Выполнение работы. Изучив необходимые рекомендации и теоретический материал, представленные в методическом пособии к данной лабораторной работе

Изучив необходимые рекомендации и теоретический материал, представленные в методическом пособии к данной лабораторной работе, приступим к непосредственному её выполнению.

Первоначально, произведём измерения температуры воздуха в рабочей зоне (tрз), путём снятия показаний с дистанционного термометра DT-8829 на расстоянии 1,5 метра от пола и немногим более 1 метра от стен, отопительных батарей и окон. Полученное значение tрз составило 23,5 ^оС.

Смочив фитиль из ткани психрометрического гигрометра, через указанный в методическом пособии временной промежуток (3-4 минуты), определим, что показания “сухого” термометра (tс) составили 23,2 ^оС, а влажного (tвл) 17,8 ^оС.

На этом процесс измерения температур заканчивается. Выполнение работы продолжим определением атмосферного давления в помещении (P). В этом случае, показания стрелочного барометра составили 750 мм.рт.ст.

Следующим этапом выполнения работы будет являться определение значений относительной влажности воздуха в помещении тремя различными способами. В ходе проведения данной процедуры, будут использоваться представленные в методическом пособии аналитические выражения и рекомендации, а также значения, полученные экспериментально, на предыдущих этапах выполнения работы.

· Определим относительную влажность воздуха (φр) расчетным методом, согласно следующему выражению:

(2.1)

где Fвл – максимальная влажность при температуре влажного термометра (говоря иначе – максимальная упругость водяных паров). Численное значение данного параметра определили согласно данным приложения Б соответствующего методического пособия (15,477 мм.рт.ст.);

tс – температура сухого термометра. Была определена ранее и составила 23,2 ^оС;

tвл – температура влажного термометра. Была определена ранее и составила 17,8 ^оС;

Р – барометрическое (атмосферное давление). Было определена ранее и составило 750 мм.рт.ст.;

α – психрометрический коэффициент. Поскольку измерения проводились в помещении, примем его равным 0,0011;

Fс — упругость насыщенных водяных паров при данной температуре по показанию сухого термометра. Численное значение данного параметра определили согласно данным приложения Б соответствующего методического пособия (21,068 мм.рт.ст.).

Знаменатель выражения, описываемого формулой (2.1) иначе можно назвать величиной абсолютной влажности Ф, измеряемой также в мм.рт.ст.

Таким образом, искомое значение φр, после проведения расчётов, составило 52,3%.

· Определим относительную влажность воздуха (φн), по номограмме.

Соответствующая номограмма представлена в методическом пособии к настоящей лабораторной работе и её повторное представление смысла особого не имеет. Отметим лишь то, что используемая номограмма структурно представляет собой графическое семейство кривых, условно объединяющих значения температур “влажного” и “сухого” термометров, а также соответствующий уровень относительной влажности таким образом, что, зная значения первых двух параметров, можно получить третье.

В данном случае, с учётом ранее определённых показаний термометров, значение относительной влажности воздуха φн составило 54%.

· Определим относительную влажность воздуха (φт), по психрометрической таблице, представленной в приложении В методического пособия.

Данный метод, в сущности своей, аналогичен предыдущему, только здесь искомый параметр определяется исходя из известных значений показания “влажного” термометра и разности показаний “сухого” и “влажного” термометров. По сравнению с методом определения по номограмме, этот приём можно с уверенностью назвать более точным, в силу того, что здесь исключена ошибка точности при, безусловно, приближённом восприятии человеческим глазом графической информации. Не будем более подробно углубляться в метрологический характер возникающих погрешностей, лишь отметим, что значение φт составило 56%.

Все ранее полученные экспериментальные значения, для большей наглядности, внесём в таблицу 2.1.

Таблица 2.1 – Экспериментальные характеристики

Анализируя данные, представленные в таблице 2.1, отмечаем примерное соответствие температур, измеренных в рабочей зоне при помощи пирометра и сухого термометра. Возникшие расхождения в 0,3 ^оС являются незначительными. Также, вполне очевидно, что показания “влажного” термометра должны быть меньше, чем у “сухого”, что и подтверждается. Кроме того, при измерении относительной влажности тремя различными способами, от первого метода к последнему, наблюдалась динамика возрастания величин. Чем обусловлена данная тенденция непонятно, да и неважно, скажем лишь то, что расхождение в значениях не превышают максимально допустимые 10%, а составляют лишь 3,7%.

Следующим этапом выполнения работы будет являться определение изменения теплосодержания человека, в условиях того микроклимата, параметры которого уже были рассчитаны.

Как известно, если физиологические механизмы человека и средства защиты не могут обеспечить теплового баланса, то нарушается соотношение тепла, вырабатываемого в организме и отдаваемого в окружающую среду. В теле человека образуется дефицит тепла или происходит его накопление, то есть, говоря более конкретно, теплосодержание организма изменяется.

В общем случае, теплосодержание в организме определяется как:

(2.2)

где С – удельная теплоемкость тканей организма. (3,48 кДж/(кг ºС);

К – коэффициент смешивания температуры тела. По данным методического пособия, в условиях измеренной ранее температуры в рабочей зоне, составляет 0,8ºС;

tm – температура тела. По данным методического пособия, в условиях измеренной ранее температуры в рабочей зоне, составляет 37,2 ºС;

tк – средневзвешенная температура кожи. По данным методического пособия, в условиях измеренной ранее температуры в рабочей зоне, составляет 34ºС.

После вычислений, значение Q составило 127,23 кДж/кг.

Но, как уже было сказано ранее, при определении влияние микроклимата на человека важно не теплосодержание организма, а его изменение, которое определим исходя из разности оптимального значения (Qо = 121,5 кДж/кг) и измеренного:

5,73 кДж/кг.