Исследование испаряемости с поверхности испарителя Н.М. Топольницкого
Цель работы: ознакомиться с конструкцией компенсационного почвенного испарителя и приобрести навыки по работе с ним.
2.1. Конструкция испарителя и принцип действия
Компенсационный почвенный испаритель состоит из: сосуда 1 с диском 9, латунной сеткой 10 и крышкой 2, мерной стеклянной трубки 3 в металлической оправе со сливными трубками 7 и 8, цилиндра 4, крышки цилиндра 5 для установки мерной трубки, соединительной трубки 6.
Сосуд испарителя представляет собой цилиндр площадью 500 см2 высотой 80 мм. В сосуд вставляется диск и латунная сетка. На сетку засыпается белый кварцевый песок с размерами фракции 1-3 мм. Высота засыпки песка 50 мм. После засыпки сосуд заполняется водой.
2.2. Уравнение теплового баланса испарителя
qo = qm + qл = αТ(Tc - Tn) + qл = r iu
где qo – суммарная интенсивность теплового потока, затрачиваемого на испарение воды, Вт/м2;
qm – интенсивность конвективного теплового потока, Вт/м2;
qл – интенсивность лучистого потока тепла, Вт/м2;
αТ – коэффициент конвективного теплообмена, Вт/(м2 К);
Tc – температура воздуха, оК;
Tn – температура поверхности испарителя, оК;
r – удельная теплота испарения воды, Дж/кг;
iu–интенсивность испарения с водонасыщенной поверхности испарителя, кг/м2с.
Если qл = 0, то интенсивность испарения воды определяется разностью температур:
Tc- Tn = Tc-Тм
где Тм – температура смоченного термометра.
Если Tc≈ Tn, то интенсивность испарения определяется только величиной лучистого теплового потока.
2.3. Проведение работы.
Таблица 2.1
Результаты наблюдений за испаряемостью
|
Время |
Отсчет по шкале Vi, см3 |
Разность отсчетов |
Расчет испаряемости по формуле |
Интенсивность теплового потока qo | ||||
|
Текущее |
С начала опыта |
Между сливами |
С начала опыта Vн- Vi, см3 |
Между сливами ∆V, см3 |
(2.1) |
(2.3) |
Вт/м2 | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
13.55 14.05 14.15 14.25 14.35 14.45 14.55 15.05 |
0 10 20 30 40 50 60 70 |
0 10 10 10 10 10 10 10 |
240 250 260 275 290 300 315 345 |
0 10 20 35 50 60 75 105 |
0 10 10 15 15 10 15 30 |
0 20000 20000 30000 30000 20000 30000 60000 |
0 0,02 0,02 0,023 0,025 0,024 0,025 0,03 |
0 48460 48460 72690 72690 48460 72690 145380 |
Среднюю испаряемость можно определить по формуле:
, (2.1)
а мгновенную – по формуле:
, (2.2)
где Gв – масса воды, испарившейся за время τ с площади Fn;
ρ – плотность воды;
∆V – объем испарившейся воды.
Так как шкала трубки проградуирована в см3, а площадь сосуда испарителя равна 500 см2, то для определения величины испаряемости в кг/м2 мин необходимо разность начального и конечного отсчетов разделить на 50 и на время между отсчетами:
, (2.3)
где Кн и Кн-1 – начальный и конечный отсчеты по шкале мерной трубки, см3;
τ – время между отсчетами, мин.
По данным измерений строится график зависимости объема испарившейся воды от времени τ:
V,
По графику V = f(τ) и формуле (2.2) определяют мгновенную величину испаряемости. Испаряемость равна угловому коэффициенту:
Интересное из раздела
Экологическая обстановка в Нижегородской области
Впервые Нижегородская область РСФСР была образована 14 января
1929 года, а 15 июня область была
преобразована в Нижегородский
край, в 1932 году
переименованный в Горьковский край. В 1936 г ...
Загрязняющие вещества атмосферного воздуха и их влияние на морфофизиологические показатели растений
Атмосферный воздух такого состава, к которому мы привыкли, сформировался
еще 200 миллионов лет назад. На протяжении многих веков он оставался
неизменным. Именно при таких соотношениях воздух ...
Загрязнение мирового океана
Вода занимает особое положение среди природных
богатств Земли. Водная среда, которая включает поверхностные и подземные воды
называется гидросферой. Поверхностные воды в основном сосредото ...
