Для экспериментального исследования метеорологических характеристик в лабораторной работе применяется комплекс приборов, измеряющих температуру, относительную влажность, подвижность воздуха и атмосферное давление.
Параметры метеорологических условий измеряются на высоте 1,5 м от пола помещения.
Температура
При выполнении лабораторной работы температуру воздуха внутри помещения измеряют с помощью сухого термометра, а снаружи – с помощью спиртового термометра.
Относительная влажность
Относительная влажность воздуха определяют с помощью гигрометра психрометрического типа ВИТ.
Гигрометр представляет собой прибор, собранный на основании из фенопласта или других материалов, аналогичных по свойствам. К основанию крепятся два термометра со шкалой, психрометрическая таблица, стеклянный питатель, заполняемый дистиллированной водой. Резервуар термометра под надписью «Увлажн.» увлажняется водой из питателя с помощью фитиля из батиста или шифона.
Метод измерения относительной влажности гигрометром психрометрическим основан на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разностью – разностью показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
Сняв показания термометров и введя поправки в их показания, определяют разность показаний термометров. Затем по показанию «сухого» и «увлажненного» термометров определяют относительную влажность воздуха по психрометрической таблице (см. таблицу 2).
Порядок работы с гигрометром следующий:
1. Снимите питатель основания. Заполните питатель дистиллированной водой. Заполнение производите путем погружения питателя в сосуд с водой запаянным концом вниз.
2. Установите питатель на основании таким образом, чтобы от края открытого конца питателя до резервуара термометра было расстояние не менее 20 мм, а фитиль не касался стенок открытого конца питателя.
3. Установите гигрометр в вертикальном положении на уровне глаз работающего с ним. В месте установки гигрометра должны отсутствовать вибрации, источники тепла или холода, создающие разницу температур между нижним, основным резервуаром и верхним запасным, более чем в 2°С.
4. Психрометрическая таблица, установленная на основании гигрометра, действительна для определенной скорости вертикальных воздушных потоков (скорости аспирации), омывающих гигрометр. Скорость аспирации указана в таблице. Полную таблицу для гигрометра исполнения ВИТ-2 см. табл. 2.
5. Измерение относительной влажности гигрометром проводите только после установления показаний термометров гигрометра. Минимальное время выдержки гигрометра в измеряемой среде 30 мин.
6. Снимите показания по «сухому» и «увлажненному» термометрам. При снятии показаний глаз работающего должен находиться на уровне горизонтальной касательной к мениску жидкости, так, чтобы отметка шкалы в точке отсчета была видима прямолинейной.
7. Работающий с гигрометром должен находиться от него на расстоянии нормальной видимости отметок шкалы и остерегаться во время отсчетов дышать на термометры. При отсчете показаний термометров вначале быстро отсчитываются десятые доли градуса, затем целые градусы.
8. Определите температуру по термометрам с точностью до 0,1°С, введя к отсчитанным показаниям поправки к термометрам, приведенные в паспорте на гигрометр. Вычислите разность температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам. Поправки вводятся путем алгебраического сложения.
9. Определите относительную влажность воздуха по психрометрической таблице (см. табл. 2). Искомая относительная влажность будет на пересечении строк температуры по «сухому» термометру и разности температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам.
Подвижность воздуха
Для определения подвижности воздуха применяют шаровой кататермометр, который представляет собой спиртовой термометр со шкалой, отградуированной в пределах измерений от 33 до 40°С.
Перед измерениями кататермометр погружают в воду, температура которой 65-75°С и выдерживают его в воде 10-15 минут, до тех пор, пока спирт не заполнит примерно половину верхнего расширения капилляра. При этом следят за тем, чтобы в капиллярной трубке не оставалось пузырьков воздуха. Затем тщательно вытирают кататермометр досуха и подвешивают вертикально в исследуемом месте так, чтобы он не качался. И фиксируют по секундомеру время его охлаждения в диапазоне перепада температур от 38 до 35°С.
Далее расчетным путем определяется средняя температура кататермометра tСР, вспомогательная величина Q, теплоотдача прибора H.
Скорость воздуха V определяется по отношению H/Q (см. табл. 3).
Среднюю температуру кататермометра определяют по формуле:
, (1)
а вспомогательную величину Q:
Q=tср-tВ (2)
Теплоотдача кататермометра составит:
(3)
где: tB – температура воздуха в помещении, °С;
F - фактор кататермометра, мкал/см2, равный потере тепла с 1 см2 поверхности измерительного резервуара при охлаждении с 38 до 35°С (указывается на стержне прибора).
F=525 мкал/см2;
- время, в течение которого кататермометр охладился от 38 до 35°С (отсчитывается по шкале кататермометра), с.
Таблица 2
Гигрометр ВИТ-2
Психрометрическая таблица
Скорость аспирации от 0,5 до 1,0 м/с
| Разность показаний термометров, °С | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Показания сухого термометра, °С | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | 8,5 | 9,0 | 9,5 | 10,0 | 10,5 | 11,0 | 11,5 | 12,0 | 12,5 | 13,0 | 13,5 | 14,0 | 14,5 | 15,0 | 15,5 | 16,0 | 16,5 | ||||||||
| Относительная влажность, % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 3
| H/Q | V | H/Q | V | H/Q | V |
| 0,33 0,34 0,35 0,36 0,37 0,38 0,39 0,40 0,41 0,42 0,43 0,44 0,45 0,46 0,47 0,48 0,49 | 0,048 0,062 0,077 9,09 0,11 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 0,22 0,25 0,27 0,30 0,33 0,36 0,40 | 0,50 5,51 0,52 0,53 0,54 0,55 0,56 0,57 0,58 0,59 0,60 0,61 0,62 0,63 0,64 0,65 0,66 | 0,44 0,48 0,52 0,57 0,62 0,68 0,73 0,80 0,86 0,97 1,00 1,03 1,07 1,11 1,15 1,19 1,22 | 0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 0,78 0,79 0,80 0,81 0,82 0,83 0,84 | 1,27 1,31 1,35 1,39 1,43 1,48 1,52 1,57 1,60 1,65 1,70 1,75 1,79 1,84 1,89 1,94 1,98 2,03 |
Атмосферное давление
Атмосферное давление в данной лабораторной работе измеряют при помощи барометра MKD.
Барометрическое давление В (атмосферное давление) оказывает влияние на процесс дыхания и самочувствие человека.
Интенсивность диффузии кислорода О2 в кровь определяется парциальным давлением 
. Экспериментально установлено, что
(4)
где: В – барометрическое давление вдыхаемого воздуха, мм рт. ст. (или в Па: 1 мм рт. ст. = 9,8 Па);
47 – парциальное давление (в альвеолах легких человека), мм рт. ст.;
- объемное содержание кислорода в альвеолярном воздухе, %. При оптимальных условиях (В=760 мм рт. ст.) находится в пределах 18-22%;
- парциальное давление углекислого газа (СО2) в альвеолярном воздухе, мм рт. ст. принимается равным 40 мм рт. ст.
Оптимальное самочувствие человек ощущает, если парциальное давление находится в пределах:
В связи с тем, что на практике допустимые значения всех нормируемых параметров микроклимата не всегда обеспечиваются, при оценке микроклимата возникает необходимость не только сопоставить измерение с нормой, но и оценить общий уровень несоответствия метеоусловий требованиям охраны труда.
Для этого могут быть использованы несколько методик.
