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

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

Экологический кризис и его признаки
Противоречия во взаимоотношениях общества и природы во второй половине ХХ столетия стали угрожающими. Потребовался тщательный анализ причин, вызывающих разрушение озонового экрана, кислотны ...

Киотский протокол как механизм регулирования глобальных экологических проблем на международном уровне
Сегодня подавляющее большинство ученых пришло к мнению, что нынешнее беспрецедентно быстрое изменение климата – это антропогенный эффект, вызванный, прежде всего, сжиганием ископаемого ...

Экологические проблемы атмосферы Кислые осадки Проблема озонового слоя в атмосфере Понятие о парниковом эффекте
Хозяйственная деятельность человечества в течение последнего столетия привела к серьезному загрязнению нашей планеты разнообразными отходами производства. Воздушный бассейн, воды и почва в ...