空调设备参数测量

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1、建筑环境测试技术实验指导书暖通与热能实验室空调设备参数测量一、实验目的 空气调节的主要任务是创造并保持室内的温度、湿度及空气流动速度等参 数。本实验的目的在于掌握测量空气温度、湿度及气流速度的方法及仪表的使 用方法。二、实验内容与方法（一）空气温度的测定 用于测量室内外空气温度的仪表种类有：玻璃液体温度计、双金属温度计 热电偶温度计和电阻温度计等。室内空气温度通常在离地面 1.5 米的高度上房间的中间位置处进行测定，并 将温度读数记录下来。在风道内测量风速的方法把风道截面积分为几个小于 0.05m2 的面积，对每 个小截面进行测量并进行数据处理，也可采用取样法。使用玻璃液体温度计测量温度时，应

2、注意下列各点：1. 读数时应用手持温度计的上端，使眼睛、刻度线和液面力求处在同一水 平面上。2. 人体稍许离开温度计，不得用手去接触温度计的温包，不要对着它呼吸。3. 温度计放在测定地点需待液柱处于稳定后（一般需35分钟），方能进 行读数，读数时要尽量快，先读小数，后读整数。4. 温度计不要放在受强烈辐射的地点进行测定，应采取遮挡措施。（二）空气相对湿度的测定 测量空气相对的方法有：普通干湿球温度计，通风干湿球温度计及毛发湿度计等。1. 普通干湿球温度计 它是由两支完全相同的玻璃液体温度计组成，一支温包上什末也没有叫干 球温度计，另一支温包上包有潮湿的纱布，纱布的下端在盛蒸馏水的小瓶里叫 湿球

3、温度计。空气的相对湿度可按下式求得：P P -A（t-t ）B（p = L X100%=十sX100%P - bPqq-b式中：P被测空气中水蒸汽分压力，N/m2；qPb被测空气干球温度下的饱和水蒸汽分压力，N/m2；qP / 湿纱布表面饱和空气层水蒸汽分压力；即：湿球温度下空气的饱和蒸汽分压力， N/m2；t干球温度，C； B实际的大气压力，N/m2；t湿球温度,C；SA干湿球温度计的系数，与温度计的系数，与温度计构造和湿球周围 空气流速有关；即：A=0.00001 (65+6V75)若 V 在 2.32.5m/s 时，A=0.000653；V 空气流过湿球表面的流速， m/s。由上失可知，

4、空气的相对湿度的函数，即：(P =f (t, t , V, B)s实验证明，湿球周围的空气流速V2.5m/s时，湿球温度的读数趋于稳 定，相对湿度的测量就较为准确。2. 通风干湿球温度计为了 精确测量空气的相对温度，通常采用这种仪表，通风干湿球温度计 是由干湿球温度计的小风扇组成，它的特点：将两支完全相同的1/5 C刻度的水 银温度计装在镀铬的金属框内，其水银温包则装在双层套管内。上紧发条(或 接通电源)风扇转动，空气从双层套管吸入，使干、湿球温包表面形成 2.5m/s 的空气流速，然后吸入的空气经中间的金属总管由小风扇排出。由于水银温包 处在双层套管内，可避免周围辐射热的影响，从而保证了测量

5、精度。使用该仪器应注意下列各点：1) 在夏季测量前 15 分钟，冬季测量前至少 30 分钟将仪器悬挂在测量地 点，其目的是使仪器本身温度与测量地点温度相同，避免产生测量误差，在夏 季观测前 4分钟，冬季观测前15分钟润湿球温包上的纱布。注意不要将水溅到 金属管内壁上，否则将带来测量误差。2) 用钥匙上紧发条(或接通电源)，启动小风扇后约 35 分钟，接可读 温度的示值。根据修正后的干球温度湿球温度以及干湿湿度差。查随仪器带来 的专门换算表，便可求出空气的相对湿度值。3) 在室外测量时，若风速超过3m/s，必须将风板套在风扇外壳的迎风面 上，以免影响仪器内部的吸入风速。3. 毛发湿度计它是利用脱

6、脂人发在周围空气湿度发生变化时，其本身长度身长或缩短的 特点来测量空气相对湿度的毛发湿度计的型式很多，有单根毛发的、也有毛发 束的。毛发湿度计的性能不稳定，使用时需经常校正，同时惰性也较大，因此， 不宜用于测定相对湿度变动较大的场合。使用毛发湿度计时，应注意不能用手指触摸毛发以免折断。毛发脏污后， 可用毛笔蘸蒸馏水洗刷移动或搬运仪器时，应将毛发的杠丁楹开，避免毛发震 断。（三）空气流速的测定：常见的测量空气流速的仪表有叶轮风速仪、转杯式风向风速仪、卡他温度 计和热球式风速仪等，前两种主要用来测微大风速，热球风速仪可测较大风速。叶轮风速仪是由翼轮和计数机构组成。当把风速仪放在气流中时（翼轮旋 转

7、面与气流垂直）。气流压力作用于翼片上使翼轮转动。通过齿轮，涡杆等机械 机构带动计数机构的指针随着转动，记录出气流速度。其计数机构有两种。一 种是本身带计时装置的，可从表盘上直接读出风速，另一种是不带计时装置的， 使用时要用秒表计时，这种风速仪可测010m/s的风速。转杯式风速仪的工作原理与叶轮风速仪基本相似，只是将风速感应元件的 翼轮换成三个半球行的转杯。因结构牢固，能承受较大的气流压力，所以能够 测量较大的风速。一般为 120m/s。在空气调节房间内，空气的流动速度较小，其方向由不易确定。因此不宜 用叶轮或转杯风速仪来测定，通常用卡他温度计或热球式风速仪来测量。1. 卡他温度计它是用来测定1

8、m/s以下的室内微风速的仪表，其构造与普通酒精温度计相 仿，只是它的温包比一般的高一些粗一些呈圆柱形，内装红色酒精。温包上部 有一毛细管，其顶部有扩大管，在玻璃管上刻有两个温度标记ti和t?（相差3C）。卡他温度计分为普通的，高温的和镀银三种，普通卡他温度计的温度刻度 t1=51.5 C以下的高温环境的空气流速，为避免辐射热的影响，在高温卡他温包 上表面镀上一层银则称为镀银卡他温度计，用于测量有辐射热作用的环境的空 气流速。它测量空调房间风速中，一般用普通卡他温度计即可。用卡他温度计测量空气的流速是根据空气对卡他温度计的冷却力而计算得 到的。测定前需准备一只秒表。保温瓶和一块干布，测量时，先将

9、温度计的温 包浸在5050C热水中加热（才70C）,并注意观察究竟柱上升的情况，当酒精 柱上升到顶部二分之一时，应及时取出并擦干表面上的水分，迅速地放到要测 量风速的地点，用秒表记录酒精柱由温度t=38C降到t=35C时所需的时间，并 同时记录下测点附近的空气温度。空气对卡他温度计的冷却力H可按下式计算：式中：F卡他温度计系数，焦/厘米2,由制造厂家给出；T 酒精柱从38 C下降到35 C所需的时间，既冷却时间，秒； 根据实验结果，空气对卡他温度计的冷却力周围空气温度和流动速度有关 这样可根据卡他温度计温包的散热量，冷却时间及周围空气的温度，按下列经 验公式算出空气流速。当空气流速vV1m/s

10、时:F- 0.2V= () 2 m/s0.4当空气流速vlm/s时：F-0.13V=(戎)2 m/s0.47式中：0卡他温度计的平均温度与周围空气温度之差；0 二 1 + J -t二36.5-t2t周围空气的温度，C；在实际测定中，一般都不用上述公式计算，而是用卡他温度计所附的线解 图(参见图)进行计算。使用卡他温度计时应注意下列各点：1) 卡他温度计浸入热水中酒精受热上升，应注意切勿使酒精充满顶部的 扩大管，以免爆裂。2) 卡他温度计从热水中取出后，务必充分擦干，否则会影响测定结果的 准确性。3) 测定时应使卡他温度计垂直放置。风从水平方向吹来，观测者应站在 风向的两侧，不可挡风，否则也会影

11、响测定的准确性。4) 普通卡他温度计，不能用于较大辐射热的场合，若在辐射热源附近使 用时，应用石棉板隔热。卡他温度计的优点是价格低廉，缺点是惰性大，反应慢，不能用来测定变 化快或测点多的空气流速。2. 热球式电风速仪：QDF 型热球式电风速仪其优点是使用方便反应快，对微小风速灵敏度高， 最小可测0.05m/s。QDF2型测量范围0.055m/s, QDF3型测量范围0.05 30m/s。测头的反应时间不大于13秒，本仪器是由热球式测头和测量仪表两 部分组成，测杆的头部有一直径是0.05mm玻璃球，球内饶有加热玻璃球用的铬 丝圈和两个串联的热电偶，热电偶的冷端连接在磷铜质的支柱上，直接暴露在 气

12、流中，当一定大小的电流通过加热线圈后，玻璃球的温度升高，升高的大小 通过热电偶产生的热电势在电表上指示出来，因此在校正后，即可用电表读数 表示气流的速度。三、实验数据记录与整理1.空气相对湿度(0 )仪 V名 次弋普通干湿球温度计通风干湿球温度计ttst0ttst01数23表中：t空气干球温度，。C；t空气湿球温度，C；st干湿温度差，C；p A( t t) B在计算公式中：0 =Is X 100%Pq-b/6.75、A=0.00001 (65+v)3. 空气流速(V)弋名次称数X,卡他温度计热球风速 仪tTFV123表中：T冷却时间，秒；F卡他温度计系数，焦/厘米2；H空气对卡他温度计的冷却

13、力，瓦/厘米2。思考题：1. 通风干湿球温度计与普通干湿球温度计计算出相对湿度结果有多大误差，分析影响普通干湿球温度因素是什末？对以上各种仪器提出改进意见。实验三 热电偶的制作及校验综合实验一 、实验目的1、掌握热电偶原理2、掌握热电偶的材质要求3、掌握热电偶的制作方法4、掌握热电偶的校验方法二 、实验内容1、 制作铜-康铜热电偶2、 校验所制作的热电偶3、熟悉热电偶冷端补偿的几种方法4、绘制热电势E与温度t的曲线三 、实验原理与装置1、 热电偶测温原理将 A、 B 两种不同材质的金属导体的两端焊接成一个闭合回路，如图 1.1 所 示。若两个接点处的温度不同，在闭合回路中就会有热电势产生，这种

14、现象称 为热电效应。两点间温差越大则热电势越大，我们在回路内接入毫伏表，它将 指示出热电势的数值。这两种不同材质的金属导体的组合体就称为热电偶，热 电偶的热电极有正（）、负（）之分。当-T2时，热端（T）和冷端（T2）所产生的等位电势分别为耳和E2, 此时回路中的总电势为E= E1- E2当热端温度T1为测量点的实际温度时，为了使T1与总电势E之间具有一定关系，我们令冷端温度t2不便，即e2=c（常数），这样回路中的总电势为E= E1- C回路中产生的电势仅是热端温度儿的函数。当冷端端温度T2=0C时，回路中电势所对应的温度即为热端的温度T1。根据上述原理，我们可以选择到许多反应灵敏准确、使用

15、可靠耐久的金属2、 热电偶的校验焊接好的热电偶，因材质的差异，焊点质量的差异，每支热电偶产生的热 电势也不尽相同，所以，热电偶在使用之前必须进行校验。校验时。我们可以 为每支热电偶绘出其 E-t 曲线，以供测温时使用。四 、实验步骤1、 热电偶制作实验装置如图 1.2 所示（1）准备好一台调压器；（2）将两个废旧的 1 号电池取出碳棒，将碳棒一端磨成锥体，令一端用导线拧紧在碳棒上并接到调压器的输出端；（3）将调压器的输入端接电源，输出调压调到 20V 左右；（4）将两根碳棒放在工作台上，中间留有间隙，将待焊的热电偶端头放在碳 棒中间，两只碳棒向热电偶缓缓靠近，当产生弧光时，两根导线熔化形 成光

16、滑无孔的球形焊接点，这样就焊好一个热电偶。图1.2热电偶电弧焊接法2、热电偶的校验实验装置如图1.3所示口 II图 1.3 热电偶校验装置示意图1） 熟悉校验热电偶所用的仪器设备的性能及使用方法（2）按校验装置 1.3 安装校验仪表设备。热电偶的工作端、参考端分别插入 恒温器和零点保温瓶中，插入深度一般不小于 200mm。（3）选择校验点，根据热电偶国家标准规定，铜-康铜热电偶的校验点可按温 度间隔50C, 100C来选择。由于本实验采用恒温器，主要目的是掌握热电偶 的校验方法，建议选择20C、50C、70C为校验点。（4）恒温。首先调节水银接触温度计的给定值。使其接近校验点。并接恒温 器通调

17、控器的电源，开启电动泵使恒温器内的水循环流动。然后，将电 加热器的开关开启进行加热。当恒温指示灯时亮时灭时，说明已恒温， 此时，应将电加热器开关关断，待温度稳定后，读出标准温度计的读数， 如与校验点要求的温度不同时，可通过微调水银接触温度计的给定值， 使其稳定的校验点5C范围内。即可进行校验。（5）读数。读数按下列次序进行：标准、被校1、被校2、被校N标准、被校1、被校2、被校N每个校验点读数不应少于四次，读数前后槽内温度变化应不大于0.1C，将读数记入附表1T。五、校验结果1、计算热电偶的误差t=t教-七实式中 t 校验点的温度。根据被校验热电偶读数的平均值，查热电偶分教度表附表 1-2，C；t 校验点的实际温度，根据标准温度计读出，C；实t戶平均也式中t 标准温度计的平均读数，c；平均标准温度计的修正值，C；2、计算热电偶的允许偏差根据热电偶国家标准规定的铜-康铜热电偶的允许偏差（附表1-3）。按II等 热电偶计算允许偏差At，。t和At,进行比较，并对被校验的热电偶进行评价。五、实验数据记录与整理镍铬镍硅热电偶校验记录 附表 11校验点读数序号标准温度 值。C1123平均值修正值实际值2123平均值修正值实际值3123平均值修正值实际值校验结果热电偶热电势mV温度值C