря, а її визначають саме психрометричним методом. Чим точніше виміряна вологість повітря на об'єкті, тим точніше можна підібрати потужність градирні чи чилера під реальні умови експлуатації.
Підбір чилера, градирні чи іншого обладнання для промислового охолодження залежить не лише від теплового навантаження, а й від кліматичних умов конкретного об'єкта, включно з вологістю повітря. Фахівці компанії «Термоком ВК» проконсультують щодо параметрів вашого виробництва і підберуть чилер, градирню чи інше велике обладнання, яке відповідатиме реальним умовам експлуатації. Звертайтеся, щоб отримати розрахунок і рекомендації під ваш об'єкт.
ПСИХРОМЕТР: ЧАСТІ ПИТАННЯ
Зібрали запитання, які найчастіше шукають про психрометр і вимірювання вологості повітря.
Психрометр — це прилад для вимірювання відносної вологості повітря. Він складається з двох термометрів, сухого і змоченого водою: різниця їхніх показань і дозволяє визначити вологість за спеціальною таблицею чи діаграмою.
Гігрометр — загальна назва будь-якого приладу для вимірювання вологості, а психрометр — один із його різновидів, що визначає вологість непрямим способом, через різницю температур сухого і змоченого термометрів. Електронні гігрометри вимірюють вологість напряму, за допомогою датчика, без розрахунків за таблицею.
Резервуар одного термометра обгорнутий вологою тканиною. Вода з неї випаровується і забирає тепло з поверхні термометра, тому його показання завжди нижчі за показання звичайного, сухого термометра. Чим сухіше повітря навколо, тим інтенсивніше випаровування і тим більша різниця між двома температурами.
Для точного контролю в цеху краще підходить аспіраційний психрометр Ассмана, оскільки вентилятор і захисний екран роблять його показання незалежними від протягів та сонячного випромінювання. Для швидких польових вимірювань зручніший пращ-психрометр, а для щоденного моніторингу без ручних розрахунків, електронний психрометр з цифровим дисплеєм.
Ефективність випарного охолодження в градирнях безпосередньо залежить від температури мокрого термометра, яку визначають психрометричним методом. Чим точніше виміряна вологість повітря на об'єкті, тим точніше можна підібрати потужність градирні чи чилера під реальні умови експлуатації.
