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
Водные ресурсы
Все природные воды на Земле находятся в непрерывном
круговороте. Круговорот воды в природе происходит под воздействием солнечной
энергии и силы тяжести. Подсчитано, что на его осуществление ...
Механизмы компенсации экологического ущерба
Мы не допустим, однако, чтобы глаза хоть слегка
ошибались. Не будем, поэтому винить их в том,
в чем повинен разум.
Лукреций. О природе вещей, гл. IV
Экологический ущерб – это и ...
Экологическая реабилитация региона бассейна Балтийского моря
При создании территориальной
природоохранной программы формируется набор мероприятий, реализация которых
позволяет достичь поставленную цель по стабилизации или улучшению
экологического сос ...