духе без учета конвективного теплообмена испаряющей поверхности с окружающей средой.

в) Современная теория тепло- и массопереноса (теория подобия), основанная на подобии процессов тепло-и влагообмена. Данная теория учитывает процессы конвекции и диффузии и является наиболее общей. Обе прст дыдущие теории можно рассматривать как предельные случаи ее применения для v-оо и o = 0.

До сих пор нет универсальной теории психрометра, достаточно полно учитывающей все влияющие факторы. Практически основой психрометрических измерений служат полуэмпирические психрометрические формулы, общепринятой формой которых является:

e=E-Ap{tc-U,), (7-1)

где е - упругость водяного пара в исследуемой газовой среде; -максимально возможная упругость водяного пара при температуре м; р - атмосферное давление; А - психрометрический коэффициент

По формуле (7-1) легко определить относительную влажность

f=%-#(c-U- . (7-2)

где Е - максимальная упругость пара при температуре газа tc.

По показаниям сухого и мокрого термометров можно непосредственно определить относительную влажность ф, если известно значение коэффициента А Для этой цели используют так называемые психрометрические таблицы или графики, номограммы, специальные счетные линейки и т. п. Все указанные расчетные средства составлены для определенных типов психрометров и условий измерения; в ряде случаев они позволяют по измеренным значениям психрометрической разности и температуры воздуха определить не только Относительную влажность, но и другие величины, характеризующие влажность воздуха.

Причиной отсутствия единых (универсальных) психрометрических таблиц является зависимость психрометрического коэффициента А от многочисленных, рассматриваемых ниже факторов. В общем случае психромет-

Величину А иногда называют психрометрической постоянной.

рический коэффициент определяется уравнением

= # ()" (7-3)

где Ср - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении; L - скрытая теплота парообразования; у= = 0,622 (см. § 6-1); D - коэффициент диффузии паров воды через воздух; Оо - коэффициент температуропроводности при 0"С, ао=к/Срр (К - коэффициент теплопроводности, р - плотность воздуха).

Величина показателя п зависит от скорости вентиляции психрометра:

где V - скорость потока воздуха, омывающего смоченный термометр; - скорость воздуха у границы пленки воды. При наличии вентиляции (условия теории конвекции) п=0; для неподвижного воздуха (теория диффузии) v = 0 и п=1, а для условий, рассматриваемых теорией подобия, 0<п<1. Величина п зависит от конструкции психрометра и условий измерения. Так, например, для аспирационного пси.хрометра п = 1/3- 1/2. Для психрометров с принудительной вентиляцией средняя величина А близка в нормальных условиях к (620ч-625) X Х10-6 l/apad

Для аспирационного психрометра Шпрунг получил значение у1 = 0,000662, а для пращевэго по Феррелю Л = ==0,000660 [Л. 0-9]. Указанные значения А фигурируют в часто применяемых психрометрических формулах:

а) Шпрунга (для р = 755 мм рт. ст.)

б) Ферреля, учитывающей влияние на скрытую теплоту парообразования:

е=£м-0,000660р (с-м) (1 +0,00115м) -Отметим, наконец, что для других газов значения коэффициента А отличаются от. приведенных величин для воздуха; например, в условиях, когда для воздуха Лр = = 0,5, было получено [Л. 0-9]:

Газ • Ог N2 Нг СОг СН CjHg

Ар, мм рт. ст/град 0,482 0,481 0,474 0,617 0,587 0,865

Рассмотренные формулы относятся к процессу испарения жидкой воды, т. е. к психрометрам с чувствитель-214

ным элементом, покрытым пленкой воды. Для чувствительного элемента, покрытого льдом, в пси.хрометриче-скую формулу следовало бы подставить Ел - упругость насыщенного пара по отнощению ко льду и психрометрический коэффициент Ап¥=Л. Неравенство значений Лл и А имеет место, в частности, из-за неравенства удельной теплоемкости и скрытой теплоты испарения воды в жидкой и твердой фазах; экспериментальные данные подтверждают наличие такого неравенства. Психрометрический коэффициент зависит от многочисленных факторов, влияющих на тепло- и массообмен чувствительного элемента увлажненного термометра с окружающ,ей средой, - от размера и формы чувствительного элемента, вида и состояния смачиваемого фитиля, теплопроводности защитной оболочки мокрого термометра и ее защиты от теплового излучения; некоторые из перечисленных факторов взаимосвязаны.

Среди внещних условий наибольшее значение имеет скорость воздуха. С ростом скорости воздушного потока усиливается испарение и уменьшается искажающее влияние притоков тепла (радиационного и от теплопроводности) в тепловом балансе мокрого термометра. Коэффициент А быстро убывает с ростом скорости воздушного потока и приближается при v>2,5 м/сек к постоянной величине. В связи с этим в датчиках большинства современных электрических психрометров Предусмотрены устройства для аспирации воздуха с постоянной скоростью в пределах 3-4 м/сек. Известен также психрометр, Б котором увлажненная термопара непрерывно вибрирует в воздушном зазоре электромагнита переменного тока.

Применение психрометров без принудительной вентиляции, сохранившееся в лабораторной практике и в метеорологических измерениях, приводит к значительным погрешностям, особенно при использовании пси.хрометри-ческих таблиц, составленных для определенной скорости воздуха. В этом случае следовало бы в результат измерения вводить поправку на реальную скорость воздуха, омывающего мокрый термометр. Указанная погрешность может быть весьма значительной при измерении низкой относительной влажности.

Погрешности, связанные со скоростью воздушного потока, зависят и от формы и размеров (диаметр, длина) термочувствительного элемента. Они уменьшаются у датчиков с миниатюрными чувствительными элементами