ატმოსფერული ჰაერის გათბობა. ატმოსფერული ჰაერის გათბობა დამოკიდებულია ჰაერის გათბობაზე

- მოწყობილობები, რომლებიც გამოიყენება ჰაერის გასათბობად მიწოდების ვენტილაციის სისტემებში, კონდიცირების სისტემებში, ჰაერის გათბობაასევე საშრობებში.

გამაგრილებლის ტიპის მიხედვით, გამათბობლები შეიძლება იყოს ცეცხლი, წყალი, ორთქლი და ელექტრო. .

დღეისათვის ყველაზე გავრცელებულია წყლისა და ორთქლის გამაცხელებლები, რომლებიც იყოფა გლუვმილაკებად და ნეკნებზე; ეს უკანასკნელნი, თავის მხრივ, იყოფა ლამელარად და სპირალურ ჭრილობად.

განასხვავებენ ერთჯერადი და მრავალპასიანი გამათბობლები. ერთგადასასვლელში გამაგრილებელი მილებიდან ერთი მიმართულებით მოძრაობს, მრავალგადასასვლელში კი კოლექტორის საფარებში ტიხრების არსებობის გამო რამდენჯერმე იცვლის მოძრაობის მიმართულებას (ნახ. XII.1).

გამათბობლები ასრულებენ ორ მოდელს: საშუალო (C) და დიდი (B).

ჰაერის გასათბობად სითბოს მოხმარება განისაზღვრება ფორმულებით:

სადაც Q"— სითბოს მოხმარება ჰაერის გასათბობად, კჯ/სთ (კკალ/სთ); ქ- იგივე, W; 0,278 არის კონვერტაციის ფაქტორი კჯ/სთ W-მდე; გ- გაცხელებული ჰაერის მასობრივი რაოდენობა, კგ/სთ, ტოლია Lp [აქ ლ- გაცხელებული ჰაერის მოცულობითი რაოდენობა, მ 3/სთ; p არის ჰაერის სიმკვრივე (ტემპერატურაზე tK),კგ / მ 3]; თან- ჰაერის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე, ტოლია 1 კჯ / (კგ-კ); t k - ჰაერის ტემპერატურა გამათბობლის შემდეგ, ° С; t n- ჰაერის ტემპერატურა ჰაერის გამათბობელამდე, °C.

გათბობის პირველი ეტაპის გამათბობლებისთვის, tn ტემპერატურა უდრის გარე ჰაერის ტემპერატურას.

გარე ჰაერის ტემპერატურა ითვლება ტოლი სავენტილაციო გამოთვლილი ტემპერატურის (A კატეგორიის კლიმატის პარამეტრები) ზოგადი ვენტილაციის შემუშავებისას, რომელიც შექმნილია ჭარბი ტენიანობის, სითბოს და გაზების წინააღმდეგ საბრძოლველად, რომელთა MPC 100 მგ/მ3-ზე მეტია. ზოგადი ვენტილაციის დაპროექტებისას, რომელიც შექმნილია აირებთან საბრძოლველად, რომელთა MPC არის 100 მგ/მ3-ზე ნაკლები, აგრეთვე მიწოდების ვენტილაციის შემუშავებისას ადგილობრივი გამონაბოლქვიდან ამოღებული ჰაერის კომპენსაციისას, გარე ჰაერის ტემპერატურა ტოლია. გაანგარიშებულ გარე ტემპერატურამდე tn გათბობის დიზაინისთვის (კლიმატის პარამეტრების კატეგორია B).

ოთახში სითბოს ჭარბი რაოდენობით მიწოდება უნდა მოხდეს ამ ოთახის შიდა ჰაერის tВ ტემპერატურის ტოლი ტემპერატურის მქონე ჰაერის მიწოდებით. ჭარბი სითბოს არსებობისას, მიწოდების ჰაერი მიეწოდება შემცირებულ ტემპერატურაზე (5-8 ° C-ით). ჰაერის მიწოდება 10°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე არ არის რეკომენდებული ოთახში მიწოდება თუნდაც მნიშვნელოვანი სითბოს გამოყოფის შემთხვევაში, გაციების შესაძლებლობის გამო. გამონაკლისი არის სპეციალური ანემოსტატების გამოყენება.

გათბობის გამათბობლების საჭირო ზედაპირის ფართობი Fк m2 განისაზღვრება ფორმულით:

სადაც ქ— სითბოს მოხმარება ჰაერის გასათბობად, W (კკალ/სთ); რომ- გამათბობლის სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, W / (m 2 -K) [კკალ / (h-m 2 - ° C)]; t cf.T. — საშუალო ტემპერატურაგამაგრილებელი, 0 С; ტ რ.ვ. არის გამათბობელში გამავალი გაცხელებული ჰაერის საშუალო ტემპერატურა, °C, ტოლი (t n + t c)/2.

თუ გამაგრილებელი არის ორთქლი, მაშინ გამაგრილებლის საშუალო ტემპერატურა ტავ.T. უდრის გაჯერების ტემპერატურას შესაბამის ორთქლის წნევაზე.

წყლის ტემპერატურისთვის თავ.ტ. განისაზღვრება, როგორც ცხელი და დაბრუნებული წყლის ტემპერატურის საშუალო არითმეტიკული:

უსაფრთხოების კოეფიციენტი 1.1-1.2 ითვალისწინებს სითბოს დანაკარგს ჰაერის გაგრილებისთვის საჰაერო სადინარებში.

K გამათბობლების სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი დამოკიდებულია გამაგრილებლის ტიპზე, ჰაერის მოძრაობის მასის სიჩქარეზე vp გამათბობელზე, გამათბობლების გეომეტრიულ ზომებსა და დიზაინის მახასიათებლებზე, გამათბობელის მილების მეშვეობით წყლის მოძრაობის სიჩქარეზე.

მასის სიჩქარე გაგებულია, როგორც ჰაერის მასა, კგ, რომელიც გადის ჰაერის გამაცხელებლის საცხოვრებელი განყოფილების 1 მ2-ზე 1 წამში. მასის სიჩქარე vp, კგ/(სმ2), განისაზღვრება ფორმულით

ღია განყოფილების fЖ ფართობის და FK გამაცხელებელი ზედაპირის მიხედვით შეირჩევა გამათბობლების მოდელი, ბრენდი და რაოდენობა. გამათბობლების არჩევის შემდეგ, ჰაერის მასის სიჩქარე მითითებულია ამ მოდელის გამაცხელებლის fD ღია მონაკვეთის ფაქტობრივი ფართობის მიხედვით:

სადაც A, A 1, n, n 1 და ტ- კოეფიციენტები და ექსპონენტები, რაც დამოკიდებულია გამათბობლის დიზაინზე

გამათბობელ მილებში წყლის მოძრაობის სიჩქარე ω, m/s, განისაზღვრება ფორმულით:

სადაც Q" არის სითბოს მოხმარება ჰაერის გასათბობად, კჯ/სთ (კკალ/სთ); rp არის წყლის სიმკვრივე, უდრის 1000 კგ/მ3, sv არის წყლის სპეციფიკური სითბო, უდრის 4,19 კჯ/სთ (კგ- K); fTP - გამაგრილებლის გავლის ღია ადგილი, m2, tg - ტემპერატურა ცხელი წყალიმიწოდების ხაზში, ° С; t 0 - დაბრუნების წყლის ტემპერატურა, 0С.

გამათბობლების სითბოს გადაცემაზე გავლენას ახდენს მილსადენებით მათი მიბმის სქემა. მილსადენების დამაკავშირებელი პარალელური სქემით, გამაგრილებლის მხოლოდ ნაწილი გადის ცალკე გამათბობელზე, ხოლო თანმიმდევრული სქემით, გამაგრილებლის მთელი ნაკადი გადის თითოეულ გამათბობელზე.

გამათბობლების წინააღმდეგობა ჰაერის გავლის მიმართ p, Pa, გამოიხატება შემდეგი ფორმულით:

სადაც B და z არის კოეფიციენტი და მაჩვენებელი, რომლებიც დამოკიდებულია გამათბობლის დიზაინზე.

სერიაში განთავსებული გამათბობლების წინააღმდეგობა უდრის:

სადაც m არის თანმიმდევრულად განლაგებული გამათბობლების რაოდენობა. გაანგარიშება მთავრდება გამათბობლების სითბოს გამომუშავების (სითბოს გადაცემის) შემოწმებით ფორმულის მიხედვით

სადაც QK - გამათბობლების სითბოს გადაცემა, W (კკალ/სთ); QK - იგივე, კჯ/სთ, 3.6 - კონვერტაციის ფაქტორი W კჯ/სთ FK - გამათბობლების გათბობის ზედაპირის ფართობი, m2, აღებული ამ ტიპის გამათბობლების გაანგარიშების შედეგად; K - გამათბობლების სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, W/(m2-K) [კკალ/(სთ-მ2-°C)]; tav.v - გამათბობელში გამავალი გაცხელებული ჰაერის საშუალო ტემპერატურა, °C; თავ. T არის გამაგრილებლის საშუალო ტემპერატურა, °С.

გამათბობლების შერჩევისას, სავარაუდო გათბობის ზედაპირის ფართობის ზღვარი აღებულია 15 - 20%, ჰაერის გავლის წინააღმდეგობისთვის - 10% და წყლის მოძრაობის წინააღმდეგობისთვის - 20%.

2005-08-16

რიგ შემთხვევებში შესაძლებელია საგრძნობლად შემცირდეს კაპიტალი და საოპერაციო ხარჯები შენობების ავტონომიური გათბობით თბილი ჰაერით, გაზზე ან თხევად საწვავზე მომუშავე სითბოს გენერატორების გამოყენების საფუძველზე. ასეთ დანაყოფებში თბება არა წყალი, არამედ ჰაერი - სუფთა მიწოდება, რეცირკულაცია ან შერეული. ეს მეთოდი განსაკუთრებით ეფექტურია სამრეწველო შენობების, საგამოფენო პავილიონების, სახელოსნოების, ავტოფარეხების, სერვის სადგურების, ავტოსამრეცხაოების, კინოსტუდიების, საწყობების, საზოგადოებრივი შენობების, სპორტული დარბაზების, სუპერმარკეტების, სათბურების, სათბურების, მეცხოველეობის კომპლექსების, მეფრინველეობის და ა.შ. ავტონომიური გათბობის უზრუნველსაყოფად.

ჰაერის გათბობის უპირატესობები

დიდ ოთახებში ჰაერის გათბობის მეთოდს ბევრი უპირატესობა აქვს წყლის გათბობის ტრადიციულ მეთოდთან შედარებით, ჩვენ ჩამოვთვლით მხოლოდ ძირითადს:

1. მომგებიანობა. სითბო იწარმოება პირდაპირ გაცხელებულ ოთახში და თითქმის მთლიანად იხარჯება დანიშნულებისამებრ. შუალედური სითბოს გადამზიდველის გარეშე საწვავის პირდაპირი წვის წყალობით მიიღწევა მთელი გათბობის სისტემის მაღალი თერმული ეფექტურობა: 90-94% რეკუპერაციული გამათბობლებისთვის და თითქმის 100% პირდაპირი გათბობის სისტემებისთვის. პროგრამირებადი თერმოსტატების გამოყენება უზრუნველყოფს დამატებითი დაზოგვის შესაძლებლობას თერმული ენერგიის 5-დან 25%-მდე "ლოდინის რეჟიმის" ფუნქციის გამო - ოთახში ტემპერატურის ავტომატურად შენარჩუნება. სამუშაო დრო+ 5-7 ° С დონეზე.
2. მიწოდების ვენტილაციის "ჩართვის" შესაძლებლობა. საიდუმლო არ არის, რომ დღეს უმეტეს საწარმოებში მიწოდების ვენტილაცია არ მუშაობს გამართულად, რაც მნიშვნელოვნად აუარესებს ადამიანების სამუშაო პირობებს და გავლენას ახდენს შრომის პროდუქტიულობაზე. სითბოს გენერატორები ან პირდაპირი გათბობის სისტემები ათბობენ ჰაერს ∆t 90°C-მდე - ეს სავსებით საკმარისია იმისთვის, რომ მიწოდების ვენტილაცია შორეული ჩრდილოეთის პირობებშიც კი იმუშაოს. ამრიგად, ჰაერის გათბობა გულისხმობს არა მხოლოდ ეკონომიკურ ეფექტურობას, არამედ გაუმჯობესებას ეკოლოგიური მდგომარეობადა სამუშაო პირობები.
3. მცირე ინერცია. ჰაერის გათბობის სისტემების ერთეულები ოპერაციულ რეჟიმში რამდენიმე წუთში შედის და ჰაერის მაღალი ბრუნვის გამო, ოთახი მთლიანად თბება სულ რამდენიმე საათში. ეს შესაძლებელს ხდის სწრაფად და მოქნილად მანევრირებას, როდესაც სითბოს შეცვლაა საჭირო.
4. შუალედური სითბოს გადამზიდველის არარსებობა შესაძლებელს ხდის უარი თქვას წყლის გათბობის სისტემის მშენებლობასა და შენარჩუნებაზე, რომელიც არაეფექტურია დიდი შენობების, ქვაბის სახლის, გათბობის მაგისტრალისა და წყლის გამწმენდი ნაგებობისთვის. გამორიცხულია დანაკარგები გათბობის მაგისტრალებში და მათი შეკეთება, რაც შესაძლებელს ხდის მკვეთრად შეამციროს საოპერაციო ხარჯები. ზამთარში არ არსებობს გამათბობლების და გათბობის სისტემის გაყინვის რისკი სისტემის ხანგრძლივი გამორთვის შემთხვევაში. ღრმა „მინუსამდე“ გაგრილებაც არ იწვევს სისტემის გაყინვას.
5. ავტომატიზაციის მაღალი ხარისხი საშუალებას გაძლევთ გამოიმუშაოთ ზუსტად იმ რაოდენობის სითბო, რაც საჭიროა. გაზის აღჭურვილობის მაღალ საიმედოობასთან ერთად, ეს მნიშვნელოვნად ზრდის გათბობის სისტემის უსაფრთხოებას და მისი ფუნქციონირებისთვის საკმარისია მინიმალური ტექნიკური პერსონალი.
6. მცირე ხარჯები. დიდი ოთახების გათბობის მეთოდი სითბოს გენერატორების დახმარებით არის ერთ-ერთი ყველაზე იაფი და სწრაფად განხორციელებული. საჰაერო სისტემის მშენებლობის ან განახლების კაპიტალური ხარჯები, როგორც წესი, მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ცხელი წყლის ან რადიაციული გათბობის ხარჯები. კაპიტალური ხარჯების ანაზღაურებადი პერიოდი ჩვეულებრივ არ აღემატება ერთ ან ორ გათბობის სეზონს.

გადასაჭრელი ამოცანების მიხედვით, ჰაერის გათბობის სისტემებში შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა ტიპის გამათბობლები. ამ სტატიაში განვიხილავთ მხოლოდ ერთეულებს, რომლებიც მუშაობენ შუალედური სითბოს გადამზიდველის გამოყენების გარეშე - აღდგენითი ჰაერის გამათბობლები (თბოგამცვლელით და წვის პროდუქტების გარედან მოცილებით) და პირდაპირი ჰაერის გათბობის სისტემებს (გაზის შერევით ჰაერის გამათბობლები).

რეკუპერაციული ჰაერის გამათბობლები

ამ ტიპის ერთეულებში საწვავი, რომელიც შერეულია საჭირო რაოდენობის ჰაერთან, მიეწოდება დამწვრობის მიერ წვის კამერას. შედეგად მიღებული წვის პროდუქტები გადის ორ ან სამმხრივ სითბოს გადამცვლელში. საწვავის წვის დროს მიღებული სითბო სითბოს გადამცვლელის კედლებით გადადის გაცხელებულ ჰაერში, ხოლო გამონაბოლქვი აირები საკვამურიდან გარედან გამოიყოფა (ნახ. 1) - ამიტომ მათ უწოდებენ "არაპირდაპირ გათბობას". "სითბოს გენერატორები.

რეკუპერაციული ჰაერის გამაცხელებლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ უშუალოდ გათბობისთვის, არამედ როგორც მიწოდების ვენტილაციის სისტემის ნაწილი, ასევე ჰაერის პროცესის გასათბობად. ასეთი სისტემების ნომინალური თერმული სიმძლავრეა 3 კვტ-დან 2 მგვტ-მდე. ოთახში გაცხელებული ჰაერის მიწოდება ხორციელდება ჩაშენებული ან დისტანციური აფეთქების ვენტილატორის მეშვეობით, რაც შესაძლებელს ხდის დანაყოფების გამოყენებას როგორც ჰაერის პირდაპირი გასათბობად, მისი მიწოდებით ბურღული გისოსებით, ასევე საჰაერო მილებით.

წვის კამერისა და სითბოს გადამცვლელის გარეცხვისას ჰაერი თბება და იგზავნება პირდაპირ გაცხელებულ ოთახში ზედა ნაწილში განლაგებული ჰაერის გამანაწილებელი გრილების მეშვეობით, ან ნაწილდება საჰაერო მილების სისტემის მეშვეობით. სითბოს გენერატორის წინა ნაწილზე განთავსებულია ავტომატური ბლოკის სანთურა (ნახ. 2).

თანამედროვე ჰაერის გამათბობლების სითბოს გადამცვლელები, როგორც წესი, დამზადებულია უჟანგავი ფოლადისგან (ღუმელი დამზადებულია სითბოს მდგრადი ფოლადისგან) და ემსახურება 5-დან 25 წლამდე, რის შემდეგაც შესაძლებელია მათი შეკეთება ან შეცვლა. თანამედროვე მოდელების ეფექტურობა 90-96%-ს აღწევს. რეკუპერაციული ჰაერის გამათბობლების მთავარი უპირატესობა მათი მრავალფეროვნებაა.

მათ შეუძლიათ იმუშაონ ბუნებრივ ან თხევად გაზზე, დიზელის საწვავზე, ზეთზე, მაზუთზე ან ნარჩენ ზეთზე - თქვენ უბრალოდ უნდა შეცვალოთ სანთურა. შესაძლებელია სუფთა ჰაერზე მუშაობა, შიდა შერევით და სრული რეცირკულაციის რეჟიმში. ასეთი სისტემა საშუალებას აძლევს გარკვეულ თავისუფლებას, მაგალითად, შეცვალოს გაცხელებული ჰაერის ნაკადის სიჩქარე, გადაანაწილოს გაცხელებული ჰაერის ნაკადები "გადაადგილებისას" საჰაერო მილების სხვადასხვა ტოტებზე სპეციალური სარქველების გამოყენებით.

ზაფხულში, რეკუპერაციული ჰაერის გამათბობლები შეიძლება მუშაობდნენ ვენტილაციის რეჟიმში. დანადგარები დამონტაჟებულია როგორც ვერტიკალურ, ისე ჰორიზონტალურ მდგომარეობაში, იატაკზე, კედელზე ან ჩაშენებულია სექციურ სავენტილაციო პალატაში, როგორც გამათბობელი.

რეკუპერაციული ჰაერის გამათბობლების გამოყენება შესაძლებელია მაღალი კომფორტის კატეგორიის ოთახების გასათბობადაც კი, თუ თავად დანადგარი გადაადგილდება პირდაპირი მომსახურების ზონის გარეთ.

ძირითადი ნაკლოვანებები:

1. დიდი და რთული თბოგამცვლელი ზრდის სისტემის ღირებულებას და წონას შერეული ტიპის ჰაერგამათბობელებთან შედარებით;
2. მათ სჭირდებათ ბუხარი და კონდენსატის გადინება.

პირდაპირი ჰაერის გათბობის სისტემები

თანამედროვე ტექნოლოგიებმა შესაძლებელი გახადა წვის ასეთი სიწმინდის მიღწევა ბუნებრივი აირირომ შესაძლებელი გახდა წვის პროდუქტების არა „მილში“ გადატანა, არამედ მათი პირდაპირი ჰაერის გასათბობად გამოყენება მიწოდების ვენტილაციის სისტემებში. წვისთვის მიწოდებული გაზი მთლიანად იწვის გაცხელებული ჰაერის ნაკადში და მასთან შერევით მთელ სითბოს აძლევს.

ეს პრინციპი დანერგილია მსგავსი რამპის სანთურების დიზაინში აშშ-ში, ინგლისში, საფრანგეთსა და რუსეთში და წარმატებით გამოიყენება 1960-იანი წლებიდან ბევრ საწარმოში რუსეთში და მის ფარგლებს გარეთ. ბუნებრივი აირის ულტრასუფთა წვის პრინციპზე დაყრდნობით, უშუალოდ გაცხელებულ ჰაერში, იწარმოება STV ტიპის გაზის შემრევი ჰაერის გამათბობლები (STARVEINE - „ვარსკვლავური ქარი“) ნომინალური თერმული სიმძლავრით 150 კვტ-დან 21 მგვტ-მდე.

თავად წვის ორგანიზაციის ტექნოლოგია, ისევე როგორც წვის პროდუქტების განზავების მაღალი ხარისხი, შესაძლებელს ხდის სუფთას მიღებას თბილი ჰაერიყველა მოქმედი სტანდარტის შესაბამისად, პრაქტიკულად თავისუფალი მავნე მინარევებისაგან (არაუმეტეს 30% MPC). STV ჰაერის გამათბობლები (ნახ. 3) შედგება მოდულური დამწვრობის ბლოკისგან, რომელიც მდებარეობს კორპუსის შიგნით (საჰაერო არხების განყოფილება), DUNGS გაზსადენი (გერმანია) და ავტომატიზაციის სისტემა.

კორპუსი, როგორც წესი, აღჭურვილია ჰერმეტული კარით მოვლის სიმარტივისთვის. დამწვრობის ბლოკი, საჭირო თერმული სიმძლავრის მიხედვით, აწყობილია სხვადასხვა კონფიგურაციის სანთურების მონაკვეთების საჭირო რაოდენობისგან. გამათბობლების ავტომატიზაცია უზრუნველყოფს გლუვ ავტომატურ დაწყებას ციკლოგრამის მიხედვით, უსაფრთხო მუშაობის პარამეტრების კონტროლს და სითბოს გამომუშავების გლუვი რეგულირების შესაძლებლობას (1:4), რაც შესაძლებელს ხდის ჰაერის საჭირო ტემპერატურის ავტომატურად შენარჩუნებას. გაცხელებული ოთახი.

გაზის შერევით ჰაერის გამათბობლების გამოყენება

მათი ძირითადი დანიშნულებაა საწარმოო ობიექტებში მიწოდებული სუფთა ჰაერის პირდაპირი გათბობა, რათა მოხდეს გამონაბოლქვი ვენტილაციის კომპენსირება და ამით გააუმჯობესოს ადამიანების სამუშაო პირობები.

ჰაერის გაცვლის მაღალი კურსის მქონე შენობებისთვის მიზანშეწონილი ხდება მიწოდების ვენტილაციის სისტემისა და გათბობის სისტემის გაერთიანება - ამ მხრივ პირდაპირი გათბობის სისტემებს არ ჰყავთ კონკურენტები ფასი/ხარისხის თანაფარდობით. გაზის შერევით ჰაერის გამათბობლები განკუთვნილია:

• ოთახების ავტონომიური ჰაერის გათბობა სხვადასხვა დანიშნულებით დიდი ჰაერის გაცვლით (K  დიდი.5);
• ჰაერის გათბობა ამოჭრილი ტიპის ჰაერ-თერმო ფარდებში, შესაძლებელია მისი გათბობა და მიწოდების ვენტილაციის სისტემებთან შეთავსება;
• მანქანის ძრავების წინასწარ გათბობის სისტემები გაუცხელებელ ავტოსადგომებზე;
• ვაგონების, ავზების, მანქანების, ნაყარი მასალების, გათბობისა და გაშრობის პროდუქტების დათბობა და გაყინვა შეღებვამდე ან სხვა სახის დამუშავებამდე;
• ატმოსფერული ჰაერის პირდაპირი გათბობა ან საშრობი აგენტი სხვადასხვა პროცესის გათბობისა და საშრობი დანადგარების დროს, მაგალითად, მარცვლეულის, ბალახის, ქაღალდის, ტექსტილის, ხის გაშრობა; გამოყენება ფერწერისა და საშრობი ჯიხურებში შეღებვის შემდეგ და ა.შ.

განთავსება

შერევის გამათბობლები შეიძლება ჩაშენდეს მიწოდების სავენტილაციო სისტემების საჰაერო სადინარებში და თერმული ფარდები, საშრობი ქარხნების საჰაერო სადინარებში - როგორც ჰორიზონტალურ, ისე ვერტიკალურ მონაკვეთებში. შეიძლება დამონტაჟდეს იატაკზე ან პლატფორმაზე, ჭერის ქვეშ ან კედელზე. როგორც წესი, ისინი მოთავსებულია მიწოდების და ვენტილაციის კამერებში, მაგრამ მათი დაყენება შესაძლებელია პირდაპირ გაცხელებულ ოთახშიც (კატეგორიის მიხედვით).

დამატებითი აღჭურვილობით, შესაბამისი ელემენტები შეიძლება ემსახურებოდეს A და B კატეგორიის ოთახებს. არასასურველია შიდა ჰაერის რეცირკულაცია ჰაერის გამათბობლების შერევით - შესაძლებელია ოთახში ჟანგბადის დონის მნიშვნელოვანი შემცირება.

ძლიერი მხარეებიპირდაპირი გათბობის სისტემები

სიმარტივე და საიმედოობა, დაბალი ღირებულება და ეფექტურობა, მაღალ ტემპერატურამდე გაცხელების შესაძლებლობა, ავტომატიზაციის მაღალი ხარისხი, გლუვი რეგულირება, არ საჭიროებს ბუხარს. პირდაპირი გათბობა ყველაზე ეკონომიური გზაა - სისტემის ეფექტურობა 99,96%-ია. კონკრეტული კაპიტალური ხარჯების დონე გათბობის სისტემისთვის, რომელიც დაფუძნებულია პირდაპირ გათბობის ერთეულზე, იძულებით ვენტილაციასთან ერთად, ყველაზე დაბალია ავტომატიზაციის უმაღლესი ხარისხით.

ყველა ტიპის ჰაერის გამათბობლები აღჭურვილია უსაფრთხოებისა და კონტროლის ავტომატიზაციის სისტემით, რომელიც უზრუნველყოფს გლუვი დაწყება, გათბობის რეჟიმის შენარჩუნება და საგანგებო სიტუაციების დროს გამორთვა. ენერგიის დაზოგვის მიზნით, შესაძლებელია ჰაერის გამათბობლების აღჭურვა ავტომატური კონტროლით გარე და შიდა ტემპერატურის კონტროლის, ყოველდღიური და ყოველკვირეული გათბობის პროგრამირების რეჟიმების ფუნქციების გათვალისწინებით.

ასევე შესაძლებელია მრავალი გათბობის ერთეულისგან შემდგარი გათბობის სისტემის პარამეტრების ჩართვა ცენტრალიზებულ საკონტროლო და დისპეტჩერიზაციის სისტემაში. ამ შემთხვევაში, ოპერატორ-დისპეტჩერს ექნება ოპერატიული ინფორმაცია გათბობის ბლოკების მუშაობისა და სტატუსის შესახებ, ნათლად გამოსახული კომპიუტერის მონიტორზე, ასევე აკონტროლებს მათ მუშაობის რეჟიმს უშუალოდ დისტანციური მართვის ცენტრიდან.

მობილური სითბოს გენერატორები და სითბოს იარაღი

განკუთვნილია დროებითი გამოყენებისთვის - სამშენებლო ობიექტებზე, არასეზონური პერიოდის გასათბობად, ტექნოლოგიური გათბობა. მობილური სითბოს გენერატორები და სითბოს იარაღი მუშაობს პროპანზე (თხევადი ჩამოსხმული გაზი), დიზელის საწვავზე ან ნავთი. შეიძლება იყოს როგორც პირდაპირი გათბობა, ასევე წვის პროდუქტების მოცილებით.

ავტონომიური ჰაერის გათბობის სისტემების ტიპები

სხვადასხვა შენობების ავტონომიური სითბოს მიწოდებისთვის გამოიყენება სხვადასხვა ტიპის ჰაერის გათბობის სისტემები - ცენტრალიზებული სითბოს განაწილებით და დეცენტრალიზებული; სისტემები, რომლებიც მოქმედებენ მთლიანად შემოდინებაზე სუფთა ჰაერი, ან შიდა ჰაერის სრული/ნაწილობრივი რეცირკულირებით.

ჰაერის გათბობის დეცენტრალიზებულ სისტემებში გათბობა და ჰაერის მიმოქცევა ოთახში ხორციელდება ავტონომიური სითბოს გენერატორებით, რომლებიც განლაგებულია სხვადასხვა განყოფილებაში ან სამუშაო ზონაში - იატაკზე, კედელზე და სახურავის ქვეშ. გამათბობლებიდან ჰაერი მიეწოდება პირდაპირ ოთახის სამუშაო ზონას. ზოგჯერ, სითბოს ნაკადების უკეთესი განაწილებისთვის, სითბოს გენერატორები აღჭურვილია მცირე (ადგილობრივი) საჰაერო სადინრების სისტემებით.

ამ დიზაინის ერთეულებისთვის ტიპიურია ვენტილატორის ძრავის მინიმალური სიმძლავრე, ამიტომ დეცენტრალიზებული სისტემები უფრო ეკონომიურია ენერგიის მოხმარების თვალსაზრისით. ასევე შესაძლებელია ჰაერ-თერმული ფარდების გამოყენება, როგორც ჰაერის გათბობის სისტემის ნაწილი ან მიწოდების ვენტილაცია.

ადგილობრივი რეგულირების და საჭიროებისამებრ სითბოს გენერატორების გამოყენების შესაძლებლობა - ზონების მიხედვით, სხვადასხვა დროს - შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად შეამციროს საწვავის ხარჯები. თუმცა, ამ მეთოდის განხორციელების კაპიტალური ღირებულება გარკვეულწილად უფრო მაღალია. სითბოს ცენტრალიზებული განაწილების სისტემებში გამოიყენება ჰაერის გამათბობელი დანადგარები; მათ მიერ წარმოებული თბილი ჰაერი სამუშაო ზონებში სადინართა სისტემის მეშვეობით შედის.

ბლოკები, როგორც წესი, ჩაშენებულია არსებულ სავენტილაციო კამერებში, მაგრამ შესაძლებელია მათი განთავსება პირდაპირ გაცხელებულ ოთახში - იატაკზე ან ადგილზე.

გამოყენება და განთავსება, აღჭურვილობის შერჩევა

ზემოაღნიშნული გათბობის ერთეულების თითოეულ ტიპს აქვს თავისი უდავო უპირატესობები. და არ არსებობს მზა რეცეპტი, თუ რომელი მათგანი უფრო შესაფერისია - ეს დამოკიდებულია ბევრ ფაქტორზე: ჰაერის გაცვლის რაოდენობა სითბოს დაკარგვის ოდენობასთან მიმართებაში, ოთახის კატეგორიაში, თავისუფალი სივრცის ხელმისაწვდომობაზე. აღჭურვილობის განთავსება და ფინანსური შესაძლებლობები. შევეცადოთ ჩამოვაყალიბოთ ყველაზე მეტი ზოგადი პრინციპებიაღჭურვილობის შესაბამისი შერჩევა.

1. გათბობის სისტემები მცირე ჰაერის გაცვლის მქონე ოთახებისთვის (ჰაერის გაცვლა ≤ დიდი, 5-1)

სითბოს გენერატორების მთლიანი სითბოს გამომუშავება ამ შემთხვევაში ითვლება თითქმის ტოლი სითბოს რაოდენობისა, რომელიც საჭიროა ოთახის სითბოს დაკარგვის კომპენსაციისთვის, ვენტილაცია შედარებით მცირეა, ამიტომ მიზანშეწონილია გამოიყენოთ გათბობის სისტემა. არაპირდაპირი გათბობის სითბოს გენერატორები ოთახის შიდა ჰაერის სრული ან ნაწილობრივი რეცირკულირებით.

ასეთ ოთახებში ვენტილაცია შეიძლება იყოს ბუნებრივი ან შერეული გარე ჰაერით რეცირკულაციისთვის. მეორე შემთხვევაში, გამათბობლების სიმძლავრე იზრდება იმ რაოდენობით, რომელიც საკმარისია სუფთა ჰაერის გასათბობად. ასეთი გათბობის სისტემა შეიძლება იყოს ადგილობრივი, იატაკის ან კედლის სითბოს გენერატორებით.

თუ შეუძლებელია განყოფილების განთავსება გაცხელებულ ოთახში ან რამდენიმე ოთახის მოვლის ორგანიზებისას, შეიძლება გამოყენებულ იქნას ცენტრალიზებული ტიპის სისტემა: სითბოს გენერატორები განლაგებულია სავენტილაციო კამერაში (გაფართოება, ანტრესოლით, მიმდებარე ოთახში). და სითბო ნაწილდება საჰაერო მილებით.

სამუშაო საათებში სითბოს გენერატორებს შეუძლიათ იმუშაონ ნაწილობრივი რეცირკულაციის რეჟიმში, ერთდროულად გაცხელონ შერეული მიწოდების ჰაერი, არასამუშაო საათებში ზოგიერთი მათგანის გამორთვა, ხოლო დანარჩენის გადართვა შესაძლებელია ეკონომიურ ლოდინის რეჟიმში + 2-5. ° C სრული რეცირკულაციის მქონე.

2. გათბობის სისტემები დიდი ჰაერის გაცვლის მქონე ოთახებისთვის, რომლებსაც მუდმივად სჭირდებათ სუფთა ჰაერის დიდი მოცულობის მიწოდება (ჰაერის გაცვლა  დიდი)

ამ შემთხვევაში, მიწოდების ჰაერის გასათბობად საჭირო სითბოს რაოდენობა შეიძლება უკვე რამდენჯერმე აღემატებოდეს სითბოს დანაკარგების კომპენსირებას. აქ ყველაზე მიზანშეწონილი და ეკონომიურია ჰაერის გათბობის სისტემის შერწყმა მიწოდების ვენტილაციის სისტემასთან. გათბობის სისტემა შეიძლება აშენდეს პირდაპირი ჰაერის გათბობის დანადგარების საფუძველზე, ან რეკუპერაციული სითბოს გენერატორების გამოყენების საფუძველზე, უფრო მაღალი ხარისხის გათბობის დიზაინში.

გამათბობლების მთლიანი სითბოს გამომუშავება უნდა იყოს ტოლი მიწოდების ჰაერის გათბობისთვის სითბოს მოთხოვნის ჯამისა და სითბოს დანაკარგების კომპენსაციისთვის საჭირო სითბოს. პირდაპირი გათბობის სისტემებში გარე ჰაერის 100% თბება, რაც უზრუნველყოფს მიწოდების ჰაერის საჭირო მოცულობის მიწოდებას.

სამუშაო საათებში ისინი ათბობენ ჰაერს გარედან + 16-40 ° C საპროექტო ტემპერატურამდე (გადახურების გათვალისწინებით სითბოს დაკარგვის კომპენსაციის უზრუნველსაყოფად). არასამუშაო საათებში ფულის დაზოგვის მიზნით შესაძლებელია გამათბობლების ნაწილის გამორთვა მიწოდების ჰაერის მოხმარების შესამცირებლად, დანარჩენის გადართვა +2-5°С შენარჩუნების ლოდინის რეჟიმში.

აღდგენითი სითბოს გენერატორები ლოდინის რეჟიმში იძლევა დამატებით დაზოგვას მათი სრული რეცირკულაციის რეჟიმში გადართვით. ყველაზე დაბალი კაპიტალური ხარჯები ცენტრალიზებული გათბობის სისტემების ორგანიზებისას არის ყველაზე დიდი შესაძლო გამათბობლების გამოყენებისას. STV გაზის შერევით ჰაერის გამათბობლების კაპიტალური ხარჯები შეიძლება მერყეობდეს 300-დან 600 რუბლამდე/კვტ დაყენებული სითბოს გამომუშავებისთვის.

3. ჰაერის გათბობის კომბინირებული სისტემები

საუკეთესო ვარიანტია ოთახებისთვის მნიშვნელოვანი ჰაერის გაცვლით სამუშაო საათებში ერთჯერადი ფუნქციონირებით, ან წყვეტილი სამუშაო ციკლით - როდესაც მნიშვნელოვანი განსხვავებაა დღის განმავლობაში სუფთა ჰაერისა და სითბოს მიწოდების საჭიროებაში.

ამ შემთხვევაში მიზანშეწონილია ორი სისტემის ფუნქციონირების გამოყოფა: ლოდინის გათბობა და მიწოდების ვენტილაცია გათბობით (გახურების) სისტემასთან ერთად. ამავდროულად, რეკუპერაციული სითბოს გენერატორები დამონტაჟებულია გაცხელებულ ოთახში ან სავენტილაციო კამერებში, რათა შეინარჩუნონ მხოლოდ ლოდინის რეჟიმი სრული რეცირკულაციის დროს (გამოთვლილ გარე ტემპერატურაზე).

მიწოდების ვენტილაციის სისტემა გათბობის სისტემასთან ერთად უზრუნველყოფს სუფთა ჰაერის საჭირო მოცულობის გათბობას + 16-30 ° C-მდე და ოთახის გათბობას საჭირო სამუშაო ტემპერატურამდე, ხოლო ეკონომიური მიზნებისთვის ის ჩართულია მხოლოდ დროს. სამუშაო საათები.

იგი აგებულია ან აღდგენითი სითბოს გენერატორების საფუძველზე (გათბობის გაზრდილი ხარისხით), ან მძლავრი პირდაპირი გათბობის სისტემების საფუძველზე (რაც 2-4-ჯერ იაფია). შესაძლებელია იძულებითი ჰაერის გათბობის სისტემის გაერთიანება არსებულ წყლის გათბობის სისტემასთან (შეიძლება დარჩეს მორიგეობა), ვარიანტი ასევე გამოიყენება არსებული გათბობისა და ვენტილაციის სისტემის ეტაპობრივი მოდერნიზაციისთვის.

ამ მეთოდით, საოპერაციო ხარჯები იქნება ყველაზე დაბალი. ამრიგად, სხვადასხვა ტიპის ჰაერგამათბობლების გამოყენებით სხვადასხვა კომბინაციებში, შესაძლებელია ორივე პრობლემის გადაჭრა ერთდროულად - როგორც გათბობა, ასევე იძულებითი ვენტილაცია.

ჰაერის გათბობის სისტემების გამოყენების უამრავი მაგალითი არსებობს და მათი კომბინაციის შესაძლებლობები უკიდურესად მრავალფეროვანია. თითოეულ შემთხვევაში, აუცილებელია თერმული გამოთვლების ჩატარება, გამოყენების ყველა პირობის გათვალისწინება და აღჭურვილობის შერჩევის რამდენიმე ვარიანტის შესრულება, მათი შედარება მიზანშეწონილობის, კაპიტალური ხარჯებისა და საოპერაციო ხარჯების თვალსაზრისით.

1940-1950-იანი წლების მიჯნაზე ჩატარებულმა კვლევებმა შესაძლებელი გახადა მრავალი აეროდინამიკური და ტექნოლოგიური გადაწყვეტილებების შემუშავება, რომლებიც უზრუნველყოფენ ხმის ბარიერის უსაფრთხო გადალახვას თუნდაც წარმოების თვითმფრინავით. მაშინ ჩანდა, რომ ხმის ბარიერის დაპყრობა შეუზღუდავ შესაძლებლობებს ქმნის ფრენის სიჩქარის შემდგომი ზრდისთვის. სულ რამდენიმე წელიწადში 30-მდე ტიპის ზებგერითი თვითმფრინავი აფრინდა, რომელთაგან მნიშვნელოვანი რაოდენობა სერიულ წარმოებაში შევიდა.

გამოყენებული გადაწყვეტილებების მრავალფეროვნებამ განაპირობა ის, რომ ზებგერითი მაღალი სიჩქარით ფრენებთან დაკავშირებული მრავალი პრობლემა სრულყოფილად იქნა შესწავლილი და მოგვარებული. თუმცა, ახალი პრობლემები შეექმნა, ბევრად უფრო რთული, ვიდრე ხმის ბარიერი. ისინი გამოწვეულია თვითმფრინავის სტრუქტურის გათბობით ატმოსფეროს მკვრივ ფენებში მაღალი სიჩქარით ფრენისას. ამ ახალ დაბრკოლებას ოდესღაც თერმული ბარიერი ეწოდა. ხმის ბარიერისგან განსხვავებით, ახალ ბარიერს არ შეიძლება ახასიათებდეს ხმის სიჩქარის მსგავსი მუდმივი, რადგან ეს დამოკიდებულია როგორც ფრენის პარამეტრებზე (სიჩქარე და სიმაღლე), ასევე საჰაერო ხომალდის დიზაინზე (საპროექტო გადაწყვეტილებები და გამოყენებული მასალები), ასევე თვითმფრინავზე. აღჭურვილობა (კონდიციონერი, გაგრილების სისტემები და ა.შ.). P.). ამრიგად, "თერმული ბარიერის" კონცეფცია მოიცავს არა მხოლოდ სტრუქტურის საშიში გათბობის პრობლემას, არამედ ისეთ საკითხებს, როგორიცაა სითბოს გადაცემა, მასალების სიძლიერის თვისებები, დიზაინის პრინციპები, კონდიცირება და ა.შ.

ფრენის დროს თვითმფრინავის გათბობა ძირითადად ორი მიზეზის გამო ხდება: ჰაერის ნაკადის აეროდინამიკური დამუხრუჭებიდან და მამოძრავებელი სისტემის სითბოს წარმოქმნით. ორივე ეს ფენომენი წარმოადგენს საშუალო (ჰაერი, გამონაბოლქვი აირები) და გამარტივებულს შორის ურთიერთქმედების პროცესს. მყარი(თვითმფრინავი, ძრავა). მეორე ფენომენი დამახასიათებელია ყველა თვითმფრინავისთვის და ის დაკავშირებულია ძრავის სტრუქტურული ელემენტების ტემპერატურის მატებასთან, რომლებიც იღებენ სითბოს კომპრესორში შეკუმშული ჰაერიდან, აგრეთვე კამერაში და გამონაბოლქვი მილში წვის პროდუქტებიდან. მაღალი სიჩქარით ფრენისას, თვითმფრინავის შიდა გათბობა ასევე ხდება კომპრესორის წინ საჰაერო არხში შენელებული ჰაერიდან. დაბალი სიჩქარით ფრენისას ძრავში გამავალ ჰაერს აქვს შედარებით დაბალი ტემპერატურა, რის შედეგადაც არ ხდება საჰაერო ჩარჩოს სტრუქტურული ელემენტების საშიში გათბობა. ფრენის მაღალი სიჩქარით, საჰაერო ჩარჩოს სტრუქტურის გათბობა ძრავის ცხელი ელემენტებიდან შემოიფარგლება დამატებითი გაგრილებით დაბალი ტემპერატურის ჰაერით. როგორც წესი, გამოიყენება ჰაერი, რომელიც ამოღებულია ჰაერის მიმღებიდან სასაზღვრო ფენის გამყოფი სახელმძღვანელოს გამოყენებით, ასევე ატმოსფეროდან აღებული ჰაერი ძრავის ნაკელის ზედაპირზე მდებარე დამატებითი შემშვებების გამოყენებით. ორ წრიულ ძრავებში, ჰაერი გარე (ცივი) წრედან ასევე გამოიყენება გაგრილებისთვის.

ამრიგად, ზებგერითი თვითმფრინავისთვის თერმული ბარიერის დონე განისაზღვრება გარე აეროდინამიკური გათბობით. ჰაერის ნაკადით შემოდინებული ზედაპირის გახურების ინტენსივობა დამოკიდებულია ფრენის სიჩქარეზე. დაბალი სიჩქარით, ეს გათბობა იმდენად უმნიშვნელოა, რომ ტემპერატურის ზრდა შეიძლება იგნორირებული იყოს. მაღალი სიჩქარით ჰაერის ნაკადს აქვს მაღალი კინეტიკური ენერგია და, შესაბამისად, ტემპერატურის მატება შეიძლება იყოს მნიშვნელოვანი. ეს ასევე ეხება თვითმფრინავის შიგნით ტემპერატურას, რადგან მაღალი სიჩქარის ნაკადი, რომელიც ჩერდება ჰაერის მიმღებში და შეკუმშულია ძრავის კომპრესორში, იმდენად მაღალი ხდება, რომ მას არ შეუძლია სითბოს ამოღება ძრავის ცხელი ნაწილებიდან.

აეროდინამიკური გაცხელების შედეგად თვითმფრინავის კანის ტემპერატურის მატება გამოწვეულია თვითმფრინავის ირგვლივ შემომავალი ჰაერის სიბლანტით, აგრეთვე მისი შეკუმშვით შუბლის ზედაპირებზე. ბლანტი ხახუნის შედეგად სასაზღვრო ფენაში ჰაერის ნაწილაკების მიერ სიჩქარის დაკარგვის გამო, თვითმფრინავის მთელი გამარტივებული ზედაპირის ტემპერატურა იზრდება. ჰაერის შეკუმშვის შედეგად ტემპერატურა იზრდება, თუმცა მხოლოდ ადგილობრივად (ძირითადად ფიუზელაჟის ცხვირი, კაბინის საქარე მინა და განსაკუთრებით ფრთის წინა კიდეები და ქლიავი), მაგრამ უფრო ხშირად აღწევს მნიშვნელობებს, რომლებიც სახიფათოა სტრუქტურისთვის. ამ შემთხვევაში, ზოგან ხდება ჰაერის ნაკადის თითქმის პირდაპირი შეჯახება ზედაპირთან და სრული დინამიური დამუხრუჭება. ენერგიის შენარჩუნების პრინციპის შესაბამისად, ნაკადის მთელი კინეტიკური ენერგია გარდაიქმნება სითბოს და წნევის ენერგიად. ტემპერატურის შესაბამისი მატება პირდაპირპროპორციულია ნაკადის სიჩქარის კვადრატის დამუხრუჭებამდე (ან ქარის გარეშე თვითმფრინავის სიჩქარის კვადრატის) და უკუპროპორციულია ფრენის სიმაღლეზე.

თეორიულად, თუ ირგვლივ ნაკადი სტაბილურია, ამინდი მშვიდი და უღრუბლოა და არ ხდება სითბოს გადაცემა გამოსხივებით, მაშინ სითბო არ აღწევს სტრუქტურაში და კანის ტემპერატურა ახლოსაა ეგრეთ წოდებულ ადიაბატურ სტაგნაციის ტემპერატურასთან. მისი დამოკიდებულება მახის რიცხვზე (სიჩქარე და ფრენის სიმაღლე) მოცემულია ცხრილში. ოთხი.

ფაქტობრივ პირობებში, აეროდინამიკური გათბობით თვითმფრინავის კანის ტემპერატურის ზრდა, ანუ სხვაობა სტაგნაციის ტემპერატურასა და გარემოს ტემპერატურას შორის, გარკვეულწილად მცირეა გარემოსთან სითბოს გაცვლის გამო (გამოსხივების საშუალებით). მეზობელი სტრუქტურული ელემენტები და ა.შ. გარდა ამისა, ნაკადის სრული შენელება ხდება მხოლოდ თვითმფრინავის ამობურცულ ნაწილებზე განლაგებულ ეგრეთ წოდებულ კრიტიკულ წერტილებზე, ხოლო კანზე სითბოს შემოდინება ასევე დამოკიდებულია ჰაერის სასაზღვრო ფენის ბუნებაზე. (უფრო ინტენსიურია ტურბულენტური სასაზღვრო ფენისთვის). ტემპერატურის მნიშვნელოვანი ვარდნა ასევე ხდება ღრუბლებში ფრენისას, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ისინი შეიცავს სუპერგაცივებულ წყლის წვეთებს და ყინულის კრისტალებს. ფრენის ასეთი პირობებისთვის ვარაუდობენ, რომ კანის ტემპერატურის შემცირება კრიტიკულ წერტილში თეორიულ სტაგნაციის ტემპერატურასთან შედარებით შეიძლება 20-40%-საც კი მიაღწიოს.

ცხრილი 4. კანის ტემპერატურის დამოკიდებულება მახის რიცხვზე

მიუხედავად ამისა, თვითმფრინავის საერთო გათბობა ზებგერითი სიჩქარით ფრენისას (განსაკუთრებით დაბალ სიმაღლეზე) ზოგჯერ იმდენად მაღალია, რომ აირსა და აღჭურვილობის ცალკეული ელემენტების ტემპერატურის მატება იწვევს მათ განადგურებას, ან, სულ მცირე, საჭიროა ფრენის რეჟიმის შეცვლა. მაგალითად, XB-70A თვითმფრინავის შესწავლისას 21000 მ-ზე მეტ სიმაღლეზე ფრენისას M = 3 სიჩქარით, ჰაერის შეღწევის წინა კიდეების და ფრთის წინა კიდეების ტემპერატურა იყო 580-605 კ. , ხოლო დანარჩენი კანი იყო 470-500 K. თვითმფრინავის სტრუქტურული ელემენტების ტემპერატურის გაზრდის შედეგები ასეთი მაღალი მნიშვნელობები შეიძლება სრულად შეფასდეს, თუ გავითვალისწინებთ იმ ფაქტს, რომ უკვე დაახლოებით 370 K ტემპერატურაზე ორგანული მინა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება კაბინების მინისთვის, არბილებს, საწვავს დუღს და ჩვეულებრივი წებო კარგავს სიმტკიცეს. 400 K-ზე, დურალუმინის სიძლიერე მნიშვნელოვნად მცირდება, 500 K-ზე, ჰიდრავლიკურ სისტემაში სამუშაო სითხის ქიმიური დაშლა და ბეჭდების განადგურება ხდება, 800 K-ზე, ტიტანის შენადნობები კარგავს აუცილებელ მექანიკურ თვისებებს, 900-ზე ზემოთ ტემპერატურაზე. K, ალუმინი და მაგნიუმი დნება და ფოლადი არბილებს. ტემპერატურის მატება ასევე იწვევს საფარების განადგურებას, რომელთაგან ანოდირება და ქრომირებული მოოქროვილი შეიძლება გამოყენებულ იქნას 570 K-მდე, ნიკელის დაფარვა 650 K-მდე და ვერცხლის მოოქროვილი 720 K-მდე.

ფრენის სიჩქარის გაზრდის ამ ახალი დაბრკოლების გაჩენის შემდეგ დაიწყო კვლევები მისი შედეგების აღმოფხვრა ან შერბილება. აეროდინამიკური გათბობის ზემოქმედებისგან თვითმფრინავის დაცვის გზები განისაზღვრება ფაქტორებით, რომლებიც ხელს უშლიან ტემპერატურის ზრდას. ფრენის სიმაღლისა და ატმოსფერული პირობების გარდა, თვითმფრინავის გათბობის ხარისხზე მნიშვნელოვნად მოქმედებს:

არის გარსაცმის მასალის თბოგამტარობის კოეფიციენტი;

- თვითმფრინავის ზედაპირის (განსაკუთრებით შუბლის) ზომა; -ფრენის დრო.

აქედან გამომდინარეობს, რომ სტრუქტურის გათბობის შემცირების უმარტივესი გზებია ფრენის სიმაღლის გაზრდა და მისი ხანგრძლივობის მინიმუმამდე შეზღუდვა. ეს მეთოდები გამოიყენებოდა პირველ ზებგერით თვითმფრინავში (განსაკუთრებით ექსპერიმენტულში). თვითმფრინავის სითბოს დაძაბულობის სტრუქტურული ელემენტების დასამზადებლად გამოყენებული მასალების საკმაოდ მაღალი თბოგამტარობისა და სითბოს სიმძლავრის გამო, თვითმფრინავის მაღალი სიჩქარის მიღწევის მომენტიდან, სანამ ცალკეული სტრუქტურული ელემენტები თბება საპროექტო ტემპერატურამდე. კრიტიკული წერტილი, როგორც წესი, საკმაოდ დიდი დრო სჭირდება. დიდი დრო. ფრენების დროს, რომელიც გრძელდება რამდენიმე წუთი (თუნდაც დაბალ სიმაღლეზე), დესტრუქციული ტემპერატურა არ არის მიღწეული. მაღალ სიმაღლეზე ფრენა ხდება დაბალი ტემპერატურის (დაახლოებით 250 K) და ჰაერის დაბალი სიმკვრივის პირობებში. შედეგად, თვითმფრინავის ზედაპირებზე ნაკადით გამოყოფილი სითბოს რაოდენობა მცირეა და სითბოს გაცვლას უფრო მეტი დრო სჭირდება, რაც მნიშვნელოვნად ამსუბუქებს პრობლემის სიმძიმეს. მსგავსი შედეგი მიიღება დაბალ სიმაღლეებზე თვითმფრინავის სიჩქარის შეზღუდვით. მაგალითად, მიწაზე ფრენისას 1600 კმ/სთ სიჩქარით, დურალუმინის სიძლიერე მცირდება მხოლოდ 2%-ით, ხოლო სიჩქარის მატება 2400 კმ/სთ-მდე იწვევს მისი სიძლიერის 75%-მდე შემცირებას. საწყის ღირებულებასთან შედარებით.

ბრინჯი. 1.14. ტემპერატურის განაწილება საჰაერო სადინარში და კონკორდის თვითმფრინავის ძრავში ფრენისას M = 2.2 (a) და XB-70A თვითმფრინავის კანის ტემპერატურა 3200 კმ/სთ მუდმივი სიჩქარით ფრენისას (b).

თუმცა, უსაფრთხო სამუშაო პირობების უზრუნველყოფის აუცილებლობა გამოყენებული სიჩქარისა და ფრენის სიმაღლეების მთელ დიაპაზონში აიძულებს დიზაინერებს მოძებნონ შესაბამისი ტექნიკური საშუალებები. ვინაიდან თვითმფრინავის სტრუქტურული ელემენტების გათბობა იწვევს მასალების მექანიკური თვისებების დაქვეითებას, სტრუქტურაზე თერმული სტრესების წარმოქმნას, აგრეთვე ეკიპაჟისა და აღჭურვილობის სამუშაო პირობების გაუარესებას, დღევანდელ პრაქტიკაში გამოყენებული ასეთი ტექნიკური საშუალებები შეიძლება დაიყოს. სამ ჯგუფად. ისინი, შესაბამისად, მოიცავს 1) სითბოს მდგრადი მასალების გამოყენებას, 2) საპროექტო გადაწყვეტილებებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ აუცილებელ თბოიზოლაციას და ნაწილების დასაშვებ დეფორმაციას, და 3) კაბინის და აღჭურვილობის განყოფილებების გაგრილების სისტემებს.

M = 2.0-1-2.2 მაქსიმალური სიჩქარის მქონე თვითმფრინავებში ფართოდ გამოიყენება ალუმინის შენადნობები (duralumin), რომლებიც ხასიათდება შედარებით მაღალი სიძლიერით, დაბალი სიმკვრივით და სიძლიერის თვისებების შენარჩუნებით ტემპერატურის უმნიშვნელო მატებით. დურალებს, როგორც წესი, ავსებენ ფოლადის ან ტიტანის შენადნობები, საიდანაც მზადდება საჰაერო ხომალდის ნაწილები, რომლებიც ექვემდებარება უდიდეს მექანიკურ ან თერმულ დატვირთვას. ტიტანის შენადნობები გამოიყენებოდა უკვე 50-იანი წლების პირველ ნახევარში, თავიდან ძალიან მცირე მასშტაბით (ახლა მათგან დეტალები შეიძლება იყოს საჰაერო ხომალდის წონის 30% -მდე). M ~ 3-ის მქონე ექსპერიმენტულ თვითმფრინავებში საჭირო ხდება სითბოს მდგრადი ფოლადის შენადნობების გამოყენება, როგორც ძირითადი სტრუქტურული მასალა. ასეთი ფოლადები ინარჩუნებენ კარგ მექანიკურ თვისებებს მაღალ ტემპერატურაზე, რაც დამახასიათებელია ჰიპერბგერითი სიჩქარით ფრენისთვის, მაგრამ მათი უარყოფითი მხარეა მაღალი ღირებულება და მაღალი სიმკვრივე. ეს ნაკლოვანებები გარკვეულწილად ზღუდავს მაღალსიჩქარიანი თვითმფრინავების განვითარებას, ამიტომ სხვა მასალებიც იკვლევენ.

1970-იან წლებში ჩატარდა პირველი ექსპერიმენტები ბერილიუმის გამოყენებაზე თვითმფრინავების მშენებლობაში, აგრეთვე ბორის ან ნახშირბადის ბოჭკოებზე დაფუძნებული კომპოზიციური მასალების გამოყენებაზე. ამ მასალებს ჯერ კიდევ აქვთ მაღალი ღირებულება, მაგრამ ამავე დროს ისინი ხასიათდებიან დაბალი სიმკვრივით, მაღალი სიმტკიცით და სიმტკიცით, ასევე მნიშვნელოვანი სითბოს წინააღმდეგობით. ამ მასალების კონკრეტული გამოყენების მაგალითები საჰაერო ჩარჩოს მშენებლობაში მოცემულია ცალკეული თვითმფრინავების აღწერილობებში.

კიდევ ერთი ფაქტორი, რომელიც მნიშვნელოვნად მოქმედებს გაცხელებული თვითმფრინავის სტრუქტურის მუშაობაზე, არის ეგრეთ წოდებული თერმული სტრესების ეფექტი. ისინი წარმოიქმნება ტემპერატურული განსხვავებების შედეგად ელემენტების გარე და შიდა ზედაპირებს შორის და განსაკუთრებით კანსა და თვითმფრინავის შიდა სტრუქტურულ ელემენტებს შორის. საჰაერო ჩარჩოს ზედაპირის გათბობა იწვევს მისი ელემენტების დეფორმაციას. მაგალითად, ფრთის კანის დახრილობა შეიძლება მოხდეს ისე, რომ გამოიწვიოს აეროდინამიკური მახასიათებლების ცვლილება. ამიტომ, ბევრი თვითმფრინავი იყენებს გამაგრებულ (ზოგჯერ წებოვან) მრავალშრიან კანს, რომელიც ხასიათდება მაღალი სიმტკიცით და კარგი საიზოლაციო თვისებებით, ან გამოიყენება შიდა სტრუქტურული ელემენტები შესაბამისი გაფართოების სახსრებით (მაგალითად, F-105 თვითმფრინავში, სპარის კედლები მზადდება. გოფრირებული ფურცლისგან). ასევე ცნობილია ექსპერიმენტები ფრთის გაგრილებისთვის საწვავით (მაგალითად, X-15 თვითმფრინავში), რომელიც მიედინება კანის ქვეშ ავზიდან წვის კამერის საქშენებამდე. თუმცა, მაღალ ტემპერატურაზე საწვავი ჩვეულებრივ კოკირებას განიცდის, ამიტომ ასეთი ექსპერიმენტები წარუმატებლად შეიძლება ჩაითვალოს.

ამჟამად მიმდინარეობს სხვადასხვა მეთოდის გამოკვლევა, რომელთა შორისაა ცეცხლგამძლე მასალების საიზოლაციო ფენის გამოყენება პლაზმური შესხურებით. პერსპექტიულად მიჩნეულმა სხვა მეთოდებმა ვერ იპოვეს გამოყენება. სხვა საკითხებთან ერთად, შემოთავაზებული იყო გამოეყენებინათ "დამცავი ფენა", რომელიც წარმოიქმნება კანზე გაზის აფეთქებით, "ოფლიანობით" გაგრილებით, მაღალი აორთქლების ტემპერატურის მქონე სითხის მიწოდებით ზედაპირზე ფოროვანი კანის მეშვეობით, ასევე დნობის შედეგად წარმოქმნილი გაგრილებით. და კანის ნაწილის შემწოვი (აბლაციური მასალები).

საკმაოდ სპეციფიკური და ამავდროულად ძალიან მნიშვნელოვანი ამოცანაა კაბინაში და აღჭურვილობის განყოფილებებში (განსაკუთრებით ელექტრონული), აგრეთვე საწვავის და ჰიდრავლიკური სისტემების ტემპერატურის შენარჩუნება. ამჟამად ეს პრობლემა მოგვარებულია მაღალი ხარისხის კონდიცირების, გაგრილების და გაგრილების სისტემების, ეფექტური თბოიზოლაციის, ჰიდრავლიკური სითხეების გამოყენებით მაღალი აორთქლების ტემპერატურის და ა.შ.

თერმული ბარიერთან დაკავშირებული პრობლემები ყოვლისმომცველად უნდა მოგვარდეს. ნებისმიერი პროგრესი ამ სფეროში უბიძგებს ბარიერს ამ ტიპის თვითმფრინავისთვის უფრო მაღალი ფრენის სიჩქარისკენ, როგორც ასეთის გამორიცხვის გარეშე. თუმცა, კიდევ უფრო მაღალი სიჩქარის სურვილი იწვევს კიდევ უფრო რთული სტრუქტურებისა და აღჭურვილობის შექმნას, რომლებიც საჭიროებენ უკეთესი მასალების გამოყენებას. ეს შესამჩნევად მოქმედებს წონაზე, შესყიდვის ფასზე და თვითმფრინავის ექსპლუატაციისა და შენარჩუნების ღირებულებაზე.

მაგიდიდან. ამ მოიერიშე თვითმფრინავიდან 2 აჩვენებს, რომ უმეტეს შემთხვევაში მაქსიმალური სიჩქარე 2200-2600 კმ/სთ ითვლებოდა რაციონალურად. მხოლოდ ზოგიერთ შემთხვევაში ითვლება, რომ თვითმფრინავის სიჩქარე უნდა აღემატებოდეს M ~ 3-ს. ასეთი სიჩქარის განვითარების მქონე თვითმფრინავებს მიეკუთვნება ექსპერიმენტული Kh-2, KhV-70A და T. 188 მანქანები, სადაზვერვო SR-71 და E. -266 თვითმფრინავი.

1* გაგრილება არის სითბოს იძულებითი გადატანა ცივი წყაროდან მაღალტემპერატურულ გარემოში, ხელოვნური წინააღმდეგობით სითბოს მოძრაობის ბუნებრივ მიმართულებასთან (თბილი სხეულიდან ცივში, როდესაც ხდება გაგრილების პროცესი). უმარტივესი მაცივარი საყოფაცხოვრებო მაცივარია.

აეროდინამიკური გათბობა

ჰაერში ან სხვა გაზში დიდი სიჩქარით მოძრავი სხეულების გათბობა. ა.ნ. - შედეგი იმისა, რომ სხეულზე მოხვედრილი ჰაერის მოლეკულები სხეულთან ახლოს ნელდება.

თუ ფრენა კეთდება კულტურების ზებგერითი სიჩქარით, დამუხრუჭება ძირითადად ხდება დარტყმის ტალღაში (იხ. დარტყმის ტალღა) , ხდება სხეულის წინ. ჰაერის მოლეკულების შემდგომი შენელება ხდება უშუალოდ სხეულის ზედაპირზე, შიგნით სასაზღვრო ფენა (იხ. სასაზღვრო ფენა). როდესაც ჰაერის მოლეკულები ნელდება, მათი თერმული ენერგია იზრდება, ანუ იზრდება მოძრავი სხეულის ზედაპირთან არსებული აირის ტემპერატურა, მაქსიმალური ტემპერატურა, რომლითაც შესაძლებელია გაზის გაცხელება მოძრავი სხეულის სიახლოვეს, ახლოს არის ე.წ. . დამუხრუჭების ტემპერატურა:

თ 0 = თ n + v 2/2c p ,

სადაც T n -შემომავალი ჰაერის ტემპერატურა, v-სხეულის ფრენის სიჩქარე cpარის გაზის სპეციფიკური სითბოს სიმძლავრე მუდმივი წნევის დროს. ასე, მაგალითად, ზებგერითი თვითმფრინავის ფრენისას ხმის სამჯერ მეტი სიჩქარით (დაახლოებით 1 კმ/წმ) სტაგნაციის ტემპერატურა არის დაახლოებით 400°C და როდესაც კოსმოსური ხომალდი დედამიწის ატმოსფეროში შედის პირველი კოსმოსური სიჩქარით (8.1 კმ/წმ) სტაგნაციის ტემპერატურა აღწევს 8000 °C. თუ პირველ შემთხვევაში, საკმარისად ხანგრძლივი ფრენის დროს, თვითმფრინავის კანის ტემპერატურა მიაღწევს სტაგნაციის ტემპერატურასთან მიახლოებულ მნიშვნელობებს, მაშინ მეორე შემთხვევაში, კოსმოსური ხომალდის ზედაპირი აუცილებლად დაიწყებს კოლაფსს უუნარობის გამო. მასალები გაუძლოს ასეთ მაღალ ტემპერატურას.

სითბო გადადის გაზის ამაღლებული ტემპერატურის მქონე უბნებიდან მოძრავ სხეულზე და ხდება აეროდინამიკური გათბობა. არსებობს ორი ფორმა A. n. - კონვექციური და რადიაციული. კონვექციური გათბობა არის სითბოს გადაცემის შედეგი სასაზღვრო ფენის გარე, "ცხელი" ნაწილიდან სხეულის ზედაპირზე. რაოდენობრივად, კონვექციური სითბოს ნაკადი განისაზღვრება თანაფარდობიდან

q k = a(T e -Tვ),

სადაც T e -წონასწორული ტემპერატურა (შეზღუდული ტემპერატურა, რომლითაც შეიძლებოდა სხეულის ზედაპირის გათბობა, თუ არ იყო ენერგიის მოცილება), თ w - ზედაპირის რეალური ტემპერატურა, ა- კონვექციური სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი, რაც დამოკიდებულია ფრენის სიჩქარეზე და სიმაღლეზე, სხეულის ფორმასა და ზომაზე, ასევე სხვა ფაქტორებზე. წონასწორობის ტემპერატურა ახლოსაა სტაგნაციის ტემპერატურასთან. კოეფიციენტის დამოკიდებულების ტიპი აჩამოთვლილი პარამეტრებიდან განისაზღვრება ნაკადის რეჟიმი სასაზღვრო ფენაში (ლამინარული ან ტურბულენტური). ტურბულენტური ნაკადის შემთხვევაში, კონვექციური გათბობა უფრო ინტენსიური ხდება. ეს გამოწვეულია იმით, რომ მოლეკულური თბოგამტარობის გარდა, სასაზღვრო ფენაში ტურბულენტური სიჩქარის რყევები იწყებს მნიშვნელოვან როლს ენერგიის გადაცემაში.

ფრენის სიჩქარის მატებასთან ერთად იზრდება ჰაერის ტემპერატურა დარტყმითი ტალღის მიღმა და სასაზღვრო ფენაში, რაც იწვევს დისოციაციას და იონიზაციას. მოლეკულები. შედეგად მიღებული ატომები, იონები და ელექტრონები დიფუზირდება უფრო ცივ რეგიონში - სხეულის ზედაპირზე. არსებობს ზურგის რეაქცია (რეკომბინაცია) , მიმდინარეობს სითბოს გათავისუფლებით. ეს დამატებით წვლილს შეიტანს კონვექციურ ა.ნ.

ფრენის დაახლოებით 5000 სიჩქარის მიღწევისას ქალბატონიდარტყმის ტალღის მიღმა ტემპერატურა აღწევს მნიშვნელობებს, რომლებზეც გაზი იწყებს გამოსხივებას. ამაღლებული ტემპერატურის მქონე უბნებიდან სხეულის ზედაპირზე ენერგიის სხივური გადაცემის გამო, ხდება რადიაციული გათბობა. ამ შემთხვევაში, რადიაცია უდიდეს როლს ასრულებს სპექტრის ხილულ და ულტრაიისფერ რეგიონებში. დედამიწის ატმოსფეროში ფრენისას პირველ კოსმოსურ სიჩქარეზე დაბალი სიჩქარით (8.1 კმ/წმ) რადიაციული გათბობა მცირეა კონვექციურ გათბობასთან შედარებით. მეორე სივრცის სიჩქარეზე (11.2 კმ/წმ) მათი მნიშვნელობები ახლოვდება და ფრენის სიჩქარით 13-15 კმ/წმდა უფრო მაღალი, რაც შეესაბამება დედამიწაზე დაბრუნების სხვა პლანეტებზე ფრენების შემდეგ, მთავარი წვლილი შეაქვს რადიაციულ გათბობას.

განსაკუთრებით მნიშვნელოვანი როლი ა.ნ. თამაშობს, როდესაც კოსმოსური ხომალდები ბრუნდებიან დედამიწის ატმოსფეროში (მაგალითად, ვოსტოკი, ვოსხოდი, სოიუზი). საბრძოლველად A. n. კოსმოსური ხომალდები აღჭურვილია სპეციალური თერმული დაცვის სისტემებით (იხ. თერმული დაცვა).

ნათ.:სითბოს გადაცემის საფუძვლები ავიაციასა და სარაკეტო ტექნოლოგიაში, მ., 1960; Dorrens W. Kh., Hypersonic flows of viscous gas, თარგმანი. ინგლისურიდან, მ., 1966; Zeldovich Ya. B., Raiser Yu. P., დარტყმითი ტალღების ფიზიკა და მაღალი ტემპერატურის ჰიდროდინამიკური ფენომენები, მე -2 გამოცემა, M., 1966 წ.

ნ.ა. ანფიმოვი.

Დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. 1969-1978 .

ნახეთ, რა არის "აეროდინამიკური გათბობა" სხვა ლექსიკონებში:

ჰაერში ან სხვა გაზში დიდი სიჩქარით მოძრავი სხეულების გათბობა. ა.ნ. შედეგი იმისა, რომ სხეულზე მოხვედრილი ჰაერის მოლეკულები სხეულთან ახლოს ნელდება. თუ ფრენა შესრულებულია ზებგერითი. სიჩქარე, დამუხრუჭება ხდება ძირითადად შოკის დროს ... ... ფიზიკური ენციკლოპედია

ჰაერში (გაზში) დიდი სიჩქარით მოძრავი სხეულის გათბობა. შესამჩნევი აეროდინამიკური გათბობა შეინიშნება, როდესაც სხეული მოძრაობს ზებგერითი სიჩქარით (მაგალითად, როდესაც კონტინენტთაშორისი ქობინი ბალისტიკური რაკეტები) EdwART.... საზღვაო ლექსიკონი

აეროდინამიკური გათბობა- გაზით გამარტივებული სხეულის ზედაპირის გაცხელება, რომელიც მოძრაობს აირისებრ გარემოში მაღალი სიჩქარით კონვექციური თანდასწრებით და ჰიპერბგერითი სიჩქარით და რადიაციული სითბოს გაცვლა აიროვან გარემოსთან სასაზღვრო ან დარტყმის ფენაში. [GOST 26883…… ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

ჰაერში ან სხვა გაზში მაღალი სიჩქარით მოძრავი სხეულის ტემპერატურის მატება. აეროდინამიკური გათბობა არის სხეულის ზედაპირთან გაზის მოლეკულების შენელების შედეგი. ასე რომ, როდესაც კოსმოსური ხომალდი შედის დედამიწის ატმოსფეროში 7,9 კმ / წმ სიჩქარით ... ... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

აეროდინამიკური გათბობა- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (ore) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. ატიტიკმენის: ინგლ. აეროდინამიკური გათბობის ვოკი. aerodynamische Aufheizung, f rus. აეროდინამიკური გათბობა, m pranc.…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- ჰაერში ან სხვა აირში მაღალი სიჩქარით მოძრავი სხეულის ტემპერატურის მატება. ა.ი. სხეულის ზედაპირთან გაზის მოლეკულების შენელების შედეგი. ასე რომ, კოსმოსის შესასვლელთან. მოწყობილობა დედამიწის ატმოსფეროში 7,9 კმ/წმ სიჩქარით, ჰაერის სიჩქარე ზედაპირზე pa ... ბუნებისმეტყველება. ენციკლოპედიური ლექსიკონი

რაკეტის სტრუქტურის აეროდინამიკური გათბობა- რაკეტის ზედაპირის გათბობა მისი გადაადგილებისას ატმოსფეროს მკვრივ ფენებში დიდი სიჩქარით. ა.ნ. - შედეგი იმისა, რომ რაკეტაზე მოხვედრილი ჰაერის მოლეკულები შენელებულია მის სხეულთან. ამ შემთხვევაში, კინეტიკური ენერგიის გადაცემა ხდება ... ... სტრატეგიული სარაკეტო ძალების ენციკლოპედია

კონკორდი კონკორდი აეროპორტში ... ვიკიპედია