Исследование эффективности глушителей шума

УДК504:628.51(076)

Рецензент д-р техн. наук, проф. БГТУ В.А. Пинчук

Утверждено

редакционно-издательским

советом университета

 

© БГТУ, 2012

© Авторы, 2012

Лабораторная работа №1

Исследование эффективности глушителей шума

Цель работы – ознакомиться с основными типами и конструкциями глушителей шума, показать значение их эффективности, выполнить сравнительные испытания глушителей шума различных типов, изучить некоторые методы расчета эффективности глушителей.

 

Краткие сведения из теории

Шум в окружающей среде – нежелательный или вредный наружный шум, создаваемый в результате деятельности человека, в том числе шум, излучаемый подвижными (средства дорожного, рельсового, авиационного транспорта) и стационарными (потоки автодорожного транспорта, промышленные предприятия, энергетические и прочие объекты) источниками шума.

В практике борьбы с шумом под ним подразумевается случайное сочетание звуков различной интенсивности и частоты, мешающий, нежелательный звук. Воздействие шума на человека зависит от его характеристик. Основные характеристики шума:

· уровни звукового давления (УЗД), дБ;

· уровни звука (УЗ), дБА;

· частотный состав (спектр);

· продолжительность воздействия.

В прикладной акустике для измерений шума используют децибелы (дБ).

Децибел – логарифмическая величина, численно равная десятичному логарифму безразмерного отношения физической величины к одноимённой физической величине, принимаемой за исходную, умноженному на десять:

,

где A _dB - величина в децибелах; A - измеренная физическая величина; A ₀ - величина, принятая за базис.

Человек воспринимает шум в пределах от 0 дБ (нулевой порог) до приблизительно 130…140 дБ (болевой порог).

УЗД измеряют прибором с октавными фильтрами.

Влияние шума на человека разнообразно и часто взаимосвязано. Различные эффекты влияния шума на человека можно разделить на три категории:

· влияние на здоровье (как на органы слуха, так и на весь организм в целом);

· влияние на активность человека, включая нарушение сна;

· психологические эффекты или негативные реакции, вызванные сильным и длительным шумом.

Шум при длительном действии влияет не только на здоровье, но и на работоспособность человека. При действии шума замедляется скорость психических реакций, снижается темп работы, ухудшается качество переработки информации. Превышение шума на каждые 1…2 дБА снижает производительность труда приблизительно на 1%.

Глушители шума – едва ли не самый многочисленный класс систем шумозащиты. Они чрезвычайно разнообразны по размерам, конструктивному исполнению, применяемым материалам и в зависимости от назначения носят названия глушителей шума выпуска газов или сжатого воздуха, шума всасывания, шума аэродинамических потоков, шума воздуховодов и пр.

При всем многообразии процессов шумообразования все механизмы можно свести к двум основным:

1. Звук, возникающий вне пределов глушителя и передаваемый на него через трубопроводы. Звук, передаваемый через глушитель, снижается на таких акустических принципах, как отражение, поглощение или интерференция звука.

2. Образование аэродинамического шума на срезе выпускного устройства при прохождении сжатого воздуха или потока отработанных газов. Снижение аэродинамического шума достигается воздействием на поток воздуха или газов, проходящих через глушитель, путем снижения их энергии. Снижение энергии потоков или струй достигается:

· организацией движения газового потока или струи путем внезапного расширения или сжатия проходного сечения, осуществлением поворота потока, удлинением пути движения потока, разделением потока и т.п.;

· совершением потоком (струей) работы;

· охлаждением газового потока;

· введением добавочного сопротивления, например, трения, при движении потока или струи.

Для уменьшения звуковой энергии движущейся среды в глушителях служат расширительные камеры, перфорированные трубки и перегородки, глухие перегородки, трубки Вентури, перфорированные обечайки и др. Устройства воздействуют на движущийся поток, уменьшают его скорость, температуру, сглаживают турбулентность и др. Применение таких элементов трудно рассчитать, и их выбирают путем экспериментов, с учетом имеющегося опыта.

Акустические принципы снижения шума и соответствующие типы глушителей приведены в табл. 1.1.

 

Таблица 1.1

Требования безопасности

 

К работе допускаются студенты, ознакомившиеся с требованиями безопасности, конструкцией лабораторной установки и методикой выполнения работы.

1. Приступать к работе можно только после разрешения преподавателя.

2. Запрещается устранять неисправности измерительной аппаратуры: менять предохранители, вскрывать панели приборов, открывать капсюль микрофона или его разъём.

3. Необходимо соблюдать аккуратность, неторопливость при установке глушителей и проведении измерений.

4. По окончании работы выключить приборы и привести в порядок рабочее место.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Ознакомиться с методикой выполнения работы и изучить требования безопасности.

2. Получить допуск к работе, ответив на поставленные преподавателем вопросы.

3. Включить МР3-плеер и выбрать звуковую дорожку, указанную преподавателем.

4. Установить регулятор громкости акустической системы в среднее положение и не трогать его до окончания выполнения работы.

5. Поместить в выходное отверстие излучателя прямую трубу. Установить микрофон прибора на расстоянии 25 см от среза прямой.

6. Измерить уровень звукового давления (УЗД) во всех октавных полосах частот и уровень звука (УЗ). Полученные данные занести в табл. 1.3 отчета.

7. Аналогично п. 5 поместить поочередно в выходное отверстие излучателя абсорбционный глушитель, реактивный глушитель и комбинированный глушитель, произвести измерение УЗД и УЗ.

8. Выключить прибор и источник звука.

9. Занести в табл. 1.4 и отразить на графике (рис. 1.9) экспериментально полученную эффективность глушителей, рассчитав ее по формуле (1.1).

10. По формуле (1.2) рассчитать эффективность реактивного глушителя. Занести полученные значения эффективности в табл. 1.4 отчета.

11. Сделать выводы о проделанной работе. Сравнить экспериментально полученную эффективность различных конструкций глушителей, указать степень соответствия результатов расчета и измерений для реактивного глушителя.

 

Содержание отчета

 

Отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать:

1. Цель работы.

2. Схему установки.

3. Измеренные значения УЗ и УЗД.

Таблица 1.3

Модель глушителя	УЗД, дБ, в октавных полосах частот, Гц	УЗ, дБА
31,5
Прямая труба
Абсорбционный глушитель
Реактивный глушитель
Комбинированный глушитель

4. Графическое отображение результатов.

Рис. 1.9. Графическое изображение эффективности глушителей

 

5. Эффективность глушителей.

Таблица 1.4

Модель глушителя	Эффективность, дБ, в октавных полосах частот, Гц	Эффектив-ность, дБА
31,5
Абсорбционный глушитель
Комбинированный глушитель
Реактивный глушитель
Реактивный глушитель (расчетный метод)

6. Выводы.

Работу выполнил(и) студент(ы) гр.____	Работу принял:
1.	Преподаватель_________
2.
3.	«__» ________ 20____г.
«____» ___________ 20____г.

Контрольные вопросы

1. Цель, достигаемая при проведении работы.

2. Что такое шум?

3. Что такое УЗ и УЗД?

4. В каких единицах измеряется уровень звука (УЗ) и уровень звукового давления (УЗД)?

5. Что такое децибел?

6. Какими параметрами характеризуется шум?

7. В чем измеряется эффективность глушителей шума?

8. Основные акустические принципы снижения шума глушителями.

9. Основные типы глушителей.

10. Основные классы глушителей.

11. Расчёт эффективности реактивного однокамерного глушителя.

12. Расчёт эффективности абсорбционного глушителя.

 

Лабораторная работа №2

В окружающей среде

Цель работы – ознакомиться с основными нормативными документами и принципами защиты от электромагнитных полей частоты 50 Гц (промышленной частоты).

Краткие сведения из теории

Электромагнитное поле (ЭМП) можно рассматривать как особую форму материи. Оно предстает как совокупность электрического и магнитного полей, находящихся во взаимной зависимости.

ЭМП, возникающее в некоторой области пространства, не заполняет его мгновенно, а распространяется с конечной скоростью с, зависящей от свойств среды (для вакуума с = 3×10⁸ м/с). Периодические ЭМП имеют волновой характер распространения. Одними из основных параметров ЭМП является частота f, измеряемая в герцах (Гц), и длина волны l, имеющая размерность метры. Для вакуума справедливо равенство

. (2.1)

Для расстояний R от источника ЭМП до точки наблюдения, много меньших, чем длина волны ЭМП (R <<l), электрические и магнитные поля можно полагать несвязанными и рассматривать раздельно.

Частота электрического тока и напряжения f = 50 Гц (ее иногда называют промышленной частотой) принята в нашей стране и в Европе в качестве основной для энергоснабжения. ЭМП промышленной частоты возникают вблизи любого технического устройства, вырабатывающего, передающего или потребляющего электрическую энергию и работающего на частоте 50 Гц. Для f = =50 Гц длина волны l = 6000 км, и поэтому ЭМП вблизи электроустановок, работающих на частоте 50 Гц, можно рассматривать как состоящее из двух полей – электрического и магнитного. Также можно полагать, что электрическое поле возникает при наличии напряжения на токоведущих частях, а магнитное – при прохождении тока по этим частям.

В гигиенической практике интенсивность электрического поля частотой 50 Гц характеризуется напряженностью электрического поля Е, выражаемой в вольтах на метр (В/м) или в киловольтах на метр (кВ/м); 1 кВ/м = 1000 В/м.

Интенсивность магнитного поля характеризуется магнитной индукциейВ, выраженной в тесла (Тл), а также в дольных единицах: миллитесла (1 мТл = 10^-3 Тл); микротесла (1 мкТл = 10^-6 Тл); нанотесла (1 нТл = 10^-9 Тл).

При систематическом воздействии сильные электрические поля промышленной частоты вызывают ухудшение здоровья населения: повышенную утомляемость, головные боли, боли в сердце, нарушение функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем и др. В научных публикациях последних лет активно обсуждается вопрос о канцерогенной опасности магнитных полей частотой 50 Гц. Основными источниками являются воздушные линии электропередачи (ВЛ), электрические сети жилых домов, бытовые электроприборы.

Различают следующие виды воздействия электрического поля:

1) непосредственное воздействие при пребывании в поле. Неблагоприятные для здоровья эффекты усиливаются при увеличении напряженности поля и времени пребывания в нем;

2) воздействие электрических разрядов, возникающих при прикосновении стоящего на земле человека к изолированным от земли конструкциям или при прикосновении человека, изолированного от земли, к заземленным конструкциям или проводам;

3) воздействие токов стекания, проходящих через человека, находящегося в контакте с металлическими конструкциями и проводами.

Кроме того, электрическое поле может стать причиной воспламенения или взрыва паров горючих материалов и смесей в результате возникновения электрических разрядов при соприкосновении предметов и людей с машинами и механизмами.

Предельно допустимые уровни (ПДУ) электрических и магнитных полей 50 Гц для населения содержатся в трех нормативных документах:

· Санитарные нормы и правила защиты населения от воздействия электрического поля, создаваемого воздушными линиями электропередачи переменного тока промышленной частоты – CанПиН 2.2.4.1191-03, ГОСТ 12.1.051-90;

· Санитарные нормы допустимых уровней физических факторов при применении товаров народного потребления в бытовых условиях СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Согласно этим документам, ПДУ напряженности электрического поля Е _ПД для населения составляют:

· внутри жилых зданий Е _ПД = 500 В/м = 0,5 кВ/м;

· на территории жилой застройки Е _ПД = 1000 В/м = 1 кВ/м;

· в населенной местности вне территории жилой застройки, а также на территориях огородов и садов Е _ПД = 5000 В/м = 5 кВ/м;

· на участках пересечения высоковольтной линии с автомобильными дорогами 1 – 4 категории Е _ПД = 10000 В/м = 10 кВ/м.

Основной метод защиты от электрического поля – защита расстоянием. В целях защиты населения от воздействия электрического поля ВЛ устанавливаются санитарно-защитные зоны. Санитарно-защитной зоной ВЛ является территория вдоль трассы ВЛ, в которой напряженность электрического поля превышает 1 кВ/м. В пределах санитарно-защитных зон запрещается размещать жилые и общественные здания и сооружения.

Для вновь проектируемых ВЛ, а также зданий и сооружений допускается принимать границы санитарно-защитных зон вдоль трассы ВЛ по обе стороны от нее на следующих расстояниях от проекции на землю крайних фазных проводов:

Линейное напряжение, кВ	Расстояние, м

Распределение электромагнитного поля вблизи ВЛ имеет достаточно сложный характер, поэтому в работе используется измерительная процедура определения магнитной индукции В, а также упрощенный расчет напряженности электрического поля Е.

 

Требования безопасности

1. Стенд включать в сеть только после ознакомления с содержанием работы, в присутствии преподавателя.

2. Запрещается выносить измерительный прибор за пределы учебной лаборатории.

3. Во избежание поражения электрическим током запрещается нарушать изоляцию питающего шнура и проводов ВЛ.

4. При обнаружении неисправностей лабораторного стенда или измерительного прибора сообщить об этом преподавателю.

5. Запрещается самим разбирать стенд и измерительный прибор.

6. Необходимо строго соблюдать порядок выполнения работы.

7. По окончании работы отключить лабораторный стенд и сдать измерительный прибор преподавателю.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Изучить содержание лабораторной работы.

2. Изучить требования безопасности при выполнении работы.

3. Получить у преподавателя допуск к выполнению работы.

4. Получить в лаборантской комнате измеритель ЭМП.

5. Подготовить измеритель ЭМП к работе, для чего перевести выключатель на трансформаторном блоке 3 (рис. 2.1) из положения Выкл в положение Вкл.

Самостоятельно прибор не разбирать!

6. Включить стенд в сеть под контролем преподавателя. Перевести выключатель на трансформаторном блоке в верхнее положение; при этом должна загореться индикаторная лампочка.

7. Установить зависимость магнитной индукции от расстояния до высоковольтной линии (ВЛ).

Измерительный прибор необходимо ориентировать датчиком в сторону интересующего источника ЭМП!

Расположить датчик прибора на проводящей поверхности 5 (см. рис. 2.1) перпендикулярно проводам ВЛ под серединой пролета (рис. 2.2). Положение датчика прибора должно соответствовать точке Х = 0 (ноль на линейке).

Перемещая датчик по оси Х произвести измерения магнитной индукции для положения датчика прибора по точкам с координатами Х = 2; 4; 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18 см (всего 10 точек).

 

 

Рис. 2.2. Схема измерения магнитной индукции поля высоковольтной линии:

h – высота подвеса проводов, d – расстояние между проводами; 1 – провода ВЛ; 2 – измеритель ЭМП

 

Результаты измерений занести в табл. 2.2 отчета. Построить графическую зависимость магнитной индукции В от расстояния Х (см. рис. 2.4).

8. Вычислить коэффициент ослабления магнитного поля в зависимости от расстояния по формуле

. (2.2)

9. Изучить асимметрию магнитного поля трансформатора в горизонтальной плоскости и оценить его экологическую безопасность.

Измерение магнитного поля трансформатора проводится в различных азимутальных направлениях (векторные углы 0, 30, 60, 90, 120, 150 и 180°) на расстоянии 10 и 25 см от корпуса (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Диаграмма выбора контрольных точек измерения магнитного поля трансформатора

 

Результаты вычислений занести в табл. 2.3 отчета.

10. Сравнить результаты с предельно допустимым значением магнитной индукции для зоны жилой застройки. Сделать выводы.

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема лабораторного стенда.

3. Магнитная индукция на разных расстояниях от центра высоковольтной линии (табл. 2.2).

Таблица 2.2

Координата Х, см
Магнитная индукция В, нТ

4. Графическая зависимость В (Х) (рис. 2.4) по данным табл. 2.2.

Рис. 2.4. Графическая зависимость магнитной индукции поля ВЛ

от расстояния Х

5. Коэффициент ослабления магнитного поля, вычисленный по формуле (2.2).

Таблица 2.3

Уровень магнитной индукции В, нТ, в горизонтальной плоскости

Лабораторная работа №3

Параметров атмосферы

Цель работы – изучить комплекс приборов и с их помощью научиться определять метеорологические параметры атмосферы, сравнить полученные результаты с нормируемыми значениями и сделать выводы о состоянии микроклимата лаборатории.

 

Краткие сведения из теории

Общие сведения

Атмосфера – газовая оболочка Земли, вращающаяся вместе с нею. Основные свойства атмосферы заключаются в ее способности перераспределять энергию Солнца, защищать планету от вредных доз космического излучения и обеспечивать кислородный обмен. Атмосфера имеет слоистое строение и состоит из нескольких сфер (тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, экзосфера), между которыми располагаются переходные слои – паузы. Масса атмосферы составляет (5,1…5,3)·10¹⁸ кг. В сферах плотность воздуха и его температура изменяются.

Наиболее плотный слой воздуха, прилегающий к земной поверхности, носит название тропосферы. Толщина его в средних широтах составляет 10…12 км над уровнем моря, на полюсах – 7…10 км, а над экватором – 16…18 км. В тропосфере сосредоточено более 4/5 массы земной атмосферы. Из-за неравномерности нагрева земной поверхности в атмосфере образуются мощные вертикальные потоки воздуха, которые предопределяют неустойчивость температуры, относительной влажности, давления и т.п. Однако в среднем температура воздуха в тропосфере по высоте уменьшается на 0,6^оС на каждые 100 м и колеблется от +40 до –50^оС.

В приземных слоях тропосферы условно выделяют наружную воздушную среду, в которой большинство людей проводят меньшую часть времени (10…15%), внутреннюю производственную (в ней человек проводит 25…30% своего времени) и внутреннюю жилую, где люди пребывают большую часть времени (60…70%). Следует отметить, что состояние наружной воздушной среды в значительной мере предопределяет состояние как внутренней производственной, так и жилой воздушной среды.

Газовый состав атмосферы до высоты 100 км относительно постоянен и включает преимущественно азот (75,5% по массе), кислород (23,3% по массе), аргон (1,28% по массе), диоксид углерода (0,046 по массе), а также следы других газов. На высотах от 13 до 27 км наблюдается повышенная концентрация озона. Азот – важнейший биогенный элемент, участвующий в образовании белковых структур организмов; кислород обеспечивает процессы окисления, а такая модификация кислорода, как озон, задерживает ультрафиолетовую составляющую солнечного света, которая губительна для всего живого. Диоксид углерода является парниковым газом, задерживая до 10% теплоотдачи планеты.

Обычно в атмосферном воздухе присутствуют различные примеси, которые переносятся воздушными потоками, подвергаются физическим и химическим изменениям под воздействием природных и антропогенных факторов, а также влияют на прозрачность атмосферы, препятствуя прохождению солнечных лучей к поверхности Земли.

Влажность атмосферного воздуха определяется насыщением его водяными парами. Наиболее насыщен влагой нижний слой тропосферы (до высоты 1,5…2,0 км), где концентрируются примерно 50% всей влаги. Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от его температуры, и чем выше температура, тем больше влаги может содержать воздух. Однако для каждой температуры существует определенный предел насыщения воздуха парами воды, который не достигает максимального, и разность между максимальным и данным насыщением носит название дефицита влажности, или недостатка насыщения. Дефицит влажности – важнейший экологический параметр, поскольку он характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и наоборот.

Осадки являются результатом конденсации водяных паров в атмосфере, при этом они в значительной степени предопределяют круговорот воды на Земле. Прослеживается резкая неравномерность выпадения осадков на поверхность Земли, выделяют гумидные (влажные) и аридные (засушливые) зоны. Зоны с количеством осадков менее 250 мм/год считаются засушливыми. Осадки – своеобразные очистители атмосферы, режим осадков – важнейший экологический фактор, определяющий миграцию примесей в биосфере.

Кроме того, наличие примесей влияет на прозрачность атмосферы, препятствует прохождению солнечных лучей к земной поверхности.

Температура воздуха над поверхностью Земли предопределяется солнечными излучением и процессами, протекающими в атмосфере. Количество тепла, падающего на горизонтальную поверхность, прямо пропорционально синусу угла стояния Солнца над горизонтом, а это определяет суточные и сезонные колебания температуры в данных районах. Таким образом, чем выше широта местности (к северу или к югу от экватора), тем больше угол наклона, под которым солнечные лучи достигают земную поверхность, тем холоднее климат.

В атмосфере происходит постоянное движение воздушных масс, обусловленное перепадами давления и вращением Земли. В приземном слое ветер оказывает влияние на все метеорологические параметры, а также является основным фактором переноса и перераспределения примесей в атмосферном воздухе.

В пределах земной атмосферы области высокого и низкого давления постоянны, при этом в одних и тех же точках наблюдаются сезонные и суточные минимумы и максимумы давления. Нормальными считаются стандартные физические условия, с которыми обычно соотносят свойства веществ (англ. Standard temperature and pressure, STP). Нормальные условия определены IUPAC (Международным союзом практической и прикладной химии) следующим образом:

· атмосферное давление 101325 Па = 760 мм рт. ст.

· температура воздуха 273,15 K = 0°C.

 

Температурах

Температура, ^0С	Парциальное давление, Па	Температура, ^0С	Парциальное давление, Па

Кроме того, определять относительную влажность по показаниям психрометра, но уже с меньшей точностью (без введения поправок на давление) можно по психрометрическому графику (рис. 3.1).

 

Рис. 3.1. Психрометрический график

Порядок определения относительной влажности по психрометрическому графику следующий: по вертикальным линиям отмечают показания сухого термометра, по наклонным – показания смоченного термометра; на пересечении этих линий получают значения относительной влажности, выраженные в процентах. Линии, соответствующие десяткам процентов, обозначены на графике цифрами: 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90.

Пример. Температура сухого термометра 21,7 °С; температура смоченного термометра 14,3 ^оС.

Определить относительную влажность воздуха.

Решение. На графике находим точку пересечения вертикальной и наклонной линии, соответствующую данным температурам: она находится выше 42, но ниже 44. Следовательно, относительная влажность будет приблизительно 43%.

Дефицит влажности воздуха В рассчитываем по формуле

. (3.2)

Для тех же условий .

Для регистрации колебаний температуры и относительной влажности за длительный период времени используют автоматические приборы такие, как термографы и гигрографы, которые могут фиксировать параметры продолжительный период времени (сутки, неделю, месяц и т.д.)

 

Измерение скорости ветра

 

Скорость ветра измеряют с помощью анемометров и термоанемометров. Для измерения скорости ветра в пределах от 1 до 20 м/с наиболее часто применяют чашечные или крыльчатые анемометры. В данной работе для измерения скорости ветра в пределах от 1 до 5 м/с используется крыльчатый анемометр. Принцип его действия основан на том, что частота вращения крыльчатки тем больше, чем больше скорость ветра. Вращение крыльчатки передается на счетный механизм. Разница в показаниях до и после измерения, деленная на время наблюдения, показывает число делений в 1 с. Специальный тарировочный график, прилагаемый к прибору, позволяет по частоте вращения определить скорость ветра. В случае, если прибор не механический, а электронный, показания считываются сразу с экрана прибора.

Скорость ветра с более низкими значениями измеряют термоанемометром, принцип действия которого основан на охлаждении движущимся воздушным потоком микротермометра сопротивления. Прибор позволяет измерять скорость воздуха в пределах от 0,1 до 0,5 м/с и одновременно его температуру в пределах от 0 до +50 ^оС.

Требования безопасности

 

1. Внешним осмотром убедитесь в исправности приборов, а для приборов, запитывающихся от электрической сети, проконтролируйте исправность изоляции питающих проводов, а также надежность заделки вилок.

2. Не устраняйте самостоятельно замеченные неисправности, а сообщите о них преподавателю.

3. Строго соблюдайте общие меры безопасности при проведении лабораторных работ, изложенные при проведении первичного инструктажа по охране труда на рабочем месте.

4. По окончании работы отключите все приборы от электросети.

 

Порядок выполнения работы

 

Температуру, относительную влажность воздуха и ее дефицит измеряют аспирационным психрометром. Процесс измерения начинают с подготовки прибора, визуального контроля его исправности и с ознакомления с документами по аттестации прибора. За 3…4 мин до начала измерений смачивают чехол влажного термометра водой. Далее включают вентилятор психрометра с помощью электрического выключателя и одновременно запускают таймер. Спустя одну минуту начинают наблюдения за понижением показаний температуры влажного термометра. За счет испарения воды с чехла влажного термометра от резервуара с ртутью отнимается тепло на фазовый переход воды в пар, и показания влажного термометра понижаются тем быстрее, чем интенсивнее процесс испарения, который является функцией парциального давления водяных паров в воздухе.

Отсчет значения температуры по влажному термометру производят через 4 мин, когда значения достигают минимума. Одновременно снимают показания сухого термометра. Для уменьшения погрешности отсчета при регистрации показаний термометров необходимо, чтобы глаз наблюдателя находился на уровне конца столбика ртути.

Значения показаний термометров аспирационного психрометра заносят в табл.3.2 отчета (строка 1). Затем определяют относительную влажность как расчетным путем по формуле (3.1), так и по психометрическому графику (рис.3.1). Полученные значения относительной влажности также заносят в табл. 3.2. Значения барометрического давления определяют по барометру-анероиду и заносят в строку 2 табл.3.2.

По формуле (3.2) рассчитывают дефицит влажности воздуха, полученный результат заносят в табл.3.2.

Для измерения скорости ветра служит анемометр. Если используется электронный прибор, показания снимают с экрана электронного блока. Если – механический, измерения начинают с записи показаний (табл. 3.3) всех трех циферблатов анемометра (четырехзначная цифра): справа внизу – тысячи, слева внизу – сотни, по большому циферблату – десятки и единицы (записывают те цифры, через которые стрелка уже прошла). При этом ось прибора должна быть отключена арретиром от регистрирующего механизма.

После подготовки анемометра к работе его располагают на штативе так, чтобы его циферблат находился параллельно оси движения воздуха. Несколько минут (2…3 мин) необходимо подождать, пока установится постоянная скорость вращения лопаточного колеса. Затем одновременно с включением арретира анемометра включают таймер. При значениях скорости движения воздуха свыше 10 м/с достаточна экспозиция в 50…100 с, в остальных случаях она должна составлять 3…5 мин. После истечения времени замера арретиром отключают счетный механизм анемометра и записывают показания трех циферблатов (табл. 3.3).

Разница между показаниями до и после измерения, деленная на время, дает скорость воздушного потока в делениях шкалы анемометра за секунду. Скорость в метрах в секунду определяют по специальному графику, отражающему индивидуальные качества данного анемометра. Эти графики заполняются на заводах-изготовителях и прикладываются к каждому прибору. Если прибор электронный, показания снимаются с табло прибора, установочное время в этом случае также 2…3 мин.

Температуру воздуха и скорость ветра в пределах от 0,1 до 5,0 м/с измеряют термоанемометром на различных расстояниях по оси воздушного потока, создаваемого вентилятором. Результаты замеров заносят в табл.3.4.

 

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Схема лабораторной установки.

3. Измерение значения температуры и относительной влажности и ее дефицита.

Таблица 3.2

Показания термометров аспирационного психрометра, ^оС	Относительная влажность, %	Дефицит влажности, %
сухого	мокрого	по графику 3.2	расчетная
Атмосферное давление, гПа

4. Измерение скорости ветра механическим анемометром.

Таблица 3.3

Номер ступени вентилятора	Показатели счетчиков	Разница между показаниями	Время измерения, с	Количество делений в секунду	Скорость движения воздуха, м/с
до замера	после замера

5. Измерение скорости ветра и температуры воздуха термоанемометром.

Таблица 3.4

Номер замера	Показания термоанемометра
температура, ^оС	скорость ветра, м/с

6. Выводы.

Работу выполнил(и) студент(ы) гр.____	Работу принял:
1.	Преподаватель _______
2.
3.	«__» _________ 20____г.
«____» ___________ 20____г.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение атмосферы.

2. Что такое тропосфера и ее основные параметры?

3. Приведите основной газовый состав атмосферы.

4. Что такое дефицит влажности?

5. Какие зоны считаются засушливыми?

6. Перечислите приборы, с помощью которых определяют метеорологические параметры атмосферы.

7. Укажите, с помощью какого прибора определяется относительная влажность воздуха.

8. Когда показания влажного термометра психрометра будут меньше – при большей или меньшей относительной влажности и почему?

9. Перечислите типы приборов для измерения скорости ветра.

10. Дайте определение относительной влажности.

 

Лабораторная работа № 4

Краткие сведения из теории

Общие положения

 

Радиоактивные вещества входят в состав различных пород земли, присутствуют в воде и атмосфере. В растениях, животных можно обнаружить небольшое количество радиоактивных изотопов. Даже в организме каждого из нас имеются такие вещества, как рубидий-87 и калий-40.

При распаде радиоактивных веществ наблюдаются различные виды излучений (альфа-, бета-, гамма-, нейтронное), которые действуют на человека по-разному (см. прил. 4.1).

Повреждений, вызванных в организме человека ионизирующим излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям и органам. Количество такой переданной организму энергии (в перерасчете на единицу массы) называется поглощенной дозой и измеряется в системе СИ в греях (Гр) или во внесистемных единицах – радах (рад)*.

Человек подвергается воздействию радиоактивных веществ, находящихся как вне организма (внешнее облучение), так и попавших с пищей, водой или воздухом внутрь организма (внутреннее облучение).

При внутреннем облучении альфа-частицы в 10…20 раз опаснее бета-частиц и гамма-излучения, а нейтронное излучение опаснее в 3…10 раз. Поэтому была введена единица измерения ИИ – эквивалентная дозаионизирующего излучения в системе СИ зиверт (Зв), а внесистемная – бэр (биологический эквивалент рада, ранее рентгена (Р)).