Acerca de la energía térmica Idioma simple! Calor, gastado en calefacción por aire por ciclo desde el cual depende el calentamiento de aire

Cálculo preliminar de la superficie de calentamiento de la boquilla.

Q \u003d v en * (i in // - i in /) * τ \u003d 232231,443 * (2160-111.3) * 0.7 \u003d 333.04 * 10 6 kJ / ciclo.

La diferencia de temperatura de clase media por ciclo.

Velocidad de productos de combustión (humo) \u003d 2.1 m / s. Luego la velocidad del aire en condiciones normales:

6,538 m / s

Promedio durante un período de temperatura del aire y humo.

935 o S.

680 O C.

La temperatura media de la boquilla en los períodos de humo y aire.

El promedio para la temperatura del ciclo de la boquilla del vértice.

La temperatura promedio de la boquilla en el período de humo y aire:

Promedio para la temperatura del ciclo Niza Boquilla

Determinamos el valor de los coeficientes de transferencia de calor para la parte superior e inferior de la boquilla. Para la boquilla del tipo aceptado a un valor de 2240. 18000 La magnitud de la convección de transferencia de calor se determina a partir de la expresión nu \u003d 0.0346 * re 0.8

La velocidad real del humo está determinada por la fórmula W D \u003d W a * (1 + βT D). La velocidad real del aire a la temperatura t b y la presión del aire p b \u003d 0,355 mn / m 2 (absoluto) está determinada por la fórmula

Donde 0,1013-mn / m 2 es la presión en condiciones normales.

El valor de la viscosidad cinemática ν y el coeficiente de conductividad térmica λ para productos de combustión se eligen de acuerdo con las tablas. En este caso, tomamos en cuenta que el valor de λ es muy poco depende de la presión, y a una presión de 0.355 mn / m 2, los valores λ se pueden usar a una presión de 0.1013 mn / m 2. La viscosidad cinemática de los gases es inversamente proporcional a la presión, el valor de ν a una presión de 0.1013 mn / m 2 divide en la actitud.

Longitud efectiva del haz para la boquilla de bloque

\u003d 0.0284 M.

Para esta boquilla M 2 / M 3; ν \u003d 0.7 m 3 / m 3; m 2 / m 2.

Los cálculos se reducen a la Tabla 3.1.

Tabla 3.1 - Definición de coeficientes de transferencia de calor para topping y boquillas Niza.

Nombre, valor y unidades de dimensiones.	Fórmula estimada	Estimacion	Cálculo refinado
cima	fondo	cima	Fondo
humo	aire	humo	aire	aire	aire
Promedio para la temperatura del aire y el humo 0 con	Según el texto	1277,5		592,5		1026,7	355,56
El coeficiente de conductividad térmica de la combustión y los productos aéreos L \u200b\u200b10 2 W / (MGRAD)	Según el texto	13,405	8,101	7,444	5,15	8,18	5,19
Viscosidad cinemática de combustión y productos aéreos G 10 6 m 2 / s	solicitud	236,5	52,6	92,079	18,12	53,19	18,28
Definiendo el diámetro del canal D, M		0,031	0,031	0,031	0,031	0,031	0,031
Velocidad real de humo y aire W M / S	Según el texto	11,927	8,768	6,65	4,257	8,712	4,213
Re.
Nu	Según el texto	12,425	32,334	16,576	42,549	31,88	41,91
COEFICIENTE DE LA TRANSFERENCIA DE TRANSFERENCIA A A A TOW W / M 2 * Capucha		53,73	84,5	39,804	70,69	84,15	70,226
		0,027	-	0,045	-	-	-
		1,005	-	1,055	-	-	-
El coeficiente de calor radiante transfiere un pw / m 2 * grad.		13,56	-	5,042	-	-	-
A w / m 2 * granizo		67,29	84,5	44,846	70,69	84,15	70,226

La capacidad de calor y la conductividad térmica El coeficiente L Boquillas se calculan mediante fórmulas:

C, KJ / (kg * heno) L, W / (MGRAD)

Dynas 0,875 + 38.5 * 10 -5 * t 1.58 + 38.4 * 10 -5 t

Shamot 0,869 + 41.9 * 10 -5 * t 1.04 + 15.1 * 10 -5 t

El halcón de ladrillo equivalente está determinado por la fórmula.

Mm.

Tabla 3.2 - Los valores físicos del material y el coeficiente de acumulación de calor para la mitad superior y inferior de la boquilla regenerativa

Nombre de los tamaños	Fórmula estimada	Estimacion	Cálculo refinado
		cima	fondo	cima	Fondo
Dynas	Shamot.	Dynas	Shamot.
Temperatura media, 0 s	Según el texto	1143,75	471,25	1152,1	474,03
Densidad volumétrica, r kg / m 3	Según el texto
Coeficiente de conductividad térmica L W / (MGRAD)	Según el texto	2,019	1,111	2,022	1,111
Capacidad de calor C, KJ / (kg * granizo)	Según el texto	1,315	1,066	1,318	1,067
El coeficiente de temperatura A, M 2 / hora		0,0027	0,0018	0,0027	0,0018
F 0 S.		21,704	14,59	21,68	14,58
Coeficiente de acumulación de calor H para		0,942	0,916	0,942	0,916

Como aparentemente de la tabla, el valor de H a\u003e, i.e.krpichi se usa en la actitud térmica hacia todo su espesor. Por consiguiente, el valor del coeficiente de la histéresis térmica es mayor, respectivamente, para la parte superior de la boquilla X \u003d 2.3, para el Niza X \u003d 5.1.

Luego, la fórmula calcula el coeficiente total de transferencia de calor:

para la parte superior de la boquilla

58,025 kJ / (m 2 ciclo * granizo)

para Niza Nada

60,454 KJ / (m 2 ciclo * granizo)

En promedio para la boquilla en general.

59,239 kj / (m 2 ciclo * granizo)

La superficie del calentamiento de la boquilla.

22093.13 m 2.

Volumen de boquilla

\u003d 579.87 m 3

Boquillas cuadradas de sección transversal horizontal

\u003d 9.866 m 2

Los estudios realizados a principios de 1940-190s permitieron desarrollar una serie de soluciones aerodinámicas y tecnológicas que garantizan una sobrecarga segura de la barrera de sonido para incluso las aeronaves en serie. Luego, parecía que la conquista de la barrera de sonido crea posibilidades ilimitadas para un mayor aumento en la velocidad de vuelo. Literalmente, durante algunos años, aproximadamente 30 tipos de aviones supersónicos estaban volando, de los cuales se lanzó un número significativo en la producción en masa.

La variedad de soluciones utilizadas llevó al hecho de que muchos problemas asociados con los vuelos sobre velocidades supersónicas grandes fueron estudiadas y resueltas de manera integral. Sin embargo, los nuevos problemas se reunieron, significativamente más complejos que la barrera de sonido. Son causados \u200b\u200bpor el diseño de calefacción. aeronave Al volar a alta velocidad en las densas capas de la atmósfera. Este nuevo obstáculo a la vez se llamaba la barrera térmica. A diferencia de un sonido, una barrera nueva no se puede caracterizar por una velocidad de sonido constante y similar, ya que depende de ambos parámetros de vuelo (velocidad y altura) y el diseño del planeador (soluciones estructurales y materiales utilizados) y desde el equipo de aeronaves (aire). Acondicionamiento, sistema de enfriamiento, etc. P.). Por lo tanto, el concepto de la "barrera térmica" incluye no solo el problema del calentamiento peligroso de la estructura, sino también temas como el intercambio de calor, las propiedades de resistencia de los materiales, los principios del diseño, el aire acondicionado, etc.

El calentamiento de la aeronave en vuelo ocurre principalmente por dos razones: desde la inhibición aerodinámica del flujo de aire y de la disipación de calor de la instalación del motor. Ambos fenómenos conforman el proceso de interacción entre el medio (aire, los gases de escape) y la aerodinámica cuerpo solido (aeronaves, motor). El segundo fenómeno es típicamente para todas las aeronaves, y se asocia con un aumento en la temperatura de los elementos de diseño del motor que están impulsando el calor del aire comprimido en el compresor, así como de los productos de combustión en la cámara y el tubo de escape. Al volar con altas velocidades, el calentamiento interno de la aeronave también ocurre desde el aire que está frenando en la aeronave frente al compresor. Al volar a bajas velocidades, el aire que pasa a través del motor tiene una temperatura relativamente baja, como resultado de la calefacción peligrosa de los elementos del diseño del planeador no se produce. A altas velocidades de vuelo, restringir el calentamiento del diseño del planeador desde los elementos del motor caliente, se proporciona el enfriamiento adicional con aire de baja temperatura. Se usa comúnmente por aire, asignado desde la entrada de aire utilizando una guía que separa la capa de límite, así como el aire, capturado desde la atmósfera utilizando tomas adicionales colocadas en la superficie de la góndola del motor. En los motores de enfriamiento de dos contorno, también se usa el aire de un circuito externo (frío).

Por lo tanto, el nivel de barrera térmica para la aeronave supersónica está determinada por el calentamiento aerodinámico externo. La intensidad del calentamiento de la superficie simplificada, el flujo de aire depende de la velocidad de vuelo. A bajas velocidades, este calentamiento es tan insignificante que el aumento de la temperatura no se puede tener en cuenta. A alta velocidad, el flujo de aire tiene una alta energía cinética, y por lo tanto, el aumento de la temperatura puede ser significativo. Lo concierne por igual y las temperaturas dentro de la aeronave, ya que el flujo de alta velocidad, inhibido en la ingesta de aire y se comprime en el compresor del motor, adquiere una temperatura tan alta, que no puede distinguir el calor de las partes calientes del motor.

El aumento en la temperatura del plano de la aeronave como resultado de la calefacción aerodinámica es causada por la viscosidad del aire que fluye alrededor de la aeronave, así como su compresión en las superficies delanteras. Debido a la pérdida de velocidad por partículas de aire en la capa límite como resultado de la fricción viscosa, se produce la temperatura de toda la superficie optimizada de la aeronave. Como resultado de la compresión del aire, la temperatura crece, aunque solo localmente (esto es principalmente susceptible a la parte nasal del fuselaje, el parabrisas de la cabina de la tripulación, y especialmente los bordes frontales del ala y el plumaje), pero a menudo llega Los valores, inseguros para el diseño. En este caso, en algunos lugares hay un impacto casi directo del flujo de aire con la superficie y el frenado dinámico completo. De acuerdo con el principio de conservación de la energía, toda la energía cinética del flujo se transforma en energía térmica y de presión. El aumento apropiado de la temperatura es directamente proporcional al cuadrado del caudal antes de frenar (o, sin el devanado del viento, el cuadrado de la velocidad de la aeronave) e inversamente proporcional a la altura del vuelo.

Teóricamente, si se ha establecido el flujo, el clima es suave y sin nubes y no transfiere calor a través de la radiación, no penetra en el calor, y la temperatura de la piel está cerca de la llamada temperatura de frenado adiabático. Su dependencia del número de Mach (velocidad y altura del vuelo) se da en la tabla. cuatro.

En condiciones reales, un aumento en la temperatura del plano de la aeronave desde el calentamiento aerodinámico, es decir, la diferencia entre la temperatura del frenado y la temperatura del entorno, resulta ligeramente menor debido al intercambio de calor con el medio (por radiación), elementos de diseño adyacentes, etc. Además, el frenado total del flujo ocurre solo en los llamados puntos críticos ubicados en las partes que sobresalen de la aeronave, y la entrada de calor al borde depende de la naturaleza de la Capa de aire del aire (es más intenso para la capa de límite turbulenta). También se está produciendo una disminución significativa de la temperatura durante los vuelos a través de las nubes, especialmente cuando contienen gotas de agua superenfriadas y cristalina de hielo. Para tales condiciones de vuelo, se supone que la disminución en el punto de fusión en un punto crítico en comparación con la temperatura teórica del frenado puede lograr incluso un 20-40%.

Tabla 4. Dependencia de la temperatura de la máquina.

Sin embargo, el calentamiento general de la aeronave en vuelo con velocidades supersónicas (especialmente a baja altura) a veces es tan alta que el aumento en la temperatura de los elementos individuales del planeador y el equipo conduce a su destrucción, o al menos, a la Necesito cambiar el modo de vuelo. Por ejemplo, cuando los estudios de la aeronave X-70A en vuelos en las alturas de más de 21, Ltd. M a velocidad M \u003d 3, la temperatura de los bordes de entrada de la entrada de aire y los bordes frontales del ala fue 580 -605 K, y el resto de la costura 470-500 K.-Compresas de la temperatura de los elementos de diseño de la aeronave hasta que valores tan grandes, es posible apreciar plenamente el hecho de que el vidrio orgánico se ablanda a temperaturas, el vidrio orgánico. Se suaviza, el combustible consumido por acristalamiento, y el pegamento habitual pierde fuerza. A las 400, la fuerza de la duraluminina se reduce significativamente, con una descomposición química del fluido de trabajo en el sistema hidráulico y se produce la destrucción de los sellos, a 800 k pierde las aleaciones de titanio de las propiedades mecánicas necesarias, a temperaturas superiores al aluminio derretido de 900 k y El magnesio, y el acero se suavizó. El aumento de la temperatura también conduce a la destrucción de los recubrimientos, de los cuales la anodización y el cromento se pueden usar a 570 K, nickel-to-650 k, y plata a 720 K.

Después de la aparición de este nuevo obstáculo para aumentar la velocidad de vuelo, los estudios comenzaron para eliminar o mitigar sus consecuencias. Las formas de proteger la aeronave a partir de los efectos del calentamiento aerodinámico se determinan por factores que previenen el crecimiento de la temperatura. Además de la altura de los vuelos y las condiciones atmosféricas, existe un impacto significativo en el grado de calentamiento de la aeronave:

- Coeficiente de conductividad térmica del material del borde;

- la magnitud de la aeronave de la superficie (especialmente la frontal); -tiempo de vuelo.

De ello se deduce que las formas más simples de reducir el calentamiento de la estructura son un aumento en la altura de vuelo y una restricción a un mínimo de su duración. Estos métodos se utilizaron en la primera aeronave supersónica (especialmente en experimental). Debido a la conductividad térmica bastante alta y la capacidad de calor de los materiales utilizados para la fabricación de elementos plantados por calor del diseño de la aeronave, desde el momento de alcanzar una aeronave de alta velocidad hasta el calentamiento de elementos estructurales individuales hasta el punto calculado del punto crítico suele ser bastante grande. En vuelos que continúan durante unos minutos (incluso en altitudes pequeñas), las temperaturas destructivas no se alcanzan. El vuelo a grandes altitudes ocurre en bajas temperaturas (aproximadamente 250 k) y baja densidad de aire. Como resultado, la cantidad de calor otorgada por el flujo de las superficies de la aeronave es pequeño, y la transferencia de calor aumenta más tiempo, lo que mitiga significativamente la nitidez del problema. Un resultado similar proporciona limitación de la velocidad de la aeronave a alturas bajas. Por ejemplo, durante un vuelo sobre el suelo a una velocidad de 1600 km / h, la resistencia al Duralumin se reduce solo en un 2%, y un aumento en la velocidad de hasta 2400 km / h conduce a una disminución en su resistencia hasta en un 75% en Comparación con el valor inicial.

Higo. 1.14. La distribución de la temperatura en el canal de aire y en el motor de la aeronave de Concord en vuelo con M \u003d 2.2 (a) y la temperatura del plano OH-70A que cubre durante el vuelo con una velocidad constante de 3200 km / h (b).

Sin embargo, la necesidad de garantizar condiciones de operación seguras en toda la gama de velocidades utilizadas y las alturas del vuelo fueran a los diseñadores a buscar medios técnicos apropiados. Dado que el calentamiento de los elementos del diseño de la aeronave causa una disminución en las propiedades mecánicas de los materiales, la aparición de tensiones térmicas del diseño, así como el deterioro de las condiciones para la tripulación y el equipo, estos medios técnicos utilizados en la práctica existente pueden ser dividido en tres grupos. En consecuencia, incluyen el uso de 1) materiales resistentes al calor, 2) soluciones constructivas que proporcionan el aislamiento térmico necesario y la deformación permisible de las piezas, así como 3) sistemas de enfriamiento de la cabina de la tripulación y los compartimentos de equipos.

En los aviones con una velocidad máxima M \u003d 2.0-1-2.2, las aleaciones de aluminio (dural) se utilizan ampliamente, que se caracterizan por resistencia relativamente alta, baja densidad y preservación de propiedades de resistencia con un ligero aumento de la temperatura. Duralmente se complementa generalmente por aleaciones de acero o titanio, desde donde las partes del planeador se realizan expuestas a las mayores cargas mecánicas o térmicas. Las aleaciones de Titán encontraron una aplicación ya en la primera mitad de los años 50 primero en una escala muy pequeña (ahora las partes de ellas pueden ser de hasta el 30% de la masa del planeador). En avión experimental con m ~ 3, se hace necesario utilizar aleaciones de acero resistente al calor como material de construcción principal. Dicha acero retiene buenas propiedades mecánicas a altas temperaturas características de los vuelos con velocidades hipersónicas, pero sus desventajas son altos costos y una gran densidad. Estas deficiencias en cierto sentido limitan el desarrollo de aeronaves de alta velocidad, por lo tanto, la investigación se realiza y otros materiales.

En los años 70, los primeros experimentos se llevaron a cabo en la construcción de aeronaves de berilio, así como materiales compuestos basados \u200b\u200ben boro o fibras de carbono. Estos materiales todavía tienen un alto costo, pero al mismo tiempo, la densidad pequeña, la alta resistencia y la rigidez, así como la resistencia al calor significativa son características de ellas. Ejemplos de aplicaciones específicas de estos materiales al construir un planeador se dan en las descripciones de las aeronaves individuales.

Otro factor que afecta significativamente el desempeño del diseño calentado de la aeronave es el efecto de las llamadas tensiones térmicas. Ocurren como resultado de las diferencias de temperatura entre las superficies externas y internas de los elementos, y especialmente entre los elementos de ajuste y internos del diseño de la aeronave. La calefacción del planeador de superficie conduce a la deformación de sus elementos. Por ejemplo, tal advertencia del ala está configurado, lo que conducirá a un cambio en las características aerodinámicas. Por lo tanto, el soldado (a veces pegado) se usa en muchos aviones, se usa un ajuste multicapa, que se caracteriza por una alta rigidez y buenas propiedades de aislamiento, o elementos de una estructura interna con compensadores apropiados (por ejemplo, en la aeronave F-105 , las paredes de SPAR están hechas de una hoja corrugada). También se conocen los experimentos de enfriamiento del ala con combustible (por ejemplo, la aeronave X-15) que fluye debajo del borde en el camino desde el tanque hasta las boquillas de la cámara de combustión. Sin embargo, a altas temperaturas, el combustible generalmente se une al coque, por lo que tales experimentos pueden considerarse sin éxito.

Ahora se están investigando los diversos métodos, entre los que se encuentra la aplicación de la capa aislante de los materiales refractarios por pulverización de plasma. Otros métodos considerados que los métodos prometedores no encontraron aplicaciones. Entre otras cosas, se propuso usar la "capa protectora", creada al soplar gas al borde, enfriándose por el "fusión" por medio de alimentarse a la superficie a través del Licuevo Poroso del fluido con una alta temperatura de evaporación, como así como enfriamiento creado por la fusión y el diputado de la parte del recorte (materiales ablativos).

Bastante específico y sin embargo, una tarea muy importante es mantener la temperatura adecuada en la cabina de la tripulación y en los compartimentos de equipos (especialmente electrónicos), así como las temperaturas de los sistemas de combustible y hidráulicos. Actualmente, este problema se resuelve utilizando sistemas de aire acondicionado, refrigeración y refrigeración de alto rendimiento, aislamiento térmico eficiente, el uso de fluidos de trabajo con alta temperatura de evaporación, etc.

Los problemas asociados con la barrera térmica deben resolverse de manera integral. Cualquier progreso en esta área mueve la barrera para este tipo de aeronaves hacia una mayor velocidad de vuelo, no excluyéndolo como tal. Sin embargo, el deseo de las velocidades aún mayores conduce a la creación de diseños y equipos aún más complejos que requieren el uso de mejores materiales. Esto se refleja notablemente en la misa, el costo de compra y el costo de la operación y el mantenimiento de la aeronave.

De los que se muestran en la tabla. 2 de estos aviones de combate se pueden ver que, en la mayoría de los casos, se consideró racional velocidad máxima 2200-2600 km / h. Solo en algunos casos cree que la velocidad de la aeronave debe exceder M ~ 3. a las aeronaves capaces de desarrollar tales velocidades incluyen máquinas experimentales X-2, HP-70A y T. 188, reconocimiento SR-71, así como un E-266 aeronave.

1* La refrigeración se llama transferencia de calor forzada desde una fuente de frío a un entorno de alta temperatura con contrarreste artificial la dirección natural de movimiento de calor (desde un cuerpo cálido hasta el frío, cuando se realiza el proceso de enfriamiento). El refrigerador más simple es un refrigerador doméstico.

Pasan a través de la atmósfera transparente, no la calentamiento, alcanzan la superficie de la Tierra, la calentan y el aire se calienta en el calentamiento posterior.

El grado de calentamiento de la superficie, y de ahí el aire, depende principalmente de la latitud del área.

Pero en cada punto específico, IT (T O) también se determinará por una serie de factores, entre los que se encuentran las principales:

A: altura sobre el nivel del mar;

B: superficie subyacente;

P: Distancia desde las costas de los océanos y los mares.

A - Dado que el calentamiento de aire proviene de la superficie de la Tierra, cuanto más pequeñas sean las alturas absolutas del terreno, mayor será la temperatura del aire (en una latitud). En las condiciones de vapor de agua de aire insaturada, hay un patrón: cuando se levanta por cada 100 metros de altura, la temperatura (T О) disminuye en 0,6 o C.

B - Características de la superficie cualitativa.

B 1 - Diferente en color y estructura de superficie de diferentes maneras absorben y refleja los rayos del sol. La máxima reflectividad es característica de la nieve y el hielo, mínimo para suelos y rocas pintadas oscuras.

Iluminación de la tierra por la luz solar en los días de solsticio y equinotio.

B 2: las superficies diferentes tienen diferentes capacidad de calor y transferencia de calor. Así que la masa del agua del Océano Mundial, ocupando 2/3 de la superficie de la Tierra, debido a la alta capacidad de calor, se calienta mucho lentamente y se enfría muy lentamente. Una secadora se calienta rápidamente y se enfría rápidamente para calentarse al mismo t aproximadamente 1 m 2 sushi y 1 m 2 de la superficie del agua, es necesario gastar diferentes cantidades de energía.

Desde la montaña, en lo profundo del continente, la cantidad de vapor de agua en el aire disminuye. La atmósfera más transparente, la luz del sol más pequeña se dispersa en ella, y todos los rayos del sol alcanzan la superficie de la tierra. En la presencia de gran número Vapor de agua en el aire, las gotas de agua se reflejan, disipan, absorben los rayos del sol y no todos ellos se alcanzan la superficie del planeta, la calefacción lo disminuye.

Las temperaturas del aire más altas se fijan en áreas. desiertos tropicales. En las áreas centrales del Sahara, casi 4 meses t acerca de aire en la sombra es de más de 40 o C. al mismo tiempo en el ecuador, donde el ángulo de caída del sol es el más grande, la temperatura no es más alta que +26 O C.

Por otro lado, la Tierra a medida que el cuerpo calentado emite energía en el espacio principalmente en el espectro infrarrojo de onda larga. Si la superficie de la Tierra se vea por la "manta" de las nubes, entonces no todos los rayos infrarrojos abandonan el planeta, ya que se retrasan, reflexionando a la superficie de la Tierra.

Con un cielo despejado, cuando hay pocos vapores de agua en la atmósfera, los rayos infrarrojos emitidos por el planeta libremente al espacio, mientras que la superficie de la Tierra se frolita, lo que se enfría y, por lo tanto, disminuye la temperatura del aire.

Literatura

1. Zubashchenko E.M. Geografía física regional. Climas de tierra: Manual educativo y metódico. Parte 1. / E.M. Zubashchenko, v.i. Shmykov, a.ya. Nemykin, n.v. POLYAKOVA. - Voronezh: VGPU, 2007. - 183 p.

Cuando el sol se calienta más fuerte, ¿cuándo cuesta arriba o cuando es más bajo?

El sol se calienta más fuerte cuando está arriba. Los rayos solares en este caso se encuentran en directo, o cerca del ángulo recto.

¿Qué tipos de rotación de la Tierra conoces?

La tierra gira alrededor de su eje y alrededor del sol.

¿Por qué en la Tierra ocurre un cambio de día y noche?

Cambio de día y noche - el resultado de la rotación axial de la tierra.

Determine cómo se distingue el ángulo de caer la luz solar el 22 de junio y el 22 de diciembre en los paralelos de 23.5 ° C. sh. y yu. sh.; en paralelos 66.5 ° C. sh. y yu. sh.

22 de junio un ángulo de la luz solar cayendo en paralelo 23.50 S.SH. 900, yu.sh. - 430. En paralelos 66.50 S.SH. - 470, 66.50 yu.sh. - ángulo deslizante.

22 de diciembre un ángulo de la luz solar cayendo en paralelo 23.50 S.SH. 430, yu.sh. - 900. En paralelos 66.50 S.SH. - Esquina deslizante, 66.50 yu.sh. - 470.

Piense por qué los meses más cálidos y fríos no son junio y diciembre, cuando los rayos del sol tienen los ángulos más grandes y más pequeños de caer en superficie del suelo.

El aire atmosférico se calienta de la superficie de la tierra. Por lo tanto, en junio, la superficie de la Tierra se calienta, y la temperatura alcanza el máximo en julio. También ocurre en invierno. En diciembre, la superficie del suelo está saliendo. En enero enfría el aire.

Determinar:

la temperatura diaria promedio en los indicadores de cuatro mediciones por día: -8 ° C, -4 ° C, + 3 ° C, + 1 ° C.

La temperatura diaria promedio es -20c.

medio temperatura anual Moscú usando datos de tabla.

La temperatura media anual es de 50c.

Determine la amplitud diaria de temperaturas para los indicadores de termómetros en la Figura 110, B.

La amplitud de las temperaturas en la figura en la década de 180.

Determinar cuánta amplitud anual de grados en Krasnoyarsk es más que en San Petersburgo si temperatura media Julio en Krasnoyarsk + 19 ° C, y enero - -17 ° C; En San Petersburgo + 18 ° C y -8 ° C, respectivamente.

La amplitud de las temperaturas en Krasnoyarsk 360s.

La amplitud de las temperaturas en San Petersburgo 260.

La amplitud de las temperaturas en Krasnoyarsk es más por 100 ° C.

Preguntas y tareas

1. ¿Cómo se calienta la atmósfera aérea?

Rayos solares que fluyen, la atmósfera casi no se calienta de ellos. La superficie de la Tierra se calienta, y la misma se convierte en la fuente de calor. Es de ella que calienta el aire atmosférico.

2. ¿Cómo disminuye los grados la temperatura en la troposfera al levantar por cada 100 m?

Al levantar, cada temperatura del aire del kilómetro disminuye por 6 0s. Entonces, por 0.60 por 100 m.

3. Calcule la temperatura del aire detrás del impulso de la aeronave, si la altura del vuelo es de 7 km, y la temperatura en la superficie de la Tierra + 200c.

La temperatura al levantar por 7 km se cae en 420. Por lo tanto, la temperatura termina de la aeronave será -220.

4. ¿Es posible en las montañas a una altitud de 2500 m para cumplir con el glaciar en el verano, si el movimiento de las montañas es de + 250ºC?

La temperatura a una altitud de 2500 m será de + 100 ° C. El glaciar a una altitud de 2500 m no se reunirá.

5. ¿Cómo y por qué cambia la temperatura del aire durante el día?

Por la tarde, los rayos del sol encienden la tierra y calientan, el aire se calienta. Por la noche, el flujo de energía solar se detiene, y la superficie con el aire se enfría gradualmente. El sol es el más alto de pie sobre el horizonte al mediodía. En este momento, se recibe la mayor energía solar. Sin embargo, la temperatura más alta se observa en 2-3 horas después del mediodía, ya que se requiere el tiempo para transmitir el calor de la superficie de la tierra a la troposfera. La temperatura más baja es antes del amanecer.

6. ¿En qué dependen la diferencia en el calentamiento de la superficie de la tierra del año?

Durante el año en el mismo territorio, los rayos del sol caen sobre la superficie de diferentes maneras. Cuando el ángulo de gotas de rayos es más tamborilete, la superficie obtiene más energía solar, la temperatura del aire aumenta y proviene del verano. Cuando los rayos del sol son más fuertes, la superficie se calienta débilmente. La temperatura del aire en este momento está cayendo, y llega el invierno. El mes más cálido en el hemisferio norte es julio, y el más frío es enero. En el hemisferio sur, por el contrario: el mes más frío del año es julio, y el más cálido es enero.

2005-08-16

En general, algunos casos pueden reducir significativamente los costos de capital y operativos, lo que proporciona calentamiento autónomo de locales con aire caliente basado en el uso de generadores de calor que operan en combustible de gas o líquido. En tales agregados, no se calienta el agua, pero el aire es fresco, reciclaje o mezclado. Este método es especialmente efectivo para proporcionar calentamiento autónomo de locales industriales, pabellones de exposiciones, talleres, garajes, estaciones. mantenimiento, millas de automoción, estudios de cine, almacenes, edificios públicos, gimnasios, supermercados, invernaderos, invernaderos, complejos de ganado, granjas de aves de corral, etc.

Beneficios calefacción aérea

Ventajas de la calefacción aérea frente al agua tradicional en habitaciones grandes en términos de habitaciones, listaremos solo el principal:

1. Eficiencia. El calor se lleva a cabo directamente en la habitación con calefacción y es prácticamente consumible para su propósito previsto. Gracias a la quema directa de combustible sin refrigerante intermedio, se logra una alta eficiencia térmica de todo el sistema de calefacción: 90-94% para calentadores de recuperación y casi 100% para sistemas de calefacción directa. El uso de termostatos programables proporciona la posibilidad de ahorros adicionales del 5 al 25% de la energía térmica debido a la función del "régimen de derecho", manteniendo automáticamente la temperatura en la habitación en poco tiempo a + 5-7 ° C.
2. La capacidad de "habilitar" la ventilación de la entrada. No es un secreto que hoy en día en la mayoría de las empresas, la ventilación de suministro no funciona correctamente, lo que empeora significativamente las condiciones de trabajo de las personas y afecta la productividad. Generadores de calor o sistemas de calefacción directa AIRE TERMENTARIO A ΔT a 90 ° C: esto es suficiente para "forzar" la ventilación de suministro incluso en condiciones Extremo norte. Por lo tanto, la calefacción aérea implica no solo la eficiencia económica, sino también la mejora. entorno ambiental y condiciones de trabajo.
3. Pequeña inercia. Las unidades de sistemas de calefacción de aire en cuestión de minutos van al modo de trabajo, y a expensas de la rotación de aire alta, la habitación está completamente calentada en solo unas pocas horas. Esto hace posible maniobrar de forma rápida y flexible al cambiar las necesidades de calor.
4. La ausencia de un refrigerante intermedio hace posible abandonar la construcción y el contenido ineficaz para las amplias premisas del sistema de calefacción de agua, la caldera, la red eléctrica de calefacción y el tratamiento de agua. Se excluyen las pérdidas en la calefacción y su reparación, lo que permite reducir drásticamente los costos operativos. En invierno, no hay riesgo de descongelar los calorificados y el sistema de calefacción en caso de una desconexión continua del sistema. El enfriamiento incluso a un "menos" profundo no conduce a la descongelación del sistema.
5. El alto grado de automatización le permite producir exactamente la cantidad de calor en el que hay una necesidad. En combinación con la alta confiabilidad de los equipos de gas, esto mejora significativamente la seguridad del sistema de calefacción, y por su funcionamiento es bastante mínimo del personal de servicio.
6. Pequeños costos. El método de calentar las instalaciones grandes con la ayuda de los generadores de calor es uno de los más baratos y aplicados rápidamente. Los costos de capital de la construcción o la reconstrucción del sistema aéreo suelen ser significativamente más bajos que el costo de la organización del agua o la calefacción radiante. El período de recuperación de los gastos de capital generalmente no excede una o dos temporadas de calefacción.

Dependiendo de las tareas que se resuelvan, los calentadores de varios tipos se pueden usar en calentadores de aire. En este artículo, solo consideraremos agregados trabajando sin el uso de un calentador de aire de recuperación de refrigerante intermedio (con un intercambiador de calor y el grifo de productos de combustión) y el sistema de calefacción directo (calentadores de aire que mezclan gas).

Calentadores de aire de recuperación

En los agregados de este tipo, el combustible mezclado con la cantidad necesaria de aire se suministra al quemador en la cámara de combustión. Los productos de combustión resultantes pasan a través de un intercambiador de calor de dos o tres vías. El calor obtenido durante la combustión del combustible se transmite al aire caliente a través de las paredes del intercambiador de calor, y los gases de combustión a través de la chimenea se asignan al exterior (Fig. 1), por eso se llaman los generadores de calor. de "calefacción indirecta".

Los calentadores de aire de recuperación se pueden usar no solo directamente para calefacción, sino también en el sistema de ventilación de suministro, así como para el calentamiento del aire. Potencia térmica nominal de tales sistemas de 3 kW a 2 MW. El suministro de aire calentado en la habitación se realiza a través de un ventilador de inyección incorporado o remoto, lo que hace posible usar los agregados para el calentamiento directo de aire con la emisión de ella a través de las rejillas de lolome y con conductos de aire.

Lavado la cámara de combustión y el intercambiador de calor, el aire se calienta y se dirige directamente a la habitación con calefacción a través de las celosías de distribución de aire de loleos ubicadas en la parte superior, o se distribuye a través del sistema de conductos de aire. En la parte delantera del generador de calor hay un quemador de bloque automatizado (Fig. 2).

Los intercambiadores de calor de los calentadores de aire modernos generalmente están hechos de acero inoxidable (FireBox, de acero resistente al calor) y sirven de 5 a 25 años, después de lo cual se pueden reparar o reemplazar. La eficiencia de los modelos modernos alcanza el 90-96%. La principal ventaja de los calentadores de aire regenerativos es su versatilidad.

Pueden trabajar en gas natural o licuado, combustible diesel, aceite, aceite de combustible o aceite gastado, vale la pena cambiar el quemador. Existe la posibilidad de trabajar con aire fresco, con un modo de recirculación interno y completo. Dicho sistema permite algunas libaciones, por ejemplo, cambiando el flujo de aire caliente, "sobre la marcha" para redistribuir el flujo de aire caliente a diferentes ramas de conductos de aire utilizando válvulas especiales.

En verano, los calentadores de aire de recuperación pueden operar en modo de ventilación. Las unidades se montan tanto en posición vertical como horizontal, en el piso, pared o incrustadas en un medidor de ventilación en sección como una sección de calentador.

Los calentadores de aire recuperativos se pueden usar incluso para calentar las instalaciones de una alta categoría de confort, si la unidad en sí se deposita más allá de la ubicación del área de servicio directo.

Desventajas básicas:

1. Un intercambiador de calor grande y complejo aumenta el costo y el peso del sistema, en comparación con la mezcla de calentadores de aire;
2. Necesitamos un grifo de chimenea y condensado.

Sistemas de calefacción de aire directo.

Las tecnologías modernas permitieron alcanzar tal pureza de la quema de gas natural, que parecía la posibilidad de no quitar los productos de combustión "en la tubería", pero usarlos para calentar directamente de aire en los sistemas de ventilación de suministro. El gas viene a la quema, se quema completamente en la corriente de aire caliente y, mezclándose con él, lo da todo cálido.

Este principio se implementó en una serie de diseños similares del quemador de rampas en los Estados Unidos, Inglaterra, Francia y Rusia y se utilizaron con éxito desde los años 60 del siglo XX en muchas empresas de Rusia y en el extranjero. Basado en el principio de la combustión de ultrapure de gas natural directamente en la corriente de calentadores de aire de mezcla de gas acalorados del tipo STV (Starveine - "Star Wind") se realizan con una potencia térmica nominal de 150 kW a 21 MW.

La tecnología de la organización de combustión en sí, así como el alto grado de dilución de productos de combustión, le permite obtener aire caliente limpio en instalaciones de acuerdo con todas las normas actuales, prácticamente impurezas inconsistentes (no más del 30% del MPC). Los calentadores de aire STV (Fig. 3) consisten en un bloque de quemador modular ubicado dentro de la carcasa (sección de conducto), línea de gas Dungs (Alemania) y sistemas de automatización.

El caso generalmente está equipado con Hermeodore para la comodidad del servicio. El bloque de quemador, dependiendo de la potencia térmica requerida, está compuesta por el número requerido de secciones de quemadores de diferentes configuraciones. La automatización del calentador proporciona un inicio automático suave de un ciclograma, monitoreando los parámetros de la operación segura y la posibilidad de un control suave de la potencia térmica (1: 4), lo que le permite mantener automáticamente la temperatura del aire necesaria en la sala con calefacción.

El uso de calentadores de aire mezclando gas.

El propósito principal es el calentamiento directo de aire de suministro fresco suministrado a instalaciones de producción para compensar la ventilación y la mejora del escape, por lo tanto, las condiciones de trabajo de las personas.

Para las instalaciones con un gran intercambio de aire múltiple, la conveniencia de combinar el sistema de ventilación de suministro y sistema de calefacción, a este respecto, no hay competidores en la proporción de precio / calidad en la proporción de calefacción directa. Los calentadores de aire de mezcla de gas están diseñados para:

• calefacción por aire autónomo de locales para varios propósitos con un gran intercambio de aire (K 򖅁, 5);
• calefacción de aire en cortinas de aire-térmicas de un tipo de cierre, posiblemente combinado con sistemas de calefacción y ventilación de suministro;
• precalentamiento de sistemas de motores de automóviles en estacionamiento sin calefacción;
• calefacción y descongelación de vagones, tanques, automóviles, materiales a granel, productos de calefacción y secado antes de pintar u otros tipos de procesamiento;
• calefacción directa aire atmosférico o agente de secado en varias instalaciones de calentamiento y secado tecnológico, como el grano de secado, la hierba, el papel, la materia textil, la madera; Aplicaciones en cámaras para colorear y secar después de la pintura, etc.

Alojamiento

Los calentadores de mezcla se pueden integrar en los canales de aire de los sistemas de ventilación de suministro y las cortinas térmicas, en los conductos de aire de las plantas de secado, tanto los sitios horizontales como verticales. Se puede montar en el suelo o plataforma, debajo del techo o en la pared. Colocado, preguntó, en las cámaras de suministro y ventilación, pero es posible instalarlas y directamente en la habitación con calefacción (de acuerdo con la categoría).

Para equipamiento adicional Los elementos correspondientes pueden servir a las habitaciones de las categorías A y B. El reciclaje de aire interno a través de calentadores de aire de mezcla es indeseable: es posible una disminución significativa en el nivel de oxígeno en la habitación.

Fortalezas Sistemas de calefacción directa

Fácil y confiable, bajo costo y eficiencia, la posibilidad de calentar a altas temperaturas, un alto grado de automatización, regulación suave, no necesita un dispositivo de chimenea. La calefacción directa es el método más económico: la eficiencia del sistema es del 99.96%. El nivel de gastos de capital específicos en el sistema de calefacción basado en la instalación de calentamiento directo combinado con la ventilación de suministro es la más baja en el mayor grado de automatización.

Todos los tipos de calentadores de aire están equipados con un sistema de automatización de seguridad y control que proporciona un inicio suave, manteniendo el modo de calefacción y el apagado en caso de situaciones de emergencia. Con el fin de ahorrar energía, es posible equipar los calentadores de aire de automatización de ajuste, teniendo en cuenta el exterior y el control de las temperaturas internas, las funciones de los modos de programación de calefacción diarios y semanales.

También es posible habilitar los parámetros del sistema de calefacción que consiste en muchas unidades de calefacción, al sistema de gestión centralizada y envío. En este caso, el operador del despachador tendrá información operativa sobre la operación y el estado de las unidades de calefacción, se mostrará visualmente en el monitor de la computadora y también administrará su modo de operación directamente desde el centro de control remoto.

Generadores de calor móviles y pistolas térmicas.

Diseñado para uso temporal, en sitios de construcción, para calentar en períodos de temporada baja, calefacción tecnológica. Los generadores de calor móviles y las pistolas térmicas trabajan en propano (gas balón licuado), combustible diesel o queroseno. Puede haber calefacción directa y con una descarga de productos de combustión.

Tipos de sistemas autónomos de calefacción de aire.

Para el suministro de calor autónomo de varias instalaciones, se utilizan varios tipos de sistemas de calefacción de aire, con distribución centralizada de calor y descentralizado; Sistemas que operan completamente en la afluencia. aire frescoo con recirculación completa / parcial del aire interno.

En sistemas de calefacción de aire descentralizados, calefacción y circulación de aire en interiores se realizan mediante generadores de calor autónomos ubicados en varias secciones o áreas de trabajo, en el piso, pared y debajo del techo. El aire de los calentadores se suministra directamente al área de trabajo de la habitación. A veces, para una mejor distribución de los flujos térmicos, los generadores de calor están equipados con sistemas de conductos de aire pequeños (locales).

Para agregados en esta versión, la potencia mínima del motor eléctrico del ventilador se caracteriza, por lo que los sistemas descentralizados son más económicos en términos de consumo de electricidad. También es posible usar cortinas de aire-térmicas como parte del sistema de calefacción de aire o ventilación de suministro.

La posibilidad de regulación local y el uso de generadores de calor según sea necesario, en zonas, en diferentes momentos, es posible reducir significativamente los costos de combustible. Sin embargo, los costos de capital para la implementación de este método son algo más altos. En sistemas con distribución centralizada de calor, se utilizan agregados de calefacción por aire; Producimos aire cálido entra en las áreas de trabajo en el sistema de conductos de aire.

Las instalaciones, por regla general, están incrustadas en los verdaderos existentes, pero se les permite colocarlos directamente en la habitación con calefacción, en el piso o en el sitio.

Aplicación y alojamiento, selección de equipos.

Cada tipos de las unidades de calefacción anteriores tienen sus ventajas indiscutibles. Y no hay una receta listaizada, en la que uno es más conveniente, depende de muchos factores: los valores del intercambio de aire en la correlación con la pérdida térmica, la categoría de la habitación, la presencia de espacio libre para el equipo, desde Capacidades financieras. Intentaremos formar más. principios generales Calculando la selección de equipos.

1. Sistemas de calefacción para habitaciones con un pequeño intercambio de aire (realizando ≤򖅀, 5-1)

La potencia térmica total de los generadores de calor en este caso se toma casi igual a la cantidad de calor requerido para compensar la pérdida de calor de la sala, la ventilación es relativamente pequeña, por lo que es recomendable utilizar el sistema de calefacción basado en calor de calefacción indirecto Generadores con recirculación total o parcial de aire interior interior.

La ventilación en tales premisas puede ser natural o con un banco de aire acariciado para el reciclaje. En el segundo caso, el poder de los calentadores aumenta por un valor suficiente para calentar el aire fresco de suministro. Tal sistema de calefacción puede ser local, con generadores de calor exterior o de pared.

Si es imposible colocar la instalación en una habitación con calefacción o con la organización de servicios de varias salas, puede aplicar un sistema de tipo centralizado: generadores de calor para ubicar en la Ventkamera (Anexo, en el entresuelo, en la sala adyacente), y Calentar a través de los conductos de aire.

Durante las horas de trabajo, los generadores de calor pueden operar en modo de recirculación parcial, a lo largo de la forma en que el aire de aeronave mixto de calefacción, puede abrir algunos de ellos a desconectarse, y los restantes se traducen al modo de trabajo económico + 2-5 ° C con reciclaje completo.

2. Sistemas de calefacción para locales con alta multiplicidad de intercambio de aire, que se necesita constantemente en el suministro de grandes volúmenes de aire fresco de entrada (compartir aceite 򖅂)

En este caso, la cantidad de calor necesaria para calentar el aire de suministro puede ya varias veces más alto que el calor requerido para compensar la pérdida de calor. Aquí está el sistema de calefacción de aire más aconsejable y económicamente con el sistema de ventilación de suministro. El sistema de calefacción se puede basar en el calentamiento directo de aire, o sobre la base del uso de generadores de calor de recuperación realizados con un mayor grado de calentamiento.

La potencia térmica total de los calentadores debe ser igual a la suma de la necesidad térmica de calentamiento de la fuente de suministro y el calor requerido para compensar la pérdida de calor. En sistemas de calefacción directa, se calienta el aire 100% al aire libre, proporcionando el suministro del volumen requerido de aire de suministro.

En las horas de trabajo, calientan el aire desde la calle a la temperatura calculada de + 16-40 ° C (teniendo en cuenta el sobrecalentamiento para garantizar la pérdida de calor). A los efectos del ahorro, el tiempo inoperante, parte de los calentadores se puede desactivar para reducir el consumo del aire de suministro, y el resto se traduce al modo de mantenimiento de derechos de + 2-5 ° C.

Los generadores de calor recurtivos en modo de espera le permiten proporcionar ahorros adicionales debido a la transferencia de ellos al modo de reciclaje completo. El capital más pequeño cuesta al organizar los sistemas de calefacción de un tipo centralizado, al aplicar los calentadores grandes como sea posible. Costos de capital para la mezcla de gas Los calentadores de aire STV pueden variar de 300 a 600 rublos / kW instaló energía térmica.

3. Sistemas de calefacción de aire combinados.

La opción óptima para las instalaciones con un intercambio aéreo significativo durante las horas de trabajo con un modo de operación de un solo cambio, o un ciclo de trabajo intermitente, cuando la diferencia en la necesidad de suministrar aire y calor durante el día es considerable.

En este caso, es recomendable separar el funcionamiento de dos sistemas: calentamiento de duratorio y ventilación de suministro combinada con sistema de calefacción (disparo). Al mismo tiempo, los generadores de calor recuperativos se instalan en una habitación con calefacción o en las ventilaciones para mantener solo el régimen de servicio con reciclaje completo (con temperatura exterior calculada).

El sistema de ventilación de suministro combinado con el sistema de calefacción proporciona calentamiento del volumen requerido de aire de suministro fresco a + 16-30 ° C y el accesorio de la habitación a la temperatura de funcionamiento requerida y para guardar solo durante las horas de trabajo.

Está construido o sobre la base de generadores de calor de recuperación (con un mayor grado de calentamiento), o sobre la base de potentes sistemas de calefacción directa (que es más barato en 2-4 veces). Es posible combinar el sistema de suministro de la fiebre con un sistema de calefacción de agua existente (puede permanecer en servicio), la opción también es aplicable a la modernización del estadio del sistema de calefacción y ventilación existente.

Con este método, los costos operativos serán los más pequeños. Por lo tanto, utilizando calentadores aéreos de varios tipos en varias combinaciones, ambos problemas se pueden resolver simultáneamente, y calefacción, y ventilación de afluencia.

Los ejemplos del uso de sistemas de calefacción por aire son mucho y la posibilidad de combinaciones es extremadamente diversa. En cada caso, los cálculos térmicos deben realizarse, tenga en cuenta todas las condiciones de aplicación y realice varias opciones para seleccionar equipos, comparándolos por apropiado, la magnitud de los costos de capital y los costos operativos.