Способы определения скорости движения воздуха

Определение скорости движения воздуха, превышающей 0, 5 м/с, производят с помощью анемометров (от греч. anemos – ветер). В санитарной практике применяются динамические анемометры, основанные на вращении током воздуха лёгких лопастей, обороты которых передаются через систему зубчатых колёс счётному механизму с циферблатом и указательной стрелкой.

Анемометры бывают двух систем: чашечные и крыльчатые.

Рис. 10. Анемометры: а – чашечный; б – крыльчатый

Чашечный анемометр (рис. 10а) используют при метеорологических наблюдениях в свободной атмосфере для определения скорости движения воздуха от 1 до 50 м/с. В верхней части его имеется четыре полых полушария, закрепленных на крестовине, которая с помощью оси контактирует посредством зубчатой передачи со счетчиком оборотов. Под влиянием давления на полушария движущегося воздуха ось вращается, каждый оборот передаётся на зубчатые колёса, оси которых снабжены стрелками и выведены на поверхность прибора. Большая стрелка движется по циферблату, который разделен на 100 частей. Каждая маленькая стрелка движется по циферблату, разделенному на 10 частей, и показывает величины, в 10 раз большие предшествующих, т. е. каждое деление циферблата первой маленькой стрелки соответствует 100, второй – 1000.

Для включения или выключения счетчика оборотов сбоку прибора имеется петля-рычажок. Перед началом измерения большую стрелку устанавливают на нуль и записывают показания двух других стрелок. Затем, встав лицом к ветру и повернув прибор циферблатом к исследователю, дают чашечкам вращаться вхолостую 1—2 минуты и включают счетчик оборотов. Наблюдения производят в течение 10 минут, после чего счетчик выключают и записывают показания. Разницу в показаниях прибора, которая показывает число метров, пройденных воздушным потоком за период наблюдения, делят на количество секунд работы анемометра и умножают на поправку, указанную в прилагаемом к прибору паспорте. Ручной крыльчатый анемометр (рис. 10б) более чувствителен и пригоден для определения скорости движения воздуха в пределах от 0, 5 до 15 м/с. В данном приборе воспринимающей частью является колесико с легкими алюминиевыми крыльями, огражденными широким металлическим кольцом. Этот прибор предназначен для проверки эффективности работы вентиляционных установок и измерения скорости движения воздуха в производственных условиях. Передача вращения колесика стрелкам циферблата аналогична системе предыдущего прибора. При наблюдениях направление воздушных течений должно быть перпендикулярно плоскости вращения колесика. Продолжительность наблюдения 3—4 минуты.

Рис. 11. Кататермометры:

а – шаровой; б – цилиндрический

Для определения малых скоростей движения воздуха используется косвенный метод, основанный на учете интенсивности охлаждения нагретого прибора. Охлаждающую способность воздуха в милликалориях тепла, теряемых с 1 см2 поверхности за 1 секунду, определяют с помощью кататермометра (от греч. kata – движение сверху вниз) – особого спиртового термо-метра. В гигиенической практике используют шаровой и цилиндрический кататермометры (рис. 11 а, б). Цилиндрический кататермометр имеет шкалу от 35 до 38º С, шаровой – от 33 до 40º С.

Перед исследованием кататермометр погружают в стакан с горячей водой (80º С) и выдерживают до тех пор, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширенного капилляра.

Затем прибор насухо вытирают салфеткой и подвешивают на штатив в центре помещения на уровне 1, 5 метра от пола. При работе вблизи источников теплоизлучения или при наличии солнечной радиации кататермометр необходимо защищать от действия лучистой энергии, для этого используют любой экран (картон, фанеру), окрашенный в белый цвет. С помощью секундомера отмечают время в секундах, в течение которого кататермометр охладится от температуры t1 до t2. Интервалы температуры выбирают такие, чтобы полусумма верхнего и нижнего значений составляла 36, 5º С. Поэтому при использовании шарового кататермометра наблюдения за охлаждением можно проводить в интервалах 40—33º С, 39—34º С, 38—35º С.

Величину охлаждающей способности воздуха при наблюдении в пределах интервала 38—35º С определяют по формуле: Н=F/а где Н – искомая величина охлаждения в милликалориях с 1 см2 поверхности резервуара кататермометра за 1 секунду; F – фактор кататермометра, постоянная величина, показывающая количество тепла, теряемого с 1 см2 поверхности данного прибора (указан на тыльной стороне прибора); а – время охлаждения прибора (в секундах).

При наблюдении за охлаждением шарового кататермометра в других интервалах (40—33º С, 39—34º С) величину охлаждающей способности Н вычисляют по формуле:

Н= Ф * (t1 – t2)/а

где Ф – константа кататермометра, показывающая количество

тепла в милликалориях, теряемого с 1 см2 поверхности резер-

вуара при падении температуры на 1º С. Ф=F/3.

Определение скорости движения воздуха

по кататермометру

Зная величину охлаждающей способности кататермометра и

температуру окружающего воздуха, можно по эмпирической формуле вычислить скорость его движения. Для вычисления

скоростей движения воздуха менее 1 м/с применяют формулу:

V= (H/Q – 0, 20)2: 0, 402

Для вычисления скоростей движения воздуха более 1 м/с

применяют формулу:

V= (Н/Q – 0, 13)2: 0, 472

где V – искомая скорость движения воздуха в м/с;

Н – величина охлаждения кататермометра;

Q – разность между средней температурой тела 36, 5˚ С и

температурой окружающего воздуха;

0, 20 и 0, 40; 0, 13 и 0, 47 – эмпирические коэффициенты.