Определение относительной влажности по I - X диаграмме влажного воздуха

I-xдиаграмма влажного воздуха (рис. 2.3, а)) позволяет связать между собой тепло-влажностные характеристики воздуха. Интересно, что разработчиком этой широко применяемой при расчетах процессов обработки воздуха диаграммы является уроженец с. Сосновка Тамбовской области Л.К. Рамзин.

Для определения относительной влажности используются температура воздуха t и температура мокрого термометра t _м, представляющая собой температуру насыщения воздуха водяными парами в изобарно-адиабатических условиях, т.е. при постоянной энтальпии воздуха I (рис. 2.3, б))

 

 

Рис. 2.3 Диаграмма состояния влажного воздуха: а) общий вид

 

 

б)  Определение относительной влажности по диаграмме Рамзина (в примере t =20 ^оС, t _м =15 ^оС, φ=59%)

 

 

3. Скорость движения воздуха. Это осредненная по объему обслужи­ваемой зоны скорость движения воздуха.Обозначается буквойw. Измеряется в м/с. Для определения скорости используют анемометры:

 

                     а)                                      б)

 

Рис. 2.4 Приборы для измерения скорости движения воздуха: а) анемометр чашечный; б) анемометр крыльчатый цифровой

Линейная скорость движения воздуха определяется по скорости вращения крыльчатки или чашечных элементов:

, м/с,

где r – радиус крыльчатки, м,

n – угловая скорость, с^-1.

 

4. Температура окружающих поверхностей. Это степень их нагретости. Обозначается буквой t или Т. Выражается в градусах шкалы Цельсия (°С) и Кельвина (К). Для измерения температуры поверхностей бесконтактным способом используют пирометры или инфракрасные радиометры:

а)                                       б)

Рис. 2.5 Приборы для измерения температуры поверхностей: а) пирометр; б) инфракрасный радиометр

 

Температура окружающих поверхностей относится к параметрам микроклимата, т.к. тела разной степени нагретости могут обмениваться теплом бесконтактно, путем излучения инфракрасных лучей. Этот поток тепла направлен от более нагретого тела к менее нагретому через слой воздуха, при этом воздух не нагревается. Таким образом нагревается поверхность Земли весной, так работают бытовые нагревательные приборы (радиаторы).

5. Интенсивность теплового облучения.  Этот параметр тесно связан с предыдущим и характеризует поток электромагнитного излучения инфракрасного спектра, действующего на тело человека. Обозначается R _т, измеряется в Вт/м². Для измерения используют радиометр инфракрасного излучения (см. рис. 2.5 б)).

 

Теплообмен человека с окружающей средо й

В процессе жизнедеятельности человек постоянно находится в процессе теплообмена с окружающей средой.

Нормальные для определённого вида деятельности теплоощущения человека характеризуются уравнением теплового комфорта:

 ,

где  - теплопродукция, Вт,

 - отводимое тепло, Вт.

Величина теплопродукции зависит от скорости обменных процессов в организме и тяжести выполняемой работы.

Количество отводимого тепла определяется параметрами микроклимата и связанными с ними механизмами теплоотвода.

Существует несколько механизмов отвода тепла от тела человека:

1) Теплоотдача конвекцией, т.е. частицами подвижной среды, окружающей тело человека:

Q_конв= αF(t_ч - t_о),

 где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/м²·^оС;

F – площадь открытой поверхности тела человека, м²;  

t _ч, t _о -, соответственно, температура поверхности тела человека (35 ^оС) и температура окружающей среды, ^оС;

2) Теплоотдача излучением (радиацией):      

Q_изл= KF [()⁴ – ()⁴)],

 где К – обобщенный коэффициент, учитывающий взаимное расположение поверхностей, обменивающихся теплом, приведенную степень черноты поверхности и т.д.;

T _ч, T _о – соответственно, абсолютная температура поверхности тела человека (308 К) и температура окружающих поверхностей, К;

F – площадь открытой поверхности тела человека, м².

Для теплового излучения воздух диатермичен (прозрачен), т.е. тепло передается непосредственно от более нагретой поверхности к менее нагретой, не нагревая при этом воздух.

3) Теплоотдача испарением

Q_исп~ φ_нас-φ_о,                         

где φ_нас,φ_о– относительная влажность воздуха, соответственно, на линии насыщения (100%) и в окружающей среде.

Преимущественная теплоотдача испарением происходит при температурах окружающей среды, превышающих температуру поверхности тела человека.

В этих условиях теплоотдача конвекцией и излучением направлена от окружающей среды к человеку.

Проанализировав предыдущие закономерности можно сделать вывод о том, что теплоотвод обусловлен комплексом значений параметров микроклимата.

Интенсивность теплоотвода конвекцией определяется температурой воздуха и скоростью его движения.

Теплоотвод излучением зависит от температуры окружающих человека поверхностей.

Теплоотвод испарением зависит от относительной влажности воздуха, его температуры и скорости движения.

При несоответствии теплопродукции количеству отводимого тепла нарушается состояние теплового комфорта. Если это несоответствие не превышает адаптационных возможностей организма, механизмы терморегуляции обеспечат человеку сохранение постоянство внутренних температур при некотором дискомфорте. Терморегуляция – это способность живых организмов поддерживать температуру тела в определённых границах при колебаниях параметров микроклимата.

Если теплопродукция существенно превышает теплоотвод, организм может испытывать состояние гипертермии. Гипертермия – это перегрев организма выше допустимого уровня. Напротив, при превышении теплоотвода над теплопродукцией может наступить переохлаждение организма, или гипотермия.