Устройство для измерения индекса ТНС «Черный шар».
Чёрный шар применяется для определения тепловой нагрузки среды (ТНС-индекса), температурного индекса WBGT и средней радиационной температуры.
Человек чувствует себя комфортно только в той среде, где значения температуры, скорости воздуха и других параметров находятся в заданных пределах. Для определения температуры лучистого тепла в среде используется черный шар совместно с термогигрометром «ТКА-ПКМ»(41, 42, 43).
Он позволяет определить среднюю радиационную температуру. Эта температура, воспринимаемая телом человека, излучается всеми окружающими поверхностями, стенами, полом, мебелью, источниками света, оборудованием. Черный шар также можно использовать для помещений, где находятся животные, например, ветеринарные клиники.
Шар надевается на зонд с датчиком температуры таким образом, чтобы датчик располагался приблизительно в центре сферы. Производить измерения температуры внутри чёрного шара следует не ранее, чем через 15 минут после установки шара на измерительный зонд, т.е. по достижении теплового равновесия.
Технические параметры чёрного шара
- Диаметр сферы — 90 мм;
- Вес — не более 80 г;
- Коэффициент поглощения теплового излучения стенками сферы — 0,95;
- Диаметр входного установочного отверстия — 10 мм.
Внимание! Сфера изготовлена из тонкого пластика. Обращаться крайне осторожно во избежание смятия стенок. Шар не ронять, не сдавливать, не разбирать.
Расчётные соотношения
1. Тепловая нагрузка среды (ТНС-индекс) определяется, согласно СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений», как:
ТНС = 0.7*tвл + 0.3*tш (1)
где: tвл — температура влажного (смоченного) термометра относящегося,
например, к аспирационному психрометру, °С;
tш — температура, измеренная внутри чёрного шара, °С.
2. Температурный индекс WBGT (Wet bulbglobe temperature), для случая измерений вне помещений, при наличии солнечной радиации, определяется, согласно требованиям стандарта ISO 7243-82 (Е), как:
WBGT = 0.7*tвл + 0.1*tсух + 0.2*tш (2)
где: tсух — температура сухого термометра, °С.
Температурный индекс WBGT для случая измерений внутри помещений определяется аналогично ТНС-индексу, по формуле (1).
3. Средняя радиационная температура tрад определяется согласно требованиям стандарта ISO 7726-85 (Е):
А. В условиях естественной конвекции, с учётом параметров чёрного шара производства НТП «ТКА»:
(tрад)ср. = [(tш + 273)4 +0.48*108*(tш — tв)5/4]1/4 — 273 (3)
где: tв — температура окружающего воздуха, измеренная сухим термометром, °С.
Б. В условиях форсированной конвекции, с учётом параметров чёрного шара производства НТП «ТКА»:
(tрад)ср. = [(tш + 273)4 +3.03*108*Vв0.6*(tш — tв)]1/4 — 273 (4)
где: Vв — скорость потока воздуха, м/с.
Чёрный шар, как принадлежность к измерительному прибору «ТКА-ПКМ»(41, 42, 43), не требует отдельной сертификации. Технические параметры обеспечиваются при производстве и подтверждаются конструкторской и технологической документацией.
Чёрный шар не требует также проведения его поверки.