Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

DEVELOPMENT OF INSTRUMENTS FOR MEASURING THE EVAPORATION FROM WATER SURFACES

Atageldieva L.Zh. 1 Dyusenbieva A.H. 1 Omarov B.E. 1
1 Central Asian University
Der Artikel beschreibt den Betrieb des Gerätes, um Verdunstung zu messen. Identifizieren Sie vielversprechende Art von Gerät und legen Sie die Aufgaben zu ihrer Verbesserung.
evaporation
convection
moisture
balanagar
vessels
evaporators.

Одним из распространенных способов определения испарения с водной поверхности водоемов суши является метод водных испарителей. Основу этого метода составляют данные наблюдений за слоем испарения по специальным приборам, представляющим собой сосуды-испарители.

В настоящее время для стандартных наблюдений на сети гидрометеорологических станций РК при измерении испарения с водной поверхности применяются: испаритель ГГИ-3000 площадью 0,3 м2 и испарительный бассейн площадью 20 м2, а за рубежом – испаритель класса А.

Плавучая испарительная установка с испарительным бассейном площадью 20 м2 представляет собой два спаренных плота треугольной формы. Первый из них – плот-волногаситель, а второй служит для удержания на плаву испарительного бассейна. Размеры плотов, установленных на разных водоемах, различны, но конструктивное исполнение одинаково. Плоты-волногасители – это треугольные деревянные рамы из бревен. Полы плотов дощатые со щелями в 1-2 см, доски подшиваются снизу для гашения энергии ветровых волн. Для гашения волн, переливающихся через волногаситель, предусмотрены волногасители-доски, поставленные на ребро и прибитые к полу. Верхний край досок волногасителей возвышается над уровнем воды на 10-15 см, весь плот-волногаситель устанавливается в полузатопленном состоянии. В соответствии с методикой определения испарения высота бортика испарительного бассейна площадью 20 м2 должна составлять 7,5 см от поверхности воды в испарителе.

Плот-волногаситель устанавливают посреди водоема на якоре, что позволяет плоту перемещаться по окружности и всегда располагаться одной и той же вершиной против ветра и волны. Приборы, установленные на плоту, всегда одинаково ориентированы по отношению к ветру, а испаритель защищен от заливания волнами.

В связи с трудностями изготовления, транспортировки и эксплуатации как плавучих, так и наземных испарительных бассейнов площадью 20 м2 наибольшее распространение получили испарители ГГИ-3000 в качестве приборов для измерения испарения с водной поверхности. Применение этих приборов привело к разработке и внедрению на сети гидрометеорологических станций стандартной методики наблюдений.

В процессе эксплуатации испарителей ГГИ-3000 и испарительных бассейнов площадью 20 м2 выяснилось, что эти приборы имеют ряд существенных недостатков. Основные параметры и недостатки этих приборов приведены ниже.

Испаритель ГГИ-3000 (входит в комплект испаромера ГГИ-3000).

Прибор представляет собой цилиндрическую емкость с коническим основанием; площадь поверхности 3000 см3, диаметр 61,8 см, глубина 60 см у стенки и 68,5 см в центре. Испаритель изготавливается из оцинкованного листового железа № опредения уровня воды в испарителе производится с помощью объемной бюретки с измерительной трубкой. Перерыв между сроками наблюдений 12 часов. Высота бортика над поверхностью воды в испарителе 7,5 см. Плавучий испаритель устанавливается в кормовой части плота-волногасителя.

Недостатки прибора:

- наличие бортика, что вызывает искажение профиля воздушного потока над испарителем;

- влияние смачивания борта испарителя на испарение;

- влияние плота-волногасителя;

- неучет обратной стратификации температуры воды в при поверхностном слое воды в испарителе (эффект «холодной пленки»);

- инерционность прибора;

- отсуствие волнения в испарителе при наличии его на водоеме, что приводит к занижению массоотдачи на 20-30%.

Испарительный бассейн площадью 20 м2

Прибор представляет собой цилиндрический сосуд с плоским основанием из листовой стали толщиной 4-5 мм. Площадь поверхности 20 м2, диаметр 5 м, глубина 2 м. Определение уровня воды в испарителе производится с помощью объемной бюретки с измерительной трубкой. Перерыв между сроками наблюдений 12 часов. Высота бортика над поверхностью воды в испарителе 7,5 см. Испарительный бассейн площадью 20 м2 устанавливается либо на берегу, либо на плаву совместно с плотом-волногасителем.

Недостатки прибора:

- наличие бортика, что вызывает искажение профиля воздушного потока над испарительным бассейном;

- влияние плота-волногасителя;

- неучет эффекта «холодной пленки» при измерении температуры воды;

- инерционность прибора;

- отсуствие волнения в испарителе при наличии его на водоеме, что вызывает занижение массоотдачи на 20-30%;

- трудность изготовления, транспортировки и эксплуатации прибора.

Таким образом, испарители ГГИ-3000 и испарительный бассейн дают существенное искажение при определении слоя испарившейся воды с поверхности водоема.

Наряду с методом водных испарителей находит применение пульсационный метод, позволяющий непосредственно определять теплопотоки, обусловленные конвекцией и испарением на основе измерения пульсаций температуры, влажности и скорости воздушного потока над водоемом. Пульсационный метод требует использования комплекса аппаратуры, включающего термоанемометры, электрические датчики температуры и влажности, анализирующие и регистрирующие приборы, а также аппаратуру для раздельного определения составляющих теплоотдачи (балансомер, пирономер), которая имеет большую погрешность измерений.

В связи с отмеченными выше недостатками и сложностью определения испарения с водной поверхности водоемов пульсационным методом и методом водных испарителей предложен прибор для непосредственного определения теплоотдачи испарением. Путем пересчета измеренной величины теплоотдачи можно определить слой испарившейся воды. При разработке прибора учитывалось особенность измерений в условиях водохранилищ-охладителей ТЭС, где водная поверхность отличается большой температурной неоднородностью.

Прибор прост в исполнении, в значительной мере лишен недостатков, упомянутых выше. Апробация прибора выполнена в лабораторных условиях. Он обладает малой инерционностью, более высокой точностью измерений по сравнению с испарителями. Использование прибора в научно-исследовательской работе требует его дальнейшего технического усовершенствования в натурных условиях. Кроме того, необходимо автоматизировать процесс измерений, а также провести сопоставление данных измерений предлагаемым прибором с существующим типовым прибором – испарителем ГГИ-3000.

Выводы

Обобщены и проанализированы данные о работе приборов для измерения испарения. Показана актуальность разработки нового прибора для измерения испарения. Определен перспективный тип прибора и намечены задачи по его усовершенствованию.