Atmosferos oro šildymas. Apie šiluminę energiją paprasta kalba! Oro šildymas priklauso

Kai saulė šyla – kada ji aukščiau virš galvos ar kada žemiau?

Saulė labiau šildo, kai yra aukščiau. Tokiu atveju saulės spinduliai patenka stačiu kampu arba arti stačio kampo.

Kokius Žemės sukimosi tipus žinote?

Žemė sukasi aplink savo ašį ir aplink saulę.

Kodėl Žemėje keičiasi diena ir naktis?

Dienos ir nakties pasikeitimas yra Žemės ašinio sukimosi rezultatas.

Nustatykite, kaip skiriasi saulės šviesos kritimo kampas birželio 22 d. ir gruodžio 22 d., kai lygiagretės yra 23,5 ° šiaurės platumos. NS. ir y. NS.; lygiagretėse 66,5 ° šiaurės platumos NS. ir y. NS.

birželio 22 d., saulės spindulių kritimo kampas lygiagrete 23,50 N. 900, S - 430. 66.50 šiaurės platumos lygiagretėje. - 470, 66,50 S. - slydimo kampas.

gruodžio 22 d., saulės spindulių kritimo kampas 23,50 N lygiagrete. 430, S - 900. 66.50 šiaurės platumos lygiagretėje. - ganymo kampas, 66,50 S – 470.

Pagalvokite, kodėl šilčiausi ir šalčiausi mėnesiai nėra birželis ir gruodis, kai saulės spinduliai turi didžiausią ir mažiausią kritimo kampą žemės paviršius.

Atmosferos oras šildomas nuo žemės paviršiaus. Todėl birželį žemės paviršius įšyla, o liepą temperatūra pasiekia maksimumą. Taip pat būna ir žiemą. Gruodžio mėnesį žemės paviršius atšaldomas. Sausio mėnesį oras atšąla.

Apibrėžkite:

vidutinė paros temperatūra pagal keturis matavimus per dieną: -8 ° С, -4 ° С, + 3 ° С, + 1 ° С.

Vidutinė paros temperatūra –20C.

vidutinė metinė Maskvos temperatūra, naudojant lentelės duomenis.

Vidutinė metinė temperatūra yra 50 laipsnių.

Nustatykite dienos temperatūros amplitudę termometro rodmenims 110 paveiksle, c.

Temperatūros amplitudė paveiksle yra 180C.

Nustatykite, kiek laipsnių metinė amplitudė Krasnojarske yra didesnė nei Sankt Peterburge, jei vidutinė liepos mėnesio temperatūra Krasnojarske yra + 19 ° С, o sausio mėnesį - -17 ° С; Sankt Peterburge atitinkamai + 18 ° С ir -8 ° С.

Oro temperatūra Krasnojarske yra 360 laipsnių.

Temperatūros diapazonas Sankt Peterburge yra 260C.

Temperatūros diapazonas Krasnojarske yra 100C aukštesnis.

Klausimai ir užduotys

1. Kaip vyksta oro kaitinimas atmosferoje?

Praeidama pro saulės spindulius, atmosfera iš jų beveik neįkaista. Žemės paviršius įkaista ir pats tampa šilumos šaltiniu. Būtent nuo jo šildomas atmosferos oras.

2. Kiek laipsnių temperatūra troposferoje mažėja kas 100 m?

Lipant aukštyn kas kilometrą oro temperatūra nukrenta 6 ° C. Tai reiškia, kad 0,60 už kiekvieną 100 m.

3. Apskaičiuokite oro temperatūrą už lėktuvo ribų, jei skrydžio aukštis yra 7 km, o temperatūra prie Žemės paviršiaus yra + 20 ° C.

7 km įkopimo metu temperatūra nukris 420. Tai reiškia, kad už lėktuvo temperatūra bus -220.

4. Ar galima sutikti ledyną kalnuose 2500 m aukštyje, jei kalnų papėdėje temperatūra + 250C.

Temperatūra 2500 m aukštyje bus + 100C. 2500 m aukštyje ledyno nėra.

5. Kaip ir kodėl dienos metu kinta oro temperatūra?

Dieną saulės spinduliai apšviečia žemės paviršių ir sušildo, nuo jo įkaista oras. Naktį saulės energijos srautas sustoja, o paviršius kartu su oru pamažu atšąla. Vidurdienį saulė aukščiausiai virš horizonto. Šiuo metu patenka daugiausia saulės energijos. Tačiau aukščiausia temperatūra stebima praėjus 2–3 valandoms po vidurdienio, nes reikia laiko, kad šiluma iš Žemės paviršiaus būtų perkelta į troposferą. Šalčiausia temperatūra būna prieš saulėtekį.

6. Kas lemia Žemės paviršiaus įkaitimo skirtumą per metus?

Per metus toje pačioje vietovėje saulės spinduliai į paviršių krenta skirtingais būdais. Kai spindulių kritimo kampas yra statesnis, paviršius gauna daugiau saulės energijos, pakyla oro temperatūra ir prasideda vasara. Kai saulės spinduliai labiau pakreipiami, paviršius šiek tiek įkaista. Šiuo metu oro temperatūra nukrenta, ateina žiema. Šilčiausias mėnuo šiauriniame pusrutulyje yra liepa, o šalčiausias – sausis. Pietų pusrutulyje, atvirkščiai: daugiausia šaltas mėnuo metų - liepa, o šilčiausias - sausis.

Daugeliu atvejų galima žymiai sumažinti kapitalo ir eksploatavimo sąnaudas, užtikrinant autonominį patalpų šildymą šiltu oru, naudojant dujomis ar skystuoju kuru veikiančius šilumos generatorius. Tokiuose įrenginiuose šildomas ne vanduo, o oras - šviežias tiekimas, recirkuliacinis arba mišrus oras. Šis būdas ypač efektyvus teikiant autonominį pramoninių patalpų, parodų paviljonų, dirbtuvių, garažų, stočių šildymą. Priežiūra, automobilių plovyklos, kino studijos, sandėliai, visuomeniniai pastatai, sporto salės, prekybos centrai, šiltnamiai, šiltnamiai, gyvulininkystės kompleksai, paukštynai ir kt.

Privalumai oro šildymas

Oro šildymo metodas turi daug privalumų, palyginti su tradiciniu vandens šildymu didelėse patalpose, išvardinsime tik pagrindinius:

1. Pelningumas. Šiluma gaminama tiesiogiai šildomoje patalpoje ir beveik visiškai sunaudojama pagal paskirtį. Tiesioginio kuro deginimo be tarpinio šilumnešio dėka pasiekiamas aukštas visos šildymo sistemos šiluminis efektyvumas: 90-94% - rekuperaciniams šildytuvams ir beveik 100% - tiesioginio šildymo sistemoms. Programuojamų termostatų naudojimas suteikia galimybę papildomai sutaupyti nuo 5 iki 25% šiluminės energijos dėl "budėjimo režimo" funkcijos - automatinio kambario temperatūros palaikymo ne darbo valandomis + 5-7 ° lygiu. С.
2. Galimybė „įjungti“ tiekimo ventiliaciją. Ne paslaptis, kad šiandien daugelyje įmonių tiekimo ventiliacija neveikia tinkamai, o tai labai pablogina žmonių darbo sąlygas ir daro įtaką darbo našumui. Šilumos generatoriai arba tiesioginio šildymo sistemos sušildo orą ∆t iki 90 ° C – to visiškai pakanka, kad tiekiamoji ventiliacija „priverstų“ veikti net Tolimojoje Šiaurėje. Taigi šildymas oru reiškia ne tik ekonominį efektyvumą, bet ir aplinkos situacijos bei darbo sąlygų gerinimą.
3. Maža inercija. Oro šildymo sistemų agregatai pradeda veikti per kelias minutes, o dėl didelės oro apyvartos patalpa visiškai įšyla vos per kelias valandas. Tai leidžia greitai ir lanksčiai manevruoti, kai reikia keisti šildymą.
4. Tarpinio aušinimo skysčio nebuvimas leidžia atsisakyti vandens šildymo sistemos statybos ir priežiūros, kuri yra neefektyvi didelėms patalpoms, katilinei, šilumos tinklams ir vandens ruošimo stotims. Nuostoliai šilumos trasose ir jų remontas neįtraukiami, o tai leidžia drastiškai sumažinti eksploatavimo išlaidas. Žiemą nekyla pavojaus atitirpti oro šildytuvai ir šildymo sistema užsitęsus sistemos išjungimams. Aušinimas net iki gilaus „minuso“ nesukelia sistemos atitirpimo.
5. Aukštas automatizavimo laipsnis leidžia generuoti tiksliai tiek šilumos, kiek reikia. Kartu su dideliu dujų įrangos patikimumu tai žymiai padidina šildymo sistemos saugumą, o jos veikimui pakanka minimalaus techninės priežiūros personalo.
6. Mažos išlaidos. Didelių patalpų šildymo šilumos generatoriais būdas yra vienas pigiausių ir greičiausiai įgyvendinamas. Oro sistemos statybos ar atnaujinimo kapitalo išlaidos paprastai yra žymiai mažesnės nei karšto vandens ar spindulinio šildymo organizavimas. Kapitalo išlaidų atsipirkimo laikotarpis paprastai neviršija vieno ar dviejų šildymo sezonų.

Priklausomai nuo sprendžiamų užduočių, oro šildymo sistemose gali būti naudojami įvairių tipų šildytuvai. Šiame straipsnyje aptarsime tik įrenginius, kurie veikia nenaudojant tarpinio šilumnešio – rekuperacinius oro šildytuvus (su šilumokaičiu ir degimo produktų išmetimu lauke) bei tiesioginio oro šildymo sistemas (dujų maišymo oro šildytuvus).

Rekuperaciniai oro šildytuvai

Tokio tipo agregatuose kuras, sumaišytas su reikiamu oro kiekiu, degikliu tiekiamas į degimo kamerą. Susidarę degimo produktai praeina per dviejų ar trijų eigų šilumokaitį. Kuro deginimo metu gauta šiluma per šilumokaičio sieneles perduodama įkaitintam orui, o išmetamosios dujos per kaminą pašalinamos į lauką (1 pav.) – todėl jie vadinami „netiesioginio šildymo“ šilumos generatoriais. .

Rekuperaciniai oro šildytuvai gali būti naudojami ne tik tiesiogiai šildymui, bet ir kaip tiekiamo vėdinimo sistemos dalis, taip pat proceso oro šildymui. Tokių sistemų vardinė šiluminė galia yra nuo 3 kW iki 2 MW. Šildomas oras į kambarį tiekiamas per įmontuotą arba išorinį pūstuvą, todėl įrenginius galima naudoti tiek tiesioginiam oro šildymui, tiekiant jį per žaliuzes, tiek su ortakiais.

Išplaunant degimo kamerą ir šilumokaitį oras įšyla ir nukreipiamas arba tiesiai į šildomą patalpą per žaliuzines oro paskirstymo groteles, esančias viršutinėje dalyje, arba paskirstomas per ortakių sistemą. Šilumos generatoriaus priekyje yra automatinis blokinis degiklis (2 pav.).

Šiuolaikinių oro šildytuvų šilumokaičiai, kaip taisyklė, yra pagaminti iš nerūdijančio plieno (kura pagaminta iš karščiui atsparaus plieno) ir tarnauja nuo 5 iki 25 metų, po to juos galima taisyti arba pakeisti. Šiuolaikinių modelių efektyvumas siekia 90-96%. Pagrindinis rekuperacinių oro šildytuvų privalumas yra jų universalumas.

Jie gali dirbti su gamtinėmis dujomis, SND, dyzelinu, alyva, mazutu ar alyvos atliekomis – tereikia pakeisti degiklį. Galima dirbti grynu oru, vidinio oro mišiniu ir pilnos recirkuliacijos režimu. Tokia sistema leidžia tam tikras laisves, pavyzdžiui, keisti šildomo oro srautą, „skraidydamas“ perskirstyti šildomo oro srautą skirtingose ​​ortakio atšakose naudojant specialius vožtuvus.

Vasarą rekuperaciniai oro šildytuvai gali veikti vėdinimo režimu. Įrenginiai montuojami tiek vertikaliai, tiek horizontaliai, ant grindų, ant sienos arba įmontuojami į sekcinę ventiliacijos kamerą kaip šildytuvo sekcija.

Rekuperaciniai oro šildytuvai gali būti naudojami net ir aukštos komforto kategorijos patalpoms šildyti, jei pats įrenginys išnešamas iš tiesioginio aptarnavimo zonos.

Pagrindiniai trūkumai:

1. Didelis ir sudėtingas šilumokaitis padidina sistemos kainą ir svorį, lyginant su maišymo tipo oro šildytuvais;
2. Jiems reikia kamino ir kondensato nutekėjimo.

Tiesioginio oro šildymo sistemos

Šiuolaikinės technologijos leido pasiekti tokią gamtinių dujų degimo švarą, kad atsirado galimybė degimo produktus ne nukreipti „į vamzdį“, o panaudoti tiesioginiam oro šildymui tiekiamose vėdinimo sistemose. Į degimą patenkančios dujos visiškai išdega įkaitinto oro sraute ir, maišydamos su juo, suteikia jai visą šilumą.

Šis principas įgyvendinamas daugelyje panašių rampos degiklio konstrukcijų JAV, Anglijoje, Prancūzijoje ir Rusijoje ir sėkmingai naudojamas nuo XX amžiaus 60-ųjų daugelyje įmonių Rusijoje ir užsienyje. Remiantis itin gryno gamtinių dujų deginimo principu tiesiogiai šildomo oro sraute, gaminami STV tipo dujų maišymo oro šildytuvai (STARVEINE – „žvaigždės vėjas“), kurių vardinė šiluminė galia nuo 150 kW iki 21 MW.

Pati degimo organizavimo technologija, taip pat didelis degimo produktų praskiedimo laipsnis leidžia gauti švarų šiltas oras pagal visus taikomus standartus, praktiškai be kenksmingų priemaišų (ne daugiau kaip 30% didžiausios leistinos koncentracijos). STV oro šildytuvai (3 pav.) susideda iš modulinio degiklio bloko, esančio korpuso viduje (ortakio sekcija), dujotiekio DUNGS (Vokietija) ir automatikos sistemos.

Paprastai dėklas yra su slėginėmis durelėmis, kad būtų lengviau prižiūrėti. Degiklio blokas, priklausomai nuo reikalingos šiluminės galios, susideda iš reikiamo skaičiaus skirtingos konfigūracijos degiklio sekcijų. Šildytuvų automatika užtikrina sklandų automatinį paleidimą pagal ciklogramą, saugaus veikimo parametrų valdymą ir galimybę sklandžiai reguliuoti šiluminę galią (1:4), kas leidžia automatiškai palaikyti reikiamą oro temperatūrą šildomoje patalpoje.

Dujų maišymo oro šildytuvų taikymas

Jų pagrindinė paskirtis – tiesioginis tiekiamo šviežio oro šildymas pramonines patalpas kompensuoti ištraukiamąją ventiliaciją ir taip pagerinti žmonių darbo sąlygas.

Patalpoms su dideliu oro mainų dažniu tikslinga derinti tiekiamą vėdinimo sistemą ir šildymo sistemą – šiuo atžvilgiu tiesioginio šildymo sistemos neturi konkurentų pagal kainos ir kokybės santykį. Dujų maišymo oro šildytuvai skirti:

• autonominis įvairios paskirties patalpų orinis šildymas su didele oro apykaita (К en, 5);
• oro šildymas atjungtomis oro-terminėmis užuolaidomis, galima derinti su šildymo ir tiekiamo vėdinimo sistemomis;
• Automobilių variklių išankstinio šildymo sistemos nešildomose automobilių stovėjimo aikštelėse;
• vagonų, cisternų, automobilių, birių medžiagų, šildymo ir džiovinimo produktų šildymas ir atitirpinimas prieš dažymą ar kitokį apdorojimą;
• tiesioginis atmosferos oro ar džiovinimo agento kaitinimas įvairiose technologinėse šildymo ir džiovinimo sistemose, pavyzdžiui, džiovinant grūdus, žolę, popierių, tekstilę, medieną; naudojimas dažymo ir džiovinimo kamerose po dažymo ir kt.

Apgyvendinimas

Maišymo šildytuvai gali būti statomi į tiekiamo vėdinimo sistemų ortakius ir šilumos užuolaidas, į džiovinimo agregatų ortakius – tiek horizontalioje, tiek vertikalioje sekcijoje. Jie gali būti montuojami ant grindų ar platformos, po lubomis arba ant sienos. Paprastai dedamos į tiekimo ir vėdinimo kameras, tačiau jas galima montuoti tiesiai į šildomą patalpą (pagal kategoriją).

Su papildoma įranga atitinkami elementai gali aptarnauti A ir B kategorijų patalpas. Vidaus oro recirkuliacija per maišymo oro šildytuvus yra nepageidautina – galimas didelis deguonies lygio sumažėjimas patalpoje.

Stiprybės tiesioginio šildymo sistemos

Paprastumas ir patikimumas, maža kaina ir ekonomiškumas, galimybė šildyti iki aukštų temperatūrų, aukštas automatizavimo laipsnis, sklandus reguliavimas, nereikia kamino. Tiesioginis šildymas yra ekonomiškiausias būdas – sistemos efektyvumas siekia 99,96%. Šildymo sistemos, pagrįstos tiesioginio šildymo įrenginiu kartu su priverstine ventiliacija, specifinių kapitalo išlaidų lygis yra mažiausias su aukščiausiu automatizavimo laipsniu.

Visų tipų oro šildytuvai aprūpinti saugos ir valdymo automatikos sistema, kuri užtikrina sklandų paleidimą, šildymo režimo palaikymą ir išjungimą avariniu atveju. Siekiant taupyti energiją, oro šildytuvus galima įrengti su automatiniu reguliavimu, atsižvelgiant į lauko ir vidaus temperatūras, kasdienio ir savaitinio šildymo programavimo režimų funkcijas.

Taip pat į centralizuotą valdymo ir dispečerinę sistemą galima įtraukti šildymo sistemos, kurią sudaro daug šilumos vienetų, parametrus. Tokiu atveju operatorius-dispečeris turės operatyvią informaciją apie šilumos mazgų veikimą ir būklę, aiškiai rodomą kompiuterio monitoriuje, taip pat tiesiogiai valdys jų darbo režimą iš nuotolinio dispečerinio punkto.

Mobilūs šilumos generatoriai ir šilumos pistoletai

Skirta laikinam naudojimui - statybvietėse, šildymui ne sezono metu, procesiniam šildymui. Mobilūs šilumos generatoriai ir šilumos pistoletai veikia propanu (SND), dyzelinu arba žibalu. Jie gali būti tiek tiesioginio šildymo, tiek su degimo produktų pašalinimu.

Autonominių oro šildymo sistemų tipai

Įvairių patalpų autonominiam šildymui naudojamos įvairių tipų oro šildymo sistemos - su centralizuotu šilumos paskirstymu ir decentralizuotos; sistemos, veikiančios tik gryno oro įsiurbimu arba visiška / daline vidaus oro recirkuliacija.

Decentralizuotose oro šildymo sistemose šildymą ir oro cirkuliaciją patalpoje vykdo autonominiai šilumos generatoriai, esantys skirtingose ​​zonose ar darbo zonose – ant grindų, sienos ir po stogu. Oras iš šildytuvų tiekiamas tiesiai į patalpos darbo zoną. Kartais, siekiant geresnio šilumos srautų paskirstymo, šilumos generatoriuose įrengiamos nedidelės (vietinės) ortakių sistemos.

Šios konstrukcijos agregatams būdinga minimali ventiliatoriaus variklio galia, todėl decentralizuotos sistemos yra ekonomiškesnės energijos suvartojimo požiūriu. Taip pat galima naudoti oro šildymo užuolaidas kaip oro šildymo sistemos arba tiekiamo vėdinimo dalį.

Galimybė lokaliai reguliuoti ir naudoti šilumos generatorius pagal poreikį – pagal zonas, skirtingu laiku – leidžia žymiai sumažinti kuro sąnaudas. Tačiau šio metodo įgyvendinimo kapitalo sąnaudos yra šiek tiek didesnės. Sistemose su centralizuotu šilumos paskirstymu naudojami oro šildymo įrenginiai; jų sukurtas šiltas oras per ortakių sistemą patenka į darbo zonas.

Įrenginiai, kaip taisyklė, įmontuojami į esamas vėdinimo kameras, tačiau jas galima pastatyti tiesiai į šildomą patalpą – ant grindų arba aikštelėje.

Taikymas ir išdėstymas, įrangos parinkimas

Kiekvienas iš aukščiau išvardytų šildymo įrenginių tipų turi savo neginčijamų pranašumų. Ir nėra paruošto recepto, tokiu atveju kuris iš jų yra tinkamesnis - tai priklauso nuo daugelio veiksnių: oro mainų kiekio, atsižvelgiant į šilumos nuostolių kiekį, kambario kategorijos, laisvos vietos. dėl įrangos įdėjimo ir finansinių galimybių. Stengsimės suformuoti pačius bendriausius tinkamo įrangos parinkimo principus.

1. Šildymo sistemos patalpoms su mažu oro apykaita (Oro mainai ≤51)

Šiuo atveju bendra šilumos generatorių šiluminė galia imama beveik lygi šilumos kiekiui, reikalingam šilumos nuostoliams patalpoje kompensuoti, vėdinimas yra santykinai mažas, todėl patartina naudoti šildymo sistemą, pagrįstą šiluma. netiesioginio šildymo generatoriai su visiška arba daline patalpos vidaus oro recirkuliacija.

Vėdinimas tokiose patalpose gali būti natūralus arba naudojant lauko oro ir recirkuliacinio oro mišinį. Antruoju atveju šildytuvų galia padidinama tiek, kiek pakanka šviežio tiekiamo oro pašildymui. Tokia šildymo sistema gali būti vietinė, su grindų arba sienų šilumos generatoriais.

Jei įrenginio neįmanoma pastatyti šildomoje patalpoje arba organizuojant kelių patalpų priežiūrą, galite naudoti centralizuotą sistemą: šilumos generatorius patalpinti vėdinimo kameroje (priestate, antresolėje, gretimoje patalpoje) ir paskirstyti šilumą per oro kanalus.

Darbo valandomis šilumos generatoriai gali veikti dalinės recirkuliacijos režimu, vienu metu šildydami mišrų tiekiamą orą, nedarbo metu kai kuriuos galima išjungti, o likusius perjungti į ekonomišką budėjimo režimą + 2-5 ° C su pilna recirkuliacija.

2. Šildymo sistemos patalpoms su dideliu oro apykaitos greičiu, kurioms nuolat reikia tiekti didelius kiekius šviežio oro (Oro mainai pien)

Tokiu atveju šilumos kiekis, reikalingas tiekiamo oro šildymui, jau gali būti kelis kartus didesnis nei šilumos kiekis, reikalingas šilumos nuostoliams kompensuoti. Čia tikslingiausia ir ekonomiškiausia oro šildymo sistemą derinti su tiekiamo vėdinimo sistema. Šildymo sistema gali būti pastatyta remiantis tiesioginio oro šildymo įrenginiais arba naudojant rekuperacinius šilumos generatorius, naudojant didesnį šildymo laipsnį.

Bendra šildytuvų šiluminė galia turi būti lygi šilumos poreikio tiekiamam orui šildyti ir šilumos, reikalingos šilumos nuostoliams kompensuoti, sumai. Tiesioginio šildymo sistemose šildomas 100% lauko oro, užtikrinant reikiamą tiekiamo oro kiekį.

Darbo valandomis jie šildo orą iš lauko iki projektinės temperatūros + 16-40 ° C (atsižvelgiant į perkaitimą, kad būtų užtikrintas šilumos nuostolių kompensavimas). Norėdami sutaupyti pinigų ne darbo valandomis, galite išjungti kai kuriuos šildytuvus, kad sumažintumėte tiekiamo oro suvartojimą, o likusius perkelti į budėjimo režimą palaikant + 2–5 ° С.

Rekuperaciniai šilumos generatoriai budėjimo režimu leidžia papildomai sutaupyti juos perjungiant į pilnos recirkuliacijos režimą. Mažiausios kapitalo sąnaudos organizuojant centralizuotas šildymo sistemas – naudojant kuo didesnius šildytuvus. STV dujų maišymo oro šildytuvų kapitalinės išlaidos gali svyruoti nuo 300 iki 600 rublių / kW sumontuotos šilumos galios.

3. Kombinuotos oro šildymo sistemos

Geriausias variantas patalpoms, kuriose darbo metu vyksta didelis oro mainas su vienos pamainos operacija arba su pertraukiniu darbo ciklu - kai poreikio tiekti šviežią orą ir šilumą dienos metu skirtumas yra didelis.

Tokiu atveju patartina atskirai eksploatuoti dvi sistemas: budėjimo šildymą ir tiekiamą vėdinimą kartu su šildymo (pašildymo) sistema. Tuo pačiu metu šildomoje patalpoje arba vėdinimo kamerose įrengiami rekuperaciniai šilumos generatoriai, kad būtų palaikomas tik budėjimo režimas su pilna recirkuliacija (esant projektinei lauko temperatūrai).

Tiekiamo vėdinimo sistema kartu su šildymo sistema užtikrina reikiamo šviežio tiekiamo oro tūrio pašildymą iki + 16-30 °C ir patalpą sušildo iki reikiamos darbinės temperatūros, o taupant pinigus įjungiama tik darbo valandomis.

Jis pastatytas arba rekuperacinių šilumos generatorių (su padidintu šildymo laipsniu), arba galingų tiesioginio šildymo sistemų pagrindu (tai yra 2–4 ​​kartus pigiau). Galima sujungti tiekimo šildymo sistemą su esama karšto vandens šildymo sistema (ji gali likti budinti), ši parinktis taip pat taikoma laipsniškai modernizuojant esamą šildymo ir vėdinimo sistemą.

Naudojant šį metodą, eksploatavimo išlaidos bus mažiausios. Taigi, naudojant oro šildytuvus skirtingi tipaiįvairiais deriniais galima vienu metu išspręsti abi problemas - tiek šildymą, tiek tiekimą.

Oro šildymo sistemų pritaikymo pavyzdžių gausu ir jų derinimo galimybės itin įvairios. Kiekvienu atveju būtina atlikti šiluminius skaičiavimus, atsižvelgti į visas naudojimo sąlygas ir atlikti kelis įrangos parinkimo variantus, lyginant juos pagal tikslingumą, kapitalo sąnaudų dydį ir eksploatacines išlaidas.

Aerodinaminis šildymas

dideliu greičiu judančių kūnų kaitinimas ore ar kitose dujose. A. n. - tai, kad kūną atakuojančios oro molekulės sulėtėja šalia kūno.

Jei skrydis atliekamas viršgarsiniu pasėlių greičiu, stabdymas pirmiausia vyksta smūgio bangoje (žr. , pasirodo priešais kūną. Tolesnis oro molekulių lėtėjimas vyksta tiesiai pačiame kūno paviršiuje, in ribinis sluoksnis (žr. Ribinis sluoksnis). Lėtinant oro molekules, didėja jų šiluminė energija, tai yra dujų temperatūra šalia judančio kūno paviršiaus padidina maksimalią temperatūrą, iki kurios dujos gali įkaisti šalia judančio kūno, yra artima vadinamajai. stabdymo temperatūra:

T 0 = T n + v 2 / 2c p,

kur T n -įeinančio oro temperatūra, v - kūno skrydžio greitis, c p- specifinė dujų šiluma esant pastoviam slėgiui. Pavyzdžiui, kai viršgarsinis orlaivis skrenda tris kartus didesniu garso greičiu (apie 1 km/sek) lėtėjimo temperatūra yra apie 400 °C, o erdvėlaiviui į Žemės atmosferą patekus 1-uoju erdvės greičiu (8.1 km/sek) stagnacijos temperatūra siekia 8000 ° C. Jei pirmuoju atveju pakankamai ilgo skrydžio metu orlaivio odos temperatūra pasiekia vertes, artimas stagnacijos temperatūrai, tai antruoju atveju erdvėlaivio paviršius neišvengiamai pradės griūti dėl nesugebėjimo. medžiagas, kurios atlaikytų tokią aukštą temperatūrą.

Šiluma perduodama iš padidintos temperatūros dujų sričių į judantį kūną, o A. n. Yra dvi A. n. formos. - konvekcinė ir spinduliuotė. Konvekcinis šildymas yra šilumos perdavimo iš išorinės, „karštos“ ribinio sluoksnio dalies į kūno paviršių, pasekmė. Konvekcinis šilumos srautas kiekybiškai nustatomas pagal santykį

q k = a(T e -T w),

kur T e - pusiausvyros temperatūra (ribinė temperatūra, iki kurios kūno paviršius galėtų būti įkaitęs, jei nebūtų pašalinta energija), T w - tikroji paviršiaus temperatūra, a- koeficientas konvekcinis šilumos perdavimas, priklausomai nuo skrydžio greičio ir aukščio, kūno formos ir dydžio, taip pat nuo kitų veiksnių. Pusiausvyros temperatūra yra artima stagnacijos temperatūrai. Koeficiento priklausomybės tipas a iš išvardytų parametrų nustatomas srauto režimu ribiniame sluoksnyje (laminarinis arba turbulentinis). Turbulentinio srauto atveju konvekcinis šildymas tampa intensyvesnis. Taip yra dėl to, kad, be molekulinio šilumos laidumo, svarbų vaidmenį perduodant energiją pradeda vaidinti turbulentinio greičio svyravimai ribiniame sluoksnyje.

Didėjant skrydžio greičiui, oro temperatūra už smūgio bangos ir ribiniame sluoksnyje didėja, todėl atsiranda disociacija ir jonizacija. molekules. Susidarę atomai, jonai ir elektronai išsisklaido į šaltesnę sritį – į kūno paviršių. Yra atvirkštinė reakcija (rekombinacija) , vyksta kartu su šilumos išsiskyrimu. Tai papildomai prisideda prie konvekcinės A. n.

Pasiekus apie 5000 skrydžio greitį m/sek temperatūra už smūginės bangos pasiekia vertes, kai dujos pradeda spinduliuoti. Dėl spindulinio energijos perdavimo iš aukštesnės temperatūros zonų į kūno paviršių atsiranda radiacinis šildymas. Šiuo atveju didžiausią vaidmenį atlieka spinduliuotė matomoje ir ultravioletinėje spektro srityse. Skrendant Žemės atmosferoje greičiu, mažesniu už pirmąjį kosminį greitį (8.1 km/sek) radiacinis šildymas yra mažas, palyginti su konvekciniu šildymu. Antruoju kosminiu greičiu (11.2 km/sek) jų vertės tampa artimos, o skrydžio greičiui 13-15 km/sek ir didesnis, atitinkantis grįžimą į Žemę po skrydžių į kitas planetas, pagrindinį indėlį įneša radiacinis šildymas.

Ypač svarbus vaidmuo A. n. groja, kai erdvėlaiviai grįžta į Žemės atmosferą (pavyzdžiui, Vostok, Voskhod, Sojuz). Kovoti su A. n. erdvėlaiviuose įrengtos specialios šiluminės apsaugos sistemos (žr. Šiluminė apsauga).

Lit .:Šilumos perdavimo aviacijos ir raketų technikoje pagrindai, M., 1960; Dorrens W.H., Hipergarsiniai klampūs dujų srautai, vert. iš anglų k., M., 1966; Zel'dovich Ya.B., Raizeris Yu.P., Smūgių bangų ir aukštos temperatūros hidrodinaminių reiškinių fizika, 2 leidimas, Maskva, 1966 m.

N. A. Anfimovas.

Didžioji sovietinė enciklopedija. - M .: sovietinė enciklopedija. 1969-1978 .

Pažiūrėkite, kas yra „aerodinaminis šildymas“ kituose žodynuose:

Kūnų, judančių dideliu greičiu ore ar kitomis dujomis, kaitinimas. A. n. dėl to, kad kūną atakuojančios oro molekulės sulėtėja šalia kūno. Jei skrydis atliekamas su viršgarsiniu garsu. greitis, stabdymas pirmiausia įvyksta smūgio metu ... ... Fizinė enciklopedija

Dideliu greičiu judančio kūno kaitinimas ore (dujose). Pastebimas aerodinaminis kaitinimas pastebimas, kai kūnas juda viršgarsiniu greičiu (pavyzdžiui, kai tarpkontinentinės kovinės galvutės balistinių raketų) EdwART.…… Jūrų žodynas

aerodinaminis šildymas- Kūno paviršiaus kaitinimas dujų sraute, judėjimas dujinėje terpėje dideliu greičiu, esant konvekcijai, ir esant hipergarsiniam greičiui ir spinduliuotei, šilumos mainai su dujų terpe ribiniame arba smūginiame sluoksnyje. [GOST 26883 ...... Techninis vertėjo vadovas

Kūno, judančio dideliu greičiu oru ar kitomis dujomis, temperatūros padidėjimas. Aerodinaminis šildymas yra dujų molekulių, esančių šalia kūno paviršiaus, lėtėjimo rezultatas. Taigi, kai erdvėlaivis į Žemės atmosferą patenka 7,9 km/s greičiu ... ... enciklopedinis žodynas

aerodinaminis šildymas- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judose (ore) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: angl. aerodinaminis šildymo vok. aerodynamische Aufheizung, f rus. aerodinaminis šildymas, m pranc....... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- kūno, judančio dideliu greičiu oru ar kitomis dujomis, temperatūros padidėjimas. A. ir. dujų molekulių, esančių šalia kūno paviršiaus, lėtėjimo rezultatas. Taigi, prie įėjimo į kosmosą. erdvėlaivis į Žemės atmosferą 7,9 km / s greičiu, oro greitis per paviršių ... Gamtos mokslai. enciklopedinis žodynas

Aerodinaminis raketos konstrukcijos šildymas- Raketos paviršiaus kaitinimas dideliu greičiu judant tankiuose atmosferos sluoksniuose. A.N. - rezultatas dėl to, kad oro molekulės, atakuojančios raketą, sulėtėja šalia jos kūno. Šiuo atveju vyksta kinetinės energijos perėjimas ... ... Strateginių raketų pajėgų enciklopedija

Concorde Concorde oro uoste ... Vikipedija

Prisiminti

• Koks prietaisas naudojamas oro temperatūrai matuoti? Kokius Žemės sukimosi tipus žinote? Kodėl Žemėje keičiasi diena ir naktis?

Kaip įkaista žemės paviršius ir atmosfera. Saulė skleidžia nepaprastai daug energijos. Tačiau atmosfera leidžia tik pusei saulės spindulių pasiekti žemės paviršių. Kai kurie iš jų atsispindi, kai kuriuos sugeria debesys, dujos ir dulkių dalelės (83 pav.).

Ryžiai. 83. Saulės energijos, patenkančios į Žemę, suvartojimas

Praeidama pro saulės spindulius, atmosfera iš jų beveik neįkaista. Žemės paviršius įkaista ir pats tampa šilumos šaltiniu. Būtent nuo jo šildomas atmosferos oras. Todėl šalia žemės paviršiaus oras troposferoje yra šiltesnis nei aukštyje. Lipant aukštyn kiekvieną kilometrą oro temperatūra nukrenta 6 "C. Aukštai kalnuose dėl žemos temperatūros susikaupęs sniegas netirpsta net vasarą. Troposferos temperatūra kinta ne tik atsižvelgiant į aukštį, bet ir tam tikri laikotarpiai: dienos, metai.

Oro šildymo skirtumai dieną ir metus. Dieną saulės spinduliai apšviečia žemės paviršių ir sušildo, nuo jo įkaista oras. Naktį saulės energijos srautas sustoja, o paviršius kartu su oru pamažu atšąla.

Vidurdienį saulė aukščiausiai virš horizonto. Šiuo metu patenka daugiausia saulės energijos. Tačiau aukščiausia temperatūra stebima praėjus 2–3 valandoms po vidurdienio, nes reikia laiko, kad šiluma iš Žemės paviršiaus būtų perkelta į troposferą. Šalčiausia temperatūra būna prieš saulėtekį.

Oro temperatūra taip pat kinta pagal metų laikus. Jūs jau žinote, kad Žemė sukasi aplink Saulę savo orbita ir Žemės ašis yra nuolat pakreipta į orbitos plokštumą. Dėl šios priežasties per metus toje pačioje vietovėje saulės spinduliai į paviršių krenta skirtingais būdais.

Kai spindulių kritimo kampas yra vertikalus, paviršius gauna daugiau saulės energijos, pakyla oro temperatūra ir prasideda vasara (84 pav.).

Ryžiai. 84. Saulės spindulių kritimas į žemės paviršių birželio 22 ir gruodžio 22 d.

Kai saulės spinduliai labiau pakreipiami, paviršius šiek tiek įkaista. Šiuo metu oro temperatūra nukrenta, ateina žiema. Šilčiausias mėnuo šiauriniame pusrutulyje yra liepa, o šalčiausias – sausis. Pietų pusrutulyje viskas yra priešingai: šalčiausias metų mėnuo yra liepa, o šilčiausias – sausis.

Iš paveikslo nustatykite, kaip skiriasi saulės spindulių kritimo kampas birželio 22 d. ir gruodžio 22 d. lygiagretėse 23,5 ° Š. NS. ir y. NS.; lygiagretėse 66,5 ° šiaurės platumos NS. ir y. NS.

Pagalvokite, kodėl šilčiausi ir šalčiausi mėnesiai yra ne birželis ir gruodis, kai saulės spinduliai turi didžiausius ir mažiausius kritimo kampus žemės paviršiuje.

Ryžiai. 85. Vidutinė metinė Žemės oro temperatūra

Temperatūros pokyčių indikatoriai. Norėdami nustatyti bendrus temperatūros kitimo dėsningumus, naudokite vidutinių temperatūrų rodiklį: vidutinė paros, vidutinė mėnesio, vidutinė metinė (85 pav.). Pavyzdžiui, norint apskaičiuoti vidutinę paros temperatūrą per dieną, temperatūra matuojama kelis kartus, šie rodikliai sumuojami ir gauta suma dalijama iš matavimų skaičiaus.

Apibrėžkite:

• vidutinė paros temperatūra keturiais matavimais per dieną: -8 ° С, -4 ° С, + 3 ° С, + 1 ° С;
• vidutinė metinė Maskvos temperatūra, naudojant lentelės duomenis.

4 lentelė

Nustatant temperatūros pokytį paprastai pažymimos jo didžiausios ir mažiausios vertės.

Skirtumas tarp didžiausių ir žemiausių rodmenų vadinamas temperatūros diapazonu.

Amplitudė gali būti nustatyta dienai (dienos amplitudė), mėnesiui, metams. Pavyzdžiui, jei aukščiausia temperatūra per dieną yra + 20 ° C, o žemiausia - + 8 ° C, tai dienos amplitudė bus 12 ° C (86 pav.).

Ryžiai. 86. Dienos temperatūrų diapazonas

Nustatykite, kiek laipsnių metinė amplitudė Krasnojarske yra didesnė nei Sankt Peterburge, jei vidutinė liepos mėnesio temperatūra Krasnojarske yra + 19 ° С, o sausio mėnesį - -17 ° С; Sankt Peterburge atitinkamai + 18 ° С ir -8 ° С.

Žemėlapiuose vidutinės temperatūros pasiskirstymas atsispindi naudojant izotermas.

Izotermos yra linijos, jungiančios taškus su ta pačia vidutine oro temperatūra per tam tikrą laikotarpį.

Paprastai rodo šilčiausių ir šalčiausių metų mėnesių, t. Y. Liepos ir sausio, izotermas.

Klausimai ir užduotys

1. Kaip atmosferoje įkaista oras?
2. Kaip oro temperatūra keičiasi dienos metu?
3. Kas lemia Žemės paviršiaus įkaitimo skirtumą per metus?

Visus gyvybės procesus Žemėje sukelia šiluminė energija. Pagrindinis šaltinis, iš kurio Žemė gauna šiluminė energija, yra saulė. Jis skleidžia energiją įvairių spindulių - elektromagnetinių bangų - pavidalu. Vadinama Saulės spinduliuotė elektromagnetinių bangų pavidalu, sklindančia 300 000 km / s greičiu, kurią sudaro įvairaus ilgio spinduliai, nešantys į Žemę šviesą ir šilumą.

Spinduliuotė gali būti tiesioginė ir difuzinė. Be atmosferos žemės paviršius gautų tik tiesioginę spinduliuotę. Todėl spinduliuotė, sklindanti tiesiai iš Saulės tiesioginių saulės spindulių pavidalu ir be debesų dangaus, vadinama tiesiogine. Jis neša didžiausią šilumos ir šviesos kiekį. Tačiau, eidami per atmosferą, saulės spinduliai yra iš dalies išsibarstę, nukrypsta nuo tiesus kelias kaip atspindys nuo oro molekulių, vandens lašelių, dulkių dalelių ir pereina į spindulius, einančius visomis kryptimis. Tokia spinduliuotė vadinama difuzine. Todėl jis yra šviesus ir tose vietose, kur tiesioginiai saulės spinduliai (tiesioginė spinduliuotė) neprasiskverbia (miško lajos, uolų šešėliai, kalnai, pastatai ir kt.). Išsklaidyta spinduliuotė lemia ir dangaus spalvą. Visa saulės spinduliuotė, pasiekianti žemės paviršių, t.y. tiesioginis ir išsklaidytas, vadinamas totaliniu. Žemės paviršius, sugerdamas saulės spinduliuotę, įkaista ir pats tampa šilumos spinduliavimo į atmosferą šaltiniu. Ji vadinama antžemine spinduliuote arba antžemine spinduliuote, kurią daugiausia sulaiko žemesni atmosferos sluoksniai. Žemės paviršiaus sugeriama Saulės spinduliuotė eikvojama vandens, dirvožemio, oro šildymui, garavimui ir atmosferos spinduliuotei. Žemiškas, o ne apibrėžiantis temperatūros režimas troposfera, t.y. pro viską praeinantys saulės spinduliai jo nešildo. Labiausiai didelis skaičiusšiluma gaunama ir kaitinama iki aukščiausios temperatūros žemesniuose atmosferos sluoksniuose, tiesiai greta šilumos šaltinio - žemės paviršiaus. Įkaitimas mažėja didėjant atstumui nuo žemės paviršiaus. Štai kodėl troposferoje su aukščiu jis sumažėja vidutiniškai 0,6 ° С kas 100 m pakilimo. Tai yra bendras troposferos modelis. Pasitaiko atvejų, kai viršutiniai oro sluoksniai būna šiltesni už apatinius. Šis reiškinys vadinamas temperatūros inversija.

Žemės paviršiaus įkaitimas labai skiriasi ne tik aukščiu. Bendros saulės spinduliuotės kiekis tiesiogiai priklauso nuo saulės spindulių kritimo kampo.Kuo ši vertė arčiau 90°, tuo daugiau saulės energijos gauna žemės paviršius.

Savo ruožtu saulės šviesos kritimo kampą konkrečiame žemės paviršiaus taške lemia jo platuma. Tiesioginės saulės spinduliuotės stiprumas priklauso nuo kelio, kurį saulės spinduliai nukeliauja per atmosferą, ilgio. Saulei esant zenite (netoli pusiaujo), jos spinduliai krenta vertikaliai į žemės paviršių, t.y. įveikti atmosferą trumpiausiu keliu (esant 90 °) ir intensyviai atiduoti savo energiją nedideliam plotui. Tolstant nuo pusiaujo zonaį pietus ar šiaurę didėja saulės spindulių kelio ilgis, t.y. mažėja jų kritimo į žemės paviršių kampas. Vis daugiau spindulių pradeda slysti palei Žemę ir artėti prie liestinės linijos polių srityje. Tokiu atveju tas pats energijos spindulys yra išsklaidytas dideliame plote, o atsispindinčios energijos kiekis didėja. Taigi ten, kur saulės spinduliai krenta į žemės paviršių 90° kampu, ji nuolat yra aukštai, o judant link ašigalių darosi vis šalčiau. Būtent prie polių, kur saulės spinduliai krenta 180 ° kampu (t.y. liestine), yra mažiausiai šilumos.

Toks netolygus šilumos pasiskirstymas Žemėje, priklausomai nuo vietos platumos, leidžia išskirti penkias karščio zonas: vieną karštą, dvi ir dvi šaltas.

Vandens ir žemės šildymo saulės spinduliuote sąlygos labai skiriasi. Vandens šiluminė talpa yra dvigubai didesnė nei žemės. Tai reiškia, kad esant vienodam šilumos kiekiui žemė įkaista dvigubai greičiau nei vanduo, o atvėsus nutinka priešingai. Be to, kaitinant išgaruoja vanduo, o tai sunaudoja nemažą kiekį šilumos. Sausumoje šiluma koncentruojasi tik viršutiniame sluoksnyje, tik nedidelė jos dalis perduodama į gylį. Vandenyje spinduliai iš karto įkaitina didelį storį, o tai palengvina vertikalus vandens maišymas. Dėl to vanduo sukaupia šilumos daug daugiau nei žemė, išlaiko ją ilgiau ir naudoja tolygiau nei žemė. Jis lėčiau įkaista ir lėčiau atvėsta.

Žemės paviršius yra nevienalytis. Jo šildymas labai priklauso nuo fizines savybes dirvožemis ir ledas, ekspozicija (žemės plotų pasvirimo kampas kritimo atžvilgiu saulės spinduliai) šlaitai. Pagrindo paviršiaus ypatumai lemia skirtingą oro temperatūrų kitimo pobūdį per dieną ir metus. Žemiausia oro temperatūra dieną sausumoje stebima prieš pat saulėtekį (nėra saulės spinduliuotės antplūdžio, o naktį stipri sausumos spinduliuotė). Aukščiausios yra po pietų (14-15 val.). Per metus Šiaurės pusrutulyje aukščiausia oro temperatūra sausumoje fiksuojama liepą, o žemiausia – sausį. Virš vandens paviršiaus paros maksimali oro temperatūra pasislenka ir pastebima 15–16 val., o po saulėtekio – mažiausiai 2–3 val. Metinis maksimumas (šiauriniame pusrutulyje) būna rugpjūtį, o minimumas – vasario mėnesį.