- mga device na ginagamit para sa pagpainit ng hangin sa mga supply ventilation system, air conditioning system, pag-init ng hangin pati na rin sa mga dryer.
Ayon sa uri ng coolant, ang mga heater ay maaaring apoy, tubig, singaw at kuryente. .
Ang pinakalaganap sa kasalukuyan ay ang mga pampainit ng tubig at singaw, na nahahati sa makinis na tubo at ribed; ang huli naman, ay nahahati sa lamellar at spiral-wound.
Pagkilala sa pagitan ng single-pass at multi-pass na mga heater. Sa single-pass, ang coolant ay gumagalaw sa mga tubo sa isang direksyon, at sa multi-pass, binabago nito ang direksyon ng paggalaw nang maraming beses dahil sa pagkakaroon ng mga partisyon sa mga takip ng kolektor (Fig. XII.1).
Ang mga heater ay gumaganap ng dalawang modelo: medium (C) at malaki (B).
Ang pagkonsumo ng init para sa pagpainit ng hangin ay tinutukoy ng mga formula:
 |
saan Q"— pagkonsumo ng init para sa pagpainit ng hangin, kJ/h (kcal/h); Q- pareho, W; Ang 0.278 ay ang conversion factor mula kJ/h hanggang W; G- dami ng masa ng pinainit na hangin, kg / h, katumbas ng Lp [dito L- volumetric na halaga ng pinainit na hangin, m 3 / h; p ay ang density ng hangin (sa temperatura tK), kg / m 3]; Sa- tiyak na kapasidad ng init ng hangin, katumbas ng 1 kJ / (kg-K); t k - temperatura ng hangin pagkatapos ng pampainit, ° С; t n— temperatura ng hangin bago ang pampainit ng hangin, °C.
Para sa mga heaters ng unang yugto ng pag-init, ang temperatura tn ay katumbas ng temperatura ng hangin sa labas.
Ang temperatura ng hangin sa labas ay ipinapalagay na katumbas ng kinakalkula na temperatura ng bentilasyon (mga parameter ng klima ng kategorya A) kapag nagdidisenyo ng pangkalahatang bentilasyon na idinisenyo upang labanan ang labis na kahalumigmigan, init at mga gas, ang MPC na higit sa 100 mg / m3. Kapag nagdidisenyo ng pangkalahatang bentilasyon na idinisenyo upang labanan ang mga gas na ang MPC ay mas mababa sa 100 mg / m3, pati na rin kapag nagdidisenyo ng supply ng bentilasyon upang mabayaran ang hangin na inalis sa pamamagitan ng mga lokal na tambutso, proseso ng mga hood o pneumatic transport system, ang temperatura sa labas ng hangin ay ipinapalagay na pantay. sa kinakalkula sa labas na temperatura tn para sa heating design (mga parameter ng klima kategorya B).
Sa isang silid na walang labis na init, magbigay ng hangin na may temperatura na katumbas ng temperatura ng panloob na hangin tВ para sa silid na ito ay dapat ibigay. Sa pagkakaroon ng labis na init, ang supply ng hangin ay ibinibigay sa isang pinababang temperatura (sa pamamagitan ng 5-8 ° C). Ang supply ng hangin na may temperaturang mas mababa sa 10°C ay hindi inirerekomenda na ibigay sa silid kahit na may malaking paglabas ng init dahil sa posibilidad ng sipon. Ang pagbubukod ay ang paggamit ng mga espesyal na anemostat.
Ang kinakailangang lugar sa ibabaw para sa mga heating heaters Fк m2, ay tinutukoy ng formula:
saan Q— pagkonsumo ng init para sa pagpainit ng hangin, W (kcal/h); Upang- koepisyent ng paglipat ng init ng pampainit, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t cf.T. — Katamtamang temperatura coolant, 0 С; t r.v. ay ang average na temperatura ng pinainit na hangin na dumadaan sa heater, °C, katumbas ng (t n + t c)/2.
Kung ang coolant ay singaw, kung gayon ang average na temperatura ng coolant tav.T. ay katumbas ng temperatura ng saturation sa kaukulang presyon ng singaw.
Para sa temperatura ng tubig tav.T. ay tinukoy bilang ang arithmetic mean ng mainit at bumabalik na temperatura ng tubig:
Isinasaalang-alang ng safety factor 1.1-1.2 ang pagkawala ng init para sa paglamig ng hangin sa mga air duct.
Ang koepisyent ng paglipat ng init ng mga heaters K ay nakasalalay sa uri ng coolant, ang mass velocity ng air movement vp sa pamamagitan ng heater, ang mga geometric na sukat at mga tampok ng disenyo ng mga heaters, ang bilis ng paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng mga tubo ng heater.
Ang mass velocity ay nauunawaan bilang ang masa ng hangin, kg, na dumadaan sa 1 m2 ng living section ng air heater sa 1 s. Ang mass velocity vp, kg/(cm2), ay tinutukoy ng formula
Ayon sa lugar ng bukas na seksyon fЖ at ang heating surface FK, ang modelo, tatak at bilang ng mga heater ay pinili. Matapos piliin ang mga heater, ang mass air velocity ay tinukoy ayon sa aktwal na lugar ng bukas na seksyon ng heater fD ng modelong ito:
kung saan A, A 1 , n, n 1 at t- mga coefficient at exponents, depende sa disenyo ng heater
Ang bilis ng paggalaw ng tubig sa mga tubo ng pampainit ω, m/s, ay tinutukoy ng formula:
kung saan ang Q "ay ang pagkonsumo ng init para sa pagpainit ng hangin, kJ / h (kcal / h); rp ay ang density ng tubig, katumbas ng 1000 kg / m3, sv ay ang tiyak na init ng tubig, katumbas ng 4.19 kJ / (kg- K); fTP - bukas na lugar para sa daanan ng coolant, m2, tg - temperatura mainit na tubig sa linya ng supply, ° С; t 0 - ibalik ang temperatura ng tubig, 0С.
Ang paglipat ng init ng mga heaters ay apektado ng pamamaraan ng pagtali sa kanila sa mga pipeline. Sa isang parallel scheme para sa pagkonekta ng mga pipeline, bahagi lamang ng coolant ang dumadaan sa isang hiwalay na pampainit, at may sunud-sunod na pamamaraan, ang buong daloy ng coolant ay dumadaan sa bawat heater.
Ang paglaban ng mga heaters sa pagpasa ng hangin p, Pa, ay ipinahayag ng sumusunod na formula:
kung saan ang B at z ay ang coefficient at exponent, na nakasalalay sa disenyo ng heater.
Ang paglaban ng mga heaters na matatagpuan sa serye ay katumbas ng:
kung saan ang m ay ang bilang ng sunud-sunod na kinalalagyan ng mga heater. Ang pagkalkula ay nagtatapos sa isang tseke ng heat output (heat transfer) ng mga heaters ayon sa formula
kung saan QK - paglipat ng init ng mga heaters, W (kcal / h); QK - pareho, kJ/h, 3.6 - conversion factor W hanggang kJ/h FK - heating surface area ng mga heaters, m2, na kinuha bilang resulta ng pagkalkula ng mga heaters ng ganitong uri; K - koepisyent ng paglipat ng init ng mga heaters, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - ang average na temperatura ng pinainit na hangin na dumadaan sa heater, °C; tav. Ang T ay ang average na temperatura ng coolant, °C.
Kapag pumipili ng mga heater, ang margin para sa tinantyang heating surface area ay kinukuha sa hanay na 15 - 20%, para sa paglaban sa daanan ng hangin - 10% at para sa paglaban sa paggalaw ng tubig - 20%.
2005-08-16Sa ilang mga kaso, posible na makabuluhang bawasan ang kapital at mga gastos sa pagpapatakbo sa pamamagitan ng pagbibigay ng autonomous na pagpainit ng mga lugar na may mainit na hangin batay sa paggamit ng mga heat generator na tumatakbo sa gas o likidong gasolina. Sa ganitong mga yunit, hindi tubig ang pinainit, ngunit hangin - sariwang supply, recirculation o halo-halong. Ang pamamaraang ito ay lalong epektibo para sa pagbibigay ng autonomous na pag-init ng mga pang-industriyang lugar, mga exhibition pavilion, workshop, garahe, mga istasyon ng serbisyo, mga paghuhugas ng kotse, mga studio ng pelikula, mga bodega, mga pampublikong gusali, mga gym, mga supermarket, mga greenhouse, mga greenhouse, mga kumplikadong hayop, mga sakahan ng manok, atbp.
Mga kalamangan ng pag-init ng hangin
Mayroong maraming mga pakinabang ng paraan ng pag-init ng hangin sa tradisyonal na paraan ng pagpainit ng tubig sa malalaking silid, inilista lamang namin ang mga pangunahing:
- Kakayahang kumita. Direktang ginagawa ang init sa pinainit na silid at halos ganap na natupok para sa layunin nito. Salamat sa direktang pagkasunog ng gasolina na walang intermediate heat carrier, ang isang mataas na thermal efficiency ng buong sistema ng pag-init ay nakakamit: 90-94% para sa recuperative heaters at halos 100% para sa direct heating system. Ang paggamit ng mga programmable thermostat ay nagbibigay ng posibilidad ng karagdagang pagtitipid mula 5 hanggang 25% ng thermal energy dahil sa function na "standby mode" - awtomatikong pinapanatili ang temperatura sa silid oras ng pagtatrabaho sa antas ng + 5-7 ° С.
- Ang kakayahang "i-on" ang supply ng bentilasyon. Hindi lihim na ngayon, sa karamihan ng mga negosyo, ang supply ng bentilasyon ay hindi gumagana nang maayos, na makabuluhang nagpapalala sa mga kondisyon ng pagtatrabaho ng mga tao at nakakaapekto sa produktibidad ng paggawa. Ang mga heat generator o direktang sistema ng pag-init ay nagpapainit ng hangin sa pamamagitan ng ∆t hanggang 90°C - ito ay sapat na upang "gumana" ang supply ng bentilasyon kahit na sa mga kondisyon ng Far North. Kaya, ang pag-init ng hangin ay nagpapahiwatig hindi lamang ng kahusayan sa ekonomiya, kundi pati na rin ng isang pagpapabuti sitwasyon sa kapaligiran at mga kondisyon sa pagtatrabaho.
- Maliit na pagkawalang-galaw. Ang mga yunit ng air heating system ay pumapasok sa operating mode sa loob ng ilang minuto, at dahil sa mataas na air turnover, ang silid ay ganap na pinainit sa loob lamang ng ilang oras. Ginagawa nitong posible na mabilis at flexible na maniobra kapag kailangan ng init.
- Ang kawalan ng isang intermediate heat carrier ay ginagawang posible na iwanan ang pagtatayo at pagpapanatili ng isang sistema ng pagpainit ng tubig na hindi mahusay para sa malalaking lugar, isang boiler house, mga mains ng pag-init at isang planta ng paggamot ng tubig. Ang mga pagkalugi sa mga mains ng pag-init at ang kanilang pag-aayos ay hindi kasama, na ginagawang posible na mabawasan nang husto ang mga gastos sa pagpapatakbo. Sa taglamig, walang panganib na ma-defrost ang mga heater at ang sistema ng pag-init kung sakaling magkaroon ng matagal na pagsara ng system. Ang paglamig kahit sa malalim na "minus" ay hindi humahantong sa pag-defrost ng system.
- Ang isang mataas na antas ng automation ay nagbibigay-daan sa iyo upang makabuo ng eksaktong dami ng init na kinakailangan. Sa kumbinasyon ng mataas na pagiging maaasahan ng mga kagamitan sa gas, ito ay makabuluhang pinatataas ang kaligtasan ng sistema ng pag-init, at isang minimum na mga tauhan ng pagpapanatili ay sapat para sa operasyon nito.
- Maliit na gastos. Ang paraan ng pagpainit ng malalaking silid sa tulong ng mga generator ng init ay isa sa pinakamurang at pinakamabilis na ipinatupad. Ang mga puhunan na gastos sa pagtatayo o pag-aayos ng isang air system ay karaniwang mas mababa kaysa sa mainit na tubig o nagliliwanag na pagpainit. Ang panahon ng pagbabayad para sa mga paggasta sa kapital ay karaniwang hindi lalampas sa isa o dalawang panahon ng pag-init.
Depende sa mga gawain na malulutas, ang mga heaters ng iba't ibang uri ay maaaring gamitin sa mga air heating system. Sa artikulong ito, isasaalang-alang lamang namin ang mga yunit na nagpapatakbo nang walang paggamit ng isang intermediate heat carrier - mga pampainit ng hangin na nagpapagaling (na may isang heat exchanger at pag-alis ng mga produkto ng pagkasunog sa labas) at mga direktang sistema ng pag-init ng hangin (mga gas mixing air heaters).
Mga pampainit ng hangin sa pagpapagaling
Sa mga yunit ng ganitong uri, ang gasolina na may halong kinakailangang dami ng hangin ay ibinibigay ng burner sa silid ng pagkasunog. Ang mga resultang produkto ng pagkasunog ay dumadaan sa isang two- o three-way heat exchanger. Ang init na nakuha sa panahon ng pagkasunog ng gasolina ay inililipat sa pinainit na hangin sa pamamagitan ng mga dingding ng heat exchanger, at ang mga gas ng tambutso ay pinalabas sa labas ng tsimenea (Larawan 1) - kaya't tinawag silang "hindi direktang pag-init. "mga generator ng init.
Maaaring gamitin ang mga recuperative air heater hindi lamang nang direkta para sa pagpainit, kundi pati na rin bilang bahagi ng sistema ng supply ng bentilasyon, pati na rin para sa proseso ng pagpainit ng hangin. Ang rate ng thermal power ng naturang mga sistema ay mula 3 kW hanggang 2 MW. Ang supply ng pinainit na hangin sa silid ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang built-in o remote blowing fan, na ginagawang posible na gamitin ang mga yunit kapwa para sa direktang pagpainit ng hangin kasama ang paghahatid nito sa pamamagitan ng louvered grilles, at may mga air duct.
Ang paghuhugas ng combustion chamber at ang heat exchanger, ang hangin ay pinainit at ipinadala nang direkta sa pinainit na silid sa pamamagitan ng louvered air distribution grilles na matatagpuan sa itaas na bahagi, o ipinamahagi sa pamamagitan ng air duct system. Ang isang automated block burner ay matatagpuan sa harap na bahagi ng heat generator (Larawan 2).
Ang mga heat exchanger ng mga modernong air heater, bilang panuntunan, ay gawa sa hindi kinakalawang na asero (ang pugon ay gawa sa init-lumalaban na bakal) at nagsisilbi mula 5 hanggang 25 taon, pagkatapos ay maaari silang ayusin o palitan. Ang kahusayan ng mga modernong modelo ay umabot sa 90-96%. Ang pangunahing bentahe ng recuperative air heaters ay ang kanilang versatility.
Maaari silang tumakbo sa natural o liquefied gas, diesel fuel, oil, fuel oil o waste oil - kailangan mo lang palitan ang burner. Posible upang gumana sa sariwang hangin, na may isang admixture ng panloob at sa buong recirculation mode. Ang ganitong sistema ay nagbibigay-daan sa ilang mga kalayaan, halimbawa, upang baguhin ang daloy ng rate ng pinainit na hangin, upang muling ipamahagi ang pinainit na mga daloy ng hangin "on the go" sa iba't ibang sangay ng mga air duct gamit ang mga espesyal na balbula.
Sa tag-araw, ang mga nakakapagpapagaling na air heater ay maaaring gumana sa mode ng bentilasyon. Ang mga yunit ay naka-mount pareho sa isang patayo at pahalang na posisyon, sa sahig, dingding, o binuo sa isang sectional ventilation chamber bilang isang seksyon ng heater.
Ang mga nakakagaling na air heater ay maaari ring gamitin para sa mga silid ng pagpainit ng isang mataas na kategorya ng kaginhawahan, kung ang yunit mismo ay inilipat sa labas ng zone ng direktang serbisyo.
Pangunahing kawalan:
- Ang malaki at kumplikadong heat exchanger ay nagpapataas ng gastos at bigat ng system kumpara sa paghahalo ng mga uri ng air heaters;
- Kailangan nila ng chimney at condensate drain.
Direktang sistema ng pag-init ng hangin
Ginawa ng mga modernong teknolohiya na makamit ang gayong kadalisayan ng pagkasunog natural na gas na naging posible na huwag ilihis ang mga produkto ng pagkasunog "sa tubo", ngunit gamitin ang mga ito para sa direktang pagpainit ng hangin sa mga sistema ng supply ng bentilasyon. Ang gas na ibinibigay sa combustion ay ganap na nasusunog sa daloy ng pinainit na hangin at, paghahalo dito, ay nagbibigay ng lahat ng init.
Ang prinsipyong ito ay ipinatupad sa maraming katulad na disenyo ng ramp burner sa USA, England, France at Russia at matagumpay na ginamit mula noong 1960s sa maraming negosyo sa Russia at sa ibang bansa. Batay sa prinsipyo ng ultra-clean combustion ng natural na gas nang direkta sa pinainit na daloy ng hangin, ang mga gas mixing air heaters ng uri ng STV (STARVEINE - "star wind") ay ginawa gamit ang isang rated thermal output mula 150 kW hanggang 21 MW.
Ang teknolohiya ng samahan ng pagkasunog mismo, pati na rin ang isang mataas na antas ng pagbabanto ng mga produkto ng pagkasunog, ay ginagawang posible upang makakuha ng dalisay mainit na hangin alinsunod sa lahat ng naaangkop na pamantayan, halos walang mga nakakapinsalang dumi (hindi hihigit sa 30% ng MPC). Ang STV air heaters (Fig. 3) ay binubuo ng isang modular burner unit na matatagpuan sa loob ng housing (air duct section), isang DUNGS gas line (Germany) at isang automation system.
Ang pabahay ay karaniwang nilagyan ng isang hermetic na pinto para sa kadalian ng pagpapanatili. Ang bloke ng burner, depende sa kinakailangang thermal power, ay binuo mula sa kinakailangang bilang ng mga seksyon ng burner ng iba't ibang mga pagsasaayos. Ang automation ng mga heaters ay nagbibigay ng isang maayos na awtomatikong pagsisimula ayon sa cyclogram, kontrol ng mga parameter ng ligtas na operasyon at ang posibilidad ng maayos na regulasyon ng output ng init (1: 4), na ginagawang posible upang awtomatikong mapanatili ang kinakailangang temperatura ng hangin sa ang pinainit na silid.
Paglalapat ng mga pampainit ng hangin sa paghahalo ng gas
Ang kanilang pangunahing layunin ay direktang pag-init ng sariwang suplay ng hangin na ibinibigay sa mga pasilidad ng produksyon upang mabayaran ang maubos na bentilasyon at sa gayon ay mapabuti ang mga kondisyon sa pagtatrabaho ng mga tao.
Para sa mga lugar na may mataas na rate ng palitan ng hangin, magiging kapaki-pakinabang na pagsamahin ang sistema ng supply ng bentilasyon at ang sistema ng pag-init - sa bagay na ito, ang mga direktang sistema ng pag-init ay walang mga kakumpitensya sa mga tuntunin ng ratio ng presyo / kalidad. Ang mga gas mixing air heater ay idinisenyo para sa:
- autonomous air heating ng mga silid para sa iba't ibang layunin na may malaking air exchange (K great.5);
- pagpainit ng hangin sa mga air-thermal na kurtina ng isang cut-off na uri, posible na pagsamahin ito sa mga sistema ng pagpainit at supply ng bentilasyon;
- pre-heating system para sa mga makina ng kotse sa mga hindi pinainit na paradahan;
- pagtunaw at pag-defrost ng mga bagon, tangke, kotse, maramihang materyales, pagpainit at pagpapatuyo ng mga produkto bago magpinta o iba pang uri ng pagproseso;
- direktang pag-init ng atmospheric air o drying agent sa iba't ibang proseso ng pagpainit at pagpapatayo ng mga instalasyon, halimbawa, pagpapatuyo ng butil, damo, papel, tela, kahoy; mga aplikasyon sa pagpipinta at pagpapatuyo ng mga kubol pagkatapos ng pagpipinta, atbp.
Akomodasyon
Ang paghahalo ng mga heater ay maaaring itayo sa mga duct ng hangin ng mga sistema ng supply ng bentilasyon at mga thermal na kurtina, sa mga duct ng hangin ng mga halaman sa pagpapatayo - kapwa sa pahalang at patayong mga seksyon. Maaaring i-mount sa sahig o platform, sa ilalim ng kisame o sa dingding. Bilang isang patakaran, inilalagay ang mga ito sa mga silid ng supply at bentilasyon, ngunit maaari rin silang mai-install nang direkta sa isang pinainit na silid (ayon sa kategorya).
Sa karagdagang kagamitan, ang mga kaukulang elemento ay maaaring maghatid ng mga silid ng mga kategorya A at B. Ang recirculation ng panloob na hangin sa pamamagitan ng paghahalo ng mga air heater ay hindi kanais-nais - isang makabuluhang pagbaba sa antas ng oxygen sa silid ay posible.
Mga lakas direktang sistema ng pag-init
Ang pagiging simple at pagiging maaasahan, mababang gastos at kahusayan, ang kakayahang magpainit hanggang sa mataas na temperatura, isang mataas na antas ng automation, maayos na regulasyon, hindi nangangailangan ng tsimenea. Ang direktang pagpainit ay ang pinaka-ekonomiko na paraan - ang kahusayan ng sistema ay 99.96%. Ang antas ng mga tiyak na gastos sa kapital para sa isang sistema ng pag-init batay sa isang direktang yunit ng pag-init na sinamahan ng sapilitang bentilasyon ay ang pinakamababa na may pinakamataas na antas ng automation.
Ang mga air heater ng lahat ng uri ay nilagyan ng safety at control automation system na nagbibigay maayos na simula, pagpapanatili ng heating mode at pagsara sa kaso ng mga emerhensiya. Upang makatipid ng enerhiya, posible na magbigay ng mga air heater na may awtomatikong kontrol na isinasaalang-alang ang panlabas at panloob na kontrol ng temperatura, mga pag-andar ng pang-araw-araw at lingguhang mga mode ng programming ng pag-init.
Posible rin na isama ang mga parameter ng isang sistema ng pag-init na binubuo ng maraming mga yunit ng pag-init sa isang sentralisadong sistema ng kontrol at pagpapadala. Sa kasong ito, ang operator-dispatcher ay magkakaroon ng impormasyon sa pagpapatakbo tungkol sa pagpapatakbo at katayuan ng mga yunit ng pag-init, na malinaw na ipinapakita sa monitor ng computer, pati na rin ang kontrolin ang kanilang mode ng operasyon nang direkta mula sa remote control center.
Mga mobile heat generator at heat gun
Idinisenyo para sa pansamantalang paggamit - sa mga site ng konstruksiyon, para sa pagpainit sa panahon ng off-season, teknolohikal na pag-init. Ang mga mobile heat generator at heat gun ay tumatakbo sa propane (liquefied bottled gas), diesel fuel o kerosene. Maaaring maging parehong direktang pag-init, at may pag-alis ng mga produkto ng pagkasunog.
Mga uri ng autonomous air heating system
Para sa autonomous na supply ng init ng iba't ibang lugar, ginagamit ang iba't ibang uri ng mga air heating system - na may sentralisadong pamamahagi ng init at desentralisado; mga sistemang ganap na gumagana sa pag-agos sariwang hangin, o may buo/bahagyang recirculation ng panloob na hangin.
Sa mga desentralisadong sistema ng pagpainit ng hangin, ang pagpainit at sirkulasyon ng hangin sa silid ay isinasagawa ng mga autonomous na generator ng init na matatagpuan sa iba't ibang mga seksyon o lugar ng trabaho - sa sahig, dingding at sa ilalim ng bubong. Ang hangin mula sa mga heater ay direktang ibinibigay sa nagtatrabaho na lugar ng silid. Minsan, para sa mas mahusay na pamamahagi ng mga daloy ng init, ang mga generator ng init ay nilagyan ng maliliit (lokal) na sistema ng air duct.
Para sa mga yunit sa disenyo na ito, ang pinakamababang kapangyarihan ng motor ng fan ay tipikal, kaya ang mga desentralisadong sistema ay mas matipid sa mga tuntunin ng pagkonsumo ng kuryente. Posible ring gumamit ng mga air-thermal na kurtina bilang bahagi ng sistema ng pag-init ng hangin o supply ng bentilasyon.
Ang posibilidad ng lokal na regulasyon at paggamit ng mga heat generator kung kinakailangan - ayon sa mga zone, sa iba't ibang oras - ay ginagawang posible na makabuluhang bawasan ang mga gastos sa gasolina. Gayunpaman, ang halaga ng kapital sa pagpapatupad ng pamamaraang ito ay medyo mas mataas. Sa mga sistemang may sentralisadong pamamahagi ng init, ginagamit ang mga air-heating unit; Ang mainit na hangin na ginawa ng mga ito ay pumapasok sa mga nagtatrabaho na lugar sa pamamagitan ng sistema ng duct.
Ang mga yunit, bilang panuntunan, ay itinayo sa mga umiiral na silid ng bentilasyon, ngunit posible na ilagay ang mga ito nang direkta sa isang pinainit na silid - sa sahig o sa site.
Aplikasyon at paglalagay, pagpili ng kagamitan
Ang bawat isa sa mga uri ng mga yunit ng pag-init sa itaas ay may hindi maikakaila na mga pakinabang. At walang handa na recipe kung saan kung alin sa kanila ang mas angkop - depende ito sa maraming mga kadahilanan: ang halaga ng palitan ng hangin na may kaugnayan sa dami ng pagkawala ng init, ang kategorya ng silid, ang pagkakaroon ng libreng espasyo para sa paglalagay ng kagamitan, at mga posibilidad sa pananalapi. Subukan nating mabuo ang pinaka pangkalahatang mga prinsipyo angkop na pagpili ng kagamitan.
1. Mga sistema ng pag-init para sa mga silid na may kaunting air exchange (air exchange ≤ mahusay,5-1)
Ang kabuuang init na output ng mga heat generator sa kasong ito ay ipinapalagay na halos katumbas ng halaga ng init na kinakailangan upang mabawi ang pagkawala ng init ng silid, ang bentilasyon ay medyo maliit, kaya ipinapayong gumamit ng isang sistema ng pag-init batay sa mga generator ng init ng hindi direktang pag-init na may buo o bahagyang recirculation ng panloob na hangin ng silid.
Ang bentilasyon sa gayong mga silid ay maaaring natural o halo-halong may panlabas na hangin upang mag-recirculate. Sa pangalawang kaso, ang kapangyarihan ng mga heater ay nadagdagan ng sapat na halaga upang mapainit ang sariwang hangin ng suplay. Ang ganitong sistema ng pag-init ay maaaring lokal, na may mga generator ng init sa sahig o dingding.
Kung imposibleng ilagay ang yunit sa isang pinainit na silid o kapag nag-aayos ng pagpapanatili ng ilang mga silid, maaaring gamitin ang isang sentralisadong uri ng sistema: ang mga generator ng init ay matatagpuan sa silid ng bentilasyon (isang extension, sa mezzanine, sa isang katabing silid), at ang init ay ipinamamahagi sa pamamagitan ng mga air duct.
Sa mga oras ng pagtatrabaho, ang mga heat generator ay maaaring gumana sa bahagyang recirculation mode, sabay-sabay na pinainit ang halo-halong supply ng hangin, sa mga oras na hindi nagtatrabaho, ang ilan sa mga ito ay maaaring i-off, at ang iba ay maaaring ilipat sa isang matipid na standby mode ng + 2-5 ° C na may buong recirculation.
2. Mga sistema ng pag-init para sa mga silid na may malaking air exchange rate, na patuloy na nangangailangan ng pagbibigay ng malalaking volume ng sariwang hangin na supply (Air exchange mahusay)
Sa kasong ito, ang dami ng init na kinakailangan upang magpainit ng supply ng hangin ay maaaring ilang beses na mas malaki kaysa sa halaga ng init na kinakailangan upang mabayaran ang pagkawala ng init. Dito, ito ay pinaka-kapaki-pakinabang at matipid upang pagsamahin ang isang sistema ng pagpainit ng hangin sa isang sistema ng supply ng bentilasyon. Ang sistema ng pag-init ay maaaring itayo batay sa mga direktang pag-install ng pagpainit ng hangin, o batay sa paggamit ng mga nagpapagaling na generator ng init sa isang disenyo na may mas mataas na antas ng pag-init.
Ang kabuuang init na output ng mga heater ay dapat na katumbas ng kabuuan ng pangangailangan ng init para sa supply ng pagpainit ng hangin at ang init na kinakailangan upang mabayaran ang pagkawala ng init. Sa mga direktang sistema ng pag-init, ang 100% ng panlabas na hangin ay pinainit, na tinitiyak ang supply ng kinakailangang dami ng supply ng hangin.
Sa mga oras ng pagtatrabaho, pinainit nila ang hangin mula sa labas hanggang sa temperatura ng disenyo na + 16-40 ° C (isinasaalang-alang ang sobrang pag-init upang matiyak ang kabayaran sa pagkawala ng init). Upang makatipid ng pera sa mga oras na walang pasok, posibleng i-off ang bahagi ng mga heater upang bawasan ang supply ng air consumption, at ilipat ang iba sa standby mode ng pagpapanatili ng +2-5°C.
Ang mga nagpapagaling na heat generator sa standby mode ay nagbibigay-daan para sa karagdagang pagtitipid sa pamamagitan ng paglipat sa kanila sa full recirculation mode. Ang pinakamababang gastos sa kapital sa pag-aayos ng mga sentralisadong sistema ng pag-init ay kapag gumagamit ng pinakamalaking posibleng mga heater. Ang mga gastos sa kapital para sa STV gas mixing air heater ay maaaring mula 300 hanggang 600 rubles/kW ng naka-install na heat output.
3. Pinagsamang mga sistema ng pagpainit ng hangin
Ang pinakamahusay na pagpipilian para sa mga silid na may makabuluhang air exchange sa mga oras ng pagtatrabaho na may isang solong-shift na operasyon, o isang pasulput-sulpot na ikot ng trabaho - kapag ang pagkakaiba sa pangangailangan para sa supply ng sariwang hangin at init sa araw ay makabuluhan.
Sa kasong ito, ipinapayong paghiwalayin ang pagpapatakbo ng dalawang sistema: standby heating at supply ventilation na sinamahan ng heating (reheating) system. Kasabay nito, ang mga nagpapagaling na generator ng init ay naka-install sa pinainit na silid o sa mga silid ng bentilasyon upang mapanatili lamang ang standby mode na may ganap na recirculation (sa kinakalkula na panlabas na temperatura).
Ang sistema ng supply ng bentilasyon, na sinamahan ng sistema ng pag-init, ay nagbibigay ng pagpainit ng kinakailangang dami ng sariwang suplay ng hangin hanggang sa + 16-30 ° C at pag-init ng silid sa kinakailangang temperatura ng pagpapatakbo, at para sa mga layunin ng ekonomiya ito ay nakabukas lamang sa panahon ng oras ng trabaho.
Ito ay binuo alinman sa batayan ng recuperative heat generators (na may mas mataas na antas ng pag-init), o sa batayan ng malakas na direktang sistema ng pag-init (na 2-4 beses na mas mura). Posibleng pagsamahin ang forced-air heating system sa umiiral na water heating system (maaari itong manatili sa tungkulin), ang opsyon ay naaangkop din para sa itinanghal na modernisasyon ng umiiral na sistema ng pag-init at bentilasyon.
Sa pamamaraang ito, ang mga gastos sa pagpapatakbo ay magiging pinakamababa. Kaya, gamit ang mga air heater ng iba't ibang uri sa iba't ibang mga kumbinasyon, posible na malutas ang parehong mga problema sa parehong oras - parehong pagpainit at supply ng bentilasyon.
Mayroong maraming mga halimbawa ng paggamit ng mga sistema ng pag-init ng hangin at ang mga posibilidad ng kanilang kumbinasyon ay lubos na magkakaibang. Sa bawat kaso, kinakailangan na magsagawa ng mga kalkulasyon ng thermal, isaalang-alang ang lahat ng mga kondisyon ng paggamit at magsagawa ng ilang mga pagpipilian para sa pagpili ng kagamitan, paghahambing ng mga ito sa mga tuntunin ng pagiging posible, mga gastos sa kapital at mga gastos sa pagpapatakbo.
Ang pananaliksik na isinagawa sa pagliko ng 1940s-1950s ay naging posible na bumuo ng isang bilang ng mga aerodynamic at teknolohikal na solusyon na matiyak ang ligtas na pagtagumpayan ng sound barrier kahit na sa pamamagitan ng produksyon ng sasakyang panghimpapawid. Pagkatapos ay tila ang pananakop ng sound barrier ay lumilikha ng walang limitasyong mga posibilidad para sa karagdagang pagtaas sa bilis ng paglipad. Sa loob lamang ng ilang taon, humigit-kumulang 30 uri ng supersonic na sasakyang panghimpapawid ang pinalipad, kung saan ang isang makabuluhang bilang ay inilagay sa serial production.
Ang iba't ibang mga solusyon na ginamit ay humantong sa katotohanan na maraming mga problema na nauugnay sa mga flight sa mataas na supersonic na bilis ay komprehensibong pinag-aralan at nalutas. Gayunpaman, ang mga bagong problema ay nakatagpo, mas kumplikado kaysa sa sound barrier. Ang mga ito ay sanhi ng pag-init ng istraktura ng sasakyang panghimpapawid kapag lumilipad sa mataas na bilis sa mga siksik na layer ng atmospera. Ang bagong balakid na ito ay dating tinatawag na thermal barrier. Hindi tulad ng sound barrier, ang bagong barrier ay hindi maaaring makilala ng isang pare-pareho na katulad ng bilis ng tunog, dahil ito ay nakasalalay sa parehong mga parameter ng flight (bilis at altitude) at ang disenyo ng airframe (mga solusyon sa disenyo at materyales na ginamit), at sa sasakyang panghimpapawid kagamitan (air conditioning, mga sistema ng paglamig, atbp.). P.). Kaya, ang konsepto ng "thermal barrier" ay kinabibilangan hindi lamang ang problema ng mapanganib na pag-init ng istraktura, kundi pati na rin ang mga isyu tulad ng paglipat ng init, mga katangian ng lakas ng mga materyales, mga prinsipyo ng disenyo, air conditioning, atbp.
Ang pag-init ng sasakyang panghimpapawid sa paglipad ay nangyayari pangunahin sa dalawang dahilan: mula sa aerodynamic braking ng daloy ng hangin at mula sa heat generation ng propulsion system. Ang parehong mga phenomena na ito ay bumubuo sa proseso ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng daluyan (hangin, mga gas na tambutso) at ang streamlined solid(sasakyang panghimpapawid, makina). Ang pangalawang kababalaghan ay tipikal para sa lahat ng sasakyang panghimpapawid, at ito ay nauugnay sa isang pagtaas sa temperatura ng mga elemento ng istruktura ng engine na tumatanggap ng init mula sa naka-compress na hangin sa compressor, pati na rin mula sa mga produkto ng pagkasunog sa silid at tambutso. Kapag lumilipad sa mataas na bilis, ang panloob na pag-init ng sasakyang panghimpapawid ay nangyayari rin mula sa pag-decelerate ng hangin sa air channel sa harap ng compressor. Kapag lumilipad sa mababang bilis, ang hangin na dumadaan sa makina ay may medyo mababang temperatura, bilang isang resulta kung saan ang mapanganib na pag-init ng mga elemento ng istruktura ng airframe ay hindi nangyayari. Sa mataas na bilis ng paglipad, ang pag-init ng istraktura ng airframe mula sa mainit na mga elemento ng makina ay limitado sa pamamagitan ng karagdagang paglamig na may mababang temperatura na hangin. Karaniwan, ang hangin ay ginagamit na inalis mula sa air intake gamit ang isang gabay na naghihiwalay sa boundary layer, pati na rin ang hangin na nakuha mula sa atmospera gamit ang mga karagdagang intake na matatagpuan sa ibabaw ng engine nacelle. Sa dalawang-circuit na makina, ang hangin mula sa panlabas (malamig) na circuit ay ginagamit din para sa paglamig.
Kaya, ang antas ng thermal barrier para sa supersonic na sasakyang panghimpapawid ay tinutukoy ng panlabas na aerodynamic heating. Ang intensity ng pag-init ng ibabaw na dumaloy sa paligid ng daloy ng hangin ay depende sa bilis ng paglipad. Sa mababang bilis, ang pag-init na ito ay hindi gaanong mahalaga na ang pagtaas ng temperatura ay maaaring balewalain. Sa mataas na bilis, ang daloy ng hangin ay may mataas na kinetic energy, at samakatuwid ang pagtaas ng temperatura ay maaaring maging makabuluhan. Nalalapat din ito sa temperatura sa loob ng sasakyang panghimpapawid, dahil ang mataas na bilis ng daloy, stagnant sa air intake at naka-compress sa engine compressor, ay nagiging napakataas na hindi nito kayang alisin ang init mula sa mainit na bahagi ng makina.
Ang pagtaas sa temperatura ng balat ng sasakyang panghimpapawid bilang resulta ng aerodynamic heating ay sanhi ng lagkit ng hangin na dumadaloy sa paligid ng sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang compression nito sa mga frontal surface. Dahil sa pagkawala ng bilis ng mga particle ng hangin sa boundary layer bilang resulta ng viscous friction, ang temperatura ng buong streamline na ibabaw ng sasakyang panghimpapawid ay tumataas. Bilang resulta ng air compression, ang temperatura ay tumataas, gayunpaman, sa lokal lamang (pangunahin ang ilong ng fuselage, ang windshield ng sabungan, at lalo na ang mga nangungunang gilid ng pakpak at balahibo), ngunit mas madalas na umabot sa mga halaga na hindi ligtas para sa istraktura. Sa kasong ito, sa ilang mga lugar mayroong halos direktang banggaan ng daloy ng hangin sa ibabaw at buong dinamikong pagpepreno. Alinsunod sa prinsipyo ng konserbasyon ng enerhiya, ang lahat ng kinetic energy ng daloy ay na-convert sa init at presyon ng enerhiya. Ang kaukulang pagtaas ng temperatura ay direktang proporsyonal sa parisukat ng bilis ng daloy bago magpreno (o, nang walang hangin, sa parisukat ng bilis ng sasakyang panghimpapawid) at inversely proporsyonal sa taas ng paglipad.
Sa teorya, kung ang daloy sa paligid ay matatag, ang panahon ay kalmado at walang ulap, at walang init na paglipat sa pamamagitan ng radiation, kung gayon ang init ay hindi tumagos sa istraktura, at ang temperatura ng balat ay malapit sa tinatawag na adiabatic na temperatura ng pagwawalang-kilos. Ang pagdepende nito sa numero ng Mach (bilis at taas ng paglipad) ay ibinibigay sa Talahanayan. apat.
Sa ilalim ng aktwal na mga kondisyon, ang pagtaas sa temperatura ng balat ng sasakyang panghimpapawid mula sa aerodynamic na pag-init, ibig sabihin, ang pagkakaiba sa pagitan ng temperatura ng pagwawalang-kilos at temperatura ng kapaligiran, ay lumalabas na medyo mas maliit dahil sa pagpapalitan ng init sa kapaligiran (sa pamamagitan ng radiation), kalapit na mga elemento ng istruktura, atbp. Bilang karagdagan, ang kumpletong pagbabawas ng bilis ng daloy ay nangyayari lamang sa tinatawag na mga kritikal na punto na matatagpuan sa mga nakausli na bahagi ng sasakyang panghimpapawid, at ang pag-agos ng init sa balat ay nakasalalay din sa likas na katangian ng hangganan na layer ng hangin. (ito ay mas matindi para sa isang magulong boundary layer). Ang isang makabuluhang pagbaba sa temperatura ay nangyayari din kapag lumilipad sa mga ulap, lalo na kapag naglalaman ang mga ito ng mga patak ng supercooled na tubig at mga kristal ng yelo. Para sa naturang mga kondisyon ng paglipad, ipinapalagay na ang pagbaba sa temperatura ng balat sa kritikal na punto kumpara sa teoretikal na temperatura ng pagwawalang-kilos ay maaaring umabot ng kahit na 20-40%.
Talahanayan 4. Pagdepende sa temperatura ng balat sa numero ng Mach
Gayunpaman, ang pangkalahatang pag-init ng sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa supersonic na bilis (lalo na sa mababang altitude) ay minsan napakataas na ang pagtaas sa temperatura ng mga indibidwal na elemento ng airframe at kagamitan ay humahantong sa kanilang pagkasira, o, hindi bababa sa, sa kailangang baguhin ang flight mode. Halimbawa, sa panahon ng pag-aaral ng XB-70A na sasakyang panghimpapawid sa mga flight sa taas na higit sa 21,000 m sa bilis na M = 3, ang temperatura ng mga nangungunang gilid ng air intake at ang nangungunang mga gilid ng pakpak ay 580-605 K , at ang natitirang bahagi ng balat ay 470-500 K. Mga kahihinatnan ng pagtaas ng temperatura ng mga elemento ng istruktura ng sasakyang panghimpapawid Ang ganitong mataas na halaga ay maaaring ganap na matantya kung isasaalang-alang natin ang katotohanan na nasa temperatura na ng halos 370 K, organikong salamin, na malawakang ginagamit para sa mga glazing cabin, lumalambot, kumukulo ng gasolina, at nawawalan ng lakas ang ordinaryong pandikit. Sa 400 K, ang lakas ng duralumin ay makabuluhang nabawasan, sa 500 K, ang kemikal na agnas ng gumaganang likido sa hydraulic system at ang pagkasira ng mga seal ay nangyayari, sa 800 K, ang mga haluang metal ng titanium ay nawawala ang mga kinakailangang mekanikal na katangian, sa mga temperatura sa itaas 900 Natutunaw ang K, aluminyo at magnesiyo, at lumalambot ang bakal. Ang pagtaas ng temperatura ay humahantong din sa pagkasira ng mga coatings, kung saan ang anodizing at chromium plating ay maaaring gamitin hanggang 570 K, nickel plating hanggang 650 K, at silver plating hanggang 720 K.
Matapos ang paglitaw ng bagong balakid na ito sa pagtaas ng bilis ng paglipad, sinimulan ng pananaliksik na alisin o pagaanin ang mga kahihinatnan nito. Ang mga paraan upang maprotektahan ang sasakyang panghimpapawid mula sa mga epekto ng aerodynamic heating ay tinutukoy ng mga salik na pumipigil sa pagtaas ng temperatura. Bilang karagdagan sa taas ng paglipad at mga kondisyon ng atmospera, ang antas ng pag-init ng sasakyang panghimpapawid ay makabuluhang apektado ng:
ay ang koepisyent ng thermal conductivity ng sheathing material;
- ang laki ng ibabaw (lalo na ang frontal) ng sasakyang panghimpapawid; -oras ng paglipad.
Sinusunod nito na ang pinakasimpleng paraan upang bawasan ang pag-init ng istraktura ay ang pagtaas ng taas ng flight at limitahan ang tagal nito sa pinakamababa. Ang mga pamamaraang ito ay ginamit sa unang supersonic na sasakyang panghimpapawid (lalo na sa mga eksperimentong). Dahil sa medyo mataas na thermal conductivity at heat capacity ng mga materyales na ginagamit para sa paggawa ng heat-stressed structural elements ng sasakyang panghimpapawid, mula sa sandaling ang sasakyang panghimpapawid ay umabot sa mataas na bilis hanggang sa sandaling ang mga indibidwal na elemento ng istruktura ay pinainit sa temperatura ng disenyo ng kritikal na punto, karaniwang tumatagal ito ng mahabang panahon. malaking oras. Sa mga flight na tumatagal ng ilang minuto (kahit sa mababang altitude), hindi naaabot ang mapanirang temperatura. Ang paglipad sa matataas na lugar ay nagaganap sa ilalim ng mga kondisyon ng mababang temperatura (mga 250 K) at mababang density ng hangin. Bilang resulta, ang dami ng init na ibinibigay ng daloy sa mga ibabaw ng sasakyang panghimpapawid ay maliit, at ang pagpapalitan ng init ay tumatagal ng mas matagal, na lubos na nagpapagaan sa kalubhaan ng problema. Ang isang katulad na resulta ay nakuha sa pamamagitan ng paglilimita sa bilis ng sasakyang panghimpapawid sa mababang altitude. Halimbawa, sa panahon ng paglipad sa lupa sa bilis na 1600 km / h, ang lakas ng duralumin ay bumababa lamang ng 2%, at ang pagtaas ng bilis sa 2400 km / h ay humahantong sa pagbaba ng lakas nito ng hanggang sa 75% kumpara sa paunang halaga.
kanin. 1.14. Pamamahagi ng temperatura sa air duct at sa makina ng Concord aircraft sa panahon ng paglipad na may M = 2.2 (a) at ang temperatura ng balat ng XB-70A na sasakyang panghimpapawid sa panahon ng paglipad sa isang pare-parehong bilis na 3200 km/h (b).
Gayunpaman, ang pangangailangan upang matiyak ang ligtas na mga kondisyon sa pagpapatakbo sa buong hanay ng mga ginamit na bilis at taas ng paglipad ay nagpipilit sa mga taga-disenyo na maghanap ng naaangkop na mga teknikal na paraan. Dahil ang pag-init ng mga elemento ng istruktura ng sasakyang panghimpapawid ay nagdudulot ng pagbawas sa mga mekanikal na katangian ng mga materyales, ang paglitaw ng mga thermal stress sa istraktura, pati na rin ang pagkasira sa mga kondisyon ng pagtatrabaho ng mga tripulante at kagamitan, ang mga teknikal na paraan na ginagamit sa kasalukuyang pagsasanay ay maaaring hatiin. sa tatlong pangkat. Kasama sa mga ito ang paggamit ng 1) mga materyales na lumalaban sa init, 2) mga solusyon sa disenyo na nagbibigay ng kinakailangang thermal insulation at pinapayagang pagpapapangit ng mga bahagi, at 3) mga sistema ng paglamig para sa mga compartment ng sabungan at kagamitan.
Sa sasakyang panghimpapawid na may pinakamataas na bilis ng M = 2.0-1-2.2, ang mga aluminyo na haluang metal (duralumin) ay malawakang ginagamit, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng medyo mataas na lakas, mababang density at pagpapanatili ng mga katangian ng lakas na may bahagyang pagtaas sa temperatura. Ang mga durals ay kadalasang dinadagdagan ng bakal o titanium na mga haluang metal, kung saan ang mga bahagi ng airframe na sumasailalim sa pinakamalaking mekanikal o thermal load ay ginawa. Ang mga titan na haluang metal ay ginamit na sa unang kalahati ng 50s, sa una sa isang napakaliit na sukat (ngayon ang mga detalye mula sa kanila ay maaaring hanggang sa 30% ng bigat ng airframe). Sa pang-eksperimentong sasakyang panghimpapawid na may M ~ 3, kinakailangan na gumamit ng mga haluang metal na lumalaban sa init bilang pangunahing materyal sa istruktura. Ang ganitong mga bakal ay nagpapanatili ng magagandang mekanikal na katangian sa mataas na temperatura, na karaniwan para sa mga flight sa hypersonic na bilis, ngunit ang kanilang mga disadvantages ay mataas na gastos at mataas na density. Ang mga pagkukulang na ito sa isang tiyak na kahulugan ay nililimitahan ang pagbuo ng high-speed na sasakyang panghimpapawid, kaya ang iba pang mga materyales ay sinasaliksik din.
Noong 1970s, ang mga unang eksperimento ay ginawa sa paggamit ng beryllium sa paggawa ng sasakyang panghimpapawid, pati na rin ang mga composite na materyales batay sa boron o carbon fibers. Ang mga materyales na ito ay mayroon pa ring mataas na gastos, ngunit sa parehong oras sila ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang density, mataas na lakas at katigasan, pati na rin ang makabuluhang paglaban sa init. Ang mga halimbawa ng mga partikular na aplikasyon ng mga materyales na ito sa pagbuo ng airframe ay ibinibigay sa mga paglalarawan ng indibidwal na sasakyang panghimpapawid.
Ang isa pang kadahilanan na makabuluhang nakakaapekto sa pagganap ng isang pinainit na istraktura ng sasakyang panghimpapawid ay ang epekto ng tinatawag na mga thermal stress. Lumilitaw ang mga ito bilang isang resulta ng mga pagkakaiba sa temperatura sa pagitan ng panlabas at panloob na mga ibabaw ng mga elemento, at lalo na sa pagitan ng balat at mga panloob na elemento ng istruktura ng sasakyang panghimpapawid. Ang pag-init ng ibabaw ng airframe ay humahantong sa pagpapapangit ng mga elemento nito. Halimbawa, ang pag-warping ng balat ng pakpak ay maaaring mangyari sa paraang hahantong ito sa pagbabago sa mga katangian ng aerodynamic. Samakatuwid, maraming mga sasakyang panghimpapawid ay gumagamit ng brazed (minsan nakadikit) na multilayer na balat, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng mataas na tigas at mahusay na mga katangian ng insulating, o mga panloob na elemento ng istruktura na may naaangkop na mga joint ng pagpapalawak ay ginagamit (halimbawa, sa F-105 na sasakyang panghimpapawid, ang mga spar wall ay ginawa. ng corrugated sheet). Kilala rin ang mga eksperimento sa pagpapalamig ng pakpak gamit ang gasolina (halimbawa, sa X-15 na sasakyang panghimpapawid) na dumadaloy sa ilalim ng balat sa daan mula sa tangke patungo sa mga nozzle ng combustion chamber. Gayunpaman, sa mataas na temperatura, ang gasolina ay karaniwang sumasailalim sa coking, kaya ang mga naturang eksperimento ay maaaring ituring na hindi matagumpay.
Sa kasalukuyan, ang iba't ibang mga pamamaraan ay sinisiyasat, bukod sa kung saan ay ang paglalapat ng isang insulating layer ng mga refractory na materyales sa pamamagitan ng pag-spray ng plasma. Ang iba pang mga pamamaraan na itinuturing na promising ay hindi nakahanap ng aplikasyon. Sa iba pang mga bagay, iminungkahi na gumamit ng isang "proteksiyon na layer" na nilikha sa pamamagitan ng pag-ihip ng gas sa balat, "pagpapawis" na paglamig sa pamamagitan ng pagbibigay ng likido na may mataas na temperatura ng pagsingaw sa ibabaw sa pamamagitan ng porous na balat, pati na rin ang paglamig na nilikha ng pagkatunaw. at entraining bahagi ng balat (ablative materials).
Ang isang medyo tiyak at sa parehong oras napakahalagang gawain ay upang mapanatili ang naaangkop na temperatura sa sabungan at sa mga compartment ng kagamitan (lalo na ang electronic), pati na rin ang temperatura ng mga sistema ng gasolina at haydroliko. Sa kasalukuyan, ang problemang ito ay nalutas sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na pagganap ng air conditioning, mga sistema ng paglamig at pagpapalamig, epektibong thermal insulation, paggamit ng mga hydraulic fluid na may mataas na temperatura ng pagsingaw, atbp.
Ang mga problema na nauugnay sa thermal barrier ay dapat na matugunan nang komprehensibo. Ang anumang pag-unlad sa lugar na ito ay nagtutulak sa hadlang para sa ganitong uri ng sasakyang panghimpapawid patungo sa mas mataas na bilis ng paglipad, nang hindi ito ibinubukod. Gayunpaman, ang pagnanais para sa mas mataas na bilis ay humahantong sa paglikha ng mas kumplikadong mga istraktura at kagamitan na nangangailangan ng paggamit ng mas mahusay na mga materyales. Ito ay may kapansin-pansing epekto sa timbang, presyo ng pagbili, at ang halaga ng pagpapatakbo at pagpapanatili ng sasakyang panghimpapawid.
Mula sa mesa. Ang 2 sa mga sasakyang panghimpapawid na ito ay nagpapakita na sa karamihan ng mga kaso ang pinakamataas na bilis ng 2200-2600 km / h ay itinuturing na makatwiran. Sa ilang mga kaso lamang pinaniniwalaan na ang bilis ng sasakyang panghimpapawid ay dapat lumampas sa M ~ 3. Ang mga sasakyang panghimpapawid na may kakayahang bumuo ng mga naturang bilis ay kinabibilangan ng eksperimentong Kh-2, KhV-70A at T. 188 na makina, ang reconnaissance SR-71, at ang E -266 sasakyang panghimpapawid.
1* Ang pagpapalamig ay ang sapilitang paglipat ng init mula sa isang malamig na pinagmumulan patungo sa isang kapaligirang may mataas na temperatura na may artipisyal na pagsalungat sa natural na direksyon ng paggalaw ng init (mula sa isang mainit na katawan patungo sa isang malamig kapag naganap ang proseso ng paglamig). Ang pinakasimpleng refrigerator ay isang refrigerator sa bahay.
Aerodynamic na pag-init pag-init ng mga katawan na gumagalaw sa mataas na bilis sa hangin o iba pang gas. A. n. - ang resulta ng katotohanan na ang mga molekula ng hangin sa katawan ay nababawasan ng bilis malapit sa katawan. Kung ang paglipad ay ginawa sa supersonic na bilis ng mga kultura, ang pagpepreno ay nangyayari pangunahin sa shock wave (Tingnan ang shock wave) ,
nangyayari sa harap ng katawan. Ang karagdagang pagbabawas ng bilis ng mga molekula ng hangin ay nangyayari nang direkta sa pinakaibabaw ng katawan, sa
boundary layer (Tingnan ang boundary layer). Kapag ang mga molekula ng hangin ay bumababa, ang kanilang thermal energy ay tumataas, ibig sabihin, ang temperatura ng gas na malapit sa ibabaw ng gumagalaw na katawan ay tumataas, ang pinakamataas na temperatura kung saan ang gas ay maaaring magpainit sa paligid ng gumagalaw na katawan ay malapit sa tinatawag na . temperatura ng pagpepreno: T 0 = T n + v 2 /2c p ,
saan T n - temperatura ng papasok na hangin, v- bilis ng paglipad ng katawan cp ay ang tiyak na kapasidad ng init ng gas sa pare-parehong presyon. Kaya, halimbawa, kapag lumilipad ng isang supersonic na sasakyang panghimpapawid sa tatlong beses ang bilis ng tunog (mga 1 km/seg) ang temperatura ng pagwawalang-kilos ay humigit-kumulang 400°C, at kapag ang spacecraft ay pumasok sa atmospera ng Earth na may 1st cosmic velocity (8.1). km/s) ang temperatura ng pagwawalang-kilos ay umabot sa 8000 °C. Kung sa unang kaso, sa panahon ng isang sapat na mahabang paglipad, ang temperatura ng balat ng sasakyang panghimpapawid ay umabot sa mga halaga na malapit sa temperatura ng pagwawalang-kilos, kung gayon sa pangalawang kaso, ang ibabaw ng spacecraft ay hindi maiiwasang magsisimulang bumagsak dahil sa kawalan ng kakayahan ng mga materyales upang mapaglabanan ang gayong mataas na temperatura. Ang init ay inililipat mula sa mga rehiyon ng isang gas na may mataas na temperatura patungo sa isang gumagalaw na katawan, at nangyayari ang aerodynamic na pag-init. Mayroong dalawang anyo A. n. - convective at radiation. Ang convective heating ay bunga ng paglipat ng init mula sa panlabas, "mainit" na bahagi ng boundary layer hanggang sa ibabaw ng katawan. Sa dami, ang convective heat flux ay tinutukoy mula sa ratio q k = a(T e -T w), saan T e - equilibrium temperature (ang naglilimita sa temperatura kung saan ang ibabaw ng katawan ay maaaring magpainit kung walang pag-alis ng enerhiya), T w - aktwal na temperatura sa ibabaw, a- koepisyent ng convective heat transfer, depende sa bilis at altitude ng flight, ang hugis at sukat ng katawan, pati na rin ang iba pang mga kadahilanan. Ang temperatura ng ekwilibriyo ay malapit sa temperatura ng pagwawalang-kilos. Uri ng coefficient dependence a mula sa nakalistang mga parameter ay tinutukoy ng rehimen ng daloy sa layer ng hangganan (laminar o magulong). Sa kaso ng magulong daloy, ang convective heating ay nagiging mas matindi. Ito ay dahil sa ang katunayan na, bilang karagdagan sa molecular thermal conductivity, ang magulong velocity fluctuations sa boundary layer ay nagsisimulang maglaro ng isang makabuluhang papel sa paglipat ng enerhiya. Habang tumataas ang bilis ng paglipad, tumataas ang temperatura ng hangin sa likod ng shock wave at sa boundary layer, na nagreresulta sa dissociation at ionization.
mga molekula. Ang mga nagresultang atomo, ions at electron ay nagkakalat sa isang mas malamig na rehiyon - sa ibabaw ng katawan. May back reaction (recombination) ,
sumasama sa pagpapalabas ng init. Ito ay gumagawa ng karagdagang kontribusyon sa convective A. n. Sa pag-abot sa bilis ng paglipad na humigit-kumulang 5000 MS ang temperatura sa likod ng shock wave ay umabot sa mga halaga kung saan nagsisimula ang pag-radiate ng gas. Dahil sa nagliliwanag na paglipat ng enerhiya mula sa mga lugar na may mataas na temperatura sa ibabaw ng katawan, nangyayari ang radiative heating. Sa kasong ito, ang radiation sa nakikita at ultraviolet na mga rehiyon ng spectrum ay gumaganap ng pinakamalaking papel. Kapag lumilipad sa kapaligiran ng Earth sa bilis na mas mababa sa unang bilis ng espasyo (8.1 km/s) radiative heating ay maliit kumpara sa convective heating. Sa pangalawang bilis ng espasyo (11.2 km/s)
ang kanilang mga halaga ay nagiging malapit, at sa bilis ng paglipad ng 13-15 km/s at mas mataas, na tumutugma sa pagbabalik sa Earth pagkatapos ng mga paglipad sa ibang mga planeta, ang pangunahing kontribusyon ay ginawa ng radiative heating.
Ang isang partikular na mahalagang papel ng A. n. gumaganap kapag bumalik ang spacecraft sa kapaligiran ng Earth (halimbawa, Vostok, Voskhod, Soyuz). Upang labanan ang A. n. Ang spacecraft ay nilagyan ng mga espesyal na sistema ng proteksyon ng thermal (tingnan ang Thermal protection). Lit.: Mga batayan ng paglipat ng init sa teknolohiya ng aviation at rocket, M., 1960; Dorrens W. Kh., Hypersonic na daloy ng malapot na gas, transl. mula sa English, M., 1966; Zeldovich Ya. B., Raiser Yu. P., Physics ng shock waves at high-temperature hydrodynamic phenomena, 2nd ed., M., 1966. N. A. Anfimov.
Malaki ensiklopedya ng sobyet. - M.: Soviet Encyclopedia. 1969-1978 .
Tingnan kung ano ang "Aerodynamic heating" sa iba pang mga diksyunaryo:
Pag-init ng mga katawan na gumagalaw sa mataas na bilis sa hangin o iba pang gas. A. n. ang resulta ng katotohanan na ang mga molekula ng hangin sa katawan ay nababawasan ng bilis malapit sa katawan. Kung ang paglipad ay ginawa gamit ang supersonic. bilis, ang pagpepreno ay nangyayari lalo na sa pagkabigla ... ... Pisikal na Encyclopedia
Pag-init ng isang katawan na gumagalaw sa mataas na bilis sa hangin (gas). Ang kapansin-pansing aerodynamic na pag-init ay sinusunod kapag ang katawan ay gumagalaw sa supersonic na bilis (halimbawa, kapag ang mga warhead ng intercontinental ballistic missiles) EdwART. ... ... Marine Dictionary
aerodynamic na pag-init- Pag-init ng ibabaw ng isang katawan na na-streamline ng gas, gumagalaw sa isang gaseous medium sa mataas na bilis sa pagkakaroon ng convective, at sa hypersonic na bilis at radiative heat exchange sa gaseous medium sa hangganan o shock layer. [GOST 26883… … Handbook ng Teknikal na Tagasalin
Isang pagtaas sa temperatura ng isang katawan na gumagalaw sa mataas na bilis sa hangin o iba pang gas. Ang aerodynamic heating ay ang resulta ng pagbabawas ng bilis ng mga molekula ng gas malapit sa ibabaw ng katawan. Kaya, kapag ang isang spacecraft ay pumasok sa kapaligiran ng Earth sa bilis na 7.9 km / s ... ... encyclopedic Dictionary
aerodynamic na pag-init- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (ore) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: engl. aerodynamic heating vok. aerodynamische Aufheizung, f rus. aerodynamic heating, m pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- isang pagtaas sa temperatura ng isang katawan na gumagalaw sa mataas na bilis sa hangin o iba pang gas. A. i. ang resulta ng pagbabawas ng bilis ng mga molekula ng gas malapit sa ibabaw ng katawan. Kaya, sa pasukan ng cosmic. apparatus sa kapaligiran ng Earth sa bilis na 7.9 km / s, ang rate ng hangin sa ibabaw pa ... Likas na agham. encyclopedic Dictionary
Aerodynamic na pag-init ng istraktura ng rocket- Pag-init ng ibabaw ng rocket sa panahon ng paggalaw nito sa mga siksik na layer ng atmospera sa mataas na bilis. A.n. - ang resulta ng katotohanan na ang mga molekula ng hangin sa isang rocket ay nababawasan ng bilis malapit sa katawan nito. Sa kasong ito, ang paglipat ng kinetic energy ay nangyayari ... ... Encyclopedia ng Strategic Missile Forces
Concorde Concorde sa paliparan ... Wikipedia
