Приложение Л (справочное). Примеры определения психрометрического коэффициента, интервалов дискретизации и использования таблиц с учетом действительных значений психрометрического коэффициента и информации об агрегатном состоянии воды на смоченном термометре

Приложение Л
(справочное)

Примеры определения психрометрического коэффициента, интервалов дискретизации и использования таблиц с учетом действительных значений психрометрического коэффициента и информации об агрегатном состоянии воды на смоченном термометре

Л.1 Примерами номинальных значений психрометрического коэффициента для психрометров конкретного типа являются А_т1 =  °С^-1, А_т2 =  °С^-1 и А_т3 =  °С^-1, относящихся к наиболее распространенным типам психрометров.

Первое значение относится к метеорологическому станционному психрометру, который состоит из двух метеорологических термометров типа ТМ-4 по ГОСТ 112, размещенных в защитной жалюзийной будке. Один из термометров смачивают. Внутри будки происходит естественное движение воздуха с номинальной скоростью 0,8 м/с.

Второе значение относится к аспирационным психрометрам типов МВ-4 и М-34 с применением термометра типа ТМ-6 по ГОСТ 112. Один из термометров, обдуваемый потоком воздуха с номинальной скоростью 2 м/с, смачивают.

Третье значение соответствует значению психрометрического коэффициента, приводимому в рекомендациях ВМО.

При расчетах таблиц, ориентированных на психрометры указанных типов, одно из этих значений, например первое, принимают в качестве номинального табличного.

Л.2 Действительное значение психрометрического коэффициента А_д конкретного экземпляра психрометра определяют, исходя из психрометрической формулы

(Л.1)

при условиях, приближающихся к нормальным. Одну и ту же пробу смеси измеряют психрометром и превосходящим его по точности другим средством измерения влажности. По психрометру определяют температуру сухого и смоченного термометров, а по гигрометру и барометру - парциальное давление водяного пара и общее давление смеси, соответственно.

Л.3 Психрометрический коэффициент является функцией нескольких величин, но наиболее сильно выражена его зависимость от скорости вентиляции смоченного термометра анализируемой парогазовой смесью.

Для психрометра без цилиндрического экрана вокруг резервуара смоченного термометра зависимость психрометрического коэффициента от скорости вентиляции выражается эмпирической формулой Н.А. Зворыкина

,

(Л.2)

где , и - постоянные величины, характерные для каждого психрометра конкретного типа, которые определяют экспериментально на основании значений, получаемых по формуле (1), и одновременных измерений скорости обдува .

Для психрометра с принудительной вентиляцией, например типа М-34, у которого смоченный термометр находится в цилиндрическом канале радиационной защиты (экрана), зависимость психрометрического коэффициента от скорости воздуха в диапазоне 1,7-2,7 м/с относительно смоченного термометра выражается эмпирической формулой

,

(Л.3)

где - номинальное значение психрометрического коэффициента для аспирационного психрометра конкретного типа;

- номинальное значение скорости вентиляции, соответствующее значению А_т;

- постоянная для психрометра конкретного типа.

Значения А_т и определяют как средние арифметические из действительных значений на выборке психрометров, объем которой и правила формирования устанавливают по ГОСТ 18321. Значения A_т, и определяют при государственных испытаниях в целях утверждения типа средств измерений и вносят в нормативно-техническую документацию на психрометр.

Для каждого конкретного экземпляра аспирационного психрометра при первичной и периодической поверках измеряют только скорость аспирации , которую и указывают в паспорте или свидетельстве о поверке прибора.

Пример - Для психрометра типа М-34 в результате экспериментальных исследований находим, что  = 2,0 м/с, А_т =  °С^-1,  =  °С^-1 м^-1 с. Если для конкретного психрометра  = 2,6 м/с, то по формуле (Л.3) определяют

.

Округляя, получим в данном примере А_д =  °С^-1. Значение А_д заносят в паспорт на психрометр.

Л.4 Определение интервала дискретизации психрометрического коэффициента и общего давления паровоздушной смеси изложено ниже на примере построения и расчета таблицы эквивалентных давлений.

Номинальное значение психрометрического коэффициента, принятое при расчете таблиц, - А_ном = A_т1 =  °С^-1, номинальное давление - Р_ном = 1000 гПа, интервал дискретизации температуры сухого и смоченного термометров - S_t =  = 0,1 °С; область задания Р_д от 600 гПа до 1100 гПа; область задания t от минус 10 °С до плюс 40 °С; (t - t) от 0 °С до 10 °С; А_д от  °С^-1 до  °С^-1. Пользуясь формулами (18) и (19) стандарта и подставляя в них те граничные значения указанных величин, которым соответствуют минимальные значения определяемых интервалов, получают:

,

(Л.4)

(Л.5)

Округляя, устанавливают  =  °С^-1 и  = 5 гПа, которые и использованы в примере построения таблиц эквивалентных давлений (приведенных в приложении Д).

Л.5 Пример использования таблиц, когда известно действительное значение психрометрического коэффициента, отличающееся от номинального, изложен ниже.

Пример - В результате измерений температуры сухого и смоченного термометров получают: t = 0,7 °С и  = - 2,0 °С (агрегатное состояние воды на смоченном термометре - жидкое), а в результате измерения общего давления паровоздушной смеси Р_д = 1091 гПа. Действительное значение психрометрического коэффициента А_д =  °С^-1. Необходимо определить значения величин, характеризующих влажность воздуха, пользуясь приведенными в приложении А и Б примерами базовой таблицы (А_ном =  °С^-1), таблицы поправок на отличие давления от номинального значения (Р_ном = 1000 гПа) в приложении В и таблицы эквивалентных давлений в приложении Д.

По таблице эквивалентных давлений по заданным Р_д = 1091 гПа и А_д =  °С^-1 определяют Р_э = 953 гПа.

По таблице (приведенной в приложении В) поправок к парциальному давлению водяного пара на отличие общего давления от номинального, принимая Р = Р_э = 953 гПа на пересечении строки с Р = 950 (ближайшее к 953 гПа) и графы с психрометрической разностью (t - ) = 3,0 °С (ближайшее к действительной разности (0,7 - (- 2,0) = 2,7 °С), определяют совокупную поправку к парциальному давлению водяного пара: е = + 0,12 гПа на одновременное отличие действительного значения общего давления и психрометрического коэффициента от их номинальных значений.

В номинальной таблице с пометкой "Вода" (приложение А) по t = 0,7 °С и  = - 2,0 °С определяют парциальное давление е_б = 3,13 гПа. Действительное значение парциального давления водяного пара вычисляют, суммируя

.

В графе той же таблицы для температуры 0,7 °С находят строку се = 3,25 гПа, а в ней - соответствующую относительную влажность  = 51 %, точку росы t_d = - 8,4 °С и дефицит насыщения d = 3,17 гПа.

В данном случае пренебрежение отличием действительного значения психрометрического коэффициента от номинального значения привело бы к большим погрешностям, так как было бы:  = 45 %, t_d = - 9,8 °С, е = 2,92 гПа, d = 3,52 гПа.

Л.6 Пример использования психрометрических таблиц, когда агрегатное состояние воды на смоченном термометре, показания которого ниже 0 °С, неизвестно.

В этом случае выполняют все операции, изложенные в Л.5, с той лишь разницей, что обращаются к номинальным таблицам, помеченным надписью "АГСН" (т.е. "агрегатное состояние неизвестно"), а поправку к парциальному давлению находят, обратившись к таблице поправок с пометкой "АГСН".

Продолжение вышерассмотренного примера - В номинальной таблице с пометкой "АГСН!" (приложение А) по t = 0,7 °С и t = - 2,0 °С определяют парциальное давление е_б = 3,23 гПа. Совокупную поправку по данным предыдущего примера находят в таблице поправок с пометкой "АГСН!": е = 0,11 гПа. Действительное значение парциального давления водяного пара:

Ему соответствуют в номинальной таблице с пометкой "АГСН!":

.