Pomiar strumienia gazu przez całkowanie bryły

Grupa L2:

Michał Najwer

1. Komfort cieplny

• Źródło I

Komfort cieplny - stan, w którym człowiek czuje, że jego organizm znajduje się w stanie zrównoważonego bilansu cieplnego, tzn. nie odczuwa ani uczucia ciepła, ani zimna. Dodatkowo komfort termiczny oznacza, że nie występuje żadne niepożądane nagrzewanie lub chłodzenie poszczególnych części ciała, na przykład chłodzenie karku i szyi przez przeciągi, czy nagrzewanie nóg przez ciepło promieniujące ze zbyt ciepłej podłogi. W przypadku pomieszczeń określenie uczucia komfortu jest problematyczne, gdyż jest ono odczuwane indywidualnie i subiektywnie. Ideałem byłby system gwarantujący jak najmniejszy procent ludzi niezadowolonych z panujących warunków. Badania na temat komfortu cieplnego prowadził duński naukowiec i inżynier, Ole Fanger. Wyniki tych badań stały się podstawą do opracowania międzynarodowych norm, m.in. Polskiej Normy PN-EN ISO 7730:2006 (Ergonomia środowiska termicznego. Analityczne wyznaczanie i interpretacja komfortu termicznego z zastosowaniem obliczenia wskaźników PMV i PPD oraz kryteriów lokalnego komfortu termicznego).

• Źródło II

Komfortem cieplnym określa się stan, w którym człowiek nie odczuwa ani wychłodzenia, ani ogrzania organizmu. W warunkach komfortu cieplnego bilans cieplny organizmu jest zrównoważony, a oddawanie ciepła odbywa się przez promieniowanie, konwekcję i pocenie niewyczuwalne oraz przez parowanie z dróg oddechowych. Temperatura ciała w stanie spoczynku wynosi około 37oC, a średnia ważona temperatura powierzchni skóry mieści się w granicach 32-34oC. W przypadku oceny komfortu cieplnego odczucia cieplne człowieka odnoszą się do równowagi cieplnej całego ciała. Na tę równowagę wpływa aktywność fizyczna człowieka i odzież oraz parametry otoczenia takie, jak: temperatura powietrza, średnia temperatura promieniowania, prędkość przepływu powietrza i wilgotność powietrza. 
Po przeprowadzeniu oceny lub pomiarów powyższych czynników można na podstawie aktualnego stanu wiedzy przewidzieć wrażenia cieplne człowieka, wyrażone w 7-stopniowej skali wrażeń cieplnych, jako: gorące (+3), ciepłe (+2), lekko ciepłe (+1), neutralne (0), lekko chłodne (-1), chłodne (-2), zimne (-3), obliczając wskaźnik PMV (przewidywana ocena średnia) i związany z nim wskaźnik PPD (przewidywany procent osób niezadowolonych). 
Na podstawie wskaźników PMV i PPD proponuje się określenie granic komfortu cieplnego jako zadawalających dla 80% przebywających w pomieszczeniu osób, co odpowiada wartości wskaźnika PMV zawartej w granicach - 0,5 < PMV < + 0,5.  Wskaźnik PMV wykorzystywany jest również do klasyfikacji środowiska ciepłego do mikroklimatu gorącego i zimnego.  Warunki komfortu cieplnego stwarzają jednakowe i najkorzystniejsze warunki pracy, dostępne dla ogółu pracowników. W takich warunkach możliwa jest praca całą zmianę roboczą, mogą być także wykonywane prace wymagające wyjątkowej precyzji i uwagi.

Rys.1 Przedstawia on zależność średniej temperatury powietrza w pomieszczeniu od średniej temperatury powierzchni ścian co wiąże się z ukazaniem na wykresie komfortu cieplnego.

1. Pole prostokąta

2. Wyznaczenie prędkości średniej

3. Wyznaczenie temperatury średniej
   

4. Obliczenie natężenia przepływu
   

5. Obliczenie gęstości powietrza przy użyciu równania Clapeyrona

• Masa molowa powietrza

• Obliczenie gęstości powietrza

6. Obliczenie strumienia masy

W oparciu o wyznaczanie wartości prędkości i temperatury powietrza można określić stan komfortu cieplnego w pomieszczeniu. Z uwagi na subiektywny charakter tego parametru oraz bardzo wiele czynników mających wpływ na odczuwanie komfortu cieplnego stosuje się zgodnie z normą ISO wskaźnik przewidywanego Odsetka Niezadowolonych PD. Odsetek taki mierzyliśmy w trakcie laboratorium w trzech przypadkach.

• Przy pozamykanych oknach i drzwiach odsetek niezadowolonych wynosił 13%

• Przy otwartych drzwiach i zamkniętych oknach odsetek wynosił 4,5%

• Przy otwartych oknach i drzwiach odsetek wynosił 48%

Wnioski:

Dzięki temu ćwiczeniu mogliśmy obliczyć strumień masy. Poznaliśmy również pojęcie komfortu cieplnego. Dzięki anemometrowi mogliśmy zmierzyć odsetek ludzi niezadowolonych. Ćwiczenie to nie sprawiło nam większych trudności. Można również zauważyć w którym miejscu okna prędkość przepływu powietrza była największa.

---