Aerodinamičko grijanje zagrijavanje tijela koja se kreću velikom brzinom u zraku ili drugom plinu. A. n. - rezultat činjenice da se molekule zraka koje padaju na tijelo usporavaju u blizini tijela. Ako se let odvija nadzvučnom brzinom kulture, kočenje se prvenstveno događa u udarnom valu (vidi udarni val) ,
koji se javljaju ispred tijela. Daljnje usporavanje molekula zraka događa se izravno na samoj površini tijela, u
granični sloj (Vidi granični sloj). Kada se molekule zraka usporavaju, njihova toplinska energija raste, tj. raste temperatura plina u blizini površine tijela koje se kreće, maksimalna temperatura do koje se plin može zagrijati u blizini tijela koje se kreće je blizu tzv. . temperatura kočenja: T 0 = T n + v 2 /2c p ,
gdje T n - temperatura ulaznog zraka, v- brzina leta tijela cp je specifični toplinski kapacitet plina pri stalnom tlaku. Tako, na primjer, kada letite nadzvučnom letjelicom brzinom tri puta većom od brzine zvuka (oko 1 km/sek) temperatura stagnacije je oko 400°C, a kada letjelica uđe u Zemljinu atmosferu s 1. kozmičkom brzinom (8.1 km/s) temperatura stagnacije doseže 8000 °C. Ako u prvom slučaju, tijekom dovoljno dugog leta, temperatura kože zrakoplova dosegne vrijednosti blizu temperature stagnacije, tada će se u drugom slučaju površina letjelice neizbježno početi urušavati zbog nemogućnosti materijala koji mogu izdržati tako visoke temperature. Toplina se prenosi s područja plina s povišenom temperaturom na tijelo koje se kreće i dolazi do aerodinamičkog zagrijavanja. Postoje dva oblika A. n. - konvektivne i radijacijske. Konvekcijsko zagrijavanje je posljedica prijenosa topline s vanjskog, "vrućeg" dijela graničnog sloja na površinu tijela. Kvantitativno se konvekcijski toplinski tok određuje iz omjera q k = a(T e -T w), gdje T e - ravnotežna temperatura (granična temperatura do koje bi se površina tijela mogla zagrijati da nema oduzimanja energije), T w - stvarna površinska temperatura, a- koeficijent konvektivnog prijenosa topline, ovisno o brzini i visini leta, obliku i veličini tijela, kao i drugim čimbenicima. Ravnotežna temperatura je blizu temperature stagnacije. Vrsta ovisnosti koeficijenta a od navedenih parametara određuje režim strujanja u graničnom sloju (laminarno ili turbulentno). U slučaju turbulentnog strujanja konvektivno zagrijavanje postaje intenzivnije. To je zbog činjenice da, uz molekularnu toplinsku vodljivost, turbulentne fluktuacije brzine u graničnom sloju počinju igrati značajnu ulogu u prijenosu energije. Kako se brzina leta povećava, temperatura zraka iza udarnog vala iu graničnom sloju raste, što dovodi do disocijacije i ionizacije.
molekule. Nastali atomi, ioni i elektroni difundiraju u hladnije područje – na površinu tijela. Postoji povratna reakcija (rekombinacija) ,
idući uz oslobađanje topline. Time se daje dodatni doprinos konvektivnom A. n. Nakon postizanja brzine leta od oko 5000 m/s temperatura iza udarnog vala doseže vrijednosti pri kojima plin počinje zračiti. Radijacijskim prijenosom energije iz područja s povišenom temperaturom na površinu tijela dolazi do radijacijskog zagrijavanja. U ovom slučaju najveću ulogu ima zračenje u vidljivom i ultraljubičastom području spektra. Kada letite u Zemljinoj atmosferi brzinama ispod prve svemirske brzine (8.1 km/s) grijanje zračenjem je malo u usporedbi s konvektivnim grijanjem. Na drugoj svemirskoj brzini (11.2 km/s)
njihove vrijednosti postaju bliske, a pri brzinama leta od 13-15 km/s i više, što odgovara povratku na Zemlju nakon letova na druge planete, glavni doprinos daje grijanje zračenjem.
Posebno je važna uloga A. n. svira kada se svemirske letjelice vraćaju u Zemljinu atmosferu (na primjer, Vostok, Voskhod, Soyuz). Za borbu protiv A. n. svemirske letjelice opremljene su posebnim sustavima toplinske zaštite (vidi Toplinska zaštita). Lit.: Osnove prijenosa topline u zrakoplovnoj i raketnoj tehnologiji, M., 1960; Dorrens W. Kh., Hipersonična strujanja viskoznog plina, prev. s engleskog, M., 1966.; Zeldovich Ya. B., Raiser Yu. P., Fizika udarnih valova i visokotemperaturnih hidrodinamičkih pojava, 2. izdanje, M., 1966. N. A. Anfimov.
Velik sovjetska enciklopedija. - M.: Sovjetska enciklopedija. 1969-1978 .
Pogledajte što je "aerodinamičko grijanje" u drugim rječnicima:
Zagrijavanje tijela koja se kreću velikom brzinom u zraku ili drugom plinu. A. n. rezultat činjenice da se molekule zraka koje padaju na tijelo usporavaju u blizini tijela. Ako se let izvodi nadzvučnim. brzina, kočenje se prvenstveno događa u šoku ... ... Fizička enciklopedija
Zagrijavanje tijela koje se kreće velikom brzinom u zraku (plinu). Primjetno aerodinamičko zagrijavanje opaža se kada se tijelo kreće nadzvučnom brzinom (na primjer, kada bojeve glave interkontinentalnih balističke rakete) EdwART ... ... Pomorski rječnik
aerodinamičko grijanje- Zagrijavanje površine tijela strujanog plinom, koje se kreće u plinovitom mediju velikom brzinom uz prisustvo konvektivne, a pri hipersoničnim brzinama i radijacijske izmjene topline s plinovitim medijem u graničnom ili udarnom sloju. [GOST 26883…… Tehnički prevoditeljski priručnik
Povećanje temperature tijela koje se kreće velikom brzinom u zraku ili drugom plinu. Aerodinamičko zagrijavanje rezultat je usporavanja molekula plina u blizini površine tijela. Dakle, kada svemirska letjelica uđe u Zemljinu atmosferu brzinom od 7,9 km / s ... ... enciklopedijski rječnik
aerodinamičko grijanje- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (ruda) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: engl. aerodinamičko grijanje vok. aerodynamische Aufheizung, f rus. aerodinamičko grijanje, m pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- povećanje temperature tijela koje se kreće velikom brzinom u zraku ili drugom plinu. A. i. rezultat usporavanja molekula plina u blizini površine tijela. Dakle, na ulazu u svemir. aparata u Zemljinu atmosferu brzinom od 7,9 km/s, brzina zraka na površini pa ... Prirodna znanost. enciklopedijski rječnik
Aerodinamičko zagrijavanje konstrukcije rakete- Zagrijavanje površine rakete tijekom njenog kretanja u gustim slojevima atmosfere velikom brzinom. A.n. - rezultat činjenice da se molekule zraka koje padaju na raketu usporavaju u blizini njezina tijela. U ovom slučaju dolazi do prijenosa kinetičke energije ... ... Enciklopedija strateških raketnih snaga
Concorde Concorde u zračnoj luci ... Wikipedia
Svi životni procesi na Zemlji uzrokovani su toplinskom energijom. Glavni izvor iz kojeg Zemlja dobiva toplinsku energiju je Sunce. Energiju zrači u obliku raznih zraka – elektromagnetskih valova. Naziva se zračenje Sunca u obliku elektromagnetskih valova koji se šire brzinom od 300 000 km/s, koje se sastoji od zraka različitih duljina koje prenose svjetlost i toplinu na Zemlju.
Zračenje može biti izravno i difuzno. Kad ne bi bilo atmosfere, zemljina bi površina primala samo izravno zračenje. Stoga se zračenje koje dolazi izravno od Sunca u obliku izravne sunčeve svjetlosti i uz nebo bez oblaka naziva izravnim. Nosi najveću količinu topline i svjetlosti. No, prolazeći kroz atmosferu, sunčeve zrake se djelomično raspršuju, skreću s izravnog puta uslijed refleksije od molekula zraka, kapljica vode, čestica prašine i pretvaraju se u zrake koje idu u svim smjerovima. Takvo zračenje naziva se difuzno. Stoga je svjetlo i na onim mjestima gdje ne prodire izravna sunčeva svjetlost (izravno zračenje) (krošnje šume, sjenovite strane stijena, planine, zgrade i sl.). Raspršeno zračenje također određuje boju neba. Sve sunčevo zračenje koje dolazi na površinu zemlje, tj. izravni i raspršeni, koji se nazivaju ukupnim. Zemljina se površina, apsorbirajući sunčevo zračenje, zagrijava i sama postaje izvor toplinskog zračenja u atmosferu. Naziva se terestričko zračenje, ili terestričko zračenje, a velikim dijelom ga zadržavaju niži slojevi atmosfere. Sunčevo zračenje koje apsorbira zemljina površina troši se na zagrijavanje vode, tla, zraka, isparavanje i zračenje u atmosferu. Zemljani, ne definirajući temperaturni režim troposfera, tj. sunčeve zrake prolazeći kroz sve ne griju. Najveću količinu topline primaju i zagrijavaju do najviših temperatura niži slojevi atmosfere, neposredno uz izvor topline – zemljinu površinu. Kako se udaljavate od zemljine površine, zagrijavanje slabi. Zato se u troposferi s visinom prosječno smanjuje za 0,6 °C na svakih 100 m uspona. Ovo je opći obrazac za troposferu. Postoje trenuci kada su gornji slojevi zraka topliji od donjih. Taj se fenomen naziva temperaturna inverzija.
Zagrijavanje zemljine površine bitno se razlikuje ne samo po visini. Količina ukupnog sunčevog zračenja izravno ovisi o kutu upada sunčevih zraka.Što je ta vrijednost bliža 90°, to više sunčeve energije prima površina zemlje.
S druge strane, kut pada sunčevih zraka na određenu točku na zemljinoj površini određen je zemljopisnom širinom. Jačina izravnog sunčevog zračenja ovisi o duljini puta koji sunčeve zrake prođu kroz atmosferu. Kada je Sunce u zenitu (blizu ekvatora), njegove zrake padaju okomito na zemljinu površinu, tj. najkraćim putem svladavaju atmosferu (na 90°) i intenzivno predaju svoju energiju malom prostoru. Udaljavanjem od ekvatorskog pojasa prema jugu ili sjeveru povećava se duljina puta sunčevih zraka, tj. smanjuje se njihov upadni kut na zemljinu površinu. Zrake sve više počinju takoreći kliziti duž Zemlje i približavati se tangenti u području polova. U tom slučaju se isti snop energije raspršuje na većem području, a količina reflektirane energije se povećava. Dakle, tamo gdje sunčeve zrake padaju na zemljinu površinu pod kutom od 90°, one su stalno visoke, a kako se kreću prema polovima, postaje sve hladnije. Najmanje je topline na polovima, gdje sunčeve zrake padaju pod kutom od 180° (tj. tangencijalno).
Takva neravnomjerna raspodjela topline na Zemlji, ovisno o geografskoj širini mjesta, omogućuje razlikovanje pet toplinskih zona: jednu vruću, dvije i dvije hladne.
Uvjeti zagrijavanja vode i tla sunčevim zračenjem vrlo su različiti. Toplinski kapacitet vode dvostruko je veći od toplinskog kapaciteta kopna. To znači da se s istom količinom topline zemljište dvaput zagrije brže od vode, ali kod hlađenja se događa suprotno. Osim toga, voda pri zagrijavanju isparava, pri čemu se troši znatna količina topline. Na kopnu je toplina koncentrirana samo u njegovom gornjem sloju, samo mali dio se prenosi u dubinu. U vodi, zrake odmah zagrijavaju značajnu debljinu, što je također olakšano okomitim miješanjem vode. Zbog toga voda mnogo više akumulira toplinu od tla, duže je zadržava i ravnomjernije troši od tla. Sporije se zagrijava i sporije hladi.
Površina zemljišta nije ujednačena. Njegovo zagrijavanje uvelike ovisi o fizikalnim svojstvima tla i, led, ekspoziciji (kut nagiba kopnenih površina u odnosu na upadno sunce) padinama. Značajke podloge određuju različitu prirodu promjena temperature zraka tijekom dana i godine. Najniže temperature zraka tijekom dana na kopnu bilježe se neposredno prije izlaska sunca (bez dotoka sunčevog zračenja, a noću je jako zemaljsko zračenje). Najviša - poslijepodne (14-15 sati). Tijekom godine na sjevernoj hemisferi najviše temperature zraka na kopnu bilježe se u srpnju, a najniže u siječnju. Iznad površine vode dnevna maksimalna temperatura zraka se pomiče i promatra se u 15-16 sati, a minimalna je 2-3 sata nakon izlaska sunca. Godišnji maksimum (na sjevernoj hemisferi) je u kolovozu, a minimum u veljači.
2005-08-16U nizu slučajeva moguće je značajno smanjiti kapitalne i operativne troškove osiguravanjem autonomnog grijanja prostorija toplim zrakom na temelju korištenja generatora topline koji rade na plin ili tekuće gorivo. U takvim jedinicama ne zagrijava se voda, već zrak - svježi dovod, recirkulacija ili miješani. Ova metoda je posebno učinkovita za osiguranje autonomnog grijanja industrijskih prostora, izložbenih paviljona, radionica, garaža, servisnih postaja, autopraonica, filmskih studija, skladišta, javnih zgrada, teretana, supermarketa, staklenika, staklenika, stočnih kompleksa, farmi peradi itd.
Prednosti grijanje zraka
Postoje mnoge prednosti metode grijanja zraka u odnosu na tradicionalnu metodu grijanja vode u velikim prostorijama, navodimo samo glavne:
- Profitabilnost. Toplina se proizvodi izravno u grijanoj prostoriji i gotovo u potpunosti se troši za namjeravanu svrhu. Zahvaljujući izravnom izgaranju goriva bez posrednog nosača topline, postiže se visoka toplinska učinkovitost cijelog sustava grijanja: 90-94% za rekuperativne grijače i gotovo 100% za izravne sustave grijanja. Korištenje programabilnih termostata pruža mogućnost dodatne uštede od 5 do 25% toplinske energije zahvaljujući funkciji "standby mode" - automatsko održavanje temperature u prostoriji u radno vrijeme na razini od + 5-7 ° S.
- Mogućnost "uključivanja" dovodne ventilacije. Nije tajna da danas u većini poduzeća dovodna ventilacija ne radi ispravno, što značajno pogoršava radne uvjete ljudi i utječe na produktivnost rada. Generatori topline ili izravni sustavi grijanja zagrijavaju zrak za ∆t do 90°C - to je sasvim dovoljno da "natjera" dovodnu ventilaciju čak iu uvjetima krajnjeg sjevera. Dakle, grijanje zraka podrazumijeva ne samo ekonomsku učinkovitost, već i poboljšanje ekološka situacija i radnim uvjetima.
- Mala inercija. Jedinice sustava grijanja zraka ulaze u način rada za nekoliko minuta, a zbog velikog protoka zraka prostorija se potpuno zagrijava za samo nekoliko sati. To omogućuje brzo i fleksibilno manevriranje kada se potrebe za toplinom promijene.
- Odsutnost srednjeg nosača topline omogućuje odustajanje od izgradnje i održavanja sustava grijanja vode koji je neučinkovit za velike prostorije, kotlovnicu, grijanje i postrojenje za pročišćavanje vode. Gubici u grijaćim mrežama i njihov popravak su isključeni, što omogućuje drastično smanjenje operativnih troškova. Zimi ne postoji opasnost od odmrzavanja grijača i sustava grijanja u slučaju duljeg gašenja sustava. Hlađenje čak i do dubokog "minusa" ne dovodi do odmrzavanja sustava.
- Visoki stupanj automatizacije omogućuje stvaranje točno one količine topline koja je potrebna. U kombinaciji s visokom pouzdanošću plinska oprema time se značajno povećava sigurnost sustava grijanja, a za njegov rad dovoljan je minimum osoblja za održavanje.
- Mali troškovi. Metoda grijanja velikih prostorija uz pomoć generatora topline jedna je od najjeftinijih i najbrže implementiranih. Kapitalni troškovi izgradnje ili obnove zračnog sustava općenito su puno niži od troškova tople vode ili grijanja zračenjem. Razdoblje povrata kapitalnih izdataka obično ne prelazi jednu ili dvije sezone grijanja.
Ovisno o zadacima koje treba riješiti, grijači različitih vrsta mogu se koristiti u sustavima grijanja zraka. U ovom ćemo članku razmotriti samo jedinice koje rade bez upotrebe srednjeg nosača topline - rekuperativne grijače zraka (s izmjenjivačem topline i uklanjanjem produkata izgaranja prema van) i izravne sustave grijanja zraka (grijači zraka za miješanje plina).
Rekuperativni grijači zraka
U jedinicama ovog tipa, plamenik dovodi gorivo pomiješano s potrebnom količinom zraka u komoru za izgaranje. Nastali produkti izgaranja prolaze kroz dvosmjerni ili trosmjerni izmjenjivač topline. Toplina dobivena izgaranjem goriva prenosi se na zagrijani zrak kroz stijenke izmjenjivača topline, a dimni plinovi se odvode kroz dimnjak prema van (slika 1) – zato se nazivaju „indirektno grijanje“. "generatori topline.
Grijači zraka s rekuperacijom mogu se koristiti ne samo izravno za grijanje, već i kao dio dovodnog ventilacijskog sustava, kao i za zagrijavanje procesnog zraka. Nazivna toplinska snaga takvih sustava je od 3 kW do 2 MW. Dovod zagrijanog zraka u prostoriju vrši se pomoću ugrađenog ili udaljenog ventilatora za puhanje, što omogućuje korištenje uređaja kako za izravno zagrijavanje zraka s njegovom isporukom kroz rešetkaste rešetke, tako i za zračne kanale.
Pranjem komore za izgaranje i izmjenjivača topline, zrak se zagrijava i šalje izravno u grijanu prostoriju kroz rešetke za distribuciju zraka smještene u gornjem dijelu, ili se distribuira kroz sustav zračnih kanala. Automatizirani blok plamenik nalazi se na prednjem dijelu generatora topline (slika 2).
Izmjenjivači topline modernih grijača zraka u pravilu su izrađeni od nehrđajućeg čelika (peć je izrađena od čelika otpornog na toplinu) i služe od 5 do 25 godina, nakon čega se mogu popraviti ili zamijeniti. Učinkovitost modernih modela doseže 90-96%. Glavna prednost rekuperativnih grijača zraka je njihova svestranost.
Mogu raditi na prirodni ili ukapljeni plin, dizel gorivo, naftu, loživo ulje ili otpadno ulje - samo trebate promijeniti plamenik. Moguće je raditi sa svježim zrakom, s primjesom unutarnjeg i u režimu pune recirkulacije. Takav sustav dopušta neke slobode, na primjer, promjenu protoka zagrijanog zraka, redistribuciju tokova zagrijanog zraka u različite grane zračnih kanala "u pokretu" pomoću posebnih ventila.
Ljeti grijači zraka s rekuperacijom mogu raditi u načinu ventilacije. Jedinice se montiraju u okomitom i vodoravnom položaju, na podu, zidu ili ugrađene u sekcijsku ventilacijsku komoru kao dio grijača.
Grijači zraka s rekuperacijom mogu se koristiti čak i za grijanje prostorija visoke kategorije udobnosti, ako se sama jedinica premjesti izvan neposrednog servisnog područja.
Glavni nedostaci:
- Veliki i složeni izmjenjivač topline povećava cijenu i težinu sustava u usporedbi s grijačima zraka s miješanjem;
- Potreban im je dimnjak i odvod kondenzata.
Sustavi izravnog grijanja zraka
Suvremene tehnologije omogućile su postizanje takve čistoće izgaranja prirodni gas da je postalo moguće ne preusmjeravati proizvode izgaranja "u cijev", već ih koristiti za izravno zagrijavanje zraka u sustavima dovodne ventilacije. Plin koji se dovodi do izgaranja potpuno izgara u struji zagrijanog zraka i, miješajući se s njim, daje svu toplinu.
Ovaj princip implementiran je u nizu sličnih dizajna plamenika s rampom u SAD-u, Engleskoj, Francuskoj i Rusiji i uspješno se koristi od 1960-ih u mnogim poduzećima u Rusiji i inozemstvu. Na temelju principa ultra čistog izgaranja prirodnog plina izravno u struji zagrijanog zraka, proizvode se grijači zraka za miješanje plina tipa STV (STARVEINE - "zvjezdani vjetar") s nazivnim toplinskim učinkom od 150 kW do 21 MW.
Sama tehnologija organizacije izgaranja, kao i visok stupanj razrjeđivanja produkata izgaranja, omogućavaju dobivanje čistog toplog zraka u instalacijama u skladu sa svim važećim standardima, praktički bez štetnih nečistoća (ne više od 30% MDK) . Grijači zraka STV (slika 3) sastoje se od modularne jedinice plamenika smještene unutar kućišta (odjeljak zračnog kanala), plinovoda DUNGS (Njemačka) i sustava automatizacije.
Kućište je obično opremljeno hermetičkim vratima radi lakšeg održavanja. Blok plamenika, ovisno o potrebnoj toplinskoj snazi, sastavlja se od potrebnog broja sekcija plamenika različitih konfiguracija. Automatizacija grijača omogućuje glatko automatsko pokretanje prema ciklogramu, kontrolu parametara sigurnog rada i mogućnost glatke regulacije toplinske snage (1:4), što vam omogućuje automatsko održavanje potrebne temperature zraka u grijana prostorija.
Primjena grijača zraka za miješanje plinova
Njihova glavna svrha je izravno zagrijavanje svježeg dovodnog zraka koji se dovodi u proizvodne pogone kako bi se nadoknadila ispušna ventilacija i time poboljšali uvjeti rada ljudi.
Za prostorije s visokim stupnjem izmjene zraka, postaje svrsishodno kombinirati sustav dovodne ventilacije i sustav grijanja - u tom pogledu sustavi izravnog grijanja nemaju konkurenciju u pogledu omjera cijene i kvalitete. Grijači zraka za miješanje plina namijenjeni su za:
- autonomno grijanje zraka prostorija raznih namjena s velikom izmjenom zraka (K velik.5);
- grijanje zraka u zračno-toplinskim zavjesama tipa cut-off, moguće ga je kombinirati sa sustavima grijanja i dovodne ventilacije;
- Sustavi predgrijanja za automobilske motore na negrijanim parkiralištima;
- otapanje i odmrzavanje vagona, cisterni, automobila, rasutih materijala, proizvoda za zagrijavanje i sušenje prije bojanja ili druge vrste obrade;
- izravno zagrijavanje atmosferskog zraka ili sredstva za sušenje u različitim instalacijama procesnog grijanja i sušenja, npr. sušenje žitarica, trave, papira, tekstila, drva; primjene u lakirnim i sušionim kabinama nakon lakiranja itd.
Smještaj
Grijači za miješanje mogu se ugraditi u zračne kanale dovodnih ventilacijskih sustava i toplinskih zavjesa, u zračne kanale sušara - kako u horizontalnim tako iu vertikalnim dijelovima. Može se montirati na pod ili platformu, ispod stropa ili na zid. U pravilu se postavljaju u opskrbne i ventilacijske komore, ali se mogu ugraditi i izravno u grijanu prostoriju (prema kategoriji).
Uz dodatnu opremu, odgovarajući elementi mogu opsluživati prostorije kategorija A i B. Recirkulacija unutarnjeg zraka kroz grijače zraka za miješanje je nepoželjna - moguće je značajno smanjenje razine kisika u prostoriji.
Snage izravni sustavi grijanja
Jednostavnost i pouzdanost, niska cijena i učinkovitost, mogućnost zagrijavanja do visokih temperatura, visok stupanj automatizacije, glatka regulacija, ne trebaju dimnjak. Izravno grijanje je najekonomičniji način - učinkovitost sustava je 99,96%. Razina specifičnih kapitalnih troškova za sustav grijanja koji se temelji na jedinici izravnog grijanja u kombinaciji s prisilnom ventilacijom najniža je s najvišim stupnjem automatizacije.
Grijači zraka svih vrsta opremljeni su sigurnosnim i kontrolnim sustavom automatizacije koji osigurava gladak početak, održavanje načina grijanja i isključivanje u slučaju nužde. Kako bi se uštedjela energija, moguće je grijače zraka opremiti automatskim upravljanjem uzimajući u obzir vanjsku i unutarnju kontrolu temperature, funkcije dnevnog i tjednog načina programiranja grijanja.
Također je moguće uključiti parametre sustava grijanja, koji se sastoji od više grijaćih jedinica, u centralizirani sustav upravljanja i dispečerstva. U tom će slučaju operater-dispečer imati ažurne informacije o radu i statusu grijaćih jedinica, vizualno prikazane na monitoru računala, kao i kontrolirati način njihovog rada izravno iz centra za daljinsko upravljanje.
Mobilni generatori topline i toplinski topovi
Dizajniran za privremenu upotrebu - na gradilištima, za grijanje u izvansezonskim razdobljima, tehnološko grijanje. Mobilni generatori topline i toplinski topovi rade na propan (ukapljeni plin u bocama), dizelsko gorivo ili kerozin. Može biti i izravno grijanje i uklanjanje proizvoda izgaranja.
Vrste autonomnih sustava grijanja zraka
Za autonomnu opskrbu toplinom različitih prostorija koriste se različite vrste sustava grijanja zraka - s centraliziranom distribucijom topline i decentralizirano; sustavi koji u potpunosti rade na dotoku svježi zrak, ili s potpunom/djelomičnom recirkulacijom unutarnjeg zraka.
U decentraliziranim sustavima grijanja zraka grijanje i cirkulaciju zraka u prostoriji provode autonomni generatori topline smješteni u različitim dijelovima ili radnim područjima - na podu, zidu i ispod krova. Zrak iz grijača dovodi se izravno u radni prostor prostorije. Ponekad, za bolju raspodjelu toplinskih tokova, generatori topline opremljeni su malim (lokalnim) sustavima zračnih kanala.
Za jedinice u ovom dizajnu tipična je minimalna snaga motora ventilatora, tako da su decentralizirani sustavi ekonomičniji u smislu potrošnje energije. Također je moguće koristiti zračno-toplinske zavjese kao dio sustava grijanja zraka ili dovodne ventilacije.
Mogućnost lokalne regulacije i korištenja generatora topline po potrebi - po zonama, u različito vrijeme - omogućuje značajno smanjenje troškova goriva. Međutim, kapitalni trošak implementacije ove metode je nešto veći. U sustavima s centraliziranom distribucijom topline koriste se jedinice za grijanje zraka; Topli zrak koji proizvode ulazi u radna područja kroz sustav kanala.
Jedinice se u pravilu ugrađuju u postojeće ventilacijske komore, ali ih je moguće postaviti izravno u grijanu prostoriju - na podu ili na gradilištu.
Primjena i postavljanje, izbor opreme
Svaki od tipova gore navedenih grijaćih jedinica ima svoje neporecive prednosti. I nema gotovog recepta, u kojem slučaju koji je od njih prikladniji - ovisi o mnogim čimbenicima: količini izmjene zraka u odnosu na količinu gubitka topline, kategoriji prostorije, dostupnosti slobodnog prostora za postavljanje opreme, te financijske mogućnosti. Pokušajmo formirati najviše generalni principi odgovarajući izbor opreme.
1. Sustavi grijanja za prostorije s malom izmjenom zraka (izmjena zraka ≤ velika,5-1)
Pretpostavlja se da je ukupna toplinska snaga generatora topline u ovom slučaju gotovo jednaka količini topline potrebnoj za nadoknadu toplinskih gubitaka prostorije, ventilacija je relativno mala, pa je preporučljivo koristiti sustav grijanja koji se temelji na generatori topline neizravnog grijanja s potpunom ili djelomičnom recirkulacijom unutarnjeg zraka u prostoriji.
Ventilacija u takvim prostorijama može biti prirodna ili pomiješana s vanjskim zrakom za recirkuliranje. U drugom slučaju, snaga grijača se povećava za količinu dovoljnu za zagrijavanje svježeg dovodnog zraka. Takav sustav grijanja može biti lokalni, s podnim ili zidnim generatorima topline.
Ako je nemoguće postaviti jedinicu u grijanu prostoriju ili kada se organizira održavanje nekoliko prostorija, može se koristiti sustav centraliziranog tipa: generatori topline nalaze se u ventilacijskoj komori (aneks, na polukatu, u susjednoj prostoriji), a toplina se razvodi kroz zračne kanale.
Tijekom radnog vremena generatori topline mogu raditi u djelomičnom recirkulacijskom načinu rada, istovremeno zagrijavajući miješani dovodni zrak, tijekom neradnog vremena neki od njih mogu se isključiti, a ostali se mogu prebaciti u ekonomično stanje pripravnosti + 2-5 °C s punom recirkulacijom.
2. Sustavi grijanja za prostorije s velikom izmjenom zraka, kojima je stalno potrebna opskrba velikim količinama svježeg zraka (izmjena zraka velika)
U tom slučaju količina topline potrebna za zagrijavanje dovodnog zraka može već biti nekoliko puta veća od količine topline potrebne za nadoknadu toplinskih gubitaka. Ovdje je najprikladnije i najekonomičnije kombinirati sustav grijanja zraka sa sustavom dovodne ventilacije. Sustav grijanja može se graditi na bazi direktnih instalacija grijanja zraka, ili na bazi korištenja rekuperativnih generatora topline u izvedbi s višim stupnjem grijanja.
Ukupni toplinski učinak grijača mora biti jednak zbroju toplinske potrebe za grijanje dovodnog zraka i topline potrebne za nadoknadu toplinskih gubitaka. U sustavima izravnog grijanja zagrijava se 100% vanjskog zraka, čime se osigurava opskrba potrebnim volumenom dovodnog zraka.
Tijekom radnog vremena zagrijavaju zrak izvana na projektiranu temperaturu od + 16-40 ° C (uzimajući u obzir pregrijavanje kako bi se osigurala kompenzacija gubitka topline). Kako biste uštedjeli novac u neradno vrijeme, dio grijača možete isključiti kako biste smanjili protok dovodnog zraka, a ostatak prebaciti u stanje mirovanja uz održavanje +2-5°C.
Rekuperacijski generatori topline u standby modu omogućuju dodatne uštede prelaskom na punu recirkulaciju. Najniži kapitalni troškovi u organizaciji centraliziranih sustava grijanja su kada se koriste najveći mogući grijači. Kapitalni troškovi za grijače zraka za miješanje plina STV mogu se kretati od 300 do 600 rubalja/kW instalirane toplinske snage.
3. Kombinirani sustavi grijanja zraka
Najbolja opcija za prostorije sa značajnom izmjenom zraka tijekom radnog vremena s jednosmjenskim radom ili isprekidanim radnim ciklusom - kada je razlika u potrebi za opskrbom svježim zrakom i toplinom tijekom dana značajna.
U tom slučaju preporučljivo je odvojiti rad dvaju sustava: rezervno grijanje i dovodnu ventilaciju u kombinaciji sa sustavom grijanja (dogrijavanja). Istodobno se u grijanoj prostoriji ili u ventilacijskim komorama ugrađuju rekuperativni generatori topline koji održavaju samo stanje pripravnosti uz punu recirkulaciju (pri izračunatoj vanjskoj temperaturi).
Sustav dovodne ventilacije, u kombinaciji sa sustavom grijanja, osigurava zagrijavanje potrebnog volumena svježeg dovodnog zraka do + 16-30 ° C i zagrijavanje prostorije na potrebnu radnu temperaturu, au ekonomske svrhe uključuje se samo tijekom radni sati.
Izgrađen je ili na temelju rekuperativnih generatora topline (s povećanim stupnjem grijanja), ili na temelju snažnih sustava izravnog grijanja (što je 2-4 puta jeftinije). Moguće je kombinirati prisilni sustav grijanja s postojećim sustavom grijanja vode (može ostati u pogonu), opcija je primjenjiva i za postupnu modernizaciju postojećeg sustava grijanja i ventilacije.
Ovom metodom operativni troškovi bit će najniži. Dakle, korištenjem grijača zraka različitih vrsta u različitim kombinacijama, moguće je istodobno riješiti oba problema - i grijanje i dovodnu ventilaciju.
Postoji mnogo primjera korištenja sustava zračnog grijanja, a mogućnosti njihove kombinacije su vrlo raznolike. U svakom slučaju potrebno je izvršiti toplinske proračune, uzeti u obzir sve uvjete uporabe i izvesti nekoliko opcija za odabir opreme, uspoređujući ih u smislu izvedivosti, kapitalnih troškova i operativnih troškova.
Kada je sunce najtoplije - kada je više iznad glave ili niže?
Sunce više grije kad je više. Sunčeve zrake u ovom slučaju padaju pod pravim, ili blizu pravog kuta.
Koje vrste rotacije Zemlje poznajete?
Zemlja se okreće oko svoje osi i oko Sunca.
Zašto se na Zemlji mijenjaju dan i noć?
Smjena dana i noći rezultat je osne rotacije Zemlje.
Odredite kolika je razlika upadnog kuta sunčevih zraka 22. lipnja i 22. prosinca na paralelama 23,5° N. sh. i yu. sh.; na paralelama 66,5° N. sh. i yu. sh.
Dana 22. lipnja upadni kut sunčevih zraka na paraleli od 23,50 n.š. 900 S - 430. Na paraleli 66.50 N.S. – 470, 66,50 S - klizni kut.
Dana 22. prosinca upadni kut sunčevih zraka na paraleli 23,50 n.š. 430 S - 900. Na paraleli 66.50 N.S. - kut klizanja 66,50 S - 470 (prikaz, znanstveni).
Razmislite zašto najtopliji i najhladniji mjeseci nisu lipanj i prosinac, kada sunčeve zrake imaju najveći i najmanji upadni kut na zemljinu površinu.
Atmosferski zrak se zagrijava sa Zemljine površine. Zbog toga se u lipnju zemljina površina zagrijava, a temperatura doseže maksimum u srpnju. Događa se i zimi. U prosincu se zemljina površina hladi. Zrak se u siječnju hladi.
Definirati:
prosječna dnevna temperatura prema četiri mjerenja dnevno: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C.
Prosječna dnevna temperatura je -20C.
prosječna godišnja temperatura Moskve pomoću tabličnih podataka.
Prosječna godišnja temperatura je 50C.
Odredite dnevni raspon temperature za očitanja termometra na slici 110, c.
Temperaturna amplituda na slici je 180C.
Odredite za koliko je stupnjeva godišnja amplituda u Krasnojarsku veća nego u Sankt Peterburgu, ako je prosječna temperatura u srpnju u Krasnojarsku +19°S, a u siječnju -17°S; u St. Petersburgu +18°C odnosno -8°C.
Raspon temperature u Krasnojarsku je 360C.
Temperaturna amplituda u St. Petersburgu je 260C.
Temperaturna amplituda u Krasnojarsku je 100C viša.
Pitanja i zadaci
1. Kako se zagrijava zrak u atmosferi?
Kada sunčeve zrake prolaze, atmosfera od njih gotovo se ne zagrijava. Kako se zemljina površina zagrijava, ona sama postaje izvor topline. Od nje se grije atmosferski zrak.
2. Za koliko stupnjeva se smanjuje temperatura u troposferi za svakih 100 m uspona?
Kako se penjete, svaki kilometar temperatura zraka pada za 6 0C. Dakle, 0,60 na svakih 100 m.
3. Izračunajte temperaturu zraka izvan zrakoplova, ako je visina leta 7 km, a temperatura na površini Zemlje +200C.
Temperatura pri penjanju od 7 km pasti će za 420. To znači da će temperatura izvan zrakoplova biti -220.
4. Je li moguće ljeti sresti ledenjak u planinama na visini od 2500 m ako je temperatura u podnožju planina + 250C.
Temperatura na visini od 2500 m bit će +100C. Ledenjak na nadmorskoj visini od 2500 m neće se susresti.
5. Kako i zašto se mijenja temperatura zraka tijekom dana?
Danju sunčeve zrake obasjavaju zemljinu površinu i zagrijavaju je, a od nje se zagrijava i zrak. Noću protok sunčeve energije prestaje, a površina se zajedno sa zrakom postupno hladi. Sunce je najviše iznad horizonta u podne. Ovo je vrijeme kada dolazi najviše sunčeve energije. Međutim, najviša temperatura se opaža nakon 2-3 sata poslije podneva, budući da je potrebno vrijeme da toplina prijeđe sa Zemljine površine u troposferu. Najviše niske temperature događa prije izlaska sunca.
6. Od čega ovisi razlika u zagrijavanju Zemljine površine tijekom godine?
Tijekom godine, na istom području, sunčeve zrake padaju na površinu na različite načine. Kad je upadni kut zraka strmiji, površina dobiva više sunčeve energije, temperatura zraka raste i dolazi ljeto. Kada su sunčeve zrake jače nagnute, površina se lagano zagrijava. Temperatura zraka u to vrijeme pada i dolazi zima. Najtopliji mjesec na sjevernoj hemisferi je srpanj, a najhladniji mjesec je siječanj. Na južnoj hemisferi, naprotiv: najviše hladan mjesec godine - srpanj, a najtopliji - siječanj.
Zapamtiti
- Koji instrument se koristi za mjerenje temperature zraka? Koje vrste rotacije Zemlje poznajete? Zašto se na Zemlji mijenjaju dan i noć?
Kako se zagrijavaju Zemljina površina i atmosfera? Sunce zrači ogromnu količinu energije. Međutim, atmosfera propušta samo polovicu sunčevih zraka do površine zemlje. Neke od njih se reflektiraju, neke apsorbiraju oblaci, plinovi i čestice prašine (slika 83).
Riža. 83. Potrošnja sunčeve energije koja dolazi na Zemlju
Kada sunčeve zrake prolaze, atmosfera od njih gotovo se ne zagrijava. Kako se zemljina površina zagrijava, ona sama postaje izvor topline. Iz njega se zagrijava atmosferski zrak. Stoga je zrak u troposferi topliji u blizini zemljine površine nego na visini. Prilikom penjanja, svaki kilometar, temperatura zraka pada za 6 "C. Visoko u planinama, zbog niske temperature, nakupljeni snijeg se ne topi čak ni ljeti. Temperatura u troposferi mijenja se ne samo s visinom, već i tijekom određenih vremenskih razdoblja: dana, godina.
Razlike u zagrijavanju zraka tijekom dana i godine. Danju sunčeve zrake obasjavaju zemljinu površinu i zagrijavaju je, a od nje se zagrijava i zrak. Noću protok sunčeve energije prestaje, a površina se zajedno sa zrakom postupno hladi.
Sunce je najviše iznad horizonta u podne. Ovo je vrijeme kada dolazi najviše sunčeve energije. Međutim, najviša temperatura se opaža nakon 2-3 sata poslije podneva, budući da je potrebno vrijeme da toplina prijeđe sa Zemljine površine u troposferu. Najniža temperatura je prije izlaska sunca.
Temperatura zraka također se mijenja s godišnjim dobima. Već znate da se Zemlja kreće oko Sunca po orbiti i da je Zemljina os stalno nagnuta u odnosu na ravninu orbite. Zbog toga tijekom godine na istom području sunčeve zrake padaju na površinu na različite načine.
Kad je upadni kut zraka strmiji, površina dobiva više sunčeve energije, temperatura zraka raste i nastupa ljeto (slika 84).
Riža. 84. Pad sunčevih zraka na zemljinu površinu u podne 22. lipnja i 22. prosinca.
Kada su sunčeve zrake jače nagnute, površina se lagano zagrijava. Temperatura zraka u to vrijeme pada i dolazi zima. Najtopliji mjesec na sjevernoj hemisferi je srpanj, a najhladniji mjesec je siječanj. Na južnoj hemisferi je suprotno: najhladniji mjesec u godini je srpanj, a najtopliji siječanj.
Iz slike odredite koliko se razlikuje upadni kut sunčevih zraka 22. lipnja i 22. prosinca na paralelama od 23,5° N. sh. i yu. sh.; na paralelama 66,5° N. sh. i yu. sh.
Razmislite zašto najtopliji i najhladniji mjeseci nisu lipanj i prosinac, kada sunčeve zrake imaju najveći i najmanji upadni kut na zemljinu površinu.
Riža. 85. Srednje godišnje temperature zraka na Zemlji
Indikatori promjena temperature. Za prepoznavanje općih obrazaca promjena temperature koristi se pokazatelj prosječnih temperatura: prosječna dnevna, prosječna mjesečna, prosječna godišnja (slika 85). Na primjer, za izračunavanje prosječne dnevne temperature tijekom dana, temperatura se mjeri nekoliko puta, ti se pokazatelji zbrajaju, a dobiveni iznos dijeli se s brojem mjerenja.
Definirati:
- srednja dnevna temperatura prema četiri mjerenja dnevno: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C;
- prosječna godišnja temperatura Moskve pomoću tabličnih podataka.
Tablica 4
Utvrđujući promjenu temperature, obično se bilježi njezina najveća i najniža stopa.
Razlika između najvišeg i najnižeg očitanja naziva se raspon temperature.
Amplituda se može odrediti za dan (dnevna amplituda), mjesec, godinu. Na primjer, ako je najviša dnevna temperatura +20°C, a najniža +8°C, tada će dnevna amplituda biti 12°C (slika 86).
Riža. 86. Dnevni raspon temperature
Odredite za koliko je stupnjeva godišnja amplituda u Krasnojarsku veća nego u Sankt Peterburgu, ako je prosječna temperatura u srpnju u Krasnojarsku +19°S, a u siječnju -17°S; u St. Petersburgu +18°C odnosno -8°C.
Na kartama se raspodjela prosječnih temperatura odražava izotermama.
Izoterme su linije koje spajaju točke s istima Prosječna temperatura zraka određeno vrijeme.
Obično prikazuju izoterme najtoplijeg i najhladnijeg mjeseca u godini, tj. srpnja i siječnja.
Pitanja i zadaci
- Kako se zagrijava zrak u atmosferi?
- Kako se mijenja temperatura zraka tijekom dana?
- Od čega ovisi razlika u zagrijavanju Zemljine površine tijekom godine?
