Ջերմային էներգիայի մասին պարզ բառերով! Հաշվարկ Excel-ի կիրառական առաջադրանքում:

Անցնելով թափանցիկ մթնոլորտով՝ առանց տաքացնելու, հասնում են երկրի մակերեսը, տաքացրեք այն, և դրանից հետո օդը տաքանում է։

Մակերեւույթի տաքացման աստիճանը և, հետևաբար, օդը, հիմնականում կախված է տարածքի լայնությունից:

Բայց յուրաքանչյուր կոնկրետ կետում այն ​​(t o) նույնպես որոշվելու է մի շարք գործոններով, որոնցից հիմնականներն են.

A: բարձրությունը ծովի մակարդակից;

B. հիմքում ընկած մակերեսը;

Բ. հեռավորությունը օվկիանոսների և ծովերի ափերից:

A - Քանի որ օդը տաքացվում է երկրի մակերևույթից, որքան ցածր են տարածքի բացարձակ բարձրությունները, այնքան բարձր է օդի ջերմաստիճանը (նույն լայնության վրա): Ջրային գոլորշիներով չհագեցած օդի պայմաններում նկատվում է օրինաչափություն՝ յուրաքանչյուր 100 մետր բարձրության վրա ջերմաստիճանը (t o) նվազում է 0,6 o C-ով։

Բ - մակերեսի որակական բնութագրերը.

B 1 - գույնով և կառուցվածքով տարբեր մակերեսները տարբեր ձևերով կլանում և արտացոլում են արևի ճառագայթները: Առավելագույն անդրադարձումը բնորոշ է ձյան և սառույցի համար, նվազագույնը՝ մուգ գույնի հողերի և ապարների։

Երկրի լուսավորությունը արևի ճառագայթներով արևադարձի և գիշերահավասարի օրերին:

B 2 - տարբեր մակերեսներ ունեն տարբեր ջերմային հզորություն և ջերմության փոխանցում: Այսպիսով, Համաշխարհային օվկիանոսի ջրային զանգվածը, որը զբաղեցնում է Երկրի մակերեսի 2/3-ը, բարձր ջերմունակության շնորհիվ շատ դանդաղ է տաքանում և շատ դանդաղ սառչում։ Հողատարածքը արագ տաքանում է և արագ սառչում, այսինքն՝ նույն տ-ին մոտ 1 մ 2 հող և 1 մ 2 ջրային մակերես տաքացնելու համար անհրաժեշտ է ծախսել այլ քանակությամբ էներգիա։

Բ - ափերից մինչև մայրցամաքների ինտերիեր օդում ջրի գոլորշիների քանակը նվազում է: Որքան ավելի թափանցիկ է մթնոլորտը, այնքան քիչ արևի լույս է ցրվում դրա մեջ, և արևի բոլոր ճառագայթները հասնում են Երկրի մակերեսին: Ներկայությամբ մեծ թվովջրի գոլորշիները օդում, ջրի կաթիլները անդրադարձնում, ցրվում, կլանում են արևի ճառագայթները և ոչ բոլորն են հասնում մոլորակի մակերեսին, մինչդեռ տաքացնելով այն նվազում է։

Օդի ամենաբարձր ջերմաստիճանը գրանցվել է արևադարձային անապատների շրջաններում։ Սահարայի կենտրոնական շրջաններում, գրեթե 4 ամիս, ստվերում օդի մոտ ավելի քան 40 ° C է: Միևնույն ժամանակ, հասարակածում, որտեղ արևի ճառագայթների անկման անկյունը ամենամեծն է, ջերմաստիճանը: չի գերազանցում +26 ° C:

Մյուս կողմից, Երկիրը, որպես տաքացած մարմին, էներգիա է ճառագայթում տիեզերք հիմնականում երկարալիք ինֆրակարմիր սպեկտրով: Եթե ​​երկրի մակերեսը փաթաթված է ամպերի «վերմակով», ապա ոչ բոլոր ինֆրակարմիր ճառագայթներն են լքում մոլորակը, քանի որ ամպերը հետաձգում են դրանք՝ վերադառնալով դեպի երկրի մակերես:

Մաքուր երկնքի դեպքում, երբ մթնոլորտում քիչ ջրային գոլորշի կա, մոլորակի արձակած ինֆրակարմիր ճառագայթները ազատորեն գնում են տիեզերք, մինչդեռ Երկրի մակերեսը սառչում է, ինչը սառչում է և դրանով իսկ նվազեցնում օդի ջերմաստիճանը:

գրականություն

1. Զուբաշչենկո Է.Մ. Տարածաշրջանային ֆիզիկական աշխարհագրություն. Երկրի կլիման. Մաս 1. / Է.Մ. Զուբաշչենկոն, Վ.Ի. Շմիկով, Ա.Յա. Նեմիկինը, Ն.Վ. Պոլյակովը։ - Վորոնեժ: VGPU, 2007. - 183 p.

Մարդկությունը գիտի էներգիայի մի քանի տեսակներ՝ մեխանիկական էներգիա (կինետիկ և պոտենցիալ), ներքին էներգիա (ջերմային), դաշտային էներգիա (գրավիտացիոն, էլեկտրամագնիսական և միջուկային), քիմիական։ Առանձին-առանձին արժե առանձնացնել պայթյունի էներգիան, ...

Վակուումային էներգիա և դեռ գոյություն ունի միայն տեսականորեն՝ մութ էներգիա: Այս հոդվածում, առաջինը «Ջերմային ճարտարագիտություն» բաժնում, ես կփորձեմ պարզ և մատչելի լեզվով, օգտագործելով գործնական օրինակ, խոսել մարդկանց կյանքում էներգիայի ամենակարևոր ձևի մասին. ջերմային էներգիաև նրան ժամանակին ծննդաբերելու մասին ջերմային հզորություն.

Մի քանի բառ հասկանալու համար ջերմային ճարտարագիտության տեղը՝ որպես ջերմային էներգիայի ստացման, փոխանցման և օգտագործման գիտության ճյուղ։ Ժամանակակից ջերմային տեխնիկան առաջացել է ընդհանուր թերմոդինամիկայից, որն իր հերթին ֆիզիկայի ճյուղերից մեկն է։ Թերմոդինամիկան բառացիորեն «տաք» է, գումարած «ուժ»: Այսպիսով, թերմոդինամիկան գիտություն է համակարգի «ջերմաստիճանի փոփոխության» մասին։

Համակարգի վրա արտաքին ազդեցությունը, որի դեպքում փոխվում է նրա ներքին էներգիան, կարող է լինել ջերմության փոխանցման արդյունք: Ջերմային էներգիա, որը ձեռք է բերվում կամ կորցնում համակարգը շրջակա միջավայրի հետ նման փոխազդեցության արդյունքում, կոչվում է ջերմության քանակըև չափվում է SI համակարգում Joules-ով:

Եթե ​​դուք ջերմային ինժեներ չեք և ամենօրյա ռեժիմով չեք զբաղվում ջերմային ճարտարագիտության հարցերով, ապա երբ հանդիպում եք դրանց, երբեմն առանց փորձի կարող է շատ դժվար լինել արագ պարզել դրանք: Դժվար է պատկերացնել նույնիսկ ջերմության և ջերմային էներգիայի քանակի ցանկալի արժեքների չափերը առանց փորձի: Քանի՞ Ջոուլ էներգիա է անհրաժեշտ 1000 խորանարդ մետր օդը -37˚С-ից մինչև +18˚С տաքացնելու համար: Որքա՞ն է ջերմության աղբյուրի հզորությունը, որն անհրաժեշտ է 1 ժամում դա անելու համար: Ոչ բոլոր ինժեներները: Երբեմն փորձագետները նույնիսկ հիշում են բանաձևերը, բայց միայն մի քանիսը կարող են դրանք կիրառել:

Այս հոդվածը մինչև վերջ կարդալուց հետո դուք հեշտությամբ կկարողանաք լուծել իրական արտադրական և կենցաղային խնդիրները՝ կապված տարբեր նյութերի ջեռուցման և հովացման հետ։ Ջերմափոխանակման գործընթացների ֆիզիկական էության ըմբռնումը և պարզ հիմնական բանաձևերի իմացությունը ջերմային ճարտարագիտության մեջ գիտելիքների հիմքի հիմնական բլոկներն են:

Ջերմության քանակությունը տարբեր ֆիզիկական գործընթացներում:

Հայտնի նյութերի մեծ մասը կարող է լինել պինդ, հեղուկ, գազային կամ պլազմայի վիճակում՝ տարբեր ջերմաստիճաններում և ճնշումներում: Անցումմի համախառն վիճակից մյուսը տեղի է ունենում մշտական ​​ջերմաստիճանում(պայմանով, որ ճնշումը և այլ պարամետրերը չեն փոխվում միջավայրը) և ուղեկցվում է ջերմային էներգիայի կլանմամբ կամ արտազատմամբ։ Չնայած այն հանգամանքին, որ Տիեզերքում նյութի 99%-ը գտնվում է պլազմայի վիճակում, մենք այս հոդվածում չենք դիտարկի ագրեգացման այս վիճակը:

Դիտարկենք նկարում ներկայացված գրաֆիկը: Այն ցույց է տալիս նյութի ջերմաստիճանի կախվածությունը Տջերմության քանակի վրա Ք, ամփոփված է որոշակի փակ համակարգով, որը պարունակում է որոշակի նյութի որոշակի զանգված։

1. Պինդ, որն ունի ջերմաստիճան T1, տաքացվում է մինչև ջերմաստիճանի Թմ, այս գործընթացի վրա ծախսելով ջերմության քանակություն, որը հավասար է Q1 .

2. Հաջորդը սկսվում է հալման գործընթացը, որը տեղի է ունենում մշտական ​​ջերմաստիճանում Tpl(հալման ջերմաստիճանը). Պինդ մարմնի ողջ զանգվածը հալեցնելու համար անհրաժեշտ է ջերմային էներգիա ծախսել այդ չափով Q2 - Q1 .

3. Այնուհետև պինդ նյութի հալման արդյունքում առաջացող հեղուկը տաքացվում է մինչև եռման կետը (գազի ձևավորում) Տկպ, ջերմության այս քանակի վրա ծախսելը հավասար է Q3-Q2 .

4. Այժմ մշտական ​​եռման կետում Տկպհեղուկը եռում է և գոլորշիանում՝ վերածվելով գազի։ Հեղուկի ողջ զանգվածը գազի վերածելու համար անհրաժեշտ է ծախսել ջերմային էներգիաքանակով Q4-Q3.

5. Վերջին փուլում գազը տաքացվում է ջերմաստիճանից Տկպմինչև որոշ ջերմաստիճան T2. Այս դեպքում ջերմության քանակի արժեքը կլինի Q5-Q4. (Եթե գազը տաքացնենք մինչև իոնացման ջերմաստիճանը, գազը կվերածվի պլազմայի):

Այսպիսով, տաքացնելով սկզբնական պինդը ջերմաստիճանից T1մինչև ջերմաստիճան T2մենք ջերմային էներգիա ենք ծախսել չափով Q5, նյութը թարգմանելով ագրեգացման երեք վիճակներով։

Շարժվելով հակառակ ուղղությամբ՝ նյութից կհեռացնենք նույն քանակությամբ ջերմություն Q5, անցնելով խտացման, բյուրեղացման և ջերմաստիճանից սառեցման փուլերով T2մինչև ջերմաստիճան T1. Իհարկե, մենք դիտարկում ենք փակ համակարգ առանց արտաքին միջավայրի էներգիայի կորուստների։

Նշենք, որ պինդ վիճակից անցումը գազային վիճակի հնարավոր է՝ շրջանցելով հեղուկ փուլը։ Այս գործընթացը կոչվում է սուբլիմացիա, իսկ հակառակ պրոցեսը կոչվում է սուբլիմացիա:

Այսպիսով, մենք հասկացանք, որ նյութի ագրեգատ վիճակների միջև անցումների գործընթացները բնութագրվում են էներգիայի սպառմամբ հաստատուն ջերմաստիճանում: Երբ ջեռուցվում է նյութը, որը գտնվում է ագրեգացման մեկ անփոփոխ վիճակում, ջերմաստիճանը բարձրանում է, և ջերմային էներգիան նույնպես սպառվում է։

Ջերմության փոխանցման հիմնական բանաձեւերը.

Բանաձևերը շատ պարզ են.

Ջերմության քանակություն Ք J-ում հաշվարկվում է բանաձևերով.

1. Ջերմային սպառման կողմից, այսինքն՝ բեռի կողմից.

1.1. Ջեռուցման (սառեցման) ժամանակ.

Ք = մ * գ *(T2 -T1)

մ – նյութի զանգվածը կգ-ով

Հետ -Նյութի տեսակարար ջերմային հզորությունը J / (kg * K)

1.2. Հալվելիս (սառեցնելիս).

Ք = մ * λ

λ – նյութի հալման և բյուրեղացման տեսակարար ջերմությունը J/kg-ով

1.3. Եռման, գոլորշիացման (խտացման) ընթացքում.

Ք = մ * r

r – Գազի առաջացման և նյութի խտացման հատուկ ջերմությունը J/kg-ով

2. Ջերմության արտադրության կողմից, այսինքն՝ աղբյուրի կողմից.

2.1. Վառելիք այրելիս.

Ք = մ * ք

ք – վառելիքի այրման հատուկ ջերմություն J/kg-ով

2.2. Էլեկտրաէներգիան ջերմային էներգիայի վերածելիս (Ջուլ-Լենցի օրենք).

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

տ – ժամանակ ս

Ի – ընթացիկ արժեքը Ա

U – r.m.s լարումը Վ

Ռ – բեռի դիմադրությունը ohms-ում

Մենք եզրակացնում ենք, որ ջերմության քանակն ուղիղ համեմատական ​​է նյութի զանգվածին բոլոր փուլային փոխակերպումների ժամանակ և, երբ տաքացվում է, լրացուցիչ ուղիղ համեմատական ​​է ջերմաստիճանի տարբերությանը։ Համաչափության գործակիցներ ( գ , λ , r , ք ) յուրաքանչյուր նյութի համար ունեն իրենց սեփական արժեքները և որոշվում են էմպիրիկ եղանակով (վերցված տեղեկատու գրքերից):

Ջերմային հզորություն Ն W-ում որոշակի ժամանակում համակարգին փոխանցվող ջերմության քանակն է.

N=Q/t

Որքան արագ ենք մենք ուզում տաքացնել մարմինը որոշակի ջերմաստիճանի, այնքան ավելի մեծ հզորություն պետք է լինի ջերմային էներգիայի աղբյուրը - ամեն ինչ տրամաբանական է:

Հաշվարկ Excel-ի կիրառական առաջադրանքում:

Կյանքում հաճախ անհրաժեշտ է արագ գնահատական ​​հաշվարկ կատարել՝ հասկանալու համար, թե արդյոք իմաստ ունի շարունակել ուսումնասիրել թեման, կազմել նախագիծ և մանրամասն ճշգրիտ աշխատատար հաշվարկներ: Հաշվարկ կատարելով մի քանի րոպեում, նույնիսկ ± 30% ճշգրտությամբ, դուք կարող եք կայացնել կառավարման կարևոր որոշում, որը կլինի 100 անգամ ավելի էժան և 1000 անգամ ավելի արագ, և արդյունքում՝ 100,000 անգամ ավելի արդյունավետ, քան ճշգրիտ հաշվարկ կատարելը: մեկ շաբաթվա ընթացքում, այլապես և մեկ ամսվա ընթացքում թանկարժեք մասնագետների խմբի կողմից ...

Խնդրի պայմանները.

24մ x 15մ x 7մ չափսերով գլանվածքի պատրաստման խանութի տարածքում մենք ներկրում ենք գլանվածք փողոցի պահեստից 3 տոննա ծավալով։ Գլորված մետաղը ունի 20 կգ ընդհանուր զանգվածով սառույց: Դրսում -37˚С. Որքա՞ն ջերմություն է անհրաժեշտ մետաղը մինչև + 18˚С տաքացնելու համար; տաքացնել սառույցը, հալեցնել և ջուրը տաքացնել մինչև +18˚С; տաքացնել սենյակի օդի ողջ ծավալը՝ ենթադրելով, որ մինչ այդ ջեռուցումն ամբողջությամբ անջատված է եղել։ Ի՞նչ հզորություն պետք է ունենա ջեռուցման համակարգը, եթե վերը նշված բոլորը պետք է ավարտվեն 1 ժամում: (Շատ կոշտ և դժվար իրական պայմաններ- հատկապես օդի հետ կապված!)

Հաշվարկը կկատարենք ծրագրումMS Excel կամ ծրագրումOo Calc.

Բջիջների և տառատեսակների գունային ձևաչափման համար տե՛ս «» էջը:

Նախնական տվյալներ.

1. Մենք գրում ենք նյութերի անվանումները.

դեպի D3 բջիջ: Պողպատե

դեպի E3 բջիջ: Սառույց

դեպի F3 բջիջ: սառույց/ջուր

դեպի G3 բջիջ: Ջուր

դեպի G3 բջիջ: Օդ

2. Մենք մուտքագրում ենք գործընթացների անվանումները.

D4, E4, G4, G4 բջիջներում. ջերմություն

դեպի F4 բջիջ: հալվելը

3. Նյութերի առանձնահատուկ ջերմունակությունը գ J / (kg * K) -ում մենք գրում ենք համապատասխանաբար պողպատի, սառույցի, ջրի և օդի համար

դեպի D5 բջիջ: 460

դեպի E5 բջիջ. 2110

դեպի G5 բջիջ. 4190

դեպի H5 բջիջ: 1005

4. Սառույցի միաձուլման հատուկ ջերմություն λ J/kg-ով մուտքագրեք

դեպի F6 բջիջ: 330000

5. Նյութերի զանգված մկգ-ով մենք մուտքագրում ենք, համապատասխանաբար, պողպատի և սառույցի համար

դեպի D7 բջիջ: 3000

դեպի E7 բջիջ: 20

Քանի որ զանգվածը չի փոխվում, երբ սառույցը վերածվում է ջրի,

F7 և G7 բջիջներում՝ =E7 =20

Օդի զանգվածը հայտնաբերվում է սենյակի ծավալը հատուկ կշռով բազմապատկելով

H7 բջիջում՝ =24*15*7*1.23 =3100

6. Գործընթացի ժամանակը տրոպեների ընթացքում մենք գրում ենք միայն մեկ անգամ պողպատի համար

դեպի D8 բջիջ: 60

Սառույցի տաքացման, դրա հալման և ստացված ջրի տաքացման ժամանակային արժեքները հաշվարկվում են այն պայմանով, որ այս բոլոր երեք գործընթացները պետք է ամփոփվեն մետաղի տաքացման համար հատկացված ժամանակի հետ միաժամանակ: Համապատասխանաբար կարդում ենք

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

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

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

Նույն հատկացված ժամանակում օդը նույնպես պետք է տաքանա, կարդում ենք

H8 բջիջում՝ =D8 =60,0

7. Բոլոր նյութերի սկզբնական ջերմաստիճանը Տ1 մեջ ˚C մտնում ենք

դեպի D9 բջիջ: -37

դեպի E9 բջիջ: -37

դեպի F9 բջիջ: 0

դեպի G9 բջիջ. 0

դեպի H9 բջիջ: -37

8. Բոլոր նյութերի վերջնական ջերմաստիճանը Տ2 մեջ ˚C մտնում ենք

դեպի D10 բջիջ: 18

դեպի E10 բջիջ. 0

դեպի F10 բջիջ. 0

դեպի G10 բջիջ. 18

դեպի H10 բջիջ. 18

Կարծում եմ, որ 7-րդ և 8-րդ կետերի վերաբերյալ հարցեր չպետք է լինեն:

Հաշվարկի արդյունքները.

9. Ջերմության քանակություն Ք KJ-ով, որը պահանջվում է մեր հաշվարկած յուրաքանչյուր գործընթացի համար

D12 խցում պողպատի ջեռուցման համար՝ =D7*D5*(D10-D9)/1000 =75900

E12 խցում սառույցը տաքացնելու համար՝ =E7*E5*(E10-E9)/1000 = 1561

F12 բջիջում սառույցի հալման համար՝ =F7*F6/1000 = 6600

G12 խցում ջրի ջեռուցման համար՝ =G7*G5*(G10-G9)/1000 = 1508

H12 խցում օդի տաքացման համար՝ =H7*H5*(H10-H9)/1000 = 171330

Կարդացվում է բոլոր գործընթացների համար պահանջվող ջերմային էներգիայի ընդհանուր քանակը

միացված D13E13F13G13H13 բջիջում՝ =SUM(D12:H12) = 256900

D14, E14, F14, G14, H14 բջիջներում և D15E15F15G15H15 համակցված բջիջներում ջերմության քանակը տրվում է աղեղային չափման միավորով՝ Gcal-ով (գիգակալորիաներով):

10. Ջերմային հզորություն ՆկՎտ-ով, հաշվարկվում է յուրաքանչյուր գործընթացի համար անհրաժեշտ

D16 խցում պողպատի ջեռուցման համար՝ =D12/(D8*60) =21,083

E16 խցում սառույցը տաքացնելու համար՝ =E12/(E8*60) = 2,686

F16 բջիջում սառույցի հալման համար՝ =F12/(F8*60) = 2,686

G16 խցում ջրի ջեռուցման համար՝ =G12/(G8*60) = 2,686

H16 խցում օդի ջեռուցման համար՝ =H12/(H8*60) = 47,592

Ընդհանուր ջերմային հզորությունը, որն անհրաժեշտ է բոլոր գործընթացները միաժամանակ իրականացնելու համար տհաշվարկված

միացված D17E17F17G17H17 բջիջում՝ =D13/(D8*60) = 71,361

D18, E18, F18, G18, H18 և համակցված D19E19F19G19H19 խցերում ջերմային հզորությունը տրվում է աղեղային չափման միավորով՝ Gcal/h:

Սա ավարտում է հաշվարկը Excel-ում:

Եզրակացություններ.

Նշենք, որ օդը տաքացնելու համար պահանջվում է ավելի քան երկու անգամ ավելի շատ էներգիա, քան պողպատի նույն զանգվածը տաքացնելու համար:

Ջուրը տաքացնելիս էներգիայի ծախսերը երկու անգամ ավելի են, քան սառույցը տաքացնելիս։ Հալման գործընթացը շատ անգամ ավելի շատ էներգիա է ծախսում, քան ջեռուցման գործընթացը (ջերմաստիճանի փոքր տարբերությամբ):

Ջեռուցման ջուրը տաս անգամ ավելի շատ ջերմային էներգիա է ծախսում, քան պողպատը և չորս անգամ ավելի շատ, քան օդը տաքացնելու համար:

Համար ստացող տեղեկություններ նոր հոդվածների թողարկման մասին և համար աշխատանքային ծրագրի ֆայլերի ներբեռնում Խնդրում եմ ձեզ բաժանորդագրվել հայտարարություններին հոդվածի վերջում տեղադրված պատուհանում կամ էջի վերևի պատուհանում։

Ձեր հասցեն մուտքագրելուց հետո Էլև սեղմելով «Ստանալ հոդվածների հայտարարություններ» կոճակը ՉՄՈՌԱՆԱՍ ՀԱՍՏԱՏԵԼ ԲԱԺԱՆՈՐԴԱԳՐՈՒԹՅՈՒՆ սեղմելով հղման վրա նամակով, որը անմիջապես կգա ձեզ նշված փոստով (երբեմն՝ թղթապանակում « Սպամ » )!

Մենք հիշեցինք «ջերմության քանակի» և «ջերմային հզորության» հասկացությունները, հաշվի առանք ջերմության փոխանցման հիմնարար բանաձևերը և վերլուծեցինք գործնական օրինակ: Հուսով եմ, որ իմ լեզուն պարզ, հասկանալի և հետաքրքիր էր:

Ես անհամբեր սպասում եմ հոդվածի վերաբերյալ հարցերին և մեկնաբանություններին:

աղաչում եմ ՀԱՐԳԵԼՈՎ հեղինակի աշխատանքի ներբեռնման ֆայլ ԲԱԺԱՆՈՐԴԱԳՐՈՒԹՅՈՒՆԻՑ ՀԵՏՈ հոդվածների հայտարարությունների համար։

- սարքեր, որոնք օգտագործվում են մատակարարման օդափոխման համակարգերում, օդորակման համակարգերում, օդի ջեռուցման, ինչպես նաև չորացման կայանքներում օդը տաքացնելու համար:

Ըստ հովացուցիչ նյութի տեսակի՝ ջեռուցիչները կարող են լինել կրակ, ջուր, գոլորշու և էլեկտրական: .

Ներկայումս առավել տարածված են ջրի և գոլորշու տաքացուցիչները, որոնք բաժանվում են հարթ խողովակների և շերտավորների. վերջիններս իրենց հերթին բաժանվում են շերտավոր և պարուրաձև վերքի։

Տարբերակեք միակողմանի և բազմաբնակարանային տաքացուցիչները: Մեկ անցումում հովացուցիչը խողովակների միջով շարժվում է մեկ ուղղությամբ, իսկ բազմանցումում՝ մի քանի անգամ փոխում է շարժման ուղղությունը՝ կոլեկտորի ծածկոցներում միջնորմների առկայության պատճառով (նկ. XII.1):

Ջեռուցիչները կատարում են երկու մոդել՝ միջին (C) և մեծ (B):

Օդի ջեռուցման համար ջերմային սպառումը որոշվում է բանաձևերով.

Որտեղ Q"— օդի ջեռուցման համար ջերմային սպառում, կՋ/ժ (կկալ/ժ); Ք- նույնը, Վ; 0,278-ը կՋ/ժ-ից W-ի փոխակերպման գործակիցն է; Գ- ջեռուցվող օդի զանգվածային քանակություն, կգ/ժ, հավասար Lp [այստեղ Լ- ջեռուցվող օդի ծավալային քանակություն, մ 3 / ժ; p-ը օդի խտությունն է (ջերմաստիճանում tK),կգ / մ 3]; Հետ- օդի հատուկ ջերմային հզորություն, հավասար է 1 կՋ / (կգ-Կ); t k - օդի ջերմաստիճանը ջեռուցիչից հետո, ° С; t n— օդի ջերմաստիճանը օդատաքացուցիչից առաջ, °C:

Ջեռուցման առաջին փուլի տաքացուցիչների համար tn ջերմաստիճանը հավասար է արտաքին օդի ջերմաստիճանին։

Արտաքին օդի ջերմաստիճանը ենթադրվում է, որ հավասար է օդափոխության հաշվարկված ջերմաստիճանին (Ա կատեգորիայի կլիմայական պարամետրեր) ընդհանուր օդափոխություն նախագծելիս, որը նախատեսված է ավելորդ խոնավության, ջերմության և գազերի դեմ պայքարելու համար, որի MPC-ն ավելի քան 100 մգ/մ3 է: Ընդհանուր օդափոխություն նախագծելիս, որը նախատեսված է գազերի դեմ պայքարելու համար, որոնց MPC-ն 100 մգ/մ3-ից պակաս է, ինչպես նաև մատակարարման օդափոխություն նախագծելիս՝ փոխհատուցելու տեղական արտանետումների, պրոցեսի գլխարկների կամ օդաճնշական տրանսպորտային համակարգերի միջոցով հեռացվող օդը, արտաքին օդի ջերմաստիճանը ենթադրվում է հավասար: ջեռուցման նախագծման համար հաշվարկված արտաքին ջերմաստիճանի tn (կլիմայի պարամետրերի կատեգորիա B):

Ջերմային ավելցուկ չունեցող սենյակում պետք է մատակարարվի օդի մատակարարում այս սենյակի համար ներքին օդի tВ ջերմաստիճանին հավասար ջերմաստիճանով: Ավելորդ ջերմության առկայության դեպքում մատակարարվող օդը մատակարարվում է ցածր ջերմաստիճան(5-8 ° C ջերմաստիճանում): 10°C-ից ցածր ջերմաստիճանով մատակարարվող օդը խորհուրդ չի տրվում մատակարարել սենյակ նույնիսկ զգալի ջերմային արտանետումների առկայության դեպքում՝ մրսածության հնարավորության պատճառով: Բացառություն է հատուկ անեմոստատների օգտագործումը:

Fk m2 տաքացուցիչների համար պահանջվող մակերեսը որոշվում է բանաձևով.

Որտեղ Ք— օդի ջեռուցման համար ջերմային սպառում, Վտ (կկալ/ժ); TO- ջեռուցիչի ջերմային փոխանցման գործակիցը, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t cf.T. — միջին ջերմաստիճանըհովացուցիչ նյութ, 0 С; t r.v. ջեռուցիչով անցնող տաքացվող օդի միջին ջերմաստիճանն է, °C, հավասար (t n + t գ)/2.

Եթե ​​հովացուցիչ նյութը գոլորշի է, ապա հովացուցիչի միջին ջերմաստիճանը tav.T. հավասար է հագեցվածության ջերմաստիճանին համապատասխան գոլորշու ճնշման դեպքում:

Ջրի ջերմաստիճանի համար տավ.Տ. սահմանվում է որպես տաք և վերադարձ ջրի ջերմաստիճանների միջին թվաբանական.

Անվտանգության 1.1-1.2 գործակիցը հաշվի է առնում օդային խողովակներում օդի հովացման համար ջերմության կորուստը:

Կտաքացուցիչների ջերմային փոխանցման գործակիցը կախված է հովացուցիչ նյութի տեսակից, օդի զանգվածի արագությունից vp ջեռուցիչի միջով, երկրաչափական չափսերից և դիզայնի առանձնահատկություններըջեռուցիչներ, տաքացուցիչի խողովակներով ջրի շարժման արագությունը.

Զանգվածի արագությունը հասկացվում է որպես օդի զանգված, կգ, որն անցնում է օդատաքացուցիչի կենդանի հատվածի 1 մ2-ով 1 վրկ-ում: Զանգվածի արագությունը vp, ​​կգ/(սմ2), որոշվում է բանաձևով

Ըստ fЖ բաց հատվածի տարածքի և FK ջեռուցման մակերեսի, ընտրվում են ջեռուցիչների մոդելը, ապրանքանիշը և քանակը: Ջեռուցիչները ընտրելուց հետո օդի զանգվածային արագությունը նշվում է այս մոդելի ջեռուցիչի բաց հատվածի փաստացի տարածքի համաձայն.

որտեղ A, A 1, n, n 1 և Տ- գործակիցներ և ցուցիչներ, կախված ջեռուցիչի դիզայնից

Ջրի շարժման արագությունը տաքացուցիչ խողովակներում ω, մ/վ, որոշվում է բանաձևով.

որտեղ Q «ջերմային սպառումն է օդի տաքացման համար, կՋ/ժ (կկալ/ժ); rp-ն ջրի խտությունն է, հավասար է 1000 կգ/մ3, sv-ն ջրի հատուկ ջերմությունն է, հավասար է 4,19 կՋ/(կգ-): K); fTP - բաց տարածք հովացուցիչ նյութի անցման համար, m2, tg - ջերմաստիճան տաք ջուրմատակարարման գծում, ° С; t 0 - վերադարձի ջրի ջերմաստիճանը, 0С:

Ջեռուցիչների ջերմության փոխանցման վրա ազդում է դրանք խողովակաշարերի հետ կապելու սխեման: Խողովակաշարերի միացման զուգահեռ սխեմայով հովացուցիչ նյութի միայն մի մասն է անցնում առանձին ջեռուցիչով, իսկ հաջորդական սխեմայով հովացուցիչի ամբողջ հոսքը անցնում է յուրաքանչյուր ջեռուցիչով:

Ջեռուցիչների դիմադրությունը օդի անցմանը p, Pa, արտահայտվում է հետևյալ բանաձևով.

որտեղ B-ն և z-ը գործակիցն են և ցուցիչը, որոնք կախված են ջեռուցիչի դիզայնից:

Շարքով տեղակայված ջեռուցիչների դիմադրությունը հավասար է.

որտեղ m-ը հաջորդաբար տեղակայված ջեռուցիչների թիվն է: Հաշվարկն ավարտվում է ջեռուցիչների ջերմության թողարկման (ջերմային փոխանցման) ստուգմամբ՝ ըստ բանաձևի.

որտեղ QK - ջեռուցիչների ջերմային փոխանցում, W (կկալ / ժ); QK - նույնը, կՋ/ժ, 3.6 - փոխակերպման գործակիցը W-ին կՋ/ժ FK - ջեռուցիչների ջեռուցման մակերեսը, մ2, վերցված այս տեսակի ջեռուցիչների հաշվարկի արդյունքում. K - ջեռուցիչների ջերմային փոխանցման գործակիցը, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - ջեռուցիչով անցնող տաքացվող օդի միջին ջերմաստիճանը, °C; տավ. T-ը հովացուցիչ նյութի միջին ջերմաստիճանն է, °C:

Ջեռուցիչներ ընտրելիս ջեռուցման մակերեսի գնահատված մակերեսի սահմանաչափը վերցվում է 15-20%-ի սահմաններում, օդի անցման դիմադրության համար՝ 10% և ջրի շարժման դիմադրության համար՝ 20%:

1

Միջազգային էներգետիկ գործակալությունը գնահատում է, որ ածխածնի արտանետումների կրճատման առաջնահերթությունը վառելիքի արդյունավետության բարձրացումն է։ Տրանսպորտային միջոցների վառելիքի արդյունավետության բարձրացման միջոցով CO2 արտանետումների կրճատման խնդիրը համաշխարհային հանրության առաջնահերթություններից է՝ հաշվի առնելով էներգիայի ոչ վերականգնվող աղբյուրների ռացիոնալ օգտագործման անհրաժեշտությունը: Այդ նպատակով միջազգային ստանդարտները մշտապես խստացվում են՝ սահմանափակելով շարժիչի գործարկման և շահագործման արդյունավետությունը ցածր և նույնիսկ բարձր շրջակա միջավայրի ջերմաստիճաններում: Հոդվածը վերաբերում է ներքին այրման շարժիչների վառելիքի արդյունավետության հարցին՝ կախված շրջակա օդի ջերմաստիճանից, ճնշումից, խոնավությունից։ Ներկայացված են վառելիքի խնայողության և ջեռուցման տարրի օպտիմալ հզորությունը որոշելու նպատակով ներքին այրման շարժիչի ընդունման կոլեկտորում մշտական ​​ջերմաստիճանի պահպանման վերաբերյալ ուսումնասիրության արդյունքները:

ջեռուցման տարրի հզորությունը

մթնոլորտային ջերմաստիճան

օդի ջեռուցում

վառելիքի խնայողություն

օդի օպտիմալ ջերմաստիճանը ընդունող կոլեկտորում

1. Ավտոմեքենաների շարժիչներ. Վ.Մ. Արխանգելսկին [եւ ուրիշներ]; ընդ. խմբ. Մ.Ս. Հովահ. M.: Mashinostroenie, 1977. 591 p.

2. Կարնաուխով Վ.Ն., Կարնաուխովա Ի.Վ. Ներքին այրման շարժիչում լիցքավորման գործոնի որոշում // Տրանսպորտ և տրանսպորտային-տեխնոլոգիական համակարգեր, Միջազգային գիտատեխնիկական կոնֆերանսի նյութեր, Տյումեն, 16 ապրիլի, 2014 թ. Տյումեն: Տյումենի պետական ​​համալսարանի հրատարակչություն, 2014 թ.

3. Լենին Ի.Մ. Ավտոմոբիլային և տրակտորային շարժիչների տեսություն. M.: Բարձրագույն դպրոց, 1976. 364 p.

4. Yutt V.E. Ավտոմեքենաների էլեկտրական սարքավորումներ. M: Հրատարակչություն Hot Line-Telecom, 2009 թ. 440 էջ.

5. Yutt V.E., Ruzavin G.E. Ներքին այրման շարժիչների էլեկտրոնային կառավարման համակարգեր և դրանց ախտորոշման մեթոդներ: Մ.: Հրատարակչություն Hot Line-Telecom, 2007. 104 p.

Ներածություն

Էլեկտրոնիկայի և միկրոպրոցեսորային տեխնոլոգիայի զարգացումը հանգեցրեց մեքենաների լայն տարածմանը: Մասնավորապես, շարժիչի, փոխանցման տուփի, շասսիի և ավտոմատ կառավարման էլեկտրոնային համակարգերի ստեղծմանը լրացուցիչ սարքավորումներ. Շարժիչի կառավարման էլեկտրոնային համակարգերի (ECS) օգտագործումը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել վառելիքի սպառումը և արտանետվող գազերի թունավորությունը շարժիչի հզորության միաժամանակյա բարձրացմամբ, բարձրացնել արագացումը և սառը մեկնարկի հուսալիությունը: Ժամանակակից ESU-ները համատեղում են վառելիքի ներարկման կառավարման և բոցավառման համակարգի աշխատանքը: Կառավարման ստորաբաժանումում ծրագրային հսկողություն իրականացնելու համար գրանցվում է ներարկման տևողության (մատակարարված վառելիքի քանակի) կախվածությունը բեռից և շարժիչի արագությունից: Կախվածությունը տրված է աղյուսակի տեսքով, որը մշակվել է նմանատիպ մոդելի շարժիչի համապարփակ փորձարկումների հիման վրա: Նմանատիպ աղյուսակներ օգտագործվում են բռնկման անկյունը որոշելու համար: Շարժիչի կառավարման այս համակարգը կիրառվում է ամբողջ աշխարհում, քանի որ պատրաստի աղյուսակներից տվյալների ընտրությունն ավելի արագ գործընթաց է, քան համակարգչի միջոցով հաշվարկներ կատարելը։ Աղյուսակներից ստացված արժեքները ուղղվում են տրանսպորտային միջոցների բորտ-համակարգիչների կողմից՝ կախված շնչափողի դիրքի սենսորներից, օդի ջերմաստիճանից, օդի ճնշման և խտության ազդանշաններից: Ժամանակակից մեքենաներում օգտագործվող այս համակարգի հիմնական տարբերությունը կոշտ մեխանիկական կապի բացակայությունն է շնչափող փականև գազի ոտնակը, որը կառավարում է այն: Ավանդական համակարգերի համեմատ՝ ESU-ն կարող է նվազեցնել վառելիքի սպառումը տարբեր մեքենաներում մինչև 20%-ով։

Վառելիքի ցածր սպառումը ձեռք է բերվում ներքին այրման շարժիչի աշխատանքի երկու հիմնական ռեժիմների տարբեր կազմակերպման միջոցով՝ ցածր բեռնվածության ռեժիմ և բարձր բեռի ռեժիմ: Այս դեպքում շարժիչը առաջին ռեժիմում աշխատում է տարասեռ խառնուրդով, օդի մեծ ավելցուկով և վառելիքի ուշ ներարկումով, որի շնորհիվ ձեռք է բերվում լիցքի անջատում օդի, վառելիքի և մնացած արտանետվող գազերի խառնուրդից, ինչի արդյունքում. այն աշխատում է նիհար խառնուրդի վրա: Բարձր բեռի ռեժիմում շարժիչը սկսում է աշխատել միատարր խառնուրդի վրա, ինչը հանգեցնում է արտանետվող գազերում վնասակար նյութերի արտանետումների նվազմանը։ ESA դիզելային շարժիչների արտանետումների թունավորությունը գործարկման ժամանակ կարող է կրճատվել տարբեր շիկացման մոմերի միջոցով: ESU-ն տեղեկատվություն է ստանում մուտքի օդի ջերմաստիճանի, ճնշման, վառելիքի սպառման և ծնկաձև լիսեռի դիրքի մասին: Վերահսկիչ միավորը մշակում է սենսորներից ստացված տեղեկատվությունը և, օգտագործելով բնորոշ քարտեզներ, տալիս է վառելիքի մատակարարման առաջխաղացման անկյան արժեքը: Որպեսզի հաշվի առնվի մուտքային օդի խտության փոփոխությունը, երբ նրա ջերմաստիճանը փոխվում է, հոսքի սենսորը հագեցած է թերմիստորով: Բայց ընդունող կոլեկտորում ջերմաստիճանի և օդի ճնշման տատանումների արդյունքում, չնայած վերը նշված սենսորներին, տեղի է ունենում օդի խտության ակնթարթային փոփոխություն և, որպես հետևանք, այրման պալատ թթվածնի մատակարարման նվազում կամ ավելացում:

Նպատակը, նպատակները և հետազոտության մեթոդը

Ուսումնասիրություններ են իրականացվել Տյումենի պետական ​​նավթի և գազի համալսարանում` Kia Sid, MZR2.3- ներքին այրման շարժիչի KAMAZ-740, YaMZ-236 և D4FB (1.6 CRDi) ներծծող կոլեկտորում մշտական ​​ջերմաստիճանը պահպանելու համար: L3T - Mazda CX7. Որտեղ ջերմաստիճանի տատանումներօդի զանգվածները հաշվի են առնվել ջերմաստիճանի սենսորների միջոցով: Մուտքի կոլեկտորում օդի նորմալ (օպտիմալ) ջերմաստիճանի ապահովումը պետք է իրականացվի բոլոր հնարավոր աշխատանքային պայմաններում՝ գործարկել սառը շարժիչը, աշխատել ցածր և բարձր բեռների դեպքում, երբ աշխատում է շրջակա միջավայրի ցածր ջերմաստիճաններում:

Ժամանակակից արագընթաց շարժիչներում ջերմության փոխանցման ընդհանուր արժեքը պարզվում է, որ աննշան է և կազմում է վառելիքի այրման ժամանակ թողարկված ջերմության ընդհանուր քանակի մոտ 1%-ը: Ընդունող կոլեկտորում օդի ջեռուցման ջերմաստիճանի բարձրացումը մինչև 67 ˚С հանգեցնում է շարժիչներում ջերմության փոխանցման ինտենսիվության նվազմանը, այսինքն, ΔТ-ի նվազմանը և լցման գործոնի ավելացմանը: ηv (նկ. 1)

որտեղ ΔT-ն օդի ջերմաստիճանի տարբերությունն է ընդունման կոլեկտորում (˚K), Tp-ն օդի տաքացման ջերմաստիճանն է ընդունման կոլեկտորում, Tv-ն օդի ջերմաստիճանն է ընդունման կոլեկտորում:

Բրինձ. 1. Օդի ջեռուցման ջերմաստիճանի ազդեցության գրաֆիկը լցման գործոնի վրա (ԿԱՄԱԶ-740 շարժիչի օրինակով)

Այնուամենայնիվ, 67 ˚С-ից բարձր օդի տաքացումը չի հանգեցնում ηv-ի ավելացման՝ օդի խտության նվազման պատճառով: Ստացված փորձնական տվյալները ցույց են տվել, որ օդը ներս դիզելային շարժիչներառանց ճնշման իր շահագործման ընթացքում ունի ջերմաստիճանի միջակայք ΔТ=23÷36˚С։ Փորձարկումները հաստատել են դա ներքին այրման շարժիչների համար, որոնք աշխատում են հեղուկ վառելիք, լցման գործակիցի արժեքի տարբերությունը ηv, հաշվարկված այն պայմաններից, որ թարմ լիցքը օդ է կամ օդ-վառելիքի խառնուրդ, աննշան է և 0,5%-ից պակաս է, հետևաբար, բոլոր տեսակի շարժիչների համար ηv որոշվում է. օդ.

Ջերմաստիճանի, ճնշման և օդի խոնավության փոփոխությունները ազդում են ցանկացած շարժիչի հզորության վրա և տատանվում են Ne=10÷15% միջակայքում (Ne-ը շարժիչի արդյունավետ հզորությունն է):

Մուտքի կոլեկտորում աերոդինամիկ օդի դիմադրության աճը բացատրվում է հետևյալ պարամետրերով.

Օդի խտության բարձրացում:

Օդի մածուցիկության փոփոխություն:

Այրման պալատ մտնող օդի բնույթը.

Բազմաթիվ ուսումնասիրություններ ցույց են տվել, որ օդի բարձր ջերմաստիճանը ընդունող կոլեկտորում մի փոքր ավելացնում է վառելիքի սպառումը: Միևնույն ժամանակ, ցածր ջերմաստիճանը բարձրացնում է դրա սպառումը մինչև 15-20%-ով, ուստի ուսումնասիրություններն իրականացվել են արտաքին օդի -40 ˚С ջերմաստիճանում և մինչև +70 ˚С տաքացում՝ ընդունման կոլեկտորում։ Վառելիքի օպտիմալ սպառումը օդի ջերմաստիճանն է ընդունման կոլեկտորում 15÷67 ˚С:

Հետազոտության արդյունքներ և վերլուծություն

Փորձարկումների ընթացքում որոշվել է ջեռուցման տարրի հզորությունը՝ ապահովելու համար, որ ներքին այրման շարժիչի ընդունման կոլեկտորում որոշակի ջերմաստիճան պահպանվի: Առաջին փուլում որոշվում է 1 կգ օդը հաստատուն ջերմաստիճանում և օդի ճնշման տակ տաքացնելու համար անհրաժեշտ ջերմության քանակը, դրա համար կվերցնենք՝ 1. Շրջակա օդի ջերմաստիճան t1=-40˚C։ 2. Ջերմաստիճանը ընդունող կոլեկտորում t2=+70˚С:

Պահանջվող ջերմության քանակը հայտնաբերվում է հավասարմամբ.

(2)

որտեղ СР-ը մշտական ​​ճնշման տակ գտնվող օդի զանգվածային ջերմային հզորությունն է՝ որոշված ​​ըստ աղյուսակի և 0-ից 200 ˚С ջերմաստիճանի օդի համար:

Օդի ավելի մեծ զանգվածի համար ջերմության քանակը որոշվում է բանաձևով.

որտեղ n-ը օդի ծավալն է կգ-ով, որը պահանջվում է ջեռուցման համար, երբ շարժիչը աշխատում է:

Երբ ներքին այրման շարժիչը աշխատում է ավելի քան 5000 պտ/ժ արագությամբ, մարդատար ավտոմեքենաների օդի սպառումը հասնում է 55-60 կգ/ժ-ի, իսկ բեռնատարներինը՝ 100 կգ/ժ-ի։ Ապա.

Ջեռուցման հզորությունը որոշվում է բանաձևով.

որտեղ Q-ն օդը ջեռուցելու համար ծախսվող ջերմության քանակն է J-ում, N-ը ջեռուցման տարրի հզորությունն է W-ում, τ ժամանակը վայրկյանում:

Անհրաժեշտ է որոշել ջեռուցման տարրի հզորությունը վայրկյանում, ուստի բանաձևը կունենա հետևյալ ձևը.

N=1,7 կՎտ - մեքենաների համար ջեռուցման տարրի հզորությունը, իսկ բեռնատարների համար՝ 100 կգ/ժ-ից ավելի օդի հոսքի արագությամբ՝ N=3,1 կՎտ։

(5)

որտեղ Ttr-ը մուտքային խողովակաշարում ջերմաստիճանն է, Ptr-ը մուտքային խողովակաշարում ճնշումն է Pa-ով, Т0 - , ρ0-ը օդի խտությունն է, Rv-ն օդի ունիվերսալ գազի հաստատունն է:

Բանաձևը (5) փոխարինելով (2) բանաձևով, մենք ստանում ենք.

(6)

(7)

Ջեռուցիչի հզորությունը վայրկյանում որոշվում է բանաձևով (4)՝ հաշվի առնելով բանաձևը (5).

(8)

1 կգ զանգվածով օդը տաքացնելու համար պահանջվող ջերմության քանակի հաշվարկման արդյունքները V=55 կգ/ժ-ից ավելի մեքենաների և բեռնատարների համար՝ V=100 կգ/ժ-ից ավելի օդի միջին սպառումով ներկայացված են աղյուսակում։ 1.

Աղյուսակ 1

Աղյուսակ՝ ընդունող կոլեկտորում օդը տաքացնելու համար ջերմության քանակի որոշման համար՝ կախված արտաքին օդի ջերմաստիճանից

	V> 55 կգ/ժամ		V> 100 կգ/ժամ
		Q, kJ/s		Q, kJ/s

Աղյուսակ 1-ի տվյալների հիման վրա կառուցվել է գծապատկեր (նկ. 2) օդի տաքացման վրա ծախսվող Q ջերմության քանակի համար մինչև օպտիմալ ջերմաստիճան. Գրաֆիկը ցույց է տալիս, որ որքան բարձր է օդի ջերմաստիճանը, այնքան ավելի քիչ ջերմություն է պահանջվում ընդունող կոլեկտորում օպտիմալ ջերմաստիճանը պահպանելու համար՝ անկախ օդի ծավալից:

Բրինձ. 2. Ջերմության Q քանակությունը, որը ծախսվում է օդը օպտիմալ ջերմաստիճանի տաքացման վրա

աղյուսակ 2

Տարբեր ծավալների օդի տաքացման ժամանակի հաշվարկ

	Q1, կՋ/վ		Q2, կՋ/վ

Ժամանակը որոշվում է τsec=Q/N բանաձևով բացօթյա ջերմաստիճանում >-40˚С, Q1 օդի հոսքի արագությամբ V>55 կգ/ժ և Q2- V> 100 կգ/ժ:

Այնուհետև, համաձայն Աղյուսակ 2-ի, ICE բազմազանության մեջ օդը մինչև +70 ˚С տաքացնելու ժամանակի գրաֆիկը գծված է ջեռուցիչի տարբեր հզորությամբ: Գրաֆիկը ցույց է տալիս, որ անկախ ջեռուցման ժամանակից, երբ ջեռուցիչի հզորությունը մեծանում է, տարբեր օդի ծավալների ջեռուցման ժամանակը հավասարեցվում է:

Բրինձ. 3. Օդի տաքացման ժամանակը մինչև +70 ˚С:

Եզրակացություն

Հաշվարկների և փորձերի հիման վրա պարզվել է, որ ամենախնայողությունը փոփոխական հզորության ջեռուցիչների օգտագործումն է՝ ընդունող կոլեկտորում տվյալ ջերմաստիճանը պահպանելու համար՝ վառելիքի մինչև 25-30% խնայողություն ստանալու համար։

Գրախոսներ:

Reznik L.G., տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, «Ճանապարհային տրանսպորտի շահագործում» ամբիոնի պրոֆեսոր FGBO UVPO «Տյումենի պետական ​​նավթի և գազի համալսարան», Տյումեն:

Մերդանով Շ.Մ., տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր, «Տրանսպորտ և տեխնոլոգիական համակարգեր» FGBO UVPO «Տյումենի պետական ​​նավթի և գազի համալսարան» ամբիոնի վարիչ, Տյումեն:

Զախարով Ն.Ս., տեխնիկական գիտությունների դոկտոր, պրոֆեսոր, ներկայիս անդամ Ռուսական ակադեմիատրանսպորտ, «Ավտոմեքենաների և տեխնոլոգիական մեքենաների սպասարկում» FGBO UVPO «Տյումենի պետական ​​նավթի և գազի համալսարան» ամբիոնի վարիչ, Տյումեն։

Մատենագիտական ​​հղում

Կարնաուխով Վ.Ն. ՋԵՌՈՒՑՄԱՆ ՏԱՐՐԵՐԻ ՀԶՈՐՈՒԹՅԱՆ ՕՊՏԻՄԻԱՑՈՒՄ՝ ՍԱՌՑԻ ՄԱՍՆԱԿԻՑՈՒՄ ՕԴԻ ՕՊՏԻՄԱԼ ՋԵՐՄԱՇԽԱՏԱՆՔԸ ՊԱՀՊԱՆԵԼՈՒ ՀԱՄԱՐ // Ժամանակակից հարցերգիտություն և կրթություն։ - 2014. - Թիվ 3.;
URL՝ http://science-education.ru/ru/article/view?id=13575 (մուտքի ամսաթիվ՝ 01.02.2020): Ձեր ուշադրությանն ենք ներկայացնում «Բնական պատմության ակադեմիա» հրատարակչության կողմից հրատարակված ամսագրերը.

Ծխատար գազի վերաշրջանառության փոփոխություն . Գազի վերաշրջանառությունը լայնորեն օգտագործվում է գերտաքացվող գոլորշու ջերմաստիճանի վերահսկման շրջանակը ընդլայնելու համար և թույլ է տալիս պահպանել գերտաքացած գոլորշու ջերմաստիճանը նույնիսկ կաթսայի բլոկի ցածր բեռների դեպքում: Վերջերս ծխատար գազերի վերաշրջանառությունը նույնպես դառնում է ժողովրդականություն՝ որպես NO x առաջացումը նվազեցնելու մեթոդ: Այն նաև օգտագործվում է ծխատար գազերը այրիչներից առաջ օդային հոսքի մեջ շրջանառելու համար, որն ավելի արդյունավետ է NO x-ի ձևավորումը ճնշելու առումով:

Համեմատաբար սառը վերաշրջանառվող գազերի ներմուծումը վառարանի ստորին մասում հանգեցնում է ճառագայթային ջեռուցման մակերեսների ջերմության կլանման նվազմանը և վառարանի ելքի և կոնվեկտիվ գազի խողովակների գազերի ջերմաստիճանի բարձրացմանը, ներառյալ՝ ծխատար գազերի ջերմաստիճանը. Գազի ուղու հատվածում ծխատար գազերի ընդհանուր հոսքի ավելացումը մինչև վերաշրջանառության համար գազերի ընտրությունը նպաստում է ջերմափոխանակման գործակիցների ավելացմանը և կոնվեկտիվ ջեռուցման մակերեսների ջերմության կլանմանը:

Բրինձ. 2.29. Գոլորշի ջերմաստիճանի (կոր 1), տաք օդի ջերմաստիճանի (կոր 2) և ծխատար գազերի կորուստների (կոր 3) փոփոխություններ՝ կախված ծխատար գազի վերաշրջանառության տեսակարար կշռից r.

Նկ. 2.29-ը ցույց է տալիս TP-230-2 կաթսայատան միավորի բնութագրերը՝ գազի վերաշրջանառության համամասնության փոփոխությամբ վառարանի ստորին հատվածին: Այստեղ մասնաբաժինը վերամշակման

որտեղ V rc-ը վերաշրջանառության համար հանված գազերի ծավալն է. Վ ր - գազերի ծավալը վերաշրջանառության համար ընտրության կետում՝ առանց հաշվի առնելու V rc. Ինչպես երևում է, վերաշրջանառության մասնաբաժնի աճը յուրաքանչյուր 10%-ով հանգեցնում է ծխատար գազի ջերմաստիճանի բարձրացմանը 3–4°C-ով, Vr. - 0,2% -ով, գոլորշու ջերմաստիճանը `15 ° C, իսկ կախվածության բնույթը գրեթե գծային է: Այս գործակիցները միանշանակ չեն բոլոր կաթսայատան ագրեգատների համար: Դրանց արժեքը կախված է վերաշրջանառվող գազերի ջերմաստիճանից (գազի ընդունման վայրից) և դրանց ներմուծման եղանակից։ Վերաշրջանառվող գազերի արտանետումը վառարանի վերին մասում չի ազդում վառարանի աշխատանքի վրա, բայց հանգեցնում է գերտաքացուցիչի տարածքում գազերի ջերմաստիճանի զգալի նվազմանը և, որպես հետևանք, նվազման: գերտաքացած գոլորշու ջերմաստիճանում, թեև այրման արտադրանքի ծավալը մեծանում է։ Գազերի արտանետումը վառարանի վերին մասում կարող է օգտագործվել գերտաքացուցիչը ազդեցությունից պաշտպանելու համար: բարձր ջերմաստիճանիգազեր և նվազեցնել գերտաքացուցիչների խարամը:

Իհարկե, գազի վերաշրջանառության օգտագործումը հանգեցնում է ոչ միայն արդյունավետության նվազմանը։ համախառն, բայց նաև արդյունավետություն կաթսայատան բլոկից, քանի որ այն առաջացնում է էլեկտրաէներգիայի սպառման ավելացում սեփական կարիքների համար:

Բրինձ. 2.30. Մեխանիկական այրվածքով ջերմային կորուստների կախվածությունը տաք օդի ջերմաստիճանից:

Տաք օդի ջերմաստիճանի փոփոխություն.Տաք օդի ջերմաստիճանի փոփոխությունը օդատաքացուցիչի աշխատանքային ռեժիմի փոփոխության արդյունք է այնպիսի գործոնների ազդեցությամբ, ինչպիսիք են ջերմաստիճանի տարբերության, ջերմության փոխանցման գործակիցը, գազի կամ օդի հոսքը: Տաք օդի ջերմաստիճանի բարձրացումը մեծացնում է, թեև մի փոքր, վառարանում ջերմության արտանետման մակարդակը: Տաք օդի ջերմաստիճանը զգալի ազդեցություն ունի ցածր ցնդող ելքով վառելիքի վրա աշխատող կաթսայատների բնութագրերի վրա: ^ r.v-ի նվազումը այս դեպքում վատթարանում է վառելիքի բռնկման պայմանները, վառելիքի չորացման և հղկման ռեժիմը, հանգեցնում է օդի խառնուրդի ջերմաստիճանի նվազմանը այրիչների մուտքի մոտ, ինչը կարող է առաջացնել կորուստների ավելացում: մեխանիկական այրվածքով (տես նկ. 2.30):

. Օդի նախնական տաքացման ջերմաստիճանի փոփոխություն:Օդային ջեռուցիչի դիմաց օդի նախատաքացումն օգտագործվում է դրա ջեռուցման մակերևույթների պատի ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար՝ դրանց վրա ծխատար գազերի քայքայիչ ազդեցությունը նվազեցնելու համար, հատկապես բարձր ծծմբով վառելիք այրելիս: Ըստ PTE-ի՝ ծծմբային մազութ այրելիս խողովակային օդատաքացուցիչների դիմաց օդի ջերմաստիճանը չպետք է ցածր լինի 110°C-ից, իսկ վերականգնվողների դիմաց՝ 70°C-ից ոչ ցածր։

Օդի նախնական տաքացումը կարող է իրականացվել տաք օդը պայթեցման օդափոխիչների մուտքի մոտ վերաշրջանառելով, սակայն, այս դեպքում, կաթսայատան միավորի արդյունավետությունը նվազում է պայթյունի համար էլեկտրաէներգիայի սպառման ավելացման և ջերմաստիճանի բարձրացման պատճառով: ծխատար գազերը. Ուստի նպատակահարմար է տաքացնել օդը 50°C-ից բարձր ջեռուցիչներում, որոնք աշխատում են ընտրովի գոլորշու կամ տաք ջրի վրա:

Օդի նախատաքացումը ենթադրում է օդատաքացուցիչի ջերմության կլանման նվազում՝ ջերմաստիճանի տարբերության նվազման պատճառով, ծխատար գազերի ջերմաստիճանը և ջերմության կորուստը մեծանում են: Օդի նախնական տաքացումը նաև պահանջում է լրացուցիչ էներգիայի ծախսեր օդափոխիչին օդի մատակարարման համար: Կախված օդի նախնական տաքացման մակարդակից և եղանակից, յուրաքանչյուր 10°C օդի նախնական տաքացման համար արդյունավետությունը. համախառն փոփոխությունները մոտ 0,15-0,25%-ով, իսկ ծխատար գազերի ջերմաստիճանը` 3-4,5°C-ով:

Քանի որ օդի նախատաքացման համար վերցված ջերմության տեսակարար կշիռը կաթսայատան ագրեգատների ջերմային հզորության նկատմամբ բավականին մեծ է (2-3,5%), օդի ջեռուցման օպտիմալ սխեմայի ընտրությունը տեղի է ունեցել. մեծ նշանակություն.

Սառը օդ

Բրինձ. 2.31.Ցանցային ջրով և ընտրովի գոլորշու ջեռուցիչներում երկաստիճան օդի ջեռուցման սխեման.

1 - ցանցային ջեռուցիչներ; 2 - ջեռուցման համակարգի ցանցային ջրով օդի ջեռուցման առաջին փուլը. 3 - օդի ջեռուցման երկրորդ փուլը pzrom; 4 - պոմպ ջեռուցիչներին հետադարձ ցանցի ջուր մատակարարելու համար; 5 - ցանցի ջուր օդի ջեռուցման համար (սխեման համար ամառային շրջան); 6 - ցանցի ջուր օդի ջեռուցման համար (ձմեռային շրջանի սխեման):