建筑物理实验指导书

第四章 建筑热工学实验

实验一 温、湿度测量

一、温度测量

1．实验目的：通过测量被测点温度，了解热电偶测温原理及测温方法。 2．实验内容：1）熟悉热电偶温度计的结构及测温方法；

2）测量空气与物体表面温度。

3．实验仪器：热电偶温度计

4．热电偶测温原理：如图1将两种不同的金属线连接构成闭合回路，当两个接触点A、B的温度tA，tB不同时，在回路中就会有电动势产生，这种现象称为热电效应，该电动势简称为热电势。回路中热电势的大小与两端点的温差有关，可用如下关系表示：

E=C（tA-tB） （1）

式中E——回路中的热电势，mV；

C——热电系数，与温度tA，tB有关，一般可制成表格备查，mV/℃。

若将B点放于0℃的冰水溶液中，A点放于待测处，则（1）式简化为

E=CtA （2）

即则回路中的热电势的大小仅取决于待测处的温度。这样，在回路中接入一个电位差计，测得热电势值E就可换算出待测处的温度tA。通常称B点为冷点，A点为热点。

5.热电偶测温方法： （1）对测点归类编号。

（2）测量物体表面温度时，将热电偶

电位 差计 测点3 A tA 图1热电偶原理

B tA

测点1 测点2 2 1 3 切换开关 康铜线 铜线 冷点

图2 热电偶测温线路

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的感温头及连接引线贴敷在表面上，引线贴敷长度不小于100mm；测量空气温度时，将热电偶的感温头应用铝箔覆盖或屏蔽，以减少环境热辐射带来的误差。

（3）将热电偶的冷端置于装有冰水溶液的保温瓶中，保持0℃。 （4）按图2所示的测温线路接通回路。

（5）按观测项目的内容和要求确定时间间隔，定时拨动切换开关，在电位差计上读出各测点的热电势值，再按事先标定的热电势与温度间的对应关系，换算成温度。 二、湿度测量

1．实验目的：了解干湿球温度计测量空气相对温度的方法。 2．实验内容：1）熟悉干湿球温度计的结构及测湿方法；

2）测量空气的相对湿度。

3．实验仪器：干湿球温度计

4．干湿球温度计的构造及原理：干湿球温度计又称为阿斯曼温度计。仪器由感应、通风、防热辐射三部分组成，由特制的支架将这三部分组装成一个整体，其构造如图3所示。仪器的感应部分是两支相同的水银温度计，其中一支的感温包处扎有用蒸馏水湿润的脱脂棉纱，称为湿球；另一支温度计称为干球。仪器的通风部分由仪器上部的通风器和支架上的导风管组成，用发条或电机带动风扇叶片转动，能保证有速度为2.5m/s的气流由仪器下部的温度计感温包导管进入，再由导管上部出口排出。为了防止环境热辐射的影响，在温度计的感温包处套由镀镍磨光防热辐射套管，固定在支架座上，温度计两侧还有防热辐射片防护。

当把通风干湿球温度计放置在空气中时，湿球温度计上的水分蒸发而冷却感温包，使得湿球温度降

图3 通风干湿球温度计

低，干、湿球温度出现温差。温差的大小取决于空气的相对湿度和流过温度计感温包的气流速度。空气的相对湿度越小和经过湿球温度计感温包的空气流速越大，则湿球

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蒸发就越大，湿球温度就越低，干、湿球温差就越大。当使通过湿球温度计的空气流速维持定值时，则干、湿球温度计的读数就仅仅反映空气相对湿度的大小。通风器的作用就是保证能有速度为定值的气流流过感温包表面。这样可根据干、湿球温差，利用公式计算空气的相对湿度值。一般仪器的生产厂家已根据仪器的性能制成专用的表格，供查阅。

5．测量方法

准备仪器：（1）在测量前先检查风扇的转动速度，要保证有2m/s的风速。检查方法是：开启通风器，使风扇全速转动，观察风扇上的观察孔内是否出现记号。如果该记号转一周的时间为80~90s，这样便可认为工作是正常的。（2）湿球的棉纱质地要求松软，吸水性良好，单层缠在感温包上，上下两端用细线扎好，上部留2~3mm，下部留5mm左右。

测量：

（1）提前15~30分钟把仪器放置在被测地点，使仪器的温度与被测地点的环境温度一致。仪器应放在避风之处和不受其他热源影响的地方。当测量地点的风速超过3m/s时，应将挡风套套在风扇外壳的迎风面上，避免影响风扇排出气流的速度。

（2）在观测前10分钟左右润湿纱布，然后上紧发条启动通风器，等待3~4分钟后便可读数。读数时要先读小数，后读整数。在负温下测量时，必须在润湿过程中将纱布上的薄冰全部融化才告润湿完毕，为了防止过冷水影响测量精度，要求润湿后30分钟内完成测量。

（3）根据干球温度和湿球温度之差，查表获得被测点空气的相对湿度值。

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实验二、室内风速测量

一、实验目的：通过室内风速的测量，了解热电风速仪的原理及测风速方法。 二、实验内容：1）熟悉热电风速仪的结构及测风速的方法；

2）室内风速的测量。

三、实验仪器：热电风速仪 四、热电风速仪的工作原理：

热电风速仪的工作原理如图所示。仪器的传感器是一根测杆，测杆头上有一个直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍铬加热丝和两个串联的热电偶。热电偶的冷端连接在铜做的支架上，并直接暴露在空气中。当镍铬加热丝通过一额定电流加热后，玻璃球温度升高，装置在玻璃球内的热电偶冷、热端产生温差，根据热电效应，热电偶回路产生热电势，其大小与热电偶冷、热端的温差，亦即玻璃球温度升高的程度直接相关，而玻璃球升温的程度又与气流速度有关。当空气流速变大时，玻璃球表面对流换热增强，玻璃球升温程度变小，热电势亦变小；反之升温程度变大，热电势亦变大。因此经过实验可以获得热电势大小与风速的关系，生产厂家都直接在电流指示表上标定出风速示值。 五、测量方法：

仪器校正：

（1）将热电风速仪的感应测杆放直，测头向上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。

（2）把校正开关放在“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针指向满度，这时完成了工作电流的校正程序，其作用是工作电池给热电偶回路一额定电势。

（3）再将校正开关旋向“零位”，这时加热电池开始工作，使玻璃球升温，热电

热电风速仪原理

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