Fysiske egenskaper til luft: tetthet, viskositet, spesifikk varmekapasitet. Mengden varme under ulike fysiske prosesser

Endring av røykgassresirkulering . Gassresirkulering er mye brukt for å utvide temperaturkontrollområdet for overopphetet damp og gjør det mulig å opprettholde den overopphetede damptemperaturen selv ved lav kjelebelastning. I I det siste Resirkulering av røykgass vinner også terreng som en metode for å redusere NOx-dannelsen. Det benyttes også resirkulering av røykgasser inn i luftstrømmen foran brennerne, noe som er mer effektivt når det gjelder å undertrykke dannelsen av NO x.

Innføring av relativt kalde resirkulerte gasser i den nedre delen av ovnen fører til en reduksjon i varmeabsorpsjonen av strålingsvarmeflatene og til en økning i temperaturen på gassene ved utgangen fra ovnen og i konveksjonsrørene, bl.a. temperaturen på røykgassene. En økning i den totale strømmen av røykgasser i seksjonen av gassbanen før gassene tas for resirkulering, bidrar til å øke varmeoverføringskoeffisientene og varmeoppfatningen til konvektive varmeflater.

Ris. 2,29. Endringer i damptemperatur (kurve 1), varmluftstemperatur (kurve 2) og tap med røykgasser (kurve 3) avhengig av andel røykgassresirkulering g.

I fig. Tabell 2.29 viser egenskapene til kjeleenheten TP-230-2 ved endring av andelen gassresirkulering til nedre del av ovnen. Her er gjenvinningsandelen

hvor V rts er volumet av gasser tatt for resirkulering; V r - volum av gasser ved valgpunktet for resirkulering uten å ta hensyn til V rc. Som man kan se, fører en økning i resirkulasjonsandelen med hver 10 % til en økning i røykgasstemperaturen med 3-4°C, Vr - med 0,2 %, damptemperatur - med 15 ° C, og avhengighetens natur er nesten lineær. Disse forholdene er ikke unike for alle kjeler. Deres verdi avhenger av temperaturen på de resirkulerte gassene (stedet der gassene tas) og metoden for introduksjonen. Utslipp av resirkulerte gasser til øverste del ovnen påvirker ikke driften av ovnen, men fører til en betydelig reduksjon i temperaturen på gassene i området til overheteren og, som en konsekvens, til en reduksjon i temperaturen til den overopphetede dampen, selv om volumet av forbrenningsprodukter øker. Utslipp av gasser i den øvre delen av ovnen kan brukes til å beskytte overheteren mot virkningene av uakseptabelt høye gasstemperaturer og redusere slagging av overheteren.

Selvfølgelig fører bruken av gassresirkulering til en reduksjon ikke bare i effektivitet. brutto, men også effektivitet netto av kjeleenheten, da det medfører en økning i strømforbruket til eget behov.

Ris. 2.30. Avhengighet av varmetap på grunn av mekanisk underbrenning på varmluftstemperatur.

Endring i varmluftstemperatur. En endring i temperaturen på varm luft er resultatet av en endring i driftsmodusen til luftvarmeren på grunn av påvirkning av faktorer som endringer i temperaturtrykk, varmeoverføringskoeffisient, gass eller luftstrøm. Å øke temperaturen på den varme luften øker, om enn noe, nivået av varmeavgivelsen i brennkammeret. Temperaturen på varm luft har en merkbar effekt på egenskapene til kjeleenheter som opererer på drivstoff med lavt flyktig utbytte. En reduksjon i ^ g.v i dette tilfellet forverrer forholdene for drivstofftenning, modusen for tørking og maling av drivstoff, fører til en reduksjon i temperaturen på luftblandingen ved innløpet til brennerne, noe som kan forårsake en økning i tap pga. til mekanisk underbrenning (se fig. 2.30).

. Endring av luftforvarmingstemperaturen. Forvarming av luften foran luftvarmeren brukes til å øke temperaturen på veggen på varmeoverflatene for å redusere den korrosive effekten av røykgasser på dem, spesielt ved brenning av høyt svovelholdig brensel. I følge PTE, når du brenner svovelbrenningsolje, bør lufttemperaturen foran rørformede luftvarmere ikke være lavere enn 110 ° C, og foran regenerative varmeovner - ikke lavere enn 70 ° C.

Luftforvarming kan utføres ved å resirkulere varmluft til inngangen til viftevifter, dette reduserer imidlertid effektiviteten til kjeleenheten på grunn av økt strømforbruk til sprengning og økning i temperaturen på røykgassene. Derfor er det tilrådelig å varme opp luft over 50°C i luftvarmere som kjører på valgt damp eller varmt vann.

Forvarming av luften medfører en reduksjon i varmeabsorpsjonen til luftvarmeren på grunn av en reduksjon i temperaturtrykket, temperaturen på røykgassene og varmetapet øker. Forvarming av luften krever også ekstra energikostnader for tilførsel av luft til luftvarmeren. Avhengig av nivået og metoden for luftforvarming, for hver 10° C med luftforvarming, effektivitet. brutto endringer med omtrent 0,15-0,25%, og temperaturen på eksosgassene - med 3-4,5 ° C.

Siden andelen varme som tas til luftforvarming i forhold til varmeeffekten til kjeleenheter er ganske stor (2-3,5%), har valget av det optimale luftoppvarmingsopplegget veldig viktig.

Kald luft

Ris. 2,31. Ordning med totrinns oppvarming av luft i varmeovner med nettverksvann og valgt damp:

1 - nettverksvarmere; 2 - den første fasen av luftoppvarming med nettverksvann til varmesystemet; 3 - andre trinn av luftoppvarming; 4 - pumpe for å levere returnettvann til varmeovner; 5 - nettverksvann for oppvarming av luft (diagram for sommerperiode); 6 - nettverksvann for oppvarming av luften (ordning for vinterperioden).

– innretninger som brukes til oppvarming av luft i tilførselsventilasjonssystemer, luftkondisjoneringssystemer, luftoppvarming, samt i tørkeinstallasjoner.

Avhengig av typen kjølevæske kan varmeovner være brann, vann, damp og elektrisk .

De mest utbredte for tiden er vann- og dampvarmere, som er delt inn i glattrør og finnede; sistnevnte er på sin side delt inn i lamellære og spiralviklede.

Det er enkeltpass og multipass varmeovner. I enkeltpassasjer beveger kjølevæsken seg gjennom rørene i en retning, og i flerpassasjer endrer det bevegelsesretningen flere ganger på grunn av tilstedeværelsen av skillevegger i kollektordekslene (fig. XII.1).

Varmerne kommer i to modeller: medium (C) og stor (B).

Varmeforbruket for oppvarming av luften bestemmes av formlene:

Hvor Q"— varmeforbruk for oppvarming av luft, kJ/h (kcal/h); Q- det samme, W; 0,278 — konverteringsfaktor kJ/h til W; G— massemengde oppvarmet luft, kg/t, lik Lp [her L— volumetrisk mengde oppvarmet luft, m 3 / h; p - lufttetthet (ved temperatur t K), kg/m3]; Med— spesifikk varme luft, lik 1 kJ/(kg-K); tk er lufttemperaturen etter luftvarmeren, °C; t n— lufttemperatur før varmeren, °C.

For luftvarmere i første oppvarmingstrinn er temperaturen tn lik utelufttemperaturen.

Utelufttemperaturen antas å være lik beregnet ventilasjonstemperatur (klimaparametere i kategori A) ved utforming av generell ventilasjon designet for å bekjempe overflødig fuktighet, varme og gasser, hvis maksimalt tillatte konsentrasjon er mer enn 100 mg/m3. Ved prosjektering av generell ventilasjon beregnet på å bekjempe gasser hvis maksimalt tillatte konsentrasjon er mindre enn 100 mg/m3, samt ved prosjektering av tilførselsventilasjon for å kompensere for luft som fjernes gjennom lokalt sug, prosesshetter eller pneumatiske transportsystemer, antas utetemperaturen å være lik designen utetemperatur tн for varmedesign (klimaparametere i kategori B).

I et rom uten overskuddsvarme bør tilluft tilføres med en temperatur lik den indre lufttemperaturen tB for et gitt rom. Ved overskuddsvarme tilføres tilluft med redusert temperatur (med 5-8°C). Tilluft med temperatur under 10°C anbefales ikke å tilføres rommet selv ved betydelig varmeutvikling på grunn av muligheten for forkjølelse. Unntaket er bruk av spesielle anemostater.

Det nødvendige oppvarmingsarealet til luftvarmerne Fк m2 bestemmes av formelen:

Hvor Q— varmeforbruk for oppvarming av luft, W (kcal/t); TIL— varmeoverføringskoeffisient for varmeren, W/(m 2 -K) [kcal/(h-m 2 -°C)]; t avg.T. — gjennomsnittstemperatur kjølevæske, 0 C; t av. - gjennomsnittlig temperatur på oppvarmet luft som passerer gjennom varmeren, °C, lik (t n + t k)/2.

Hvis kjølevæsken er damp, vil den gjennomsnittlige kjølevæsketemperaturen tav.T. lik metningstemperaturen ved tilsvarende damptrykk.

For vanntemperatur tav.T. er definert som det aritmetiske gjennomsnittet av varme og retur vann:

En sikkerhetsfaktor på 1,1-1,2 tar hensyn til varmetap for luftkjøling i luftkanaler.

Varmeoverføringskoeffisienten K til luftvarmere avhenger av typen kjølevæske, massehastigheten til luftbevegelsen vp gjennom luftvarmeren, geometriske dimensjoner og designfunksjoner varmeovner, hastigheten på vannbevegelse gjennom varmerørene.

Med massehastighet mener vi massen av luft, kg, som passerer på 1 s gjennom 1 m2 av det åpne tverrsnittet til varmeren. Massehastighet vp, kg/(cm2), bestemmes av formelen

Modell, merke og antall luftvarmere velges ut fra åpent tverrsnittsareal fL og varmeflate FK. Etter valg av varmeovner, spesifiseres masselufthastigheten til luften basert på det faktiske åpne tverrsnittsarealet til varmeren fD for en gitt modell:

hvor A, A 1, n, n 1 og T— koeffisienter og eksponenter avhengig av utformingen av varmeren

Hastigheten på vannbevegelsen i varmerørene ω, m/s, bestemmes av formelen:

der Q" er varmeforbruket for oppvarming av luften, kJ/h (kcal/h); pv er tettheten til vann lik 1000 kg/m3, sv er den spesifikke varmekapasiteten til vann lik 4,19 kJ/(kg- K); fTP — åpent tverrsnittsareal for kjølevæskepassasje, m2, tg - temperatur varmt vann i tilførselsledningen, °C; t 0 — returvannstemperatur, 0C.

Varmeoverføringen til varmeovner påvirkes av røropplegget. Med en parallell rørledningsforbindelse passerer bare en del av kjølevæsken gjennom en separat varmeapparat, og med et sekvensielt skjema passerer hele kjølevæskestrømmen gjennom hver varmeapparat.

Motstanden til varmeovner mot luftpassasje p, Pa, uttrykkes med følgende formel:

hvor B og z er koeffisienten og eksponenten, som avhenger av utformingen av varmeren.

Motstanden til påfølgende varmeovner er:

hvor m er antall varmeovner plassert i serie. Beregningen avsluttes med å kontrollere den termiske ytelsen (varmeoverføringen) til luftvarmere ved hjelp av formelen

hvor QK er varmeoverføringen til luftvarmere, W (kcal/h); QK - det samme, kJ/h, 3,6 - konverteringsfaktor av W til kJ/h FK - oppvarmingsoverflateareal av varmeovner, m2, vedtatt som et resultat av beregning av varmeovner av denne typen; K - varmeoverføringskoeffisient for luftvarmere, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - gjennomsnittlig temperatur på oppvarmet luft som passerer gjennom varmeren, °C; tav. T - gjennomsnittlig kjølevæsketemperatur, °C.

Ved valg av luftvarmere tas marginen for det beregnede oppvarmingsarealet innenfor området 15 - 20 %, for motstand mot luftpassasje - 10 % og for motstand mot vannbevegelse - 20 %.

Når er solen varmere - når er den høyere over hodet eller når er den lavere?

Solen er varmere når den er høyere. I dette tilfellet faller solstrålene i rett vinkel, eller nær en rett vinkel.

Hvilke typer rotasjon av jorden kjenner du?

Jorden roterer rundt sin akse og rundt solen.

Hvorfor skjer syklusen dag og natt på jorden?

Endringen av dag og natt er et resultat av jordens aksiale rotasjon.

Bestem hvordan innfallsvinkelen til solstrålene er forskjellig 22. juni og 22. desember ved paralleller 23,5° N. w. og Yu. sh.; på paralleller 66,5° N. w. og Yu. w.

Den 22. juni, innfallsvinkelen til solstrålene på parallell 23,50 N. breddegrad. 900, S. – 430. Ved parallell 66,50 N. – 470, 66,50 S. – glidevinkel.

Den 22. desember er innfallsvinkelen til solstrålene ved parallellen 23,50 N. 430, S. – 900. Parallelt 66,50 N. – glidevinkel, 66,50 S. – 470.

Tenk på hvorfor de varmeste og kaldeste månedene ikke er juni og desember, når solstråler har de største og minste innfallsvinklene ved jordens overflate.

Atmosfærisk luft varmes opp av jordoverflaten. Derfor varmes jordoverflaten opp i juni, og temperaturen når sitt maksimum i juli. Det samme skjer om vinteren. I desember avkjøles jordoverflaten. Luften kjøles ned i januar.

Definere:

gjennomsnittlig daglig temperatur basert på fire målinger per dag: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C.

Gjennomsnittlig daglig temperatur er -20C.

gjennomsnitt årlig temperatur Moskva, ved hjelp av tabelldata.

Gjennomsnittlig årlig temperatur er 50C.

Bestem det daglige temperaturområdet for termometeravlesningene i figur 110, c.

Temperaturamplituden i figuren er 180C.

Bestem hvor mange grader den årlige amplituden i Krasnoyarsk er større enn i St. Petersburg, hvis gjennomsnittstemperaturen i juli i Krasnoyarsk er +19°C, og i januar -17°C; i St. Petersburg henholdsvis +18°C og -8°C.

Temperaturområdet i Krasnoyarsk er 360C.

Temperaturområdet i St. Petersburg er 260C.

Temperaturområdet i Krasnoyarsk er 100C større.

Spørsmål og oppgaver

1. Hvordan varmes atmosfærisk luft opp?

Ved å overføre solstrålene varmes atmosfæren nesten ikke opp fra dem. Jordoverflaten varmes opp og blir selv en varmekilde. Det er fra dette at den atmosfæriske luften varmes opp.

2. Hvor mange grader synker temperaturen i troposfæren for hver 100 m stigning?

Når du stiger oppover, synker lufttemperaturen med 6 0C for hver kilometer. Dette betyr 0,60 for hver 100 m.

3. Beregn lufttemperaturen utenfor flyet hvis flyhøyden er 7 km og temperaturen ved jordoverflaten er +200C.

Temperaturen under en stigning på 7 km vil synke med 420. Det betyr at temperaturen utenfor flyet blir -220.

4. Er det mulig å finne en isbre i fjellet i 2500 m høyde om sommeren hvis temperaturen ved foten av fjellet er +250C?

Temperaturen i en høyde på 2500 m vil være +100C. En isbre vil ikke bli funnet i en høyde av 2500 m.

5. Hvordan og hvorfor endres lufttemperaturen i løpet av dagen?

I løpet av dagen lyser solstrålene opp jordoverflaten og varmer den opp, noe som også varmer opp luften. Om natten stopper tilførselen av solenergi, og overflaten, sammen med luften, avkjøles gradvis. Solen står høyest over horisonten ved middagstid. Det er da mest solenergi kommer inn. Imidlertid mest varme observert 2-3 timer etter middag, siden det tar tid å overføre varme fra jordoverflaten til troposfæren. Det meste lav temperatur skjer før soloppgang.

6. Hva bestemmer forskjellen i oppvarming av jordoverflaten gjennom året?

I løpet av et år, i samme område, faller solstrålene på overflaten på forskjellige måter. Når innfallsvinkelen til strålene er mer vertikal, mottar overflaten mer solenergi, lufttemperaturen stiger og sommeren begynner. Når solens stråler skråner mer, varmes overflaten svakt opp. Lufttemperaturen synker på denne tiden, og vinteren kommer. Mest varm måned på den nordlige halvkule er det juli, og den kaldeste måneden er januar. I Sørlige halvkule- tvert imot: mest kald måned av året er juli, og den varmeste er januar.

Ved utforming av et luftvarmesystem brukes ferdige varmeenheter.

Til riktig valg nødvendig utstyr Det er nok å vite: den nødvendige kraften til varmeren, som deretter vil bli installert imet, temperaturen på luften ved utløpet fra varmeenheten og kjølevæskens strømningshastighet.

For å forenkle beregningene presenterer vi en online kalkulator for å beregne grunnleggende data for riktig valg av en varmeovn.

1. Termisk kraft til varmeren kW. I feltene til kalkulatoren bør du angi de første dataene om luftvolumet som passerer gjennom varmeren, data om temperaturen på luften som kommer inn i luftinntaket, og den nødvendige temperaturen på luftstrømmen ved utløpet av varmeren.
2. Utløpsluftens temperatur. I de aktuelle feltene bør du angi de første dataene om volumet av oppvarmet luft, temperaturen på luftstrømmen ved inngangen til installasjonen og temperaturen oppnådd under den første beregningen Termisk kraft varmeapparat.
3. Kjølevæskestrøm. For å gjøre dette, bør du legge inn de første dataene i feltene til den elektroniske kalkulatoren: den termiske kraften til installasjonen oppnådd under den første beregningen, temperaturen på kjølevæsken som leveres til innløpet til varmeren, og temperaturverdien ved utløpet. av enheten.

Beregning av varmeeffekt