Atmosfēras gaisa sildīšana. §33

- ierīces, ko izmanto gaisa sildīšanai pieplūdes ventilācijas sistēmās, gaisa kondicionēšanas sistēmās, gaisa sildīšanā, kā arī žāvēšanas iekārtās.

Atkarībā no dzesēšanas šķidruma veida sildītāji var būt uguns, ūdens, tvaika un elektriskie. .

Šobrīd visizplatītākie ir ūdens un tvaika sildītāji, kurus iedala gludcauruļu un rievotos; pēdējie, savukārt, ir sadalīti slāņveida un spirālveida.

Atšķiriet vienas un vairākkārtējas sildītājus. Vienvirziena režīmā dzesēšanas šķidrums pa caurulēm pārvietojas vienā virzienā, savukārt vairākkārtēji tas vairākas reizes maina kustības virzienu, jo kolektoru vākos ir starpsienas (XII.1. att.).

Sildītāji veic divus modeļus: vidēju (C) un lielu (B).

Siltuma patēriņu gaisa sildīšanai nosaka pēc formulas:

Kur Q"— siltuma patēriņš gaisa sildīšanai, kJ/h (kcal/h); J- tas pats, W; 0,278 ir konversijas koeficients no kJ/h uz W; G- uzsildītā gaisa masas daudzums, kg / h, vienāds ar Lp [šeit L- apsildāmā gaisa tilpuma daudzums, m 3 / h; p ir gaisa blīvums (pie temperatūras tK), kg / m 3]; Ar- gaisa īpatnējā siltumietilpība, kas vienāda ar 1 kJ / (kg-K); t k - gaisa temperatūra pēc sildītāja, ° С; t n— gaisa temperatūra pirms gaisa sildītāja, °C.

Pirmā apkures pakāpes sildītājiem temperatūra tn ir vienāda ar āra gaisa temperatūru.

Tiek pieņemts, ka ārējā gaisa temperatūra ir vienāda ar aprēķināto ventilācijas temperatūru (A kategorijas klimata parametri), projektējot vispārējo ventilāciju, kas paredzēta pārmērīga mitruma, siltuma un gāzu apkarošanai, kuras MPC ir lielāka par 100 mg / m3. Projektējot vispārējo ventilāciju, kas paredzēta gāzu apkarošanai, kuru MPC ir mazāka par 100 mg / m3, kā arī projektējot pieplūdes ventilāciju, lai kompensētu gaisu, kas tiek izvadīts caur vietējām izplūdes gāzēm, procesa pārsegi vai pneimatiskām transporta sistēmām, tiek pieņemts, ka ārējā gaisa temperatūra ir vienāda ar aprēķināto āra temperatūru tn apkures projektēšanai (klimata B kategorijas parametri).

Telpā bez siltuma pārpalikumiem jāpiegādā pieplūdes gaiss, kura temperatūra ir vienāda ar šīs telpas iekštelpu gaisa temperatūru tВ. Pārmērīga siltuma klātbūtnē pieplūdes gaiss tiek piegādāts pazeminātā temperatūrā (par 5-8 ° C). Pieplūdes gaisu, kura temperatūra ir zemāka par 10°C, nav ieteicams pievadīt telpai arī tad, ja pastāv ievērojamas siltuma emisijas, jo iespējama saaukstēšanās. Izņēmums ir īpašu anemostatu izmantošana.

Sildītājiem nepieciešamo virsmas laukumu Fк m2 nosaka pēc formulas:

Kur J— siltuma patēriņš gaisa apkurei, W (kcal/h); UZ- sildītāja siltuma pārneses koeficients, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t sal.T.— dzesēšanas šķidruma vidējā temperatūra, 0 С; t r.v. ir caur sildītāju plūstošā sasildītā gaisa vidējā temperatūra, °C, vienāda ar (t n + t c)/2.

Ja dzesēšanas šķidrums ir tvaiks, tad dzesēšanas šķidruma vidējā temperatūra tav.T. ir vienāda ar piesātinājuma temperatūru pie attiecīgā tvaika spiediena.

Ūdens temperatūrai tav.T. ir definēts kā karstā un atgaitas ūdens temperatūras vidējais aritmētiskais:

Drošības koeficients 1,1-1,2 ņem vērā siltuma zudumus gaisa dzesēšanai gaisa kanālos.

Sildītāju K siltuma pārneses koeficients ir atkarīgs no dzesēšanas šķidruma veida, gaisa masas ātruma vp caur sildītāju, ģeometriskajiem izmēriem un dizaina iezīmes sildītāji, ūdens kustības ātrums pa sildītāja caurulēm.

Ar masas ātrumu saprot gaisa masu, kg, kas 1 s laikā iziet cauri 1 m2 gaisa sildītāja dzīvās daļas. Masas ātrumu vp, kg/(cm2), nosaka pēc formulas

Atbilstoši atvērtās sekcijas laukumam fЖ un sildvirsmai FK tiek izvēlēts sildītāju modelis, marka un skaits. Pēc sildītāju izvēles tiek noteikts gaisa masas ātrums atbilstoši šī modeļa sildītāja fD atvērtās daļas faktiskajam laukumam:

kur A, A 1 , n, n 1 un T- koeficienti un eksponenti atkarībā no sildītāja konstrukcijas

Ūdens kustības ātrumu sildītāja caurulēs ω, m/s nosaka pēc formulas:

kur Q "- siltuma patēriņš gaisa sildīšanai, kJ / h (kcal / h); p - ūdens blīvums, kas vienāds ar 1000 kg / m3, sv - ūdens īpatnējā siltumietilpība, vienāda ar 4,19 kJ / (kg-K); fTP - atvērta zona dzesēšanas šķidruma caurlaidībai, m2, tg - temperatūra karsts ūdens padeves līnijā, ° С; t 0 - atgaitas ūdens temperatūra, 0С.

Sildītāju siltuma pārnesi ietekmē to savienošanas shēma ar cauruļvadiem. Izmantojot paralēlo shēmu cauruļvadu savienošanai, tikai daļa dzesēšanas šķidruma iet caur atsevišķu sildītāju, un ar secīgu shēmu visa dzesēšanas šķidruma plūsma iet caur katru sildītāju.

Sildītāju pretestību gaisa caurlaidībai p, Pa izsaka ar šādu formulu:

kur B un z ir koeficients un eksponents, kas ir atkarīgi no sildītāja konstrukcijas.

Sērijveidā izvietoto sildītāju pretestība ir vienāda ar:

kur m ir secīgi izvietoto sildītāju skaits. Aprēķins beidzas ar sildītāju siltuma jaudas (siltuma pārneses) pārbaudi pēc formulas

kur QK - sildītāju siltuma pārnese, W (kcal / h); QK - vienāds, kJ/h, 3,6 - pārrēķina koeficients W uz kJ/h FK - sildītāju apkures virsmas laukums, m2, kas ņemts šāda veida sildītāju aprēķina rezultātā; K - sildītāju siltuma pārneses koeficients, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - caur sildītāju ejošā sasildītā gaisa vidējā temperatūra, °C; tav. T ir dzesēšanas šķidruma vidējā temperatūra, °C.

Izvēloties sildītājus, rezerve aprēķinātajam apkures virsmas laukumam tiek ņemta diapazonā no 15 - 20%, pretestībai pret gaisa caurlaidību - 10% un pretestībai pret ūdens kustību - 20%.

Galvenais fizikālās īpašības gaiss: gaisa blīvums, tā dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte, īpatnējā siltumietilpība, siltumvadītspēja, siltuma difūzija, Prandtl skaitlis un entropija. Gaisa īpašības ir norādītas tabulās atkarībā no temperatūras normālā atmosfēras spiedienā.

Gaisa blīvums pret temperatūru

Tiek parādīta detalizēta sausa gaisa blīvuma vērtību tabula dažādās temperatūrās un normālā atmosfēras spiedienā. Kāds ir gaisa blīvums? Gaisa blīvumu var analītiski noteikt, dalot tā masu ar tilpumu, ko tas aizņem. noteiktos apstākļos (spiediens, temperatūra un mitrums). Ir iespējams arī aprēķināt tā blīvumu, izmantojot ideālās gāzes stāvokļa formulas vienādojumu. Lai to izdarītu, jums jāzina absolūtais spiediens un gaisa temperatūra, kā arī tās gāzes konstante un molārais tilpums. Šis vienādojums ļauj aprēķināt gaisa blīvumu sausā stāvoklī.

Praksē, lai noskaidrotu, kāds ir gaisa blīvums dažādās temperatūrās, ir ērti izmantot gatavas tabulas. Piemēram, dotā atmosfēras gaisa blīvuma vērtību tabula atkarībā no tā temperatūras. Gaisa blīvums tabulā ir izteikts kilogramos uz kubikmetru un ir norādīts temperatūras diapazonā no mīnus 50 līdz 1200 grādiem pēc Celsija normālā atmosfēras spiedienā (101325 Pa).

Pie 25°C gaisa blīvums ir 1,185 kg/m 3 . Sildot, gaisa blīvums samazinās - gaiss izplešas (tā īpatnējais tilpums palielinās). Paaugstinoties temperatūrai, piemēram, līdz 1200°C, tiek sasniegts ļoti zems gaisa blīvums, kas vienāds ar 0,239 kg/m 3, kas ir 5 reizes mazāks par tā vērtību istabas temperatūrā. Kopumā apkures samazināšanās ļauj notikt tādam procesam kā dabiskā konvekcija, un to izmanto, piemēram, aeronautikā.

Ja salīdzinām gaisa blīvumu attiecībā pret, tad gaiss ir par trim lieluma kārtām vieglāks - 4 ° C temperatūrā ūdens blīvums ir 1000 kg / m 3, bet gaisa blīvums ir 1,27 kg / m 3. Ir arī nepieciešams atzīmēt gaisa blīvuma vērtību plkst normāli apstākļi. Normāli apstākļi gāzēm ir tie, kuros to temperatūra ir 0 ° C un spiediens ir vienāds ar normālu atmosfēras spiedienu. Tādējādi saskaņā ar tabulu gaisa blīvums normālos apstākļos (pie NU) ir 1,293 kg / m 3.

Gaisa dinamiskā un kinemātiskā viskozitāte dažādās temperatūrās

Veicot termiskos aprēķinus, ir jāzina gaisa viskozitātes vērtība (viskozitātes koeficients) dažādās temperatūrās. Šī vērtība ir nepieciešama, lai aprēķinātu Reinoldsa, Grashofa, Reilija skaitļus, kuru vērtības nosaka šīs gāzes plūsmas režīmu. Tabulā parādītas dinamisko koeficientu vērtības μ un kinemātiskā ν gaisa viskozitāte temperatūras diapazonā no -50 līdz 1200°C pie atmosfēras spiediena.

Gaisa viskozitāte ievērojami palielinās, palielinoties temperatūrai. Piemēram, gaisa kinemātiskā viskozitāte ir 15,06 10 -6 m 2 / s 20 ° C temperatūrā, un, temperatūrai paaugstinoties līdz 1200 ° C, gaisa viskozitāte kļūst vienāda ar 233,7 10 -6 m 2 / s, tas ir, tā palielinās par 15,5 reizes! Gaisa dinamiskā viskozitāte 20°C temperatūrā ir 18,1·10 -6 Pa·s.

Sildot gaisu, palielinās gan kinemātiskās, gan dinamiskās viskozitātes vērtības. Šie divi lielumi ir savstarpēji saistīti ar gaisa blīvuma vērtību, kuras vērtība samazinās, kad šī gāze tiek uzkarsēta. Gaisa (kā arī citu gāzu) kinemātiskās un dinamiskās viskozitātes palielināšanās karsēšanas laikā ir saistīta ar intensīvāku gaisa molekulu vibrāciju ap tām. līdzsvara stāvoklis(pēc MKT datiem).

Piezīme: esiet uzmanīgi! Gaisa viskozitāte ir dota ar jaudu 10 6 .

Gaisa īpatnējā siltumietilpība temperatūrā no -50 līdz 1200°С

Tiek parādīta gaisa īpatnējās siltumietilpības tabula dažādās temperatūrās. Siltuma jauda tabulā norādīta pie nemainīga spiediena (gaisa izobāriskā siltumietilpība) temperatūras diapazonā no mīnus 50 līdz 1200°C sausam gaisam. Kāda ir gaisa īpatnējā siltumietilpība? Īpatnējās siltumietilpības vērtība nosaka siltuma daudzumu, kas jāpavada vienam kilogramam gaisa nemainīgā spiedienā, lai paaugstinātu tā temperatūru par 1 grādu. Piemēram, 20°C temperatūrā, lai izobāriskā procesā uzsildītu 1 kg šīs gāzes par 1°C, ir nepieciešams 1005 J siltuma.

Gaisa īpatnējā siltumietilpība palielinās, paaugstinoties tā temperatūrai. Tomēr gaisa masas siltumietilpības atkarība no temperatūras nav lineāra. Diapazonā no -50 līdz 120°C tā vērtība praktiski nemainās - šajos apstākļos gaisa vidējā siltumietilpība ir 1010 J/(kg deg). Pēc tabulas var redzēt, ka temperatūra sāk būtiski ietekmēt no vērtības 130°C. Tomēr gaisa temperatūra ietekmē tā īpatnējo siltuma jaudu daudz vājāk nekā viskozitāte. Tātad, sildot no 0 līdz 1200°C, gaisa siltumietilpība palielinās tikai 1,2 reizes - no 1005 līdz 1210 J/(kg deg).

Jāņem vērā, ka siltuma jauda mitrs gaiss augstāks par sauso. Ja salīdzina gaisu, ir acīmredzams, ka ūdenim ir lielāka vērtība un ūdens saturs gaisā izraisa īpatnējā siltuma palielināšanos.

Siltumvadītspēja, siltuma difūzija, gaisa Prandtl skaits

Tabulā parādītas tādas atmosfēras gaisa fizikālās īpašības kā siltumvadītspēja, siltuma difūzija un tā Prandtl skaitlis atkarībā no temperatūras. Gaisa termofizikālās īpašības ir norādītas diapazonā no -50 līdz 1200°C sausam gaisam. Pēc tabulas redzams, ka šīs gaisa īpašības būtiski ir atkarīgas no temperatūras un atkarība no temperatūrasŠīs gāzes aplūkotās īpašības ir atšķirīgas.

Atmosfēras sildīšana (gaisa temperatūra).

Atmosfēra saņem vairāk siltuma no pamatā esošās zemes virsma nekā tieši no saules. Caur siltumu tiek pārnests atmosfērā molekulārā siltumvadītspēja,konvekcija, īpatnējā iztvaikošanas siltuma izdalīšanās plkst kondensātsūdens tvaiki atmosfērā. Tāpēc temperatūra troposfērā parasti samazinās līdz ar augstumu. Bet, ja virsma izdala vairāk siltuma gaisam, nekā tā saņem tajā pašā laikā, tā atdziest, un no tās atdziest arī gaiss virs tās. Šajā gadījumā gaisa temperatūra paaugstinās līdz ar augstumu. Tādu pozīciju sauc temperatūras inversija . To var novērot vasarā naktīs, ziemā - virs sniega virsmas. Temperatūras inversija ir izplatīta polārie reģioni. Inversijas iemesls papildus virsmas dzesēšanai var būt siltā gaisa pārvietošana ar aukstu gaisu, kas plūst zem tā, vai aukstā gaisa plūsma uz starpkalnu baseinu dibenu.

Mierīgā troposfērā temperatūra samazinās līdz ar augstumu vidēji par 0,6 ° uz katriem 100 m. Kad sausais gaiss paaugstinās, šis rādītājs palielinās un var sasniegt 1 ° uz 100 m, un, mitram gaisam paceļoties, tas samazinās. Tas izskaidrojams ar to, ka augošais gaiss izplešas un tam tiek tērēta enerģija (siltums), un, mitram gaisam paceļoties uz augšu, kondensējas ūdens tvaiki, ko pavada siltuma izdalīšanās.

Pazeminot augošā gaisa temperatūru - galvenais mākoņu veidošanās iemesls . Nolaižamais gaiss, kas krīt zem liela spiediena, tiek saspiests, un tā temperatūra paaugstinās.

Temperatūra gaiss periodiski mainās dienas laikā un visa gada garumā.

IN tā ikdienas gaita ir viens maksimums (pēcpusdienā) un viens minimums (pirms saullēkta). No ekvatora līdz poliem temperatūras svārstību diennakts amplitūdas samazinās. Bet tajā pašā laikā tie vienmēr ir lielāki virs zemes nekā virs okeāna.

IN gada kurss temperatūra gaiss pie ekvatora - divi maksimumi (pēc ekvinokcijas) un divi minimumi (pēc saulgriežiem). Tropiskajos, mērenajos un polārajos platuma grādos - viens maksimālais un viens minimums. Gaisa temperatūras gada svārstību amplitūdas palielinās, palielinoties platuma grādiem. Pie ekvatora tie ir mazāk nekā dienā: 1-2°C virs okeāna un līdz 5°C virs sauszemes. Tropu platuma grādos - virs okeāna - 5 ° C, virs zemes - līdz 15 ° C. IN mēreni platuma grādos no 10-15°C virs okeāna līdz 60°C vai vairāk virs sauszemes. Polārajos platuma grādos valda negatīvā temperatūra, tās gada svārstības sasniedz 30-40°C.

Pareizu gaisa temperatūras dienas un gada gaitu, mainoties Saules augstumam virs horizonta un dienas garumā, apgrūtina neperiodiskas izmaiņas, ko izraisa gaisa masu kustība, kas atšķirīga temperatūra. Vispārējs temperatūras sadalījuma modelis troposfēras apakšējā slānī-tā samazināšanās virzienā no ekvatora uz poliem.

Ja gada vidējā gaisa temperatūra bija atkarīgs tikai no platuma grādiem, tā izplatība ziemeļu un dienvidu puslodē būtu vienāda. Tomēr patiesībā tā izplatību būtiski ietekmē pamata virsmas rakstura atšķirības un siltuma pārnese no zemiem platuma grādiem uz augstiem platuma grādiem.

Siltuma pārneses rezultātā gaisa temperatūra pie ekvatora ir zemāka, bet polos augstāka, nekā tā būtu bez šī procesa. Dienvidu puslodē ir aukstāks nekā ziemeļu puslodē, galvenokārt tāpēc, ka zeme ir klāta ar ledu un sniegu. dienvidpols. vidējā temperatūra gaiss apakšējā divu metru slānī uz visu Zemi +14°C, kas atbilst vidējam gada temperatūra gaiss pie 40°Z

GAISA TEMPERATŪRAS ATKARĪBA NO ĢEOGRĀFISKĀ PLATUMA

Gaisa temperatūras sadalījums pie zemes virsmas tiek parādīts ar izotermu palīdzību - līnijas, kas savieno vietas ar vienādu temperatūru. Izotermas nesakrīt ar paralēlēm. Viņi noliecas, virzoties no cietzemes uz okeānu un otrādi.

atmosfēras spiediens

Gaisam ir masa un svars, un tāpēc tas rada spiedienu uz virsmu, kas ar to saskaras. Spiedienu, ko gaiss rada uz zemes virsmu un visiem uz tās esošajiem objektiem sauc atmosfēras spiediens . Tas ir vienāds ar pārklājošās gaisa kolonnas svaru un ir atkarīgs no gaisa temperatūras: jo augstāka temperatūra, jo zemāks spiediens.

Atmosfēras spiediens uz apakšējo virsmu ir vidēji 1,033 g uz 1 cm 2 (vairāk nekā 10 tonnas uz m 2 ). Spiedienu mēra dzīvsudraba staba milimetros, milibāros (1 mb = 0,75 mm Hg) un hektopaskālos (1 hPa = 1 mb). Ar augstumu spiediens samazinās: Troposfēras apakšējā slānī līdz 1 km augstumam tas samazinās par 1 mm Hg. Art. uz katriem 10 m Jo augstāk, jo lēnāk samazinās spiediens. normāls spiediens okeāna līmenī - 760 mm. Rt. Art.

Vispārējam spiediena sadalījumam uz Zemes virsmas ir zonāls raksturs:

Tdjdi gan ziem un vasar, gan virs kontinentiem un virs okena zonas augstu un zems spiediens. Spiediena sadalījums ir skaidri redzams janvāra un jūlija izobāra kartēs. izobāri - līnijas, kas savieno vienāda spiediena vietas. Jo tuvāk tie atrodas viens otram, jo ​​ātrāk mainās spiediens līdz ar attālumu. Tiek saukts spiediena izmaiņu lielums uz attāluma vienību (100 km). spiediena gradients .

Spiediena izmaiņas ir izskaidrojamas ar gaisa kustību. Tas paceļas tur, kur ir vairāk gaisa, un samazinās, kur gaiss aiziet. galvenais iemesls gaisa kustība - tā sildīšana un dzesēšana no apakšējās virsmas. Kad gaiss sasilst no virsmas, tas izplešas un steidzas uz augšu. Sasniedzot augstumu, kurā tā blīvums ir lielāks par apkārtējā gaisa blīvumu, tas izplatās uz sāniem. Tāpēc spiediens uz silto virsmu samazinās (ekvatoriālie platuma grādi, cietzeme tropu platuma grādos vasarā). Bet tajā pašā laikā tas palielinās kaimiņu apgabalos, lai gan temperatūra tur nemainījās (tropu platuma grādi ziemā).

Virs aukstās virsmas gaiss atdziest un kondensējas, pieķeroties virsmai (polārie platuma grādi, mēreno platuma grādu kontinentālā daļa ziemā). Augšpusē tā blīvums samazinās, un gaiss nāk šeit no sāniem. Tā daudzums virs aukstās virsmas palielinās, spiediens uz to palielinās. Tajā pašā laikā, kur gaiss ir atstājis, spiediens samazinās, nemainot temperatūru. Gaisa sildīšanu un dzesēšanu no virsmas pavada tā pārdale un spiediena maiņa.

Ekvatoriālajos platuma grādos spiediens vienmēr ir samazināts. Tas ir saistīts ar faktu, ka no virsmas uzkarsētais gaiss paceļas un aiziet uz tropu platuma grādiem, radot tur paaugstinātu spiedienu.

Virs aukstās virsmas Arktikā un Antarktīdā spiedienu paaugstināts. To rada gaiss, kas nāk no mēreniem platuma grādiem uz kondensāta aukstā gaisa vietu. Gaisa aizplūšana uz polārajiem platuma grādiem ir iemesls spiediena pazemināšanai mērenajos platuma grādos.

Tā rezultātā veidojas zema (ekvatoriālā un mērenā) un augsta spiediena (tropiskā un polārā) jostas. Atkarībā no gadalaika tie nedaudz novirzās uz vasaras puslodi (“sekojot Saulei”).

polārie reģioni augstspiediena ziemā tie izplešas, vasarā saraujas, bet pastāv visu gadu. Zema spiediena jostas saglabājas visu gadu pie ekvatora un mērenajos dienvidu puslodes platuma grādos.

Ziemā ziemeļu puslodes mērenajos platuma grādos spiediens virs kontinentiem stipri paaugstinās un zema spiediena josta “pārtrūkst”. Slēgtas zema spiediena zonas saglabājas tikai virs okeāniem - islandiešu Un Aleuta zemie kritumi. Pāri kontinentiem, gluži pretēji, ziema kāpumi :Āzijas (Sibīrijas) Un ziemeļamerikānis. Vasarā ziemeļu puslodes mērenajos platuma grādos tiek atjaunota zema spiediena josta.

Vasarā virs Āzijas veidojas milzīga zema spiediena zona ar centru tropiskajos platuma grādos - Āzijas zemais. Tropu platuma grādos kontinenti vienmēr ir siltāki nekā okeāni, un spiediens virs tiem ir mazāks. Tāpēc pāri okeāniem ir subtropu maksimumi :Ziemeļatlantijas (Azoru salas), Klusā okeāna ziemeļu daļa, Atlantijas okeāna dienvidu daļa, Klusā okeāna dienvidu daļa Un Dienvidindijas.

Tādējādi kontinentālās un ūdens virsmas atšķirīgās sildīšanas un dzesēšanas dēļ (kontinentālā virsma ātrāk uzsilst un ātrāk atdziest), silto un auksto straumju klātbūtne un citi iemesli uz Zemes, izņemot jostas. atmosfēras spiediens var rasties slēgtas zema un augsta spiediena zonas.

Izmaiņas dūmgāzu recirkulācijā . Gāzes recirkulācija tiek plaši izmantota, lai paplašinātu pārkarsētā tvaika temperatūras regulēšanas diapazonu un ļauj uzturēt pārkarsētā tvaika temperatūru pat pie zemām katla bloka slodzēm. IN Nesen Dūmgāzu recirkulācija kļūst arvien populārāka arī kā NO x veidošanās samazināšanas metode. Tiek izmantota arī dūmgāzu recirkulācija gaisa plūsma degļu priekšā, kas ir efektīvāks N0 x veidošanās nomākšanas ziņā.

Relatīvi aukstu recirkulācijas gāzu ievadīšana kurtuves lejas daļā samazina izstarojošo sildvirsmu siltuma absorbciju un gāzu temperatūras paaugstināšanos krāsns izejā un konvekcijas gāzes kanālos, ieskaitot dūmgāzu temperatūru. Kopējās dūmgāzu plūsmas palielināšanās gāzes ceļa posmā pirms gāzu atlases recirkulācijai veicina konvektīvo apkures virsmu siltuma pārneses koeficientu un siltuma absorbcijas palielināšanos.

Rīsi. 2.29. Tvaika temperatūras (1. līkne), karstā gaisa temperatūras (2. līkne) un dūmgāzu zudumu (3. līkne) izmaiņas atkarībā no dūmgāzu recirkulācijas īpatsvara r.

Uz att. 2.29 parāda katla vienības TP-230-2 raksturlielumus ar izmaiņām gāzes recirkulācijas proporcijā uz krāsns apakšējo daļu. Šeit ir otrreizējās pārstrādes daļa

kur V rc ir recirkulācijai izņemto gāzu tilpums; V r - gāzu tilpums atlases punktā recirkulācijai, neņemot vērā V rc. Kā redzams, recirkulācijas daļas palielināšana par katriem 10% izraisa dūmgāzu temperatūras paaugstināšanos par 3–4°C, Vr. - par 0,2%, tvaika temperatūra - par 15 ° C, un atkarības raksturs ir gandrīz lineārs. Šīs attiecības nav viennozīmīgas visām katlu vienībām. To vērtība ir atkarīga no recirkulējamo gāzu temperatūras (gāzes ieplūdes vietas) un to ievadīšanas metodes. Recirkulēto gāzu novadīšana krāsns augšdaļā neietekmē krāsns darbību, bet izraisa ievērojamu gāzu temperatūras pazemināšanos pārkarsētāja zonā un rezultātā pārkarsētā tvaika temperatūras pazemināšanos, lai gan palielinās sadegšanas produktu daudzums. Gāzu novadīšanu krāsns augšdaļā var izmantot, lai aizsargātu pārsildītāju no nepieņemami augstas gāzes temperatūras ietekmes un samazinātu pārkarsētāja izdedžu veidošanos.

Protams, gāzes recirkulācijas izmantošana noved pie ne tikai efektivitātes samazināšanās. bruto, bet arī efektivitāti neto no katla bloka, jo tas rada elektroenerģijas patēriņa pieaugumu pašu vajadzībām.

Rīsi. 2.30. Siltuma zudumu atkarība ar mehānisku zemu sadedzināšanu no karstā gaisa temperatūras.

Karstā gaisa temperatūras maiņa. Karstā gaisa temperatūras izmaiņas ir gaisa sildītāja darbības režīma maiņas rezultāts tādu faktoru ietekmē kā temperatūras starpības izmaiņas, siltuma pārneses koeficients, gāzes vai gaisa plūsma. Paaugstinot karstā gaisa temperatūru, kaut arī nedaudz palielinās siltuma izdalīšanās līmenis krāsnī. Karstā gaisa temperatūra būtiski ietekmē katlu agregātu īpašības, kas darbojas ar kurināmo ar zemu gaistošu jaudu. ^ r.v samazināšanās šajā gadījumā pasliktina degvielas aizdegšanās apstākļus, degvielas žāvēšanas un malšanas režīmu, noved pie gaisa maisījuma temperatūras pazemināšanās degļu ieplūdes atverē, kas var izraisīt zudumu palielināšanos ar mehānisku apakšējo sadedzināšanu (sk. 2.30. att.).

. Gaisa priekšsildīšanas temperatūras maiņa. Gaisa priekšsildīšana gaisa sildītāja priekšā tiek izmantota, lai paaugstinātu tā sildvirsmu sienu temperatūru, lai samazinātu dūmgāzu korozīvo ietekmi uz tām, īpaši, sadedzinot kurināmo ar augstu sēra saturu. Saskaņā ar PTE teikto, dedzinot sēru saturošu mazutu, gaisa temperatūra cauruļveida gaisa sildītāju priekšā nedrīkst būt zemāka par 110 ° C, bet reģeneratīvo sildītāju priekšā - ne zemāka par 70 ° C.

Gaisa iepriekšēju uzsildīšanu var veikt, recirkulējot karsto gaisu uz spridzināšanas ventilatoru ieplūdi, tomēr šajā gadījumā katla bloka efektivitāte samazinās, jo palielinās elektrības patēriņš sprādzienam un paaugstinās dūmgāzu temperatūra. Tāpēc sildītājos, kas darbojas ar selektīvu tvaiku vai karstu ūdeni, gaisu vēlams sildīt virs 50°C.

Gaisa priekšsildīšana nozīmē gaisa sildītāja siltuma absorbcijas samazināšanos temperatūras starpības samazināšanās, dūmgāzu temperatūras un siltuma zudumu palielināšanās dēļ. Gaisa priekšsildīšanai nepieciešamas arī papildu enerģijas izmaksas gaisa padevei gaisa sildītājam. Atkarībā no gaisa priekšsildīšanas līmeņa un metodes, uz katriem 10°C gaisa priekšsildīšanas, efektivitāte bruto mainās par aptuveni 0,15-0,25%, bet dūmgāzu temperatūra - par 3-4,5 ° C.

Tā kā gaisa priekšsildīšanai patērētā siltuma īpatsvars attiecībā pret katla agregātu siltuma jaudu ir diezgan liels (2-3,5%), optimālās gaisa sildīšanas shēmas izvēle liela nozīme.

Auksts gaiss

Rīsi. 2.31. Divpakāpju gaisa sildīšanas shēma sildītājos ar tīkla ūdeni un selektīvo tvaiku:

1 - tīkla sildītāji; 2 - pirmais posms gaisa sildīšanai ar apkures sistēmas tīkla ūdeni; 3 - gaisa sildīšanas otrais posms pzrom; 4 - sūknis atgaitas tīkla ūdens padevei sildītājiem; 5 - tīkla ūdens gaisa sildīšanai (shēma priekš vasaras periods); 6 - tīkla ūdens gaisa apkurei (shēma ziemas periodam).

Tie iziet cauri caurspīdīgajai atmosfērai, to nesasildot, sasniedz zemes virsmu, sasilda to, un pēc tam no tās uzsilst gaiss.

Virsmas sildīšanas pakāpe un līdz ar to arī gaiss galvenokārt ir atkarīga no apgabala platuma.

Bet katrā konkrētajā punktā to (t o) noteiks arī vairāki faktori, starp kuriem galvenie ir:

A: augstums virs jūras līmeņa;

B: pamata virsma;

B: attālums no okeānu un jūru krastiem.

A - Tā kā gaiss tiek uzkarsēts no zemes virsmas, jo zemāki ir apgabala absolūtie augstumi, jo augstāka ir gaisa temperatūra (vienā platuma grādos). Ar ūdens tvaikiem nepiesātināta gaisa apstākļos tiek novērots modelis: uz katriem 100 augstuma metriem temperatūra (t o) samazinās par 0,6 o C.

B - Virsmas kvalitatīvās īpašības.

B 1 - dažādas krāsas un struktūras virsmas dažādos veidos absorbē un atstaro saules starus. Maksimālā atstarošanās spēja ir raksturīga sniegam un ledus, minimālā - tumšas krāsas augsnēm un akmeņiem.

Zemes apgaismojums ar saules stariem saulgriežu un ekvinokcijas dienās.

B 2 - dažādām virsmām ir atšķirīga siltuma jauda un siltuma pārnese. Tātad Pasaules okeāna ūdens masa, kas aizņem 2/3 no Zemes virsmas, lielās siltumietilpības dēļ uzsilst ļoti lēni un atdziest ļoti lēni. Zeme ātri uzsilst un ātri atdziest, t.i., lai uzsildītu līdz vienādam t apmēram 1 m 2 zemes un 1 m 2 ūdens virsmas, nepieciešams tērēt citu enerģijas daudzumu.

B - no krastiem līdz kontinentu iekšpusei ūdens tvaiku daudzums gaisā samazinās. Jo caurspīdīgāka atmosfēra, jo mazāk saules gaismas tajā tiek izkliedētas, un visi saules stari sasniedz Zemes virsmu. Klātbūtnē liels skaitsūdens tvaiki gaisā, ūdens pilieni atstaro, izkliedē, absorbē saules starus un ne visi sasniedz planētas virsmu, savukārt sildot tā samazinās.

Lielākā daļa augstas temperatūras gaiss reģistrēts apgabalos tropu tuksneši. IN centrālie reģioni Sahārā gandrīz 4 mēnešus, t aptuveni gaiss ēnā ir vairāk par 40 o C. Tajā pašā laikā pie ekvatora, kur saules staru krišanas leņķis ir vislielākais, temperatūra nepārsniedz +26 o C.

No otras puses, Zeme kā apsildāms ķermenis izstaro enerģiju kosmosā galvenokārt garo viļņu infrasarkanajā spektrā. Ja zemes virsma ir ietīta mākoņu "segā", tad ne visi infrasarkanie stari atstāj planētu, jo mākoņi tos aizkavē, atstarojoties atpakaļ uz zemes virsmu.

Pie skaidrām debesīm, kad atmosfērā ir maz ūdens tvaiku, planētas izstarotie infrasarkanie stari brīvi nonāk kosmosā, savukārt zemes virsma atdziest, kas atdziest un līdz ar to pazemina gaisa temperatūru.

Literatūra

1. Zubaščenko E.M. Reģionālais Fiziogrāfija. Zemes klimats: mācību līdzeklis. 1. daļa. / E.M. Zubaščenko, V.I. Šmikovs, A.Ya. Ņemikins, N.V. Poļakovs. - Voroņeža: VGPU, 2007. - 183 lpp.