Агаарын халаалтыг юу тодорхойлдог. Агаарын халаалтын систем. Цоргоны халаалтын гадаргуугийн урьдчилсан тооцоо

Аэродинамик халаалт

агаар эсвэл бусад хийд өндөр хурдтай хөдөлж буй биеийг халаах. A. n. - бие махбодид довтолж буй агаарын молекулууд биеийн ойролцоо удааширч байгаагийн үр дүн.

Хэрэв нислэг нь үр тарианы дуунаас хурдан хурдтай явагдах юм бол тоормослох нь голчлон цочролын долгионд тохиолддог (Цочролын долгионыг үзнэ үү) , биеийн урд гарч ирдэг. Агаарын молекулын цаашдын удаашрал нь биеийн хамгийн гадаргуу дээр шууд тохиолддог хилийн давхарга (Хязгаарын давхаргыг үзнэ үү). Агаарын молекулууд удаашрах үед тэдгээрийн дулааны энерги нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл хөдөлгөөнт биеийн гадаргуугийн ойролцоох хийн температур нь хөдөлж буй биеийн ойролцоо хийн халааж болох хамгийн дээд температурыг нэмэгдүүлдэг. тоормосны температур:

Т 0 = Т n + v 2 / 2c p,

хаана T n -орж ирж буй агаарын температур, v -биеийн нислэгийн хурд, в х- тогтмол даралттай хийн хувийн дулаан. Жишээлбэл, дуунаас хурдан нисэх онгоц дууны хурднаас гурав дахин их хурдтай нисэх үед (ойролцоогоор 1 км / сек) удаашрах температур нь ойролцоогоор 400 ° C бөгөөд сансрын хөлөг дэлхийн агаар мандалд орох үед сансрын 1-р хурдаар (8.1) км / сек) зогсонги байдлын температур 8000 ° C хүрдэг. Хэрэв эхний тохиолдолд хангалттай урт нислэгийн үед онгоцны арьсны температур зогсонги байдлын температурт ойрхон байвал хоёр дахь тохиолдолд сансрын хөлгийн гадаргуу нь хөлдөх чадваргүйн улмаас нурж эхлэх нь гарцаагүй. ийм өндөр температурыг тэсвэрлэх материал.

Өндөр температуртай хийн хэсгүүдээс дулааныг хөдөлж буй бие рүү шилжүүлдэг ба A. n. A. n-ийн хоёр хэлбэр байдаг. - конвектив ба цацраг туяа. Конвектив халаалт нь дулааныг хилийн давхаргын гаднах, "халуун" хэсгээс биеийн гадаргуу руу шилжүүлэх үр дагавар юм. Конвектив дулааны урсгалыг харьцаагаар тоон байдлаар тодорхойлно

q k = a(Т э -Т w),

хаана Т э -тэнцвэрийн температур (хэрэв эрчим хүч зайлуулахгүй бол биеийн гадаргууг халааж болох хязгаарлагдмал температур), Т w - бодит гадаргуугийн температур, а- коэффициент конвектив дулаан дамжуулалт, нислэгийн хурд, өндөр, биеийн хэлбэр, хэмжээ, түүнчлэн бусад хүчин зүйлээс хамаарна. Тэнцвэрийн температур нь зогсонги байдлын температуртай ойролцоо байна. Коэффицентийн хамаарлын төрөл ажагсаасан параметрүүдээс хилийн давхарга (ламинар эсвэл турбулент) дахь урсгалын горимоор тодорхойлогддог. Турбулент урсгалын үед конвекцийн халаалт илүү хүчтэй болдог. Энэ нь молекулын дулаан дамжуулалтаас гадна хилийн давхарга дахь турбулент хурдны хэлбэлзэл нь энерги дамжуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэж эхэлдэгтэй холбоотой юм.

Нислэгийн хурд нэмэгдэхийн хэрээр цочролын долгионы ард болон хилийн давхарга дахь агаарын температур нэмэгдэж, диссоциаци ба ионжилт үүсдэг. молекулууд. Үүссэн атомууд, ионууд, электронууд нь илүү хүйтэн бүсэд - биеийн гадаргуу руу тархдаг. Урвуу урвал байдаг (Дахин нэгтгэх) , дулаан ялгарахтай хамт явна. Энэ нь конвектив A. n-д нэмэлт хувь нэмэр оруулдаг.

Нислэгийн хурд 5000 орчим хүрэхэд м / секцочролын долгионы цаадах температур нь хий цацарч эхлэх утгыг хүрдэг. Биеийн гадаргуу руу өндөр температуртай газраас энергийг цацрагаар дамжуулж байгаатай холбоотойгоор цацрагийн халаалт үүсдэг. Энэ тохиолдолд спектрийн харагдахуйц болон хэт ягаан туяаны бүсэд цацраг туяа хамгийн их үүрэг гүйцэтгэдэг. Дэлхийн агаар мандалд сансрын анхны хурдаас доогуур хурдтай нисэх үед (8.1 км / сек) цацрагийн халаалт нь конвектив халаалттай харьцуулахад бага байдаг. Сансрын хоёр дахь хурдаар (11.2 км / сек) Тэдний үнэ цэнэ ойртож, нислэгийн хурд 13-15 байна км / секба түүнээс дээш, бусад гаригууд руу ниссэний дараа дэлхий рүү буцаж ирэхэд гол хувь нэмэр нь цацрагийн халаалт юм.

A. n-ийн онцгой чухал үүрэг. сансрын хөлөг дэлхийн агаар мандалд буцаж ирэх үед тоглодог (жишээлбэл, Восток, Восход, Союз). А.нтай тэмцэх. сансрын хөлөг тусгай дулааны хамгаалалтын системээр тоноглогдсон (үзнэ үү. Дулааны хамгаалалт).

Гэрэл .:Нисэх ба пуужингийн технологийн дулаан дамжуулалтын үндэс, М., 1960; Dorrens W.H., Hypersonic Viscous Gas Flows, trans. Англи хэлнээс, М., 1966; Зельдович Я.Б., Рэйзер Ю.П., Цочролын долгион ба өндөр температурын гидродинамик үзэгдлийн физик, 2-р хэвлэл, Москва, 1966 он.

Н.А.Анфимов.

Зөвлөлтийн агуу нэвтэрхий толь бичиг. - М .: Зөвлөлтийн нэвтэрхий толь бичиг. 1969-1978 .

Бусад толь бичгүүдээс "Аэродинамик халаалт" гэж юу болохыг хараарай.

Агаар эсвэл бусад хийд өндөр хурдтай хөдөлж буй биеийг халаах. A. n. бие махбодид довтолж буй агаарын молекулууд биеийн ойролцоо удааширч байгаагийн үр дүн. Хэрэв нислэг нь дуунаас хурдан дуу чимээтэй бол. хурд, тоормослох нь голчлон цочролд тохиолддог ... ... Физик нэвтэрхий толь бичиг

Агаарт (хий) өндөр хурдтай хөдөлж буй биеийг халаах. Бие нь дуунаас хурдан хурдтай хөдөлж байх үед мэдэгдэхүйц аэродинамик халаалт ажиглагддаг (жишээлбэл, тив хоорондын байлдааны хошуу баллистик пуужингууд) Эдварт.…… Далайн толь бичиг

аэродинамик халаалт- Биеийн гадаргууг хийн урсгалд халаах, хийн орчинд өндөр хурдтайгаар конвектив, хэт авианы хурд, цацрагийн дулааны солилцооны хийн орчинтой хилийн буюу цочролын давхаргад шилжих. [ГОСТ 26883 ...... Техникийн орчуулагчийн гарын авлага

Агаар эсвэл бусад хийд өндөр хурдтай хөдөлж буй биеийн температурын өсөлт. Аэродинамик халаалт нь биеийн гадаргуугийн ойролцоох хийн молекулуудын удаашралын үр дүн юм. Тиймээс сансрын хөлөг дэлхийн агаар мандалд 7.9 км/с хурдтайгаар ороход ... ... нэвтэрхий толь бичиг

аэродинамик халаалт- aerodinaminis įšilimas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Kūnų, judančių dujose (хүдэр) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas. atitikmenys: angl. аэродинамик халаалт vok. aerodynamische Aufheizung, f rus. аэродинамик халаалт, м pranc.…… Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas- агаар эсвэл бусад хийд өндөр хурдтай хөдөлж буй биеийн температурын өсөлт. A. ба. биеийн гадаргуугийн ойролцоох хийн молекулуудын удаашралын үр дүн. Тиймээс, сансар огторгуйн үүдэнд. сансрын хөлөг дэлхийн агаар мандалд 7.9 км / с хурдтай, агаарын хурд па гадарга дээр ... Байгалийн шинжлэх ухаан. нэвтэрхий толь бичиг

Пуужингийн бүтцийн аэродинамик халаалт- Агаар мандлын нягт давхаргад өндөр хурдтай хөдөлж байх үед пуужингийн гадаргууг халаах. А.Н. - пуужинд мөргөх агаарын молекулууд түүний биеийн ойролцоо удааширсны үр дүн. Энэ тохиолдолд кинетик энергийн шилжилт явагдана ... ... Стратегийн пуужингийн хүчний нэвтэрхий толь бичиг

Нисэх онгоцны буудал дахь Конкорд Конкорд ... Википедиа

- хангамжийн агааржуулалтын систем, агааржуулалтын систем, агаар халаах, түүнчлэн хатаах үйлдвэрт агаар халаахад ашигладаг төхөөрөмж.

Хөргөлтийн төрлөөр агаар халаагч нь гал, ус, уур, цахилгаан байж болно .

Одоогийн байдлаар хамгийн өргөн тархсан ус, уурын халаагуурууд нь гөлгөр хоолой, хавиргатай гэж хуваагддаг; Сүүлийнх нь эргээд давхарга болон спираль хэлбэрээр хуваагддаг.

Нэг дамжлагатай, олон дамжлагатай халаагуурыг ялгах. Нэг чиглэлийн хувьд хөргөлтийн шингэн нь хоолойгоор дамжин нэг чиглэлд хөдөлдөг бөгөөд олон талт нь коллекторын бүрээсэнд хуваалтууд байгаа тул хөдөлгөөний чиглэлийг хэд хэдэн удаа өөрчилдөг (Зураг XII.1).

Халаагч нь дунд (C) ба том (B) гэсэн хоёр загвартай.

Агаарыг халаах дулааны зарцуулалтыг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

хаана Q "- агаарыг халаах дулааны хэрэглээ, кЖ / цаг (ккал / цаг); Q- ижил, W; 0.278 - хувиргах коэффициент кЖ / цаг Вт; Г- халсан агаарын массын хэмжээ, кг / цаг, Lp-тэй тэнцүү [энд Л- халсан агаарын эзэлхүүний хэмжээ, м 3 / цаг; p - агаарын нягтрал (температурт t K),кг / м 3]; хамт- агаарын хувийн дулаан багтаамж, 1 кЖ / (кг-К) тэнцүү; t to - халаагчийн дараах агаарын температур, ° С; t n- халаагчийн өмнөх агаарын температур, ° С.

Халаалтын эхний шатны халаагчийн хувьд tn температур нь гаднах агаарын температуртай тэнцүү байна.

Илүүдэл чийг, дулаан, хийтэй тэмцэх зориулалттай ерөнхий агааржуулалтыг төлөвлөхдөө гаднах агаарын температурыг тооцоолсон агааржуулалттай (А ангиллын уур амьсгалын параметрүүд) тэнцүү гэж тооцдог бөгөөд MPC нь 100 мг / м3-аас их байна. Зөвшөөрөгдөх дээд хэмжээ нь 100 мг / м3-аас бага хийтэй тэмцэх зориулалттай ерөнхий агааржуулалтыг төлөвлөхдөө, түүнчлэн орон нутгийн сорох, технологийн бүрээс эсвэл пневматик тээврийн системээр гадагшлуулсан агаарыг нөхөх агааржуулалтын агааржуулалтыг төлөвлөхдөө гаднах агаарын температурыг тооцоолсон гаднах температуртай тэнцүү байхаар авна.халаалтын загварт температур tn (В ангиллын уур амьсгалын үзүүлэлт).

Тухайн өрөөнд tВ дотоод агаарын температуртай тэнцэх температуртай агаарыг дулааны илүүдэлгүйгээр өрөөнд нийлүүлэх ёстой. Дулааны илүүдэл байгаа тохиолдолд нийлүүлэлтийн агаарыг бууруулсан температураар (5-8 хэмээр) хангана. 10 хэмээс доош температуртай агаарыг ханиад томуунаас болж их хэмжээний дулаан ялгаруулж байсан ч өрөөнд оруулахыг зөвлөдөггүй. Үл хамаарах зүйл бол тусгай анемостат ашиглах тохиолдол юм.

Агаар халаагчийн халаалтын гадаргуугийн шаардагдах талбайг Fк м2 томъёогоор тодорхойлно.

хаана Q- агаарыг халаах дулааны зарцуулалт, Вт (ккал / цаг); TO- халаагчийн дулаан дамжуулах коэффициент, Вт / (м 2 -К) [ккал / (h-m 2 - ° C)]; Т гэсэн үг.- хөргөлтийн дундаж температур, 0 С; т ав. - халаагуураар дамжин өнгөрөх халсан агаарын дундаж температур, ° С, тэнцүү байна (t n + t k) / 2.

Хэрэв уур нь дулаан зөөгчөөр үйлчилдэг бол дулаан зөөгчийн дундаж температур tav.T. харгалзах уурын даралт дахь ханалтын температуртай тэнцүү байна.

Усны хувьд температур тав.Т. халуун ба буцах усны температурын арифметик дундажаар тодорхойлогддог.

Аюулгүй байдлын коэффициент 1.1-1.2 нь агаарын суваг дахь агаарыг хөргөх дулааны алдагдлыг харгалзан үздэг.

Халаагчийн дулаан дамжуулах коэффициент K нь дулаан зөөгчийн төрөл, халаагуураар дамжин өнгөрөх агаарын хөдөлгөөний массын vp хурд, халаагчийн геометрийн хэмжээс ба дизайны онцлог, халаагчийн хоолойгоор дамжин өнгөрөх усны хөдөлгөөний хурд зэргээс хамаарна.

Массын хурдыг агаар халаагчийн чөлөөт талбайн 1 м2 талбайг 1 секундын дотор дамжуулж буй агаарын масс, кг гэж ойлгодог. Массын хурдыг vp, кг / (см2) томъёогоор тодорхойлно

Загвар, брэнд, халаагчийн тоог fL чөлөөт хөндлөн огтлолын талбай ба FK халаалтын гадаргуугаас хамаарч сонгоно. Агаар халаагчийг сонгосны дараа агаарын массын хурдыг энэ загварын агаар халаагчийн fD агаарын урсгалын талбайн бодит талбайн дагуу тодорхойлно.

Энд A, A 1, n, n 1 ба Т- халаагчийн загвараас хамааран коэффициент ба экспонент

Агаар халаагчийн хоолой дахь усны хөдөлгөөний хурд ω, м / с-ийг дараахь томъёогоор тодорхойлно.

Энд Q " нь агаарыг халаах дулааны зарцуулалт, кЖ / цаг (ккал / цаг); pw нь 1000 кг / м3 усны нягт, sv нь 4.19 кЖ / (кг-) усны хувийн дулаан багтаамж юм. K); fTP нь хөргөлтийн шингэнийг нэвтрүүлэх чөлөөт хөндлөн огтлолын талбай, м2, тг - температур халуун уснийлүүлэлтийн шугамд, ° С; t 0 - буцах усны температур, 0С.

Агаар халаагчийн дулаан дамжуулалт нь хоолойн схемд нөлөөлдөг. Шугам хоолойг холбох зэрэгцээ хэлхээний хувьд хөргөлтийн шингэний зөвхөн нэг хэсэг нь тусдаа халаагуураар дамждаг бөгөөд дараалсан хэлхээний хувьд хөргөлтийн бүх урсгал нь халаагч бүрээр дамждаг.

Агаар халаагуурын агаарыг нэвтрүүлэх эсэргүүцлийг p, Pa дараах томъёогоор илэрхийлнэ.

Энд B ба z нь халаагчийн хийцээс хамаарах коэффициент ба экспонент юм.

Дараалсан халаагуурын эсэргүүцэл нь дараахтай тэнцүү байна.

энд m нь дараалсан байрлалтай халаагчийн тоо. Тооцооллыг томъёоны дагуу халаагчийн дулааны гаралтыг (дулаан дамжуулалтыг) шалгах замаар дуусгавар болно

хаана QK - халаагчаас дулаан дамжуулах, Вт (ккал / цаг); QK - ижил, кЖ / цаг, 3.6 - Вт-ыг кЖ / цаг болгон хувиргах коэффициент FK - энэ төрлийн халаагуурыг тооцоолох үр дүнд авсан халаагчийн халаалтын гадаргуугийн талбай, м2; K - халаагчийн дулаан дамжуулах коэффициент, Вт / (м2-К) [ккал / (h-m2- ° C)]; tср.в - халаагуураар дамжин өнгөрөх халсан агаарын дундаж температур, ° С; tcr. Т - хөргөлтийн дундаж температур, ° С.

Халаагчийг сонгохдоо халаалтын гадаргуугийн тооцоолсон талбайн нөөцийг 15-20%, агаарын урсгалд тэсвэртэй - 10%, усны хөдөлгөөнд тэсвэртэй - 20% -ийн дотор авна.

Хүн төрөлхтөн хэд хэдэн төрлийн энергийг мэддэг - механик энерги (кинетик ба потенциал), дотоод энерги (дулааны), талбайн энерги (таталцлын, цахилгаан соронзон ба цөмийн), химийн. Тус тусад нь дэлбэрэлтийн эрч хүчийг онцлон тэмдэглэх нь зүйтэй ...

Вакуум энерги нь зөвхөн онолын хувьд хэвээр байгаа бөгөөд харанхуй энерги юм. "Дулааны инженерчлэл" гэсэн гарчигтай энэ нийтлэлд би энгийн бөгөөд хүртээмжтэй хэлээр практик жишээ ашиглан хүмүүсийн амьдралын хамгийн чухал эрчим хүчний хэлбэр болох тухай ярихыг хичээх болно. дулааны энергимөн түүнийг цагт нь төрүүлэх тухай дулааны хүч.

Дулааны эрчим хүчийг олж авах, дамжуулах, ашиглах шинжлэх ухааны салбар болох дулааны инженерийн газрыг ойлгох хэдэн үг. Орчин үеийн дулааны инженерчлэл нь ерөнхий термодинамикаас үүссэн бөгөөд энэ нь эргээд физикийн нэг салбар юм. Термодинамик нь шууд утгаараа "дулаан" дээр "хүч" юм. Тиймээс термодинамик нь системийн "температурыг өөрчлөх" шинжлэх ухаан юм.

Дотоод энерги нь өөрчлөгддөг гаднаас системд үзүүлэх нөлөө нь дулаан дамжуулалтын үр дүн байж болно. Дулааны энерги, хүрээлэн буй орчинтой ийм харилцан үйлчлэлийн үр дүнд систем олж авсан эсвэл алддаг дулааны хэмжээба SI нэгжээр Жоулаар хэмжигдэнэ.

Хэрэв та халаалтын инженер биш бөгөөд дулааны инженерийн асуудлыг өдөр бүр хийдэггүй бол тэдэнтэй тулгарах үед заримдаа туршлагагүй бол тэдгээрийг хурдан ойлгоход маш хэцүү байдаг. Туршлагагүйгээр дулааны болон дулааны эрчим хүчний хүссэн утгын хэмжээст байдлыг төсөөлөхөд хэцүү байдаг. 1000 шоо метр агаарыг -37˚C температураас + 18˚C хүртэл халаахад хэдэн жоуль энерги шаардлагатай вэ? .. Үүнийг 1 цагийн дотор хийх дулааны эх үүсвэрийн хүчин чадал хэд вэ? хэцүү асуултуудӨнөөдөр бүх инженерүүд "шууд" гэж хариулж чадахгүй байна. Заримдаа мэргэжилтнүүд томъёог санаж байдаг, гэхдээ цөөхөн нь л практикт хэрэглэж чаддаг!

Энэ өгүүллийг эцэс хүртэл уншсаны дараа та янз бүрийн материалыг халаах, хөргөхтэй холбоотой бодит үйлдвэрлэлийн болон ахуйн асуудлыг хялбархан шийдэж чадна. Дулаан дамжуулах үйл явцын физик шинж чанарыг ойлгох, энгийн үндсэн томъёог мэдэх нь дулааны инженерийн мэдлэгийн үндэс суурь болдог!

Төрөл бүрийн физик процесс дахь дулааны хэмжээ.

Мэдэгдэж буй ихэнх бодисуудтай хамт байж болно өөр өөр температурхатуу, шингэн, хий эсвэл плазмын төлөвт байх даралт. Шилжилтнэгтгэх нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих тогтмол температурт тохиолддог(даралт болон бусад үзүүлэлтүүд өөрчлөгдөхгүй бол). хүрээлэн буй орчин) болон дулааны энергийг шингээх буюу суллах дагалддаг. Орчлон ертөнцийн материйн 99% нь плазмын төлөвт байгаа хэдий ч бид энэ өгүүлэлд нэгтгэх төлөвийг авч үзэхгүй.

Зурагт үзүүлсэн графикийг авч үзье. Энэ нь тухайн бодисын температурын хамаарлыг харуулдаг Тдулааны хэмжээгээр Q, тодорхой бодисын тодорхой массыг агуулсан тодорхой хаалттай системд авчирсан.

1. Температуртай хатуу бие T1, температур хүртэл халаана Тм, энэ процесст зарцуулсан дулааны хэмжээ тэнцүү байна Q1 .

2. Дараа нь хайлах үйл явц эхэлдэг бөгөөд энэ нь тогтмол температурт явагддаг. TPL(хайлах цэг). Хатуу бодисын бүх массыг хайлуулахын тулд дулааны энергийг тодорхой хэмжээгээр зарцуулах шаардлагатай Q2 - 1-р улирал .

3. Дараа нь хатуу бодис хайлсны үр дүнд үүссэн шингэнийг буцалгах цэг хүртэл халаана (хий үүсэх) Tkp, энэ хэмжээний дулаан зарцуулалттай тэнцэх Q3-Q2 .

4. Одоо тогтмол буцалгах цэг дээр байна Tkpшингэн нь буцалж, ууршиж, хий болж хувирдаг. Шингэний бүх массыг хий болгон хувиргахын тулд үүнийг зарцуулах шаардлагатай дулааны энергитоо хэмжээгээр 4-р улирал-Q3.

5. Сүүлийн шатанд хий нь температураас халаана Tkpтодорхой температур хүртэл T2... Энэ тохиолдолд дулааны хэмжээний зардал байх болно Q5-4-р улирал... (Хэрэв бид хийг иончлолын температурт халаавал хий нь плазм болж хувирдаг.)

Тиймээс анхны хатуу бодисыг температураас халаана T1температур хүртэл T2хэмжээгээр дулааны энерги зарцуулсан Q5, бодисыг нэгтгэх гурван төлөвөөр дамжуулдаг.

Эсрэг чиглэлд хөдөлж, бид бодисоос ижил хэмжээний дулааныг зайлуулах болно. Q5, температураас конденсаци, талсжилт, хөргөлтийн үе шатуудыг дамждаг T2температур хүртэл T1... Мэдээж бид гадаад орчинд эрчим хүч алдагдуулахгүй, битүү системийг авч үзэж байгаа.

Шингэн фазыг алгасах замаар хатуу төлөвөөс хийн төлөвт шилжих боломжтой гэдгийг анхаарна уу. Ийм процессыг сублимация гэж нэрлэдэг ба урвуу үйл явцыг десублимация гэж нэрлэдэг.

Тиймээс тэд бодисын нэгтгэх төлөв хоорондын шилжилтийн үйл явц нь тогтмол температурт эрчим хүчний зарцуулалтаар тодорхойлогддог болохыг ойлгосон. Тогтмол нэгдэлд байгаа бодисыг халаах үед температур нэмэгдэж, дулааны энерги зарцуулагддаг.

Дулаан дамжуулах үндсэн томъёо.

Томъёо нь маш энгийн.

Дулааны хэмжээ Q J-д дараах томъёогоор тооцоолно.

1. Дулааны хэрэглээний талаас, өөрөөр хэлбэл ачааллын талаас:

1.1. Халаах (хөргөх) үед:

Q = м * в * (T2-T1)

м – кг дахь бодисын масс

-тайЖ / (кг * К) дахь бодисын хувийн дулаан багтаамж

1.2. Хайлах үед (хөлдөх):

Q = м * λ

λ – Ж/кг дахь бодисын хайлах, талсжих тодорхой дулаан

1.3. Буцалгах, уурших (конденсац):

Q = м * r

r – J / кг дахь бодисын хийн үүсэх болон конденсацын хувийн дулаан

2. Дулааны үйлдвэрлэлийн талаас, өөрөөр хэлбэл эх үүсвэр талаас:

2.1. Түлшний шаталтын үед:

Q = м * q

q – түлшний шаталтын хувийн дулааны Ж / кг

2.2. Цахилгааныг дулааны энерги болгон хувиргах үед (Жоуль-Ленцийн хууль):

Q = t * I * U = t * R * I ^ 2 = (t / R)* U ^ 2

т – цаг хугацаа с

I – А дахь үр дүнтэй гүйдэл

У – V дахь үр дүнтэй хүчдэлийн утга

Р – Ом дахь ачааллын эсэргүүцэл

Бүх фазын хувиргалт дахь дулааны хэмжээ нь бодисын масстай шууд пропорциональ бөгөөд халах үед температурын зөрүүтэй шууд пропорциональ байна гэж бид дүгнэж байна. Пропорциональ коэффициентууд ( в , λ , r , q ) бодис бүрийн хувьд өөрийн гэсэн утгатай бөгөөд эмпирик байдлаар тодорхойлогддог (лавлах номноос авсан).

Дулааны хүч Н W нь тодорхой хугацаанд системд шилжүүлсэн дулааны хэмжээ юм.

N = Q / t

Бид биеийг тодорхой температурт халаахыг хүсч байгаа бол дулааны энергийн эх үүсвэр нь илүү их хүч чадалтай байх ёстой - бүх зүйл логик юм.

Хэрэглэсэн асуудлыг Excel дээр тооцоолох.

Амьдралд тухайн сэдвийг үргэлжлүүлэн судлах, төсөл боловсруулах, нарийвчилсан нарийн хөдөлмөр шаардсан тооцоолол хийх нь утга учиртай эсэхийг ойлгохын тулд хурдан тооцоолол хийх шаардлагатай байдаг. Тооцоололыг хэдхэн минутын дотор, ± 30% -ийн нарийвчлалтай хийсэн ч гэсэн та удирдлагын чухал шийдвэр гаргах боломжтой бөгөөд энэ нь 100 дахин хямд, 1000 дахин илүү ажиллагаатай бөгөөд үр дүнд нь 100,000 дахин үр ашигтай байх болно. Үнэтэй мэргэжилтнүүдийн бүлэг долоо хоног, эс бөгөөс нэг сарын дотор үнэн зөв тооцоо ...

Асуудлын нөхцөл:

24м х 15м х 7м хэмжээтэй металл гулсмал бэлтгэх цехийн байранд гудамжинд байрлах агуулахаас 3 тонн хэмжээтэй металл бүтээгдэхүүн импортолдог. Уг цувисан төмөр нь нийт 20 кг жинтэй мөстэй. Гудамжинд -37˚С. Металлыг + 18˚С хүртэл халаахад хэр их дулаан шаардлагатай вэ; мөсийг халааж, хайлуулж, усыг + 18˚С хүртэл халаана; Өмнө нь халаалтыг бүрэн унтраасан гэж үзвэл өрөөний бүх эзэлхүүнийг халаах уу? Дээрх бүгдийг 1 цагийн дотор хийх ёстой бол халаалтын систем ямар хүчин чадалтай байх ёстой вэ? (Маш хатуу ширүүн, бараг бодит бус нөхцөл байдал - ялангуяа агаарт гарах үед!)

Бид тооцооллыг программ дээр хийнэMS Excel эсвэл хөтөлбөртOOo Calc.

Нүд болон үсгийн өнгөний форматыг "" хуудаснаас үзнэ үү.

Анхны өгөгдөл:

1. Бид бодисын нэрийг бичнэ:

D3 нүд рүү: Ган

E3 нүд рүү: Мөс

F3 нүд рүү: Мөс / ус

G3 нүд рүү: Ус

G3 нүд рүү: Агаар

2. Бид процессуудын нэрийг оруулна:

D4, E4, G4, G4 нүд рүү: дулаан

F4 нүд рүү: хайлах

3. Бодисын хувийн дулаан в J / (кг * K) -д бид ган, мөс, ус, агаарыг тус тус бичнэ

D5 нүд рүү: 460

E5 нүд рүү: 2110

G5 нүд рүү: 4190

H5 нүд рүү: 1005

4. Мөс хайлах тусгай дулаан λ J / кг-д бид ордог

F6 нүд рүү: 330000

5. Бодисын масс мкг-д бид ган, мөсний хувьд тус тус орно

D7 нүд рүү: 3000

E7 нүд рүү: 20

Мөс ус болж хувирах үед масс өөрчлөгддөггүй

F7 ба G7 нүдэнд: = E7 =20

Бид агаарын массыг өрөөний эзэлхүүний хувийн жингийн үржвэрээр олдог

H7 нүдэнд: = 24 * 15 * 7 * 1.23 =3100

6. Процессын хугацаа тбид гангийн хувьд нэг л удаа бичдэг

D8 нүд рүү: 60

Мөсийг халаах, хайлуулах, үүссэн усыг халаах хугацааг эдгээр бүх гурван процессыг метал халаахад зориулагдсан ижил хугацаанд хийх ёстой гэсэн нөхцлөөс тооцно. Бид үүний дагуу уншдаг

E8 нүдэнд: = E12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =9,7

F8 нүдэнд: = F12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =41,0

G8 нүдэнд: = G12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =9,4

Агаар мөн адил хуваарилагдсан хугацаанд дулаарч байх ёстой, уншина уу

H8 нүдэнд: = D8 =60,0

7. Бүх бодисын анхны температур Т1 ˚C-д бид орно

D9 нүд рүү: -37

E9 нүд рүү: -37

F9 нүд рүү: 0

G9 нүд рүү: 0

H9 нүд рүү: -37

8. Бүх бодисын эцсийн температур Т2 ˚C-д бид орно

D10 нүд рүү: 18

E10 нүд рүү: 0

F10 нүд рүү: 0

G10 нүд рүү: 18

H10 нүд рүү: 18

7, 8-р зүйлийн талаар асуулт байх ёсгүй гэж бодож байна.

Тооцооллын үр дүн:

9. Дулааны хэмжээ QкДж-д бид процесс тус бүрт шаардагдах хэмжээг тооцдог

D12 үүрэнд ган халаахад: = D7 * D5 * (D10-D9) / 1000 =75900

E12 тасалгааны мөсийг халаахад: = E7 * E5 * (E10-E9) / 1000 = 1561

F12 нүдэнд мөс хайлуулах: = F7 * F6 / 1000 = 6600

G12 нүдэнд ус халаахад: = G7 * G5 * (G10-G9) / 1000 = 1508

H12 эсийн агаарыг халаахад: = H7 * H5 * (H10-H9) / 1000 = 171330

Бид бүх процесст шаардагдах дулааны энергийн нийт хэмжээг уншина

нэгтгэсэн нүдэнд D13E13F13G13H13: = SUM (D12: H12) = 256900

D14, E14, F14, G14, H14, D15E15F15G15H15 хосолсон нүдэнд дулааны хэмжээг нумын хэмжилтийн нэгжээр - Гкал (гига калори) -аар өгнө.

10. Дулааны хүч НкВт-аар процесс тус бүрт шаардагдах хэмжээг тооцоолно

D16 үүрэнд ган халаахад: = D12 / (D8 * 60) =21,083

E16 нүдэн дэх мөсийг халаахад: = E12 / (E8 * 60) = 2,686

F16 нүдэнд мөс хайлуулах: = F12 / (F8 * 60) = 2,686

G16 нүдэнд ус халаах: = G12 / (G8 * 60) = 2,686

H16 эсийн агаарыг халаахад: = H12 / (H8 * 60) = 47,592

Бүх процессыг хугацаанд нь дуусгахад шаардагдах нийт дулааны хүч ттооцоолсон

нэгтгэсэн нүдэнд D17E17F17G17H17: = D13 / (D8 * 60) = 71,361

D18, E18, F18, G18, H18 нүднүүдэд, D19E19F19G19H19 хосолсон нүдэнд дулааны хүчийг нумын хэмжилтийн нэгжээр - Гкал / цагт өгнө.

Энэ нь Excel-ийн тооцоог дуусгана.

Дүгнэлт:

Агаарыг халаах нь ижил масстай ган халаахаас хоёр дахин их эрчим хүч шаарддаг гэдгийг анхаарна уу.

Ус халаах үед эрчим хүчний зарцуулалт мөс халаахаас хоёр дахин их байдаг. Хайлах процесс нь халаалтын процессоос хэд дахин их эрчим хүч зарцуулдаг (бага температурын зөрүүтэй).

Ус халаах нь ган халаахаас арав дахин, агаар халаахаас дөрөв дахин их дулааны энерги зарцуулдаг.

Учир нь хүлээн авч байна шинэ нийтлэлүүд гарах тухай мэдээлэл болон төлөө ажлын програмын файлуудыг татаж авах Өгүүллийн төгсгөлд эсвэл хуудасны дээд талд байрлах цонхон дээрх зарлалуудыг бүртгүүлэхийг би танаас хүсч байна.

Имэйл хаягаа оруулаад "Өгүүллийн зарлал хүлээн авах" товчийг дарсны дараа БИТГИЙ МАРТААРАЙ БАТАЛГААХ SUBSCRIBE холбоос дээр дарж үзнэ үү Захидал нь танд заасан шуудангаар шууд ирэх болно (заримдаа хавтас руу « Спам » )!

Бид "дулааны хэмжээ", "дулааны хүч" гэсэн ойлголтуудыг санаж, дулаан дамжуулах үндсэн томъёог авч үзээд практик жишээнд дүн шинжилгээ хийлээ. Миний хэл энгийн, ойлгомжтой, сонирхолтой байсан гэж найдаж байна.

Би нийтлэлийн талаархи асуулт, сэтгэгдлийг хүлээж байна!

би гуйя ХҮНДЛЭЛ зохиогчийн бүтээл татаж авах файл ЗАХИАЛГАСАН ДАРАА нийтлэлийн зарын хувьд.

1940-1950-иад оны төгсгөлд хийгдсэн судалгаанууд нь цуваа онгоцоор ч гэсэн дууны саадыг аюулгүй нэвтрүүлэх боломжийг олгодог олон тооны аэродинамик болон технологийн шийдлүүдийг боловсруулах боломжтой болсон. Дараа нь дууны саадыг даван туулах нь нислэгийн хурдыг цаашид нэмэгдүүлэх хязгааргүй боломжийг бий болгож байгаа юм шиг санагдсан. Хэдхэн жилийн дотор 30 орчим төрлийн дуунаас хурдан нисэх онгоц нисч, үүний нэлээд хэсгийг бөөнөөр нь үйлдвэрлэжээ.

Ашигласан олон янзын шийдлүүд нь дуунаас хурдан хурдтай нислэгтэй холбоотой олон асуудлыг цогцоор нь судалж, шийдвэрлэхэд хүргэсэн. Гэсэн хэдий ч дууны саадаас хамаагүй илүү төвөгтэй шинэ асуудлууд тулгарсан. Эдгээр нь бүтцийн халаалтаас үүсдэг. нисэх онгоцагаар мандлын нягт давхаргад өндөр хурдтай нисэх үед. Энэхүү шинэ саадыг нэгэн цагт дулааны хаалт гэж нэрлэдэг байв. Дууны саадаас ялгаатай нь шинэ хаалт нь нислэгийн параметр (хурд ба өндөр) болон онгоцны их биений загвар (дизайн шийдэл, ашигласан материал), мөн агаарын хэмээс хамаардаг тул дууны хурдтай ижил төстэй тогтмол байдлаар тодорхойлогддоггүй. агаарын хөлгийн тоног төхөөрөмж (агааржуулагч, хөргөлтийн систем гэх мэт).NS.). Тиймээс "дулааны хаалт" гэсэн ойлголт нь зөвхөн бүтцийн аюултай халаалтыг төдийгүй дулаан дамжуулалт, материалын бат бэх шинж чанар, дизайны зарчим, агааржуулагч гэх мэт асуудлуудыг агуулдаг.

Нислэгийн үеэр агаарын хөлгийн халаалт нь агаарын урсгалын аэродинамик удаашрал, хөдөлгүүрийн системийн дулаан ялгаруулалт гэсэн хоёр шалтгааны улмаас үүсдэг. Эдгээр хоёр үзэгдлийн аль аль нь хүрээлэн буй орчин (агаар, яндангийн хий) болон урсгалын харилцан үйлчлэлийн үйл явцыг бүрдүүлдэг. хатуу бие(онгоцоор, хөдөлгүүрээр). Хоёрдахь үзэгдэл нь бүх нисэх онгоцны хувьд ердийн зүйл бөгөөд энэ нь компрессор дахь шахсан агаар, түүнчлэн камер, яндангийн шаталтын бүтээгдэхүүнээс дулааныг хүлээн авдаг хөдөлгүүрийн бүтцийн элементүүдийн температур нэмэгдсэнтэй холбоотой юм. Өндөр хурдтай нисэх үед онгоцны дотоод халаалт нь компрессорын урд талын агаарын сувагт тоормослогдсон агаараас үүсдэг. Бага хурдтай нисэх үед хөдөлгүүрээр дамжин өнгөрөх агаар нь харьцангуй бага температуртай байдаг бөгөөд үүний үр дүнд онгоцны бүтцийн элементүүдийн аюултай халаалт үүсдэггүй. Нислэгийн өндөр хурдтай үед хөдөлгүүрийн халуун элементүүдээс агаарын корпусын бүтцийг халаах хязгаарлалтыг бага температуртай агаараар нэмэлт хөргөлтөөр хангадаг. Ихэвчлэн хилийн давхаргыг тусгаарлах чиглүүлэгч ашиглан агаарын оролтоос зайлуулсан агаар, түүнчлэн хөдөлгүүрийн хажуугийн гадаргуу дээр байрлах нэмэлт оролтыг ашиглан агаар мандлаас авсан агаарыг ашигладаг. Давхар хэлхээтэй моторуудад гаднах (хүйтэн) хэлхээний агаарыг хөргөхөд ашигладаг.

Ийнхүү дуунаас хурдан нисэх онгоцны дулааны саадын түвшинг гадны аэродинамик халаалтаар тодорхойлно. Агаарын урсгал дахь гадаргууг халаах эрч хүч нь нислэгийн хурдаас хамаарна. Бага хурдтай үед энэ халаалт нь маш бага байдаг тул температурын өсөлтийг тооцохгүй байж болно. Өндөр хурдтай үед агаарын урсгал нь өндөр кинетик энергитэй байдаг тул температурын өсөлт мэдэгдэхүйц байж болно. Агаарын оролтод удааширч, хөдөлгүүрийн компрессорт шахагдсан өндөр хурдны урсгал нь хөдөлгүүрийн халуун хэсгүүдээс дулааныг арилгах боломжгүй тул маш их халдаг тул энэ нь агаарын хөлгийн доторх температурт хамаарна.

Аэродинамик халалтын үр дүнд онгоцны арьсны температурын өсөлт нь онгоцны эргэн тойронд урсаж буй агаарын зуурамтгай чанар, түүнчлэн урд талын гадаргуу дээр шахагдсанаас үүсдэг. Наалдамхай үрэлтийн үр дүнд хилийн давхарга дахь агаарын тоосонцор хурдаа алддаг тул агаарын хөлгийн бүх гадаргуугийн температур нэмэгддэг. Агаарын шахалтын үр дүнд температур нь зөвхөн орон нутгийн хэмжээнд нэмэгддэг (энэ нь голчлон их биений хамар, бүхээгийн салхины шил, ялангуяа далавч ба сувгийн урд ирмэгүүд юм), гэхдээ энэ нь ихэвчлэн утгууддаа хүрдэг. бүтцийн хувьд аюултай. Энэ тохиолдолд зарим газарт агаарын урсгалын гадаргуутай бараг шууд мөргөлдөж, бүрэн динамик тоормостой байдаг. Эрчим хүчийг хадгалах зарчмын дагуу урсгалын бүх кинетик энерги нь дулаан ба даралтын энерги болж хувирдаг. Температурын харгалзах өсөлт нь удаашрахаас өмнөх урсгалын хурдны квадраттай шууд пропорциональ (эсвэл салхинаас бусад онгоцны хурдны квадраттай) болон нислэгийн өндөртэй урвуу пропорциональ байна.

Онолын хувьд урсгал нь тогтуун, цаг агаар тогтуун, үүлгүй, цацраг туяагаар дулаан дамжуулалт байхгүй бол дулаан нь бүтцэд нэвтрэн орохгүй, арьсны температур нь адиабат тоормосны температур гэж нэрлэгддэг ойролцоо байна. Түүний Mach тооноос (хурд ба нислэгийн өндөр) хамаарлыг хүснэгтэд үзүүлэв. 4.

Бодит нөхцөлд аэродинамик халаалтаас агаарын хөлгийн арьсны температурын өсөлт, өөрөөр хэлбэл удаашрах температур ба орчны температурын зөрүү нь орчинтой (цацрагаар дамжин) дулаан солилцох, хөрш зэргэлдээ бүтэцтэй дулаан солилцооны улмаас бага зэрэг багасч байна. элементүүд гэх мэт зөвхөн агаарын хөлгийн цухуйсан хэсгүүдэд байрлах эгзэгтэй цэгүүд гэж нэрлэгддэг ба арьсанд хүрэх дулааны урсгал нь агаарын хилийн давхаргын шинж чанараас хамаарна (булингартай хилийн давхаргад илүү хүчтэй байдаг) . Температурын мэдэгдэхүйц бууралт нь үүлний дундуур нисэх үед, ялангуяа хэт хөргөсөн усны дусал, мөсөн талст агуулсан үед тохиолддог. Ийм нислэгийн нөхцөлд онолын зогсонги температуртай харьцуулахад эгзэгтэй цэг дэх арьсны температур буурах нь бүр 20-40% хүрч болно гэж үздэг.

Хүснэгт 4. Арьсны температурын Mach тооноос хамаарал

Гэсэн хэдий ч, агаарын хөлгийн ерөнхий халаалт нь дуунаас хурдан хурдтай (ялангуяа нам өндөрт) заримдаа маш өндөр байдаг тул агаарын бие ба тоног төхөөрөмжийн бие даасан элементүүдийн температурын өсөлт нь тэдгээрийг устгах, эсвэл ядаж сүйрэхэд хүргэдэг. нислэгийн горимыг өөрчлөх шаардлагатай. Жишээлбэл, KhV-70A онгоцыг 21 000 м-ээс дээш өндөрт M = 3 хурдтай нислэг хийхдээ агаарын оролтын урд ирмэг ба далавчны урд ирмэгийн температур 580-605 К, Арьсны үлдсэн хэсэг нь 470-500 К байсан. Хэрэв бид 370 К-ийн температурт органик шил зөөлрдөг, бүхээгийг шиллэгээ хийхэд түгээмэл хэрэглэгддэг, түлш буцалгадаг гэдгийг харгалзан үзвэл ийм том утгыг бүрэн үнэлж болно. , мөн энгийн цавуу нь хүч чадлаа алддаг. 400 К-д дуралюминий хүч мэдэгдэхүйц буурч, 500 К-д гидравлик систем дэх ажлын шингэний химийн задрал, лацыг устгах, 800 К-д титан хайлш шаардлагатай механик шинж чанараа алддаг, 900 К-ээс дээш температурт хөнгөн цагаан, магни. хайлж, ган зөөлөрдөг. Температурын өсөлт нь бүрээсийг устгахад хүргэдэг бөгөөд үүнээс аноджуулах, хром бүрэхийг 570 К хүртэл, никель бүрэхийг 650 К хүртэл, мөнгөн бүрээсийг 720 К хүртэл ашиглаж болно.

Нислэгийн хурдыг нэмэгдүүлэхэд энэ шинэ саад тотгор гарч ирсний дараа түүний үр дагаврыг арилгах эсвэл багасгах судалгаа эхэлсэн. Агаарын хөлгийг аэродинамик халаалтын нөлөөллөөс хамгаалах арга замыг температурын өсөлтөөс урьдчилан сэргийлэх хүчин зүйлээр тодорхойлдог. Нислэгийн өндөр, агаар мандлын нөхцлөөс гадна агаарын хөлгийн халаалтын зэрэгт дараахь зүйлс ихээхэн нөлөөлнө.

- арьсны материалын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр;

- онгоцны гадаргуугийн хэмжээ (ялангуяа урд тал); - нислэгийн цаг.

Иймээс бүтцийн халаалтыг багасгах хамгийн энгийн арга бол нислэгийн өндрийг нэмэгдүүлэх, үргэлжлэх хугацааг хамгийн бага хэмжээнд хүртэл хязгаарлах явдал юм. Эдгээр аргуудыг анхны дуунаас хурдан нисэх онгоцонд (ялангуяа туршилтын хувьд) ашигласан. Агаарын хөлгийн дулааны ачаалал ихтэй бүтцийн элементүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигласан материалын дулаан дамжуулалт, дулаан багтаамж нь нэлээд өндөр байдаг тул агаарын хөлөг өндөр хурдтай байхаас эхлээд бүтцийн бие даасан элементүүдийг халаах хүртэл агаарын хөлгийн тооцооны температур хүртэл. чухал цэг нь ихэвчлэн хангалттай байдаг их цаг хугацаа... Хэдэн минут үргэлжилдэг нислэгт (бага өндөрт ч гэсэн) хор хөнөөлтэй температурт хүрдэггүй. Өндөрт нисэх нь бага температур (ойролцоогоор 250 К), агаарын нягт багатай нөхцөлд явагддаг. Үүний үр дүнд агаарын хөлгийн гадаргуу руу урсах дулааны хэмжээ бага, дулааны солилцоо удаан үргэлжилдэг бөгөөд энэ нь асуудлыг ихээхэн хөнгөвчилдөг. Нисэх онгоцны хурдыг нам өндөрт хязгаарласнаар ижил төстэй үр дүнд хүрдэг. Жишээлбэл, 1600 км / цаг хурдтай газар дээгүүр нисэх үед дуралюминий хүч ердөө 2% буурч, хурд нь 2400 км / цаг хүртэл нэмэгдэх нь түүний хүч чадал 75% хүртэл буурахад хүргэдэг. анхны утгатай харьцуулах.

Цагаан будаа. 1.14. M = 2.2 (a) -тай нислэгийн үед агаарын суваг болон Конкорд онгоцны хөдөлгүүр дэх температурын хуваарилалт ба 3200 км / цаг тогтмол хурдтай нислэгийн үед XB-70A онгоцны арьсны температур (b).

Гэсэн хэдий ч ашигласан хурд, нислэгийн өндрийн бүх хүрээн дэх аюулгүй ажиллагааны нөхцлийг хангах хэрэгцээ нь дизайнеруудыг зохих техникийн хэрэгслийг хайхад хүргэдэг. Онгоцны бүтцийн элементүүдийг халаах нь материалын механик шинж чанар буурах, бүтцэд дулааны дарамт үүсэх, түүнчлэн бригад, тоног төхөөрөмжийн ажлын нөхцөл байдал муудах зэрэгт хүргэдэг тул одоо байгаа практикт ашигладаг ийм техникийн хэрэгслийг ашиглаж болно. гурван бүлэгт хуваасан. Үүний дагуу тэдгээрт 1) халуунд тэсвэртэй материал, 2) шаардлагатай дулаан тусгаарлалт, эд ангиудын зөвшөөрөгдөх хэв гажилтыг хангах дизайны шийдэл, 3) багийн бүхээг болон тоног төхөөрөмжийн тасалгааны хөргөлтийн системийг ашиглах зэрэг орно.

M = 2.0-1-2.2 хамгийн их хурдтай нисэх онгоцонд хөнгөн цагааны хайлш (дюралюминий) өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд энэ нь харьцангуй өндөр бат бэх, бага нягтралтай, температурын бага зэрэг өсөлттэй бат бэх шинж чанараараа тодорхойлогддог. Дуралууд нь ихэвчлэн ган эсвэл титан хайлшаар бэхлэгддэг бөгөөд тэдгээрээс хамгийн их механик эсвэл дулааны ачаалалд өртдөг онгоцны хэсгүүдийг хийдэг. Титан хайлшууд нь 50-аад оны эхний хагаст аль хэдийн маш бага хэмжээгээр хэрэглэгдэж эхэлсэн (одоо тэдгээрийн зарим хэсэг нь онгоцны биеийн жингийн 30% -ийг бүрдүүлж чаддаг). M ~ 3 бүхий туршилтын онгоцонд халуунд тэсвэртэй ган хайлшийг үндсэн бүтцийн материал болгон ашиглах шаардлагатай болдог. Ийм ган нь хэт авианы нислэгийн ердийн өндөр температурт сайн механик шинж чанарыг хадгалдаг боловч сул тал нь өндөр өртөгтэй, өндөр нягтралтай байдаг. Эдгээр дутагдал нь нэг ёсондоо өндөр хурдны нисэх онгоцны хөгжлийг хязгаарлаж байгаа учраас бусад материалыг ч судалж байна.

70-аад онд нисэх онгоц барихад бериллий, түүнчлэн бор эсвэл нүүрстөрөгчийн утас дээр суурилсан нийлмэл материалыг ашиглах анхны туршилтууд хийгдсэн. Эдгээр материалууд нь өндөр өртөгтэй хэвээр байгаа боловч үүнтэй зэрэгцэн тэдгээр нь бага нягтрал, өндөр бат бэх, хатуулаг, мөн мэдэгдэхүйц дулаан эсэргүүцэх чадвараараа тодорхойлогддог. Эдгээр материалыг агаарын хөлгийн барилгын ажилд тусгайлан ашиглах жишээг бие даасан агаарын хөлгийн тайлбарт өгсөн болно.

Халаасан онгоцны бүтцийн гүйцэтгэлд ихээхэн нөлөөлдөг өөр нэг хүчин зүйл бол дулааны стресс гэж нэрлэгддэг нөлөө юм. Эдгээр нь элементүүдийн гадаад ба дотоод гадаргуу, ялангуяа арьс ба онгоцны дотоод бүтцийн элементүүдийн хоорондох температурын зөрүүний үр дүнд үүсдэг. Онгоцны гадаргуугийн халаалт нь түүний элементүүдийн деформацид хүргэдэг. Жишээлбэл, далавчны арьс нь муруйж болох бөгөөд энэ нь аэродинамик шинж чанарыг өөрчлөхөд хүргэдэг. Тиймээс олон нисэх онгоцонд өндөр хатуулаг, сайн тусгаарлагч шинж чанараараа тодорхойлогддог гагнасан (заримдаа наасан) олон давхаргат арьсыг ашигладаг эсвэл зохих компенсатор бүхий дотоод бүтцийн элементүүдийг ашигладаг (жишээлбэл, F-105 онгоцонд хажуугийн гишүүдийн хана нь Атираат хавтангаар хийгдсэн). Савнаас шаталтын камер руу орох замд арьсан дор урсаж буй түлшээр (жишээлбэл, X-15 онгоцонд) далавчаа хөргөх туршилтууд байдаг. Гэсэн хэдий ч өндөр температурт түлш нь ихэвчлэн коксжих процесст ордог тул ийм туршилтыг амжилтгүй гэж үзэж болно.

Одоогоор шалгаж байна өөр өөр аргууд, үүнд плазмаар цацах замаар галд тэсвэртэй материалаар тусгаарлах давхарга тавих. Ирээдүйтэй гэж үзсэн бусад аргууд хэрэглэгдэхгүй байна. Үүний дотор арьсанд хий үлээж, сүвэрхэг арьсаар дамжин гадаргуу руу уурших өндөр температуртай шингэнийг нийлүүлж, "хөлрөх" замаар хөргөх, хайлах, хөргөх зэргээр үүссэн "хамгаалалтын давхарга" ашиглахыг санал болгов. арьсны нэг хэсгийг шингээх (абляци хийх материал).

Нэлээд тодорхой бөгөөд нэгэн зэрэг маш чухал ажил бол бүхээг болон төхөөрөмжийн тасалгаанд (ялангуяа электрон) зохих температурыг хадгалах, түүнчлэн түлш, гидравлик системийн температурыг хадгалах явдал юм. Одоогийн байдлаар энэ асуудлыг өндөр хүчин чадалтай агааржуулагч, хөргөлт, хөргөлтийн систем, үр дүнтэй дулаан тусгаарлалт, ууршилтын өндөр температуртай гидравлик системийн ажлын шингэнийг ашиглах замаар шийдэж байна.

Дулааны саад бэрхшээлийг цогц байдлаар шийдвэрлэх ёстой. Энэ чиглэлээр гарсан аливаа ахиц дэвшил энэ төрлийн агаарын хөлгийн саадыг илүү өндөр нислэгийн хурд руу түлхэж байгаа бөгөөд үүнийг үгүйсгэхгүй. Гэсэн хэдий ч илүү өндөр хурдыг эрэлхийлэх нь илүү нарийн төвөгтэй бүтэц, тоног төхөөрөмжийг бий болгоход хүргэдэг бөгөөд энэ нь илүү өндөр чанартай материал ашиглахыг шаарддаг. Энэ нь жин, худалдан авах зардал, онгоцны ашиглалт, засвар үйлчилгээний зардалд ихээхэн нөлөөлдөг.

Хүснэгтэнд өгөгдсөн зүйлсээс. Эдгээр сөнөөгч онгоцны 2-ыг харахад ихэнх тохиолдолд 2200-2600 км / цаг хурдлах нь оновчтой гэж тооцогддог. Зөвхөн зарим тохиолдолд онгоцны хурдыг M ~ 3-аас хэтрүүлэх ёстой гэж үздэг. Ийм хурдыг хөгжүүлэх чадвартай онгоцонд туршилтын X-2, XB-70A, T. 188 онгоц, SR-71 тагнуулын онгоц, E-266 онгоц.

1* Хөргөх гэдэг нь дулааны хөдөлгөөний байгалийн чиглэлийг (хөргөх процесс явагдах үед дулаан биеэс хүйтэн рүү) зохиомлоор эсэргүүцэх замаар дулааныг хүйтэн эх үүсвэрээс өндөр температурт шилжүүлэх явдал юм. Хамгийн энгийн хөргөгч бол гэр ахуйн хөргөгч юм.

Сав баглаа боодлын халаалтын гадаргуугийн урьдчилсан тооцоо.

Q in = V in * (i in // - i in /) * τ = 232231.443 * (2160-111.3) * 0.7 = 333.04 * 10 6 кДж / цикл.

Нэг мөчлөгийн дундаж логарифмын температурын зөрүү.

Шаталтын бүтээгдэхүүн (утаа) хурд = 2.1 м / с. Дараа нь хэвийн нөхцөлд агаарын хурд нь:

6.538 м / с

Тухайн үеийн агаар, утааны дундаж температур.

935 хэм

680 хэм

Утаа, агаарын үе дэх хушууны дээд хэсгийн дундаж температур

Цоргоны дээд хэсгийн дундаж температурыг эргүүлнэ

Утаа ба агаарын үе дэх хушууны ёроолын дундаж температур:

Цоргоны ёроолын дундаж температурыг эргүүлнэ

Цоргоны дээд ба доод хэсгийн дулаан дамжуулах коэффициентүүдийн утгыг тодорхойлно. 2240 утгатай хүлээн зөвшөөрөгдсөн төрлийн хушууны хувьд 18000 конвекцийн дулаан дамжуулалтын утгыг Nu = 0.0346 * Re 0.8 илэрхийллээр тодорхойлно.

Утааны бодит хурдыг W d = W - * (1 + βt d) томъёогоор тодорхойлно. Температурын t ба агаарын даралт дахь агаарын бодит хурдыг = 0.355 MN / м 2 (үнэмлэхүй) томъёогоор тодорхойлно.

Энд 0.1013-МН / м 2 нь хэвийн нөхцөлд даралт юм.

Шаталтын бүтээгдэхүүний кинематик зуурамтгай чанар ν ба дулаан дамжилтын илтгэлцүүр λ-ийн утгыг хүснэгтээс сонгоно. Энэ тохиолдолд λ-ийн утга нь даралтаас маш бага хамааралтай гэдгийг бид анхаарч үздэг бөгөөд 0.355 MN / м 2 даралттай үед та λ-ийн утгыг 0.1013 MN / м 2 даралттай ашиглаж болно. Хийн кинематик зуурамтгай чанар нь даралттай урвуу хамааралтай бөгөөд 0.1013 MN / м 2 даралттай үед ν-ийн утгыг харьцаагаар хуваана.

Блокны хушууны цацрагийн үр дүнтэй урт

= 0.0284 м

Өгөгдсөн савлагааны хувьд м 2 / м 3; ν = 0.7 м 3 / м 3; м 2 / м 2.

Тооцооллыг хүснэгт 3.1-д нэгтгэн үзүүлэв.

Хүснэгт 3.1 - Цоргоны дээд ба доод хэсгийн дулаан дамжуулах коэффициентийг тодорхойлох.

Хэмжээний нэр, утга, хэмжих нэгж	Тооцооллын томъёо	Урьдчилгаа төлбөр	Нарийвчилсан тооцоо
дээд	доод	дээд	Доод талд
утаа	агаар	утаа	агаар	агаар	агаар
Агаар, утааны дундаж температур 0 С	Текстийн дагуу	1277,5		592,5		1026,7	355,56
Шаталтын бүтээгдэхүүн ба агаарын дулаан дамжилтын илтгэлцүүр l 10 2 Вт / (мград)	Текстийн дагуу	13,405	8,101	7,444	5,15	8,18	5,19
Шаталтын бүтээгдэхүүн ба агаарын кинематик зуурамтгай чанар g 10 6 м 2 / с	Өргөдөл	236,5	52,6	92,079	18,12	53,19	18,28
Сувгийн диаметрийг тодорхойлох d, м		0,031	0,031	0,031	0,031	0,031	0,031
Утаа ба агаарын бодит хурд Вт м / с	Текстийн дагуу	11,927	8,768	6,65	4,257	8,712	4,213
Re
Ну	Текстийн дагуу	12,425	32,334	16,576	42,549	31,88	41,91
А-аас Вт / м 2 * градус хүртэл конвекцоор дулаан дамжуулах коэффициент		53,73	84,5	39,804	70,69	84,15	70,226
		0,027	-	0,045	-	-	-
		1,005	-	1,055	-	-	-
Цацрагийн дулаан дамжуулах коэффициент a p Вт / м 2 * градус		13,56	-	5,042	-	-	-
Вт / м 2 * градус		67,29	84,5	44,846	70,69	84,15	70,226

Сав баглаа боодлын тоосгоны дулаан багтаамж ба дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийг дараахь томъёогоор тооцоолно.

С, кДж / (кг * градус) л, Вт / (мград)

Дина 0,875 + 38,5 * 10 -5 * т 1,58 + 38,4 * 10 -5 т

Шамот 0,869 + 41,9 * 10 -5 * т 1,04 + 15,1 * 10 -5 т

Тоосгоны хагас зузаантай тэнцэх зузааныг томъёогоор тодорхойлно

мм

Хүснэгт 3.2 - Материалын физик хэмжигдэхүүн ба нөхөн сэргээгдэх савлагааны дээд ба доод хагасын дулааны хуримтлалын коэффициент.

Хэмжээ	Тооцооллын томъёо	Урьдчилгаа төлбөр	Нарийвчилсан тооцоо
		дээд	доод	дээд	Доод талд
динас	галт шавар	динас	галт шавар
Дундаж температур, 0 С	Текстийн дагуу	1143,75	471,25	1152,1	474,03
Бөөн нягтрал, r кг / м 3	Текстийн дагуу
Дулаан дамжилтын илтгэлцүүр l Вт / (мград)	Текстийн дагуу	2,019	1,111	2,022	1,111
Дулааны багтаамж С, кЖ / (кг * градус)	Текстийн дагуу	1,315	1,066	1,318	1,067
Дулааны тархалтын коэффициент a, м 2 / цаг		0,0027	0,0018	0,0027	0,0018
F 0 S		21,704	14,59	21,68	14,58
Дулаан хуримтлуулах коэффициент h to		0,942	0,916	0,942	0,916

Хүснэгтээс харахад h k>-ийн утга, өөрөөр хэлбэл тоосго нь бүхэл бүтэн зузаандаа дулааны харьцаагаар ашиглагддаг. Үүний дагуу бид цоргоны дээд хэсгийн дулааны гистерезисийн коэффициентийн утгыг х = 2.3, доод х = 5.1 гэж авна.

Дараа нь нийт дулаан дамжуулах коэффициентийг дараах томъёогоор тооцоолно.

хушууны дээд хэсгийн хувьд

58.025 кЖ / (м 2 цикл * градус)

хушууны ёроолд зориулагдсан

60.454 кЖ / (м 2 мөчлөг * градус)

Цоргоны хувьд бүхэлд нь дундаж

59.239 кЖ / (м 2 мөчлөг * градус)

Цоргоны халаалтын гадаргуу

22093.13 м 2