Calefacción atmosférica. §33. Calefacción de aire y su temperatura depende de la calefacción de aire.
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:
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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:
- Un intercambiador de calor grande y complejo aumenta el costo y el peso del sistema, en comparación con la mezcla de calentadores de aire;
- 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 un alto grado de dilución de productos de combustión, le permite limpiar aire caliente De acuerdo con todas las normas actuales, prácticamente no conteniendo impurezas dañinas (no más del 30% del PDC). 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 aéreo, la conveniencia de combinar el sistema de ventilación y calefacción del sistema de suministro, a este respecto, no hay competidores en la proporción de precio / calidad. 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 de aire atmosférico o agente de secado en varias instalaciones de calefacción y secado tecnológico, como el grano de secado, las hierbas, el papel, los textiles, 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 hasta 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.
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.
la temperatura media anual de Moscú, utilizando 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.
Determine cuántos grados Amplitud anual en Krasnoyarsk es mayor que en San Petersburgo, si la temperatura promedio de julio en Krasnoyarsk es de + 19 ° C, y enero a 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.
- Los dispositivos utilizados para calentar el aire en los sistemas de suministro de ventilación, sistemas de aire acondicionado, calefacción por aire, así como en instalaciones de secado.
Según el tipo de caloríferos de refrigerante puede ser fuego, agua, vapor y electricidad. .
La mayor distribución actualmente cuenta con caloríferas de agua y vapor, que se subdividen en tubo liso y rebrica; Este último, a su vez, se dividen en laminar y en espiral-naval.
Distinguir los calorificados de ida y múltiple. El refrigerante se mueve a través de los tubos en una dirección, y la dirección de movimiento cambia en la partición múltiple varias veces debido a Na-Licho en las tapas colectoras de particiones (Fig. XII.1).
Los caloríferos realizan dos modelos: medianos (s) y grandes (b).
El consumo de calor para la calefacción por aire está determinado por fórmulas:
 |
dónde Q "- Consumo de calor para calefacción por aire, KJ / H (KCAL / H); P.- Lo mismo, W; 0.278 - KJ / H Coeficiente de traducción en W; GRAMO.- Masaje de aire de calefacción, kg / h, igual a LP [AQUÍ L.- Cantidad volumétrica de aire caliente, m 3 / h; P - Densidad del aire (a temperaturas t k)kg / m 3]; de- Temperatura de aire específica igual a 1 kJ / (kg-k); T K - Temperatura del aire después de calorfor, ° C; t N.- Temperatura del aire a la calrifer, ° C.
Para los calorizados de la primera etapa de calefacción, la temperatura del TN es igual a la temperatura del aire exterior.
La temperatura del aire exterior se toma igual a la ventilación calculada (parámetros del clima de la categoría A) al diseñar una ventilación común, diseñada para combatir la extensa humedad, el calor y los gases, cuyo MPC es mayor que 100 mg / m3. En pro-extintor de ventilación general, que está destinada a combatir los gases, el MPC es inferior a 100 mg / m3, así como en el diseño de la ventilación de suministro para compensar el aire eliminado a través de succión local, escape tecnológico o sistemas de transporte neumático. , la temperatura del aire exterior se toma igual a la temperatura de TN al aire libre calculada para el diseño de calefacción (Categoría de los parámetros del clima b).
En la habitación sin inspiraciones, se debe suministrar el DIFTY AIRE con una temperatura. temperatura igual TB de aire interno para esta sala. En presencia de plantillas, el aire de corte se alimenta con una temperatura reducida (5-8 ° C). No se recomienda que el aire apasionado con una temperatura inferior a 10 ° C se le proporcione a la habitación, incluso si hay generaciones de calor significativas debido a la posibilidad de resfriados. La excepción es casos de aplicar aemostato especial.
El área de superficie requerida del calentamiento de los kaloríferos de FK M2 está determinada por la fórmula:
dónde P.- Consumo de calor para calefacción por aire, W (kcal / h); A- Coeficiente de coeficiente de transferencia de calor, W / (M 2 -K) [KCAL / (H 2 - ° C)]; t sr.t. - Temperatura media del refrigerante, 0 C; T sr.v. - temperatura media del aire calentado que pasa a través del calorificador, ° C, igual (T H + T K) / 2.
Si el refrigerante atiende el vapor, luego la temperatura promedio del refrigerante TSR.T. igual a la temperatura de saturación en la presión de vapor adecuada.
Para la temperatura del agua TSR. Determinado como la temperatura aritmética de agua caliente y inversa:
El coeficiente de reserva de 1.1-1.2 tiene en cuenta la pérdida de calor en el aire de refrigeración en los conductos de aire.
El coeficiente de transferencia de calor de los caloríferos depende del tipo de refrigerante, la velocidad de masa del VP de aire a través del calorificador, los tamaños geométricos y características constructivas Los caloríferos, el movimiento del agua veleos a lo largo de los tubos del calrifer.
Tarifa de MARKLY Entender la masa de aire, KG, pasando durante 1 S después de 1 m2 de la sección transversal viva del transportista. Velocidad de masa VP, KG / (CM2) está determinada por la fórmula
De acuerdo con el área de la sección de vida, la FF y la superficie de calefacción, el modelo, la marca y el número de calorificados están seleccionados. Después de la selección de calorificados, especifican el área real de la sección de vida del calrifer de la FD de este modelo de velocidad masiva del tráfico aéreo:
donde A, y 1, N, N 1 y t.- Coeficientes e indicadores de grados dependiendo de la construcción.
La velocidad del movimiento de agua en los tubos del canal Ω, M / S, está determinado por la fórmula:
donde Q "- Consumo de calor para el aire de calefacción, KJ / H (kcal / h); Densidad fotovoltaica de PV igual a 1000 kg / m3, talón: la capacidad de calor específica del agua igual a 4.19 kJ / (kg-k); ftp - El área de la sección de vida para el paso del refrigerante, M2, TG es la temperatura del agua caliente en la línea de suministro, ° C; t 0 - la temperatura del agua inversa, 0c.
La transferencia de calor de los caloríferas afecta el esquema de flejado por sus tuberías. Con un diagrama de conexión de tubería paralelo, solo parte del refrigerante pasa a través de un calorificador separado y con un esquema secuencial a través de cada calorificador, todo el consumo de refrigerante pasa.
Resistencia a los caloríferos Pasaje de aire P, PA, expresado por la siguiente fórmula:
donde B y Z es el coeficiente y el indicador que dependen de la construcción del transportista.
La resistencia de calorificados dispuestos secuencialmente es:
donde T es el número de calorificados ubicados secuencialmente. El cálculo termina con la prueba de producción de calor (transferencia de calor) de calorificadores por la fórmula.
donde QK es la transferencia de calor de los calorificadores, W (KCAL / H); QK - Lo mismo, KJ \u200b\u200b/ H, 3,6 - El coeficiente de traducción W en KJ / H FK - El área de superficie del calentamiento de los calorificados, M2, adoptada como resultado de calcular los calorificados de este tipo; K es el coeficiente de transferencia de calor de los caloríferos, W / (M2-K) [KCAL / (H-M2- ° C)]; TSR. En la temperatura promedio del aire caliente que pasa a través del calorificador, ° C; TSR. T - Temperatura promedio del refrigerante, ° C.
Al seleccionar los caloríferos, la reserva en el área de superficie calculada de la calefacción se toma dentro del 15-20%, sobre la resistencia del aire, 10% y la resistencia del movimiento del agua, 20%.
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.
temperatura media La parte superior 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.
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
La humanidad conoce algunos tipos de energía: energía mecánica (cinética y potencial), energía interna (térmica), energía de campo (gravitacional, electromagnética y nuclear), química. Por separado, vale la pena resaltar la energía de la explosión, ...
Energía de vacío e incluso existentes solo en teoría - energía oscura. En este artículo, el primero en el encabezado "Ingeniería de calor", intentaré un idioma simple y accesible usando ejemplo práctico, contar sobre la forma de energía más importante en la vida de las personas, sobre energía térmica y acerca de aburrirlo a tiempo energía térmica.
Unas pocas palabras para entender el lugar de la ingeniería de calor, como la sección de la ciencia sobre la obtención, la transferencia y el uso de energía térmica. La ingeniería de calor moderna se ha separado de la termodinámica general, que a su vez es una de las secciones de la física. La termodinámica es una "fuerza" más "cálida" literalmente ". Por lo tanto, la termodinámica es una ciencia de "cambio de temperatura" del sistema.
Impacto en el sistema exterior, en el que su energía interna cambia, puede ser el resultado del intercambio de calor. Energía térmicaque se compra o perdido por el sistema como resultado de dicha interacción con el entorno, se llama cantidad de calor Y medido en el sistema SI en julios.
Si no es un ingeniero de ingeniería, y no todos los días hacen problemas de ingeniería de calor, entonces usted, frente a ellos, a veces sin experiencia es muy difícil averiguarlos. Es difícil sin la presencia de experiencia para presentar la dimensión de los valores requeridos de la cantidad de calor y la potencia térmica. ¿Cuánta energía JOULE es necesaria para calentar 1000 metros de aire cúbico desde la temperatura -37˚С hasta + 18 ° C? .. ¿Cuál es el poder de la fuente de calor, para hacerlo en 1 hora? .. en estos no los más Las preguntas difíciles son capaces de responder hoy. "No todos los ingenieros. A veces, los expertos incluso recuerdan la fórmula, ¡pero solo las unidades pueden aplicarlas en la práctica!
Después de leer este artículo hasta el final, puede resolver fácilmente la producción real y los problemas domésticos asociados con la calefacción y el enfriamiento de diversos materiales. Comprensión esencia física ¡Los procesos de transferencia de calor y el conocimiento de las fórmulas básicas simples son los principales bloques en la base del conocimiento sobre la ingeniería de calor!
La cantidad de calor en varios procesos físicos.
La mayoría sustancias famosas Puede a diferentes temperaturas y presión se encuentran en estados sólidos, líquidos, gaseosos o de plasma. Transición de un estado agregado a otro sucede a una temperatura constante (siempre que la presión y otros parámetros no cambien ambiente) y está acompañado de la absorción o separación de energía térmica. A pesar del hecho de que en el universo, el 99% de la sustancia está en un estado de plasma, no consideraremos este agregado en este artículo.
Considere el horario presentado en la figura. Representa la dependencia de la temperatura de la sustancia. T. De la cantidad de calor P. Sometió a un cierto sistema cerrado que contiene una cierta masa de alguna sustancia particular.
1. Sólido T1. , calentado a la temperatura Tpl , gastando en este proceso la cantidad de calor igual Q1. .
2. El siguiente comienza el proceso de fusión, que se produce a una temperatura constante. Tpl (punto de fusion). Para fundir toda la masa del cuerpo sólido, es necesario gastar el calor en la cantidad de energía térmica. Q2. - Q1. .
3. A continuación, el líquido, obtenido como resultado del sólido de fusión, se calienta al punto de ebullición (formación de gas) Tkp , gastando en esta cantidad de calor igual Q3.-Q2. .
4. Ahora en punto de ebullición sin cambios Tkp El líquido hierve y se evapora, convirtiéndose en gas. Para cambiar la total de la masa de líquido a gas, es necesario gastar energía térmica en la cantidad Q4.-Q3..
5. En la última etapa, el gas se calienta a temperatura. Tkp A cierta temperatura T2. . En este caso, el costo de la cantidad de calor será Q5.-Q4. . (Si son un gas rápido a la temperatura de ionización, el gas se convertirá en un plasma).
Así, fuente de calefacción. sólido De la temperatura T1. a la temperatura T2. Pasamos energía térmica en cantidad. Q5. , traduciendo la sustancia a través de tres estados agregados.
Moviéndose en la dirección opuesta, asignaremos de la sustancia la misma cantidad de calor Q5.Pasando los pasos de condensación, cristalización y enfriamiento de la temperatura. T2. a la temperatura T1. . Por supuesto, consideramos un sistema cerrado sin pérdida de energía al entorno externo.
Tenga en cuenta que es posible la transición de un estado sólido a un estado gaseoso, evitando la fase líquida. Dicho proceso se conoce como la sublimación, y el proceso inverso para ello - DesuBilización.
Por lo tanto, entendimos que los procesos de transición entre los estados agregados de la sustancia se caracterizan por el consumo de energía a una temperatura constante. Al calentar una sustancia ubicada en uno sin cambios estado agregadoTambién se consume los aumentos de temperatura y la energía térmica.
Las principales fórmulas de transferencia de calor.
Las fórmulas son muy simples.
Cantidad de calor P. En J, se calcula por las fórmulas:
1. Desde el consumo de calor, es decir, desde el lado de la carga:
1.1. Cuando se calienta (enfriamiento):
P. = mETRO. * c. * (T2 -T1)
mETRO. – sustancia masiva en kg
de -capacidad de calor específica de la sustancia en J / (kg * k)
1.2. Al derretir (congelación):
P. = mETRO. * λ
λ – fusión térmica específica y cristalización de la materia en J / kg
1.3. Al hervir, evaporación (condensación):
P. = mETRO. * r.
r. – calor específico de la formación de gases y condensación de materia en J / kg
2. Desde el calor del calor, es decir, desde el lado de la fuente:
2.1. Cuando la combustión del combustible:
P. = mETRO. * p.
p. – combustión de calor específica de combustible en J / kg.
2.2. Al transformar la electricidad en energía térmica (la ley de JOULE - LENZA):
Q \u003d t * i * u \u003d t * r * i ^ 2 \u003d (t / R)* U ^ 2
t. – tiempo en S.
I. – valor activo de la corriente en una
U. – el valor activo del voltaje en
R. – resistencia a la carga en Ohm
Concluimos: la cantidad de calor es directamente proporcional a la masa de la sustancia en todas las transformaciones de fase y cuando se calienta, además, se encuentra directamente en proporción a la diferencia de temperatura. Coeficientes de proporcionalidad ( c. , λ , r. , p. ) Para cada sustancia, tienen sus propios valores y están determinados por la forma experimental (tomada de los libros de referencia).
Energía térmica NORTE. En W, esta es la cantidad de calor transferido por el sistema durante un cierto tiempo:
N \u003d q / t
Cuanto más rápido queremos calentar el cuerpo hasta cierta temperatura, mayor será el poder de la energía térmica: todo es lógico.
Cálculo en tareas de aplicación de Excel.
En la vida, a menudo es necesario hacer un cálculo de evaluación rápida para comprender si tiene sentido continuar aprendiendo el tema, lo que hace el proyecto y desplegó cálculos precisos intensivos en mano de obra. Haciendo un cálculo en unos pocos minutos, incluso con una precisión de ± 30%, puede tomar una solución gerencial importante que será 100 veces más barata y 1000 veces más operativa y como resultado 100,000 veces más eficiente que la realización de un cálculo preciso dentro de una semana , y luego y mes, un grupo de especialistas caros ...
Condiciones del problema:
Para las instalaciones del taller de la preparación de metal con dimensiones de 24 mx, x 15 mx, x 7 m, traen de un almacén en una calle de metal en la cantidad de 3T. En el metal hay un hielo con un peso total de 20 kg. En la calle -37˚с. Cuánto calor se necesita para calentar el metal a + 18 ° C; Calentar el hielo, fundirlo y calentar el agua a + 18 ° C; Calentar todo el volumen de aire en interiores, asumiendo que antes de eso, la calefacción estaba completamente deshabilitada? ¿Qué poder debe tener el sistema de calefacción, si todo lo anterior debe completarse durante 1 hora? (Muy resistente y casi no hay condiciones reales, ¡especialmente en relación con el aire!)
El cálculo será ejecutado en el programa.MS Excel o en el programaOOO calc..
Con el formato de color de células y fuentes, echa un vistazo a la página "".
Datos iniciales:
1. Los nombres de la sustancia escriben:
en la celda D3: Acero
en la celda E3: Hielo
en la celda F3: Agua congelada
en la celda G3: Agua
en la celda G3: Aire
2. Nombres de proceso que presentamos:
en las celdas D4, E4, G4, G4: calor
en la celda F4: derritiendo
3. Capacidad de calor específica c. en J / (kg * k) escribimos para acero, hielo, agua y aire, respectivamente
en la celda D5: 460
en la celda E5: 2110
en la celda G5: 4190
en celda H5: 1005
4. Calidez específica del hielo de fusión. λ en J / kg en forma
en la celda F6: 330000
5. Masa de sustancias mETRO. en kg ajuste respectivamente para acero y hielo
en la celda D7: 3000
en la celda E7: 20
Dado que cuando el hielo se convierte en agua, la masa no cambia,
en células F7 y G7: \u003d E7 =20
La masa de aire encontramos el producto de la habitación en la proporción.
en la célula H7: \u003d 24 * 15 * 7 * 1,23 =3100
6. Procesos de tiempo t. En min, escriba solo una vez para el acero.
en la célula D8: 60
El tiempo para el calentamiento de hielo, su fusión y calentamiento del agua resultante se calcula a partir de la condición de que todos estos tres procesos deben cumplir en la cantidad del mismo tiempo que el metal se aplica al calentamiento. Leer respectivamente
en la celda E8: \u003d E12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =9,7
en la celda F8: \u003d F12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =41,0
en la celda G8: \u003d G12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =9,4
El aire también debe calentarse para el mismo tiempo asignado, lea
en la célula H8: \u003d D8 =60,0
7. Temperatura inicial de todas las sustancias. T.1 En C co
en la célula D9: -37
en la celda E9: -37
en la celda F9: 0
en la celda G9: 0
en la celda H9: -37
8. Temperatura finita de todas las sustancias. T.2 En C co
en la celda D10: 18
en la celda E10: 0
en la celda F10: 0
en la celda G10: 18
en la celda H10: 18
Creo que las preguntas de acuerdo con p. 7 y el párrafo 8 sean inacabados.
Resultados de los cálculos:
9. Cantidad de calor P. En el KJ, que es necesario para cada uno de los procesos, esperamos
para calentar acero en la célula D12: \u003d D7 * D5 * (D10-D9) / 1000 =75900
para calefacción de hielo en celular E12: \u003d E7 * E5 * (E10-E9) / 1000 = 1561
para fusión del hielo en la celda F12: \u003d F7 * F6 / 1000 = 6600
para calentar el agua en la celda G12: \u003d G7 * G5 * (G10-G9) / 1000 = 1508
para calefacción por aire en la célula H12: \u003d H7 * H5 * (H10-H9) / 1000 = 171330
El número total de energía térmica requerida para todos los procesos leídos.
en la celda combinada D13E13F13G13H13: \u003d Sumas (D12: H12) = 256900
En las celdas D14, E14, F14, G14, H14, y la celda combinada D15E15F15G15H15, la cantidad de calor se da en una unidad de aumento de la medición, en GCAL (en Gigakloria).
10. Energía térmica NORTE. En KW, se calcula lo necesario para cada uno de los procesos.
para calentar acero en la celda D16: \u003d D12 / (D8 * 60) =21,083
para calefacción de hielo en celular E16: \u003d E12 / (E8 * 60) = 2,686
para fusión del hielo en la celda F16: \u003d F12 / (F8 * 60) = 2,686
para calentar el agua en la celda G16: \u003d G12 / (G8 * 60) = 2,686
para calefacción de aire en la celda H16: \u003d H12 / (H8 * 60) = 47,592
Potencia térmica total requerida para cumplir con todos los procesos durante el tiempo. t. calculado
en la celda combinada D17E17F17G17H17: \u003d D13 / (D8 * 60) = 71,361
En las celdas D18, E18, F18, G18, H18, y la celda combinada D19E19F19G19H19, se administra energía térmica en la unidad de la medida de la medición, en GKAL / hora.
Este cálculo en Excel se completa.
Conclusiones:
Tenga en cuenta que es necesario gastar más del doble del aire para calentar el aire que para calentar la misma masa de acero.
Cuando se calienta el agua, los costos de energía son dos veces más grandes que cuando se calienta el hielo. El proceso de fusión consume repetidamente energía que el proceso de calentamiento (con una pequeña diferencia de temperatura).
La calefacción por agua Diez veces gasta más energía térmica que la calefacción de acero y cuatro veces más que la calefacción por aire.
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Recordamos los conceptos de "la cantidad de calor" y "poder térmico", considerado las fórmulas fundamentales de la transferencia de calor, desmontaron un ejemplo práctico. Espero que mi lengua fuera simple, comprensible e interesante.
¡Esperando las preguntas y los comentarios sobre el artículo!
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