CS265140B1 - Způsob určenitoku vlhkosti - Google Patents

Abstract

Řeší se problém určení toku vlhkosti využívaný zejména v agro- a hydrometeorologii, přičemž jsou značně omezeny rušivé vlivy přístrojové techniky na proces měření. Podstata spočívá v tom, že se provede měření vertikálních pulsací rychlosti větru a zároveň se provedou dvě vzájemně na sobě nezávislá měření teploty vzduchu, přičemž jedno měření je závislé na vlhkosti vzduchu a druhé je nezávislé na vlhkosti vzduchu, pak se naměřené hodnoty teploty vzduchu korelují s vertikálními pulsacemi rychlosti větru.

Description

Vynález se týká způsobu určení toku vlhkosti při současném omezení ruSivých vlivů přístrojové techniky na proces měření.

Dosud známé metody určování toku vlhkosti můžeme rozdělit na metody přímé a metody nepřímé. K nepřímým způsobům patři profilové a bilanční metody s použitím různých modelů. Přímý postup vychází z potenciálního odpařování z volných vodních ploch nebo výparoměrů. Je znám též postup určení toku vlhkosti na základě určení vertikální složky větru a turbulentních změn tlaků vodní páry.

Nevýhodou nepřímých metod je značná nepřesnost modelů vyplývající z předpokladů, na kterých jsou modely vypracovány a tím zhorěená přesnost určení toku vlhkosti. Nevýhodou přímých postupů jsou rozdílné podmínky mezi měřenými plochami a přirozenými vodními plochami. Nevýhodou způsobu určení toku vlhkosti na základě určení vertikální složky větru a turbulentních změn vodní páry je nutnost použití citlivých a drahých optických měřicích přístrojů, které navíc svými rozměry nepříznivě ovlivňují měřeni.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob určení toku vlhkosti, jehož podstata spočívá v tom, že se provede měření vertikální pulsací rychlosti větru a zároveň se provedou dvě vzájemně na sobě závislá měřeni teploty vzduchu, přičemž jedno měření je závislé na vlhkosti vzduchu a druhé je nezávislé na vlhkosti vzduchu. Pak se naměřené hodnoty teploty vzduchu korelují s vertikálními pulsacemi rychlosti větru podle rovnice

H = W^J. t (i), kde H je tok tepla, W'je vertikální pulsace rychlosti větru a T'je pulsace teploty vzduchu,

W^J. T* je střední hodnota součinu W'. Tí načež se určí tok vlhkosti podle rovnice

W¹. Th - W¹. Ti = 0,153

e . W

kde Tá je pulsace teploty vzduchu závislá na vlhkosti vzduchu, Tř je pulsace teploty vzduchu nezávislá na vlhkosti a e'je pulsace tlaku vodních par.

Výhodou způsobu podle vynálezu je skutečnost, že se na minimum omezí rušivé vlivy přístrojové techniky, čímž se podstatně zvýší přesnost měření. Výhodou je též nahrazení složitých optických přístrojů pro měření vlhkosti jednoduššími a lacinějšími přístroji pro měření teploty, jak je patrno z následující konkrétní aplikace.

Měření vertikální pulsace rychlosti větru a měření teploty vzduchu závislé na vlhkosti vzduchu na základě rychlosti šíření zvuku se provede akustickým anemometrem - termometrem, který pracuje v reálném čase. Měření teploty vzduchu nezávislé na vlhkosti vzduchu se provede odporovým teploměrem, přičemž se použije platinový drát o průměru d — 20 mm. Signály snímačů zesílené zesilovači se pak přivedou na vstupy korelátorů. Z rozdílu hodnot korelátorů se v sumátoru získávají toky vlhkosti podle následujících vztahů. Závislost rychlosti šíření zvuku v atmosféře na teplotě a vlhkosti je dána rovnicí.

Γ e 1 ^1/2 c = konst. £T(1 + 0,3192 /_p) J (III), kde c je rychlost zvuku, T teplota, e tlak vodních par, p tlak vzduchu. Pro teplotu Ta měřenou akustickým termometrem platí

Ta = T(1 + 0,3192 ^β/_ρ) (IV)

Turbulentní tok tepla se pak určí podle rovnice (I), přičemž se určí jak pro teplotu vzduchu závislou na vlhkosti vzduchu, tak i pro teplotu vzduchu nezávislou na vlhkosti vzduchu.

Podle rovnice (IV) platí pro rozdíl obou veličin

I

W'. Tá - W'. Tř = ^0f-3¹⁹² e. W'T' . (V).

přičemž jestliže použijeme směšovací poměr pro vodní páru a teplotu vzduchu, dostaneme z (V) rovnici (II) . Pro T = 20 °C, p = 1 000 hPá, e = 15 hPa a βθ = 3,07 hPa dostaneme

W'. Tá - WÍ Tr = 0,695 e. W' (VI), což je zjednodušená rovnice (II).

Způsob podle vynálezu lze s výhodou využít při určení toků vlhkosti, který je nezbytný pro meteorologii, zvj-áště pro agro- a hydrometeorologii.

Claims (1)

1. Způsob určení toku vlhkosti, vyznačený tím, že se provede měření vertikálních pulsací rychlosti větru a zároveň se provedou dvě vzájemně na sobě nezávislá měření teploty vzduchu, přičemž jedno měření je závislé na vlhkosti vzduchu a druhé je nezávislé na vlhkosti vzduchu, pak se naměřené hodnoty teploty vzduchu korelují s vertikálními pulsacemi rychlosti větru podle rovnice

   H = w'. T' · kde H je tok tepla, W'je vertikální pulsace rychlosti větru a T'je pulsace teploty vzduchu, načež se určí tok vlhkosti podle rovnice , ídeV¹-^-- dl).

   W . Ta - W . Tr = 0,1531^ I e . W kde Tá je pulsace teploty vzduchu závislá na vlhkosti vzduchu a Tř je pulsace teploty vzduchu nezávislá na vlhkosti vzduchu.