Gaisa fizikālās īpašības: blīvums, viskozitāte, īpatnējā siltumietilpība. Siltuma daudzums dažādu fizisko procesu laikā

Dūmgāzu recirkulācijas maiņa . Gāzes recirkulācija tiek plaši izmantota, lai paplašinātu pārkarsēta tvaika temperatūras regulēšanas diapazonu un ļauj uzturēt pārkarsētā tvaika temperatūru pat pie zemām katla slodzēm. IN Nesen Dūmgāzu recirkulācija kļūst arvien populārāka arī kā NOx veidošanās samazināšanas metode. Tiek izmantota arī dūmgāzu recirkulācija gaisa plūsmā degļu priekšā, kas ir efektīvāka NO x veidošanās nomākšanas ziņā.

Relatīvi aukstu recirkulācijas gāzu ievadīšana kurtuves lejas daļā samazina radiācijas sildvirsmu siltuma absorbciju un paaugstina gāzu temperatūru pie izejas no krāsns un konvekcijas dūmvados, t.sk. dūmgāzu temperatūru. Kopējās dūmgāzu plūsmas palielināšanās gāzes ceļa posmā pirms gāzu nodošanas recirkulācijai palīdz palielināt konvektīvo apkures virsmu siltuma pārneses koeficientus un siltuma uztveri.

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

Attēlā 2.29. tabulā parādīti katla bloka TP-230-2 raksturlielumi, mainot gāzes recirkulācijas proporciju uz krāsns apakšējo daļu. Šeit ir otrreizējās pārstrādes daļa

kur V rts ir recirkulācijai ņemto 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 unikālas visiem apkures katliem. To vērtība ir atkarīga no recirkulējamo gāzu temperatūras (vietas, kur tiek ņemtas gāzes) un to ievadīšanas metodes. Recirkulēto gāzu izvadīšana iekšā augšējā daļa krāsns neietekmē krāsns darbību, bet izraisa ievērojamu gāzu temperatūras pazemināšanos pārkarsētāja zonā un līdz ar to pārkarsētā tvaika temperatūras pazemināšanos, lai gan palielinās sadegšanas produktu daudzums. Gāzu izvadīšanu 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 izraisa elektroenerģijas patēriņa pieaugumu savām vajadzībām.

Rīsi. 2.30. Siltuma zudumu atkarība no karstā gaisa temperatūras mehāniskās pārdegšanas rezultātā.

Karstā gaisa temperatūras maiņa. Karstā gaisa temperatūras izmaiņas ir gaisa sildītāja darbības režīma maiņas rezultāts, ko izraisa tādi faktori kā temperatūras spiediena izmaiņas, siltuma pārneses koeficients, gāzes vai gaisa plūsma. Karstā gaisa temperatūras paaugstināšana, lai gan nedaudz, palielina siltuma izdalīšanās līmeni kurtuvē. Karstā gaisa temperatūrai ir ievērojama ietekme uz katlu agregātu īpašībām, kas darbojas ar kurināmo ar zemu gaistošu iznākumu. ^ g.v samazināšanās šajā gadījumā pasliktina degvielas aizdegšanās apstākļus, degvielas žāvēšanas un malšanas režīmu, noved pie gaisa maisījuma temperatūras pazemināšanās pie degļu ieplūdes, kas var izraisīt zaudējumu pieaugumu. uz mehānisko zemdedzināšanu (skat. 2.30. att.).

. Gaisa priekšsildīšanas temperatūras maiņa. Gaisa iepriekšēja uzsildīšana 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, sadedzinot sēra mazutu, gaisa temperatūrai cauruļveida gaisa sildītāju priekšā jābūt ne zemākai par 110 ° C, bet reģeneratīvo sildītāju priekšā - ne zemākai par 70 ° C.

Gaisa priekšsildīšanu var veikt, recirkulējot karsto gaisu ventilatoru ieejā, taču tas samazina katla agregāta efektivitāti, jo palielinās elektroenerģijas patēriņš spridzināšanas darbiem un paaugstinās dūmgāzu temperatūra. Tāpēc gaisa sildītājos, kas darbojas ar izvēlētu tvaiku vai karstu ūdeni, vēlams sildīt gaisu virs 50°C.

Gaisa priekšsildīšana izraisa gaisa sildītāja siltuma absorbcijas samazināšanos temperatūras spiediena pazemināšanās dēļ, palielinās dūmgāzu temperatūra un siltuma zudumi. 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 izmaiņas par aptuveni 0,15-0,25%, un izplūdes gāzu temperatūra - par 3-4,5 ° C.

Tā kā gaisa uzsildīšanai patērētā siltuma īpatsvars attiecībā pret katlu agregātu apkures 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 izvēlētu tvaiku:

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

— 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 spurainos; pēdējie, savukārt, ir sadalīti slāņveida un spirālveida.

Ir vienas un vairāku kārtu sildītāji. Vienvirziena dzesēšanas šķidrums pa caurulēm pārvietojas vienā virzienā, savukārt vairākkārtējos tas vairākas reizes maina kustības virzienu, jo kolektoru vākos ir starpsienas (XII.1. att.).

Sildītājiem ir divi modeļi: vidēji (C) un lieli (B).

Siltuma patēriņu gaisa sildīšanai nosaka pēc formulas:

Kur Q"— siltuma patēriņš gaisa sildīšanai, kJ/h (kcal/h); J- tas pats, W; 0,278 — pārrēķina koeficients kJ/h uz W; G— uzsildītā gaisa masas daudzums, kg/h, vienāds ar Lp [šeit L— apsildāmā gaisa tilpuma daudzums, m 3 / h; p - gaisa blīvums (pie temperatūras t K), kg/m 3 ]; Ar— īpašs karstums gaiss, vienāds ar 1 kJ/(kg-K); tk ir gaisa temperatūra pēc gaisa sildītāja, °C; t n— gaisa temperatūra pirms sildītāja, °C.

Pirmā apkures posma gaisa sildītājiem temperatūra tn ir vienāda ar ārējā gaisa temperatūru.

Projektējot vispārējo ventilāciju, kas paredzēta pārmērīga mitruma, siltuma un gāzu apkarošanai, kuras maksimālā pieļaujamā koncentrācija ir lielāka par 100 mg/m3, tiek pieņemta, ka āra gaisa temperatūra ir vienāda ar aprēķināto ventilācijas temperatūru (A kategorijas klimata parametri). Projektējot vispārējo ventilāciju, kas paredzēta, lai cīnītos pret gāzēm, kuru maksimālā pieļaujamā koncentrācija ir mazāka par 100 mg/m3, kā arī projektējot pieplūdes ventilāciju, lai kompensētu gaisu, kas tiek izvadīts caur lokālo iesūkšanas, procesa pārsegu vai pneimatisko transportēšanas sistēmu palīdzību, tiek pieņemts, ka ārējā gaisa temperatūra ir jābūt vienādam ar dizaina vienu āra temperatūra tн apkures projektēšanai (B kategorijas klimata parametri).

Telpā, kurā nav pārmērīga siltuma, pieplūdes gaiss jāpavada ar temperatūru, kas vienāda ar attiecīgās telpas iekšējo gaisa temperatūru tB. Ja ir pārmērīgs siltums, pieplūdes gaiss tiek piegādāts pazeminātā temperatūrā (par 5-8°C). Pieplūdes gaisu, kura temperatūra ir zemāka par 10°C, nav ieteicams ievadīt telpā pat tad, ja notiek ievērojama siltuma ģenerācija, jo pastāv iespēja saaukstēšanās. Izņēmums ir īpašu anemostatu izmantošana.

Nepieciešamo gaisa sildītāju sildīšanas virsmas laukumu Fк m2 nosaka pēc formulas:

Kur J— siltuma patēriņš gaisa sildīšanai, W (kcal/h); UZ— sildītāja siltuma pārneses koeficients, W/(m 2 -K) [kcal/(h-m 2 -°C)]; t vid. — vidējā temperatūra dzesēšanas šķidrums, 0 C; t vid. - caur sildītāju plūstošā sasildītā gaisa vidējā temperatūra, °C, vienāda ar (t n + t k)/2.

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

Ūdens temperatūrai tav.T. ir definēts kā vidējais aritmētiskais karstā un atdot ūdeni:

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

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

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

Gaisa sildītāju modelis, marka un skaits tiek izvēlēti, pamatojoties uz atvērto šķērsgriezuma laukumu fL un sildvirsmu FK. Pēc sildītāju izvēles tiek noteikts gaisa kustības masas ātrums, pamatojoties uz konkrētā modeļa sildītāja fD faktisko atvērto šķērsgriezuma laukumu:

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" ir siltuma patēriņš gaisa sildīšanai, kJ/h (kcal/h); pv ir ūdens blīvums, kas vienāds ar 1000 kg/m3, sv ir ūdens īpatnējā siltumietilpība, kas vienāda ar 4,19 kJ/(kg-). K); karsts ūdens padeves līnijā, °C; t 0 — atgaitas ūdens temperatūra, 0C.

Gaisa sildītāju siltuma pārnesi ietekmē cauruļvadu shēma. Izmantojot paralēlo cauruļvadu savienojuma shēmu, tikai daļa dzesēšanas šķidruma iet caur atsevišķu sildītāju, un, izmantojot 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.

Secīgo sildītāju pretestība ir:

kur m ir virknē izvietoto sildītāju skaits. Aprēķins beidzas ar gaisa sildītāju siltuma veiktspējas (siltuma pārneses) pārbaudi, izmantojot formulu

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

Izvēloties gaisa sildītājus, rezerve aprēķinātajai sildvirsmas laukumam tiek ņemta robežās no 15 līdz 20%, pretestībai pret gaisa caurlaidību - 10% un pretestībai pret ūdens kustību - 20%.

Kad saule ir karstāka – kad tā ir augstāk virs galvas vai kad zemāk?

Saule ir karstāka, kad tā ir augstāka. Šajā gadījumā saules stari krīt taisnā leņķī vai tuvu taisnā leņķī.

Kādus Zemes rotācijas veidus jūs zināt?

Zeme griežas ap savu asi un ap Sauli.

Kāpēc uz Zemes notiek dienas un nakts cikls?

Dienas un nakts maiņa ir Zemes aksiālās rotācijas rezultāts.

Noteikt, kā atšķiras saules staru krišanas leņķis 22. jūnijā un 22. decembrī paralēlēs 23,5° N. w. un Yu. sh.; uz paralēlēm 66,5° Z. w. un Yu. w.

22. jūnijā saules staru krišanas leņķis paralēli 23.50 ziemeļu platuma. 900, S. – 430. Paralēlē 66,50 N. – 470, 66,50 S. – slīdēšanas leņķis.

22. decembrī saules staru krišanas leņķis paralēlē ir 23,50 N. 430, S. – 900. Pie paralēles 66,50 N. – slīdēšanas leņķis, 66,50 S. – 470.

Padomājiet par to, kāpēc siltākie un aukstākie mēneši nav jūnijs un decembris, kad saules stari ir lielākais un mazākais krišanas leņķis zemes virsma.

Atmosfēras gaisu silda zemes virsma. Tāpēc jūnijā zemes virsma sasilst, un jūlijā temperatūra sasniedz maksimumu. Tas pats notiek ziemā. Decembrī zemes virsma atdziest. Janvārī gaiss atdziest.

Definēt:

vidējā diennakts temperatūra, pamatojoties uz četriem mērījumiem dienā: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C.

Vidējā diennakts temperatūra ir -20C.

vidēji gada temperatūra Maskava, izmantojot tabulas datus.

Gada vidējā temperatūra ir 50 ° C.

Nosakiet dienas temperatūras diapazonu termometra rādījumiem 110. attēlā, c.

Temperatūras amplitūda attēlā ir 180C.

Noteikt, par cik grādiem gada amplitūda Krasnojarskā ir lielāka nekā Sanktpēterburgā, ja vidējā temperatūra jūlijā Krasnojarskā ir +19°C, bet janvārī - -17°C; Sanktpēterburgā attiecīgi +18°C un -8°C.

Temperatūras diapazons Krasnojarskā ir 360C.

Temperatūras diapazons Sanktpēterburgā ir 260C.

Temperatūras diapazons Krasnojarskā ir par 100 grādiem lielāks.

Jautājumi un uzdevumi

1. Kā sasilst atmosfēras gaiss?

Izlaižot saules starus, atmosfēra no tiem gandrīz nesasilst. Zemes virsma uzsilst un pati kļūst par siltuma avotu. Tieši no tā tiek uzsildīts atmosfēras gaiss.

2. Par cik grādiem temperatūra troposfērā pazeminās, paaugstinoties katriem 100 m?

Paceļoties uz augšu, ik kilometru gaisa temperatūra pazeminās par 6 0C. Tas nozīmē 0,60 uz katriem 100 m.

3. Aprēķināt gaisa temperatūru ārpus lidmašīnas, ja lidojuma augstums ir 7 km un temperatūra uz Zemes virsmas ir +200C.

Paceļoties 7 km, temperatūra pazemināsies par 420. Tas nozīmē, ka ārpus lidmašīnas temperatūra būs -220.

4. Vai vasarā ir iespējams atrast ledāju kalnos 2500 m augstumā, ja temperatūra kalnu pakājē ir +250C?

Temperatūra 2500 m augstumā būs +100C. Ledājs netiks atrasts 2500 m augstumā.

5. Kā un kāpēc dienas laikā mainās gaisa temperatūra?

Dienas laikā saules stari izgaismo zemes virsmu un sasilda to, kas arī silda gaisu. Naktīs saules enerģijas padeve apstājas, un virsma kopā ar gaisu pamazām atdziest. Saule ir visaugstāk virs horizonta pusdienlaikā. Šajā laikā ienāk visvairāk saules enerģijas. Tomēr visvairāk karstums novērots 2-3 stundas pēc pusdienlaika, jo ir nepieciešams laiks, lai siltumu no Zemes virsmas pārnestu uz troposfēru. Visvairāk zema temperatūra notiek pirms saullēkta.

6. Kas nosaka Zemes virsmas sasilšanas atšķirību visa gada garumā?

Gada laikā vienā un tajā pašā apgabalā saules stari dažādos veidos krīt uz virsmas. Kad staru krišanas leņķis ir vertikālāks, virsma saņem vairāk saules enerģijas, paaugstinās gaisa temperatūra un sākas vasara. Kad saules stari ir vairāk slīpi, virsma vāji uzsilst. Gaisa temperatūra šajā laikā pazeminās, un nāk ziema. Lielākā daļa siltais mēnesis Ziemeļu puslodē tas ir jūlijs, un aukstākais mēnesis ir janvāris. IN Dienvidu puslode- gluži pretēji: visvairāk auksts mēnesis gada ir jūlijs, bet siltākais ir janvāris.

Projektējot gaisa apkures sistēmu, tiek izmantoti gatavie siltummezgli.

Priekš pareiza izvēle nepieciešamo aprīkojumu Pietiek zināt: nepieciešamo sildītāja jaudu, kas pēc tam tiks uzstādīta pieplūdes ventilācijas apkures sistēmā, gaisa temperatūru tā izplūdē no sildītāja bloka un dzesēšanas šķidruma plūsmas ātrumu.

Lai vienkāršotu aprēķinus, mēs piedāvājam jūsu uzmanībai tiešsaistes kalkulatoru pamatdatu aprēķināšanai pareizai sildītāja izvēlei.

1. Sildītāja siltuma jauda kW. Kalkulatora laukos jāievada sākotnējie dati par caur sildītāju plūstošā gaisa daudzumu, dati par gaisa ieplūdes atverē ieplūstošā gaisa temperatūru un nepieciešamo gaisa plūsmas temperatūru sildītāja izejā.
2. Izplūdes gaisa temperatūra. Atbilstošajos laukos jāievada sākotnējie dati par apsildāmā gaisa daudzumu, gaisa plūsmas temperatūru pie ieejas instalācijā un temperatūru, kas iegūta pirmā aprēķina laikā. siltuma jauda sildītājs.
3. Dzesēšanas šķidruma plūsma. Lai to izdarītu, tiešsaistes kalkulatora laukos jāievada sākotnējie dati: instalācijas siltuma jauda, ​​kas iegūta pirmajā aprēķina laikā, sildītāja ieplūdes atverē piegādātā dzesēšanas šķidruma temperatūra un temperatūras vērtība izejā. no ierīces.

Sildītāja jaudas aprēķins