Порядок выполнения лабораторной работы. по физике среды и ограждающих конструкций:
Лабораторная работа №1
по физике среды и ограждающих конструкций:
«Исследование распределения температуры и влажности воздуха в помещении учебной аудитории №408»
Выполнил: Трегубова Е.Е.
группа С11-7
Проверил: Шлемен Ю.Е.
Тюмень, 2013
Содержание
1 . Цель работы.………………………………………………………………….
2 . Состав работы..…………………………………………………………….....
3. Описание эксперимента……………………………...……………………....
4. Описание и работа прибора………………………………...………………..
4.1 Назначение……………………………………...……………………...
4.2 Технические характеристики……………………………...………….
4.3 Устройство и принцип работы…………………………...…………...
5. Порядок работы с прибором……………………………...………………….
5.1 Подготовка к работе………………………………………...…………
5.2 Порядок работы……………………………….……………...………..
6. Порядок выполнения лабораторной работы……………………....…….......
7. Расчетная часть………………………………………………………………...
Заключение…………………………..………...………....................................
Приложение А……………………………...…………...…………....…....….
Приложение Б………………………….............…………………....………..
Приложение В………………....……………………………………...……....
Приложение Г……………………………………………………...…………
Цель работы
Цель работы состоит в следующем:
- Изучение характера распределения температуры и относительной влажности воздуха по объёму помещения;
- Получение практических навыков по измерению температуры и влажности в помещении с помощью измерителя влажности и температуры «ТКА-ТВ».
Состав работы
1. Натуральный обмер внутреннего объёма помещения;
2. Чертёж плана и аксонометрии помещения с точками для измерений;
3. Измерение температуры и влажности воздуха в намеченных точках;
4. Изотермы и изобары, построенные по результатам измерений
Описание эксперимента
Измерение температуры и влажности в помещении выполняется с помощью измерителя температуры и влажности «ТКА-ТВ». Кроме того, температуру в помещении можно измерить с помощью различных термодатчиков и регистрирующей аппаратуры. Постоянная регистрация колебаний атмосферного давления, температуры и относительной влажности в помещении может производиться с помощью барографа, термографа и гигрографа.
Для изучения температурно-влажностных условий в помещении мы наметили точки измерения (Приложение Б).
Измерения проводим в четырех вертикальных плоскостях помещения: в торцах в четвертях. В каждой плоскости намечаем три вертикальные позиции замеров в трёх уровнях (0,10; 1,50; 2,40 метра от уровня чистого пола). Таким образом, имеем по девять замеров в каждой из трех плоскостей, всего 27 точек. Кроме того, произвели замеры в характерных точках помещения, например у окна, на уровне подоконника. Точки располагаются примерно на расстоянии 0,10 метров от стен, и в каждой точке замер производится дважды.
Результаты измерений заносим в таблицы 1,2 (Приложение А).
Результаты средних арифметических значений относительной влажности cp и температуры tcp помещения занёсли в таблицу 3 (Приложение А).
Приложение А
Таблица 1- Показатели измерения температуры, С
| 1 слой | 28,1 | 29,0 | 29,5 | 29,4 | 29,3 | 29,4 | 29,4 | 29,5 | 29,5 | 30,1 | 29,8 |
| 28,4 | 29,4 | 29,7 | 29,3 | 29,4 | 29,4 | 29,4 | 29,4 | 29,5 | |||
| 2 слой | 29,7 | 29,6 | 29,6 | 29,5 | 29,6 | 29,7 | 29,7 | 29,7 | 29,7 | ||
| 29,7 | 29,6 | 29,6 | 29,6 | 29,6 | 29,7 | 29,7 | 29,5 | 29,7 | |||
| 3 слой | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 30,0 | 30,0 | 30,1 | 30,1 | ||
| 29,8 | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 29,9 | 30,0 | 30,1 | 30,1 |
Таблица 2- Показатели измерения влажности, %
| 1 слой | 55,3 | 62,4 | 63,6 | 68,9 | 72,6 | 75,6 | |||||
| 55,3 | 56,5 | 65,1 | 68,5 | 69,4 | 73,3 | 76,6 | |||||
| 2 слой | 59,8 | 62,5 | 65,5 | 68,8 | 68,8 | 72,2 | 78,3 | 75,6 | |||
| 59,5 | 66,2 | 68,8 | 69,2 | 72,8 | 79,8 | ||||||
| 3 слой | 67,7 | 70,3 | 78,8 | 81,4 | |||||||
| 60,7 | 64,5 | 67,4 | 70,8 | 71,6 | 76,5 | 77,8 |
Приложение Б
Таблица3 - Результаты измерения температуры и относительной влажности
| № п/п | Название помещения | Дата | Время | № точки | Уровень точки | Показания прибора | |
| Температура, С | Относительная влажность, % | ||||||
| Аудитория №408 | 12.02.13 | 10:30 | 28,25 | 55,3 | |||
| 29,2 | |||||||
| 29,6 | |||||||
| 29,35 | 55,75 | ||||||
| 29,35 | 59,65 | ||||||
| 29,4 | 60,85 | ||||||
| 29,4 | 61,7 | ||||||
| 29,45 | 61,75 | ||||||
| 29,5 | 63,75 | ||||||
| 29,7 | |||||||
| 29,6 | 65,85 | ||||||
| 29,6 | 67,2 | ||||||
| 29,55 | 64,35 | ||||||
| 29,6 | 68,8 | ||||||
| 29,3 | 69,25 | ||||||
| 29,7 | 67,75 | ||||||
| 29,6 | |||||||
| 29,7 | 70,95 | ||||||
| 29,85 | 69,15 | ||||||
| 29,9 | 72,5 | ||||||
| 29,9 | 75,25 | ||||||
| 29,9 | 72,95 | ||||||
| 29,9 | 78,65 | ||||||
| 29,95 | 78,3 | ||||||
| 30,0 | 76,1 | ||||||
| 30,1 | 77,7 | ||||||
| 30,1 | 82,2 | ||||||
| 30,1 | |||||||
| 29,8 | |||||||
| Ср. значения: | 29,633 | 67,5 | |||||
Описание и работа прибора
4.1 Назначение: прибор предназначен для измерения параметров относительной влажности и температуры воздуха внутри помещений;
4.2 Технические характеристики:
4.2.1 Диапазон измерения относительной влажности 10-98%;
4.2.2 Основная абсолютная погрешность измерения относительной влажности при температуре 20±5°С, не более ±5%;
4.2.3 Диапазон измерения температуры 0-50°С;
4.2.4 Основная абсолютная погрешность измерения температуры при температуре окружающего воздуха 20±5°С не более ±0,5°С;
4.2.5 Время непрерывной работы прибора не менее 8 часов;
4.2.6 Рабочие условия эксплуатации прибора:
- Температура окружающего воздуха от 9 до 50°С;
- Относительная влажность воздуха при температуре окружающего воздуха 25°С, не более ±5%;
4.2.7 Дополнительная погрешность измерения относительной влажности, при изменении температуры окружающего воздуха от нормальной (20±5)°С, в пределах от 10 до 40°С, на каждые 10°С изменения температуры ±0,5°С
4.2.8 Дополнительная погрешность измерения температуры, при изменении температуры окружающего воздуха от нормальной(20±5)°С, в пределах от 10 до 50°С, на каждые 10°С изменения температуры ±0,5°С;
4.2.9 Для питания прибора используется батарея типа «Крона» ТУ 16-729.060-91.
4.2.10 Габаритные размеры прибора, мм (не более):
- Измерительный блок: 125*70*25;
- Зонд с датчиками температуры и влажности 195, d 10;
4.2.11 Масса прибора, не более 0,39 кг;
4.2.12 Средняя наработка на отказ, 2000 часов;
4.3 Устройство и принцип работы:
4.3.1 Конструктивно прибор состоит из двух функциональных блоков: зонда с датчиками влажности, температуры и измерительного блока-преобразователя (блок обработки сигнала), связанных межу собой многожильными кобелями;
4.3.2 Измерительный блок-преобразователь заключённый в пластмассовый корпус, обеспечивают индикацию результатов измерений в трёхразрядном жидкокристаллическом индикаторе (дисплее), расположенном на его лицевой панели. Жидкокристаллический индикатор является отсчётным устройством прибора;
4.3.3 Датчиком температуры является полупроводниковый диод, питаемый постоянным током;
4.3.4 Датчиком влажности является специальный сенсор, параметры которого зависят от значения измеряемой относительной влажности окружающего воздуха;
4.3.5 Электрические сигналы с датчиков температуры и влажности, пропорциональны величине измеряемых параметров, поступают через многожильный кабель связи на вход измерительного блока-преобразователя;
4.3.6 Принцип работы основан на преобразовании параметров сенсора влажности и напряжения датчиков температуры в числовые значения измеряемых параметров, с отображением результатов измерений на жидкокристаллическом индикаторе;
4.3.7 На измерительном блоке расположены органы управлении режимами работы и жидкокристаллический индикатор;
4.3.8 Прибор может работать в одном из двух режимов работы: измерение температуры, измерение относительной влажности;
4.3.9 Переходы на различные режимы работы осуществляются вручную. Переключение режимов работы осуществляется с помощью переключателя, расположенного на лицевой панели измерительного блока;
4.3.10 Во избежание повреждения датчиков температуры и влажности запрещается снимать торцевой защитный колпачок и разбирать зонд;
4.3.11 Не допускается попадание капель влаги в измерительную полость зонда, а так же не допускается погружать зонд в жидкость;
4.3.12 В случае конденсации паров воды на поверхности датчиков показания прибора не нормируется;
4.3.13 При резком изменении температуры и влажности окружающего воздуха необходимо выдержать прибор во времени для установления тепло-влажного равновесия между зондом и окружающей средой;
4.3.14 На задней стенке измерительного блока расположено крышка батарейного отсека;
Порядок работы с прибором
5.1 Подготовка к работе:
5.2.1 До начала работы с прибором внимательно ознакомилась с назначением прибора, его техническими данными и характеристиками, устройством и принципом действия, а также с методикой проведения измерений;
5.2.2 Эксплуатация прибора допускается только в рабочих условиях;
5.2.3 Перед началом работы убедилась в работоспособности элемента питания. Если при включении прибора в поле индикатора появился символ - ,индицирующий разряд батареи, то необходимо произвести замену питания;
5.2Порядок работы:
5.2.4 Сняли с зонда защитный колпачок. Включили прибор. Выбрали необходимый режим работы с помощью переключателя;
5.2.5 Поместили зонд с датчиком в месте измерения температуры и влажности;
5.2.6 Сняли, после установления показаний, с цифрового индикатора измеренное значение температуры и влажности, в зависимости от выбранного положения переключателя;
5.2.7 Появление на ЖКИ символа «HV» свидетельствует, о превышении значения измеряемого параметра, установленного диапазона измерения относительной влажности воздуха, и в этом случае показания прибора не нормируются;
5.2.8 По окончании измерений установили на зонд колпачок.
Порядок выполнения лабораторной работы
а) С помощью линейки измерили длину и ширину помещения, окна, двери и построил план и разрез этого помещения;
б) На разрезе поместили точки замеров в трёх уровнях;
в) Привели в рабочее состояние прибор;
г) Произвели последовательно дважды измерение температуры и относительной влажности воздуха в каждой точке;
д) Составили заключение о характере распределения температуры и влажности в помещении.
Расчетная часть
| 22,35 | |
| 67,5 | Х |
| 26,27 |
(70-65)=(26,57-22,35)
(70-67,5)=(26,57-х)
(70-65)(26,57-х)= (26,27-22,35)(70-67,5)
Х=24,61 °С
Заключение
Проанализировав, изотермы и изобары, построенные по значениям температуры и влажности можно сделать выводы, что в аудитории № 408 наблюдается явление конвекции, мы видим что воздух, нагреваясь от батарей, поднимается вверх, а, охлаждаясь, опускается вниз.
Максимальная температура в помещении равна 30,1°С (точки в левом углу), минимальная – 28,25°С (1 точка) на уровне 0,1 метров от пола. Максимальная относительная влажность зарегистрирована в точке №27 (82,2%) уровня 2,4 м., минимальная – в точке №1 (55,3%) уровня 0,1 м.
Средняя температура в аудитории равна 29,633°С. Это не соответствует ГОСТ 30494-96 – «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещении», потому что в таблице 2 оптимальные и допустимые значения температуры для помещений категории 2, в которых люди заняты умственным трудом или учебой колеблются в пределах от 19 до 21°C и от 18 до 23°. Средняя влажность в помещении 41,5%, что не соответствует ГОСТ 30494-96, так как оптимальные и допустимые значения влажности для нашей аудитории колеблются в пределах от 45 до 30% и не более 60%.
Точка росы определяется из средних значений температуры и относительной влажности воздуха, указанных в таблице №2 «Температуры точки росы °C, для различных значений температур и относительной влажности ,%, воздуха в помещении». Значения относительной влажности (jint=67,5%) в этой таблице нет, мы берем минимальное значение. Значение температуры воздуха мы округляем до целого числа из таблицы. Получаем значение температуры точки росы. При температуре меньшей будет образовываться конденсат.
По измеренным температуре и влажности мы можем сделать вывод, что аудитория №408 не пригодна к занятиям.