Что такое охлаждающая способность воздуха

Подвижность и охлаждающая способность воздуха, роза ветров

Воздушные массы движутся вследствие неравномерного нагревания поверхности почвы. Более тёплые массы поднимаются вверх (восходящие потоки), а на их место устремляются нисходящие потоки воздуха. Продвигаясь, они изменяют свою скорость и направление, такое движение называется турбулентным. Движение воздуха, параллельное земле, называется ветром. Скорость его измеряют в метрах в секунду (м/сек), сила ветра определяется в баллах, по двенадцатибалльной шкале Бофорта.

Конвекцией называется вертикальное перемещение воздуха вследствие разницы температур теплого и холодного воздуха.

Адвекцией называется горизонтальный перенос теплоты. Движение воздуха оказывает существенное влияние на организм, на теплоотдачу, кроветворение и сохранение тепла в помещении.

Для более полной характеристики микроклимата используется такой показатель, как катаиндекс (охлаждающая сила воздуха). Этот показатель зависит от температуры, влажности, подвижности воздуха. Измеряется катаиндекс в мкал/(см2 с).

Оптимальная подвижность и охлаждающая способность воздуха создается за счет правильных систем кондиционирования и вентиляции.

Охлаждающая способность воздуха зависит также от температуры воздуха, от скорости ветра, от способа расположения здания. Также влияет тип расположения животных и степень загроможденности помещения.

Помещения для животных располагают таким образом, чтобы господствующие ветры попадали на торцевую стену или угол здания, в противном случае в таком помещении зимой трудно сохранить тепло.

Скорость движения воздуха. Замеряется анемометрами (крыльчатые АСО-3, АП –1м, чашечные МС-13), электротермоанемометрами и кататермометрами(цилиндрические и шариковые). Выбор прибора для измерения обусловлен целями замеров.
Анемометры используются крыльчатые (для замеров скоростей от 1 до 10 м/с), чашечные (для замеров скоростей от 1 до 30 м/с) и электроанемометры (для замера скоростей воздуха от 0 до 5 м/с) (рис. 2). Анемометр состоит из вращающегося под действием воздушного потока воспринимающего механизма (крыльчатки и чашечки) и счетчика, снабженного тремя стрелками, указывающими на соответствующих шкалах величину пути, пройденного воздушным потоком.

Оценка полученных величин проводится путем сравнения их с нормативными величинами. Электротермоанемометр предназначен для измерения температуры (10 до 60 0 С) и скорости движения воздуха в пределах от 0,03 до 5 м/с.
Кататермометр используется для измерения малых скоростей движения воздуха от 10,1 до 1,5 м/с. Он представляет собой спиртовой термометр, шкала которого разделена на три градуса (35 – 38 0 С).

Скорость движения воздуха определяют в зоне нахождения животных в начале, середине и конце помещения возле продольных стен и в середине прохода 3 раза в сутки, а также в приточных и вытяжных вентиляционных каналах. По вертикали измерения проводят в зонах исследования температуры и влажности воздуха.

Источник

Что такое охлаждающая способность воздуха

Занятие 4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ И ОХЛАЖДАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОЗДУХА

Цель занятия. Ознакомиться с приборами для контроля подвижности и охлаждающей способности воздуха в животноводческих помещениях, приобрести навыки в работе с анемометрами и ката-термометрами, провести расчеты подвижности воздуха по данным анемометров, а охлаждающей способности воздуха по данным кататермометра.

Материалы и оборудование. Анемометры АСО-3, МС-13, М-61, АП-1; кататермометры.

Общие сведения. При определении подвижности воздуха проверяют его направление и скорость. По направлению воздушные потоки бывают продольные, поперечные, нисходящие и восходящие. Направление подвижности воздуха по отношению к точкам горизонта устанавливают с помощью флюгера или метода задымления.

Для изображения распределения повторяемости направлений ветра в данной местности (за месяц, сезон, год) по румбам (4 основные — С, Ю, 3, В и 4 дополни-тельные — СВ, СЗ, ЮВ, ЮЗ) строят график — розу ветров. От центра откладывают отрезки, соответствующие значениям повторяемости направления ветра. Повторяемость направлений ветра по всем румбам выражают в процентах и изображают на графике в определенном масштабе (1 % = 2 мм). Для обозначения штиля из центра проводят окружность, диаметр которой соответствует частоте штиля. При построении розы ветров сумму чисел повторяемости направлений ветра по всем румбам и штиля принимают за 100, а число повторяемости направлений ветра и штиля по каждому румбу вычисляют в процентах к этой величине. Данные для построения розы ветров за определенный период приведены в табл. 4.

Графическое изображение направлений воздушных потоков внутри помещения называют аэрорумбограммой, которая отражает схему распространения приточного и вытяжного воздуха по горизонтали, вертикали и наклону к горизонту.

Визуальная оценка подвижности наружного воздуха и ориентировочная — силы ветра приведены в табл. 5 по шкале Бофорта.

4. Данные для построения розы ветров

5. Оценка скорости и силы ветра

Содержание занятия. Приборы для измерения скорости движения воздуха. В животноводческих помещениях для определения скорости воздуха используют крыльчатые анемометры.

Анемометр ручной крыльчатый АСО-3 предназначен для измерения в помещениях скорости воздушного потока в пределах 0,3—5 м/с.

Воспринимающей частью прибора служит крыльчатка, огражденная широким металлическим кольцом (диффузором) и соединенная со счетчиком передаточным механизмом. На счетчике предусмотрены три циферблата для снятия показаний. Включают и вык-лючают прибор с помощью арретира (рычага).

Перед измерением скорости воздушного потока записывают начальные показания счетчика со всех трех циферблатов. Затем анемометр располагают в воздушном потоке осью крыльчатки вдоль направления потока и, добившись равномерного вращения крыльчатки вхолостую, включают передаточный механизм прибора и секундомер. Как правило, измерение проводят в течение 100 с, после чего механизм и секундомер выключают, записывают конечные показания счетчиков и время экспозиции. Разделив разность первоначального и конечного показаний на время экспозиции (100 с), находят число делений, приходящихся на 1 с. Скорость движения воздуха определяют по графику, прилагаемому к каждому прибору. По вертикальной оси графика находят число, соответствующее числу делений в 1 с. От этой точки проводят горизонтальную линию до пересечения с линией графика и из полученной точки ведут вертикальную линию до пересечения с нижней горизонтальной осью графика, которая даст искомую скорость движения воздуха. К прибору прилагаются 2 графика: один рассчитан на скорость движения воздуха до 1 м/с, второй — от 1 до 5 м/с.

Анемометр чашечный МС-13 предназначен для измерения скорости движения воздуха в пределах 1 —20 м/с. Отличается от крыльчатого только ветроприемником, где вместо крыльчатки предусмот-рена крестовина с четырьмя полыми полушариями. Правила пользования прибором и методика определения скорости воздушного потока те же, что и для крыльчатого анемометра.

Анемометр цифровой переносной АП-1 предназначен для измерения скорости воздушного потока в животноводческих помещениях в диапазонах 0,3—5 и 1—20 м/с. Прибор состоит из двух первичных измерительных преобразователей АП-1-1 и АП-1-2.

Первичный измерительный преобразователь АП-1-2 имеет чашечный ветроприемник (по типу анемометра МС-13, но без циферблата), вращающийся на оси. Принцип работы аналогичен АП-1-1.

Структурная схема цифрового измерительного прибора состоит из генератора опорной частоты, счетчика, схем управления, контроля напряжения питания и индикации с усилителями мощности.

При измерении скорости движения воздуха первичный измерительный преобразователь АП-1-2 устанавливают на штангу или держатель и соединяют с цифровым измерительным прибором. Переключатель напряжения питания ставят в положение «Вкл.», при этом индикатор «1—20» должен мигать. Затем проверяют равномерность вращения ветроприемника. Через 10 с на табло должно появиться значение скорости воздушного потока.

При скорости воздушного потока менее 5 м/с от цифрового измерительного прибора отсоединяют АП-1-2 и присоединяют АП-1-1. Устанавливают крыльчатый ветроприемник навстречу воздушному потоку. При этом переключатель напряжения питания «0,3—5» должен мигать. Значение подвижности воздуха появляется на индикаторной шкале через 5 с.

Анемометр работает от аккумуляторной батареи, которая заряжается от сети с напряжением 220 В в течение 15 ч.

Кататермометры (цилиндрический и шаровой) используют для определения малых скоростей движения воздуха и его охлаждающей способности. Кататермометр показывает значение охлаждения при-бора (катаиндекс), которое зависит от температуры, влажности и скорости движения окружающего воздуха. Если температура воздуха будет понижаться, а влажность и скорость движения увеличиваться, то и катаиндекс будет расти.

При высоких значениях охлаждающей способности воздуха животные ощущают холод, при низких — чрезмерное тепло.

Таким образом, с помощью кататермометра можно учесть суммарное воздействие трех важных факторов — температуры, влажности и скорости движения воздуха в различных комбинациях.

Шаровой кататермометр применяют для измерения малых скоростей движения воздуха (0,048—2 м/с). Шкала кататермометра градуирована в пределах 33—40 °С. Площадь спиртового резервуара 27,3 см2.

Перед измерением резервуар прибора погружают в горячую воду (65—75 °С) и ждут, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. При этом следят за тем, чтобы в капилляре и резервуаре не было пузырьков воздуха. Резервуар прибора вытирают досуха и подвешивают вертикально в исследуемом месте помещения. Кататермометр не должен качаться.

Затем начинают следить за охлаждением прибора и по секундомеру отмечают время, в течение которого столбик спирта опустился с 38 до 35 °С.

Чтобы определить скорость движения воздуха по показаниям кататермометра, сначала вычисляют значение охлаждения (катаиндекс, Н) 1 см2 поверхности его резервуара в 1 с по формуле

где /¦— фактор кататермометра (обозначен на обратной стороне прибора); / — время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 °С.

В том случае, когда наблюдают охлаждение кататермометра с 40 до 33 «С, катаиндекс вычисляют по формуле

где Ф = Г/3 (Ф— константа кататермометра); T, и Т2 — начальная и конечная температуры при измерении; t— время, в течение которого столбик спирта опустится с 38 до 35 °С.

Во всех случаях необходимо проводить несколько (3—5) измерений подряд и вычислять среднее значение. Для определения скорости движения воздуха нужно знать разность (Q) между средней температурой прибора (36,5 °С) и средней температурой воздуха

где Г, — температура воздуха в начале наблюдения, °С; Т1 — температура воздуха в конце наблюдения, «С.

Затем определяют частное от деления Н/0 и по табл. 6 находят соответствующие значения скорости воздуха (V).

По табл. 6 находят значение скорости движения воздуха (У), которая составит 0,18 м/с.

Примечание. Скорость движения воздуха определяют по формуле H/Q = А + ВV/(1 + КV), где при V 1 м/с А = 0,29, 5 = 0,366, K= 0,174 (постоянные значения).

Цилиндрический кататермометр отличается от шарового формой спиртового резервуара и его площадью (22,6 см2). Шкала прибора градуирована в пределах 35—38 °С.

Последовательность при работе с этим прибором та же, что и с шаровым.

Пример расчета. Допустим, что столбик спирта опустился с 38 до 35 °С в течение I мин 15 с (75 с). Средняя температура воздуха в месте нахождения прибора составила (19,5 + 19,7): 2 = 19,6 °С. Следовательно, = 8,61 : 16,9 = 0,51.

По табл. 6 находим значение скорости движения воздуха, которая составит 0,48 м/с.

Рекомендуемые параметры скорости движения воздуха в помещениях для животных приведены в прилож. 10.

Источник

Определение охлаждающей способности воздуха по цилиндрическому кататермометру

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МИКРОКЛИМАТА И РЕЖИМА ПРОВЕТРИВАНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ДЕТСКИХ УЧЕБНО-ВОСПИТАТЕЛЬНЫХ УЧРЕЖДЕНИЙ

ЦЕЛИ ЗАНЯТИЙ:

1.Изучить особенности терморегуляции детского организма.

2. Изучить методы оценки микроклимата в помещениях ДОУ (температу-

ры, влажности, подвижности воздуха).

3. Изучить методы оценки теплового состояния детского организма.

4. Изучить гигиенические требования к отоплению и аэрации помещений
ДОУ.

ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ:термометры, психрометры, анемометры, кататер­мометр, электротермометр.

Студент должен ЗНАТЬ

1. Особенности терморегуляции человеческого организма в различные воз­
растные периоды.

2. Значение климатических факторов в обеспечении теплового комфорта.

3. Гигиенические основы теплового комфорта и холодовой устойчивости
организма. Понятие об активной и пассивной акклиматизации.

4. Гигиенические требования к отоплению и аэрации помещений ДОУ.

Студент должен УМЕТЬ

1.Владеть методикой гигиенической оценки микроклимата в помещениях
дошкольных образовательных учреждений.

2. Владеть методикой оценки теплового самочувствия детей.

3. Владеть методикой оценки эффективности аэрации помещений ДОУ.

Вопросы для контроля и коррекции исходного уровня знаний

1.Физиологические основы и механизмы терморегуляции человеческого ор­
ганизма.

2. Особенности терморегуляции в детском возрасте.

3. Методы оценки температурного режима помещений.

4. Гигиенические требования к отоплению помещений ДОУ.

5. Виды и методы исследования влажности воздуха.

6. Определение подвижности воздуха.

7. Гигиенические требования к аэрации помещений ДОУ.

8. Комплексная оценка влияния метеофакторов на организм.

По своему назначению жидкостные термометры делятся на:

Единицы измерения температуры весьма условны. В России термо­метры градуируются в градусах Цельсия. За градус Цельсия принимается 1/100 часть температурного интервала от точки замерзания до точки ки­пения воды, а вся шкала равна 100 град. С.

2. Температурный режимпомещений, при отсутствии в них посто­янных рабочих мест, оценивается по следующим показателям:

— температура внутренней поверхности наружной (холодной) стены
должна быть не ниже 5°С по отношению к средней температуре воздуха в помещении, в противном случае, от стены будет «веять холодом»;

Параметры допустимой температуры и кратности воздухообмена в помещенияхДДУ

Тепловой комфорт в детских учреждениях нормируется в двух параметрах:
•• зона оптимума»(когда температурные воздействия не вызывают напряжения
терморегуляторного аппарата ребёнка) и «зона относительного температур­ного оптимума теплового состояния»(когда температурное воздействие вызывает легкое напряжение механизма терморегуляции ребёнка). Второй параметр, как правило, на 3-4 °С ниже оптимума (табл.2). Периодическое изменение температуры воздуха в пределах «зоны относительного температурного опти­мума» носит название «пульсирующего микроклимата» и имеет тренировочный
характep для проведения закаливающих процедур.

Границы зон теплового комфорта и умеренного напряжения терморегуляции (°С) у детей дошкольного возраста

В помещениях игральных и групповых, расположенных на первом этаже, предусматривается обогрев полов в зимний период года до температуры не ни-ниже22 °С. Температура поверхности полов обходных дорожек в бассейнах ДОУ должнабыть не менее 26 °С и не более 30 °С.

— точка росы — температура, при которой находящиеся в воздухе водяные пары насыщают пространство (понижение этой температуры ведёт к выпадению росы).

Максимальнаявлажность воздуха иточка росыопределяются по таб­лице максимального напряжения водяных паров при различных температурах воздуха (Прил. 2).

4. Подвижность воздухав закрытых помещениях определяется линей­ными («сквозняк») и хаотическими потоками воздуха. Первые обусловлены разностью температур воздуха наружной и внутренней среды и в зимнее время «работают» на приток, а в летнее — на вытяжку. Поэтому «сквозняк», представ­ляющий собой холодный поток воздуха, воспринимаемый чувствительными окончаниями кожи при скорости движения более 0,3 м/с, связан с возможно­стью простудного заболевания. Хаотические (иногда используют недостаточно корректное название «турбулентные») потоки воздуха в помещении возникают «следствие разности нагрева его различными внутренними источниками тепла (радиаторы отопления, нагревательные приборы, сам человек и т.д.).

6. Охлаждающая способность воздухаможет быть также рассчитана по шкале эквивалентных эффективных температур(ЭЭТ°). Разработка шкалы ЭЭТ° основана на массовых исследованиях тепловых ощущений в «тепловых камерах», в которых имелась возможность создавать микроклимати­ческие условия за счёт активной комбинации температуры, влажности и подвиж­ности воздуха. Легко одетый человек в состоянии покоя помещался в тепловую камеру и отмечал свои тепловые ощущения («комфортно», «прохладно», «холод­но», «душно», «жарко» и пр.), в зависимости от заданных комбинаций метеофак­торов. В результате массовых обследований удалось выделить интервалы эквива­лентных эффективных температур (ЭЭТ°), в пределах которых все испытуемые или 50% из них чувствовали себя комфортно.

8. В дошкольных учреждениях применяются различные системы отопления.Все они должны соответствовать следующим требованиям:

■ обеспечивать достаточную и равномерную температуру воздуха;

■ не пересушивать воздуха (что характерно для использования электрона­гревателей);

■ не загрязнять его продуктами неполного сгорания топлива (что характерно для открытых источников тепла);

■ быть безопасными в пожарном отношении.

Оптимальным является центральное водяное отопление низкого давления с температурой радиаторов не выше 70 °С и лучистое отопление. При централь­ном водяном отоплении радиаторы располагаются в подоконных нишах и, во избежание травм и ожогов, ограждаются деревянными решётками. При лучи­стом отоплении теплоносители (трубы, каналы) замоноличиваются в ограждающиеконструкции (полы, стены, потолки, плинтуса), по ним циркулируют нагретые до 25-30 °С вода, воздух, либо нагрев панельных ограждений осуще-ствляется электроприборами. Температура нагрева панелей должна быть не выше24 °С.

9. Регулярная вентиляцияпомещений обеспечивает своевременное удалениеизбытка тепла, влаги и вредных газообразных примесей, скапливаю­щихся в комнатном воздухе в результате пребывания людей, и осуществления различных бытовых и производственных процессов.

По источнику возникновениявентиляцию делят на:

Искусственная вентиляцияможет быть приточной (обеспечивающей искусственный приток и естественную вытяжку воздуха из помещения), вытяжной (с точностью до наоборот) и приточно-вытяжной (когда и приток, и вытяжка осуществляются с механическим побуждением).

Вентиляция, обеспечивающая общий обмен воздуха в помещении, называется общеобменной, а удаляющая воздух из определенного места (отсосы), или подающая на него воздух (воздушные завесы) -местной.

Количество вентиляционного воздуха, которое необходимо вводить в помещение в единицу времени (объём потребной вентиляции),зависит от кубатуры помещения, числа людей и характера производимой в нём работы.

В качестве расчётного показателя необходимого воздухообмена принято содержание в воздухе помещений углекислого газа.

Зная объём потребной вентиляции и объём помещения, можно определить потребную кратность воздухообмена, т.е. сколько раз в течение часа должен обмениваться воздух в помещении, чтобы обеспечить нужную его чистоту по углекислому газу. Наиболее благоприятные условия воздушной среды по угле­кислому газу в помещениях детских учреждений создаются при 1,5-2,0 кратно­сти воздухообмена в час (табл. 1).

Объём вентиляции даёт представление об объёме поступающего или уда­ляемого из помещения организованными естественными или механически­ми вентиляционными системами воздуха,а в соотношении с объёмом поме­щения — кратность воздухообмена. Однако данный объём вентиляции не учи­тывает естественной неорганизованнойаэрации за счёт неплотностей поме­щения (поры стен, щели и пр.), которая достигает кратности до 1 раза в час.

При организации аэрации помещений необходимо помнить некоторые де­тали, небезразличные для обеспечения эффективного проветривания помеще­ний:

1.Действие организованной вытяжной вентиляции через форточки, окна, фрамуги и пр. зависит от разности температур наружного и внутреннего возду­ха, которая должна быть не менее 15-20° С, следовательно, летом эффективность естественной вентиляции резко снижается..

2.Организованная естественная канальная вытяжка воздуха устраивает­ся лишь в зданиях выше 4-х этажей, т.к. основным побудительным началом в этом случае является разность давлений воздуха. Проветривание через форточки, фрамуги, окна при отсутствии естественной канальной вытяжки не даёт

по­ложительного эффекта, т.к. создающееся в вентиляционном канале завихрение поступающего воздуха препятствует его попаданию в помещение. Поэтому в ДОУ, при допустимой этажности не более 2 этажей, канальная вытяжка не устраивается, а для достижения эффективной аэрации помещений устраивается сквозноепроветривание (при открытых дверях и, желательно, окнах с противоположной стороны здания), основанное на разности температур воздуха с солнечной и теневой стороны. Сквозное проветривание в зимнее время проводитсяв отсутствие детей до снижения температуры воздуха в помещении не ниже 12-13° С и должно заканчиваться за 30 минут до прихода детей в помеще­ние. Одновременно проводится влажная уборка помещения.

3. Для обеспечения эффективного проветривания, открывающаяся часть вентиляционного отверстия (форточек, фрамуг) должна быть не менее 1/50 площади помещения.

4. Системы общеобменной искусственной вентиляции в ДОУ и школах носит лишь вытяжной характер и устраиваются для помещений кухни-столовой и физкультурных залов школ. Допустимо установление вытяжных вентиляторов в вентиляционных отверстиях (форточках).

5. Местная вытяжная искусственная вентиляция устанавливается в вытяжных шкафах химических лабораторий школ.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

На специальных деревянных стойках, установленных по диагонали в уг-лаху наружной и внутренней стен, и посередине помещения, развесить 6 лабо-раторных термометров, в каждой точке на уровне «зоны ног» (0,1 м от пола) и ■ юныдыхания» (1,0 м от пола). Через 10 минут снять показания термометрометров, занести их в таблицу протокола исследования и произвести расчёт показателей температурного режима.

Задание № 2.

Рассчитать все виды влажности:

1 вариант: в наружной атмосфере по показаниям психрометра Ассмана (подвижность воздуха 0,8 м/с, барометрическое давление 750 мм рт.ст.);

При работе с психрометром Августа необходимо снять показания сухого и влажного термометров и произвести расчёт абсолютной влажности по форму­ле Реньо (Прил. 1).

При работе с психрометром Ассмана, необходимо предварительно смочить дистиллированной водой резервуар «влажного» термометра, обёрнутый марлей, после чего до конца завести вентилятор и подвесить психрометр в мес­те наблюдения. Через 10 минут снять показания «сухого» и «влажного» термо­метров и произвести расчёт абсолютной влажностипо формуле Шпрунга (Прил.1).

Далее, в обеих вариантах, произвести расчёт всех видов влажности:

■ относительной по формуле:

А х 100% отн. ==

■ относительной по таблице для психрометра Августа (Прил. 3) или для психрометра Ассмана (Прил. 4);

■ дефицита насыщения по формуле: Д = М — А,

■ физиологического дефицита влажностипо формуле:

СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ

Оценить температурный режим помещения групповой средней группы ДОУ в зимний период при централизованном отоплении по представленным данным:

Вопросы, подлежащие освещению

1. Определите охлаждающую способность воздуха, используя Прил. 5.

2. Определите подвижность воздуха в помещении, используя Прил. 6.

Вопросы, подлежащие освещению:

1.Определите охлаждающую способность воздуха, используя Прил. 5.

2.Определите подвижность воздуха в помещении, используя Прил. 6.

3.Определите охлаждающую способность воздуха по шкале ЭЭТ°, используя Прил. 7

4.Определите тепловой режим в помещении, если среднее значение температуры лба у

Дать гигиеническую характеристику аэрации зала для музыкальных и физ­культурных занятий ДОУ при условии ежечасного 10-минутного сквозного его проветривания через форточки двух окон при открытых дверях. Вопросы, подлежащие освещению:

1. Определить фактический объём вентиляции в учебном помещении.
Вводные: 1. площадь обеих форточек = 0,5 м х0,5 м х2 = 0,5 м 2

2. скорость движения воздуха через отверстие форточки в
среднем 0,5 м/с

3. время проветривания —10 минут в час

2. Определить объём потребной вентиляции для учебного помещения.
Вводные: 1. количество занимающихся детей в старшей группе дет­ского сада (6 лет) — 20

2. занятия ведутся в активном двигательном режиме

3. Определить потребную и фактическую кратность воздухообмена и на основании
их дать санитарное заключение об эффективности аэрации учебного помещения.

Максимальное напряжение водяных паров при разных температурах воздуха, г/м 3

Источник