A légkör felmelegítése (levegő hőmérséklete).

A légkör több hőt kap a föld alatti felszínről, mint közvetlenül a naptól. A hő ezen keresztül kerül a légkörbe molekuláris hővezető képesség,konvekció, fajlagos párolgáshő felszabadulása at páralecsapódás vízgőz a légkörben. Ezért a troposzférában a hőmérséklet általában a magassággal csökken. De ha a felület több hőt ad le a levegőnek, mint amennyit egyszerre kap, akkor lehűl, és a felette lévő levegő is lehűl tőle. Ebben az esetben a levegő hőmérséklete a magassággal emelkedik. Az ilyen pozíciót ún hőmérsékleti mező . Nyáron éjszaka, télen - a havas felszín felett figyelhető meg. A hőmérséklet inverziója gyakori a sarki régiókban. Az inverzió oka a felszín hűtésén túl a meleg levegőnek az alatta áramló hideg levegő általi kiszorítása vagy a hideg levegő áramlása a hegyközi medencék aljára lehet.

Nyugodt troposzférában a hőmérséklet a magassággal átlagosan 0,6 ° -kal csökken 100 m-enként. Amikor a száraz levegő emelkedik, ez a mutató növekszik, és elérheti az 1 °-ot 100 m-enként, és amikor a nedves levegő emelkedik, csökken. Ez azzal magyarázható, hogy a felszálló levegő kitágul, és erre energia (hő) költ, és a nedves levegő felemelkedésekor a vízgőz lecsapódik, hőleadás kíséretében.

A felszálló levegő hőmérsékletének csökkentése - a felhőképződés fő oka . A nagy nyomás alatt leereszkedő levegő összenyomódik, hőmérséklete megemelkedik.

Hőfok levegő időszakosan változik napközben és egész évben.

BAN BEN napi menete van egy maximum (délután) és egy minimum (napkelte előtt). Az Egyenlítőtől a sarkokig a hőmérséklet-ingadozás napi amplitúdója csökken. De ugyanakkor mindig nagyobbak a szárazföldön, mint az óceánon.

BAN BEN éves tanfolyam hőfok levegő az egyenlítőn - két maximum (a napéjegyenlőségek után) és két minimum (a napfordulók után). Trópusi, mérsékelt és poláris szélességeken - egy maximum és egy minimum. A levegő hőmérsékletének éves ingadozásának amplitúdója a szélességi fok növekedésével nő. Az Egyenlítőn a napinál kevesebb: 1-2°C az óceán felett és 5°C - a szárazföld felett. A trópusi szélességeken - az óceán felett - 5 ° C, a szárazföld felett - 15 ° C-ig. Mérsékelt övi szélességeken 10-15°C az óceán felett, 60°C vagy még a szárazföld felett. A sarki szélességeken a negatív hőmérséklet uralkodik, éves ingadozása eléri a 30-40°C-ot.

A léghőmérséklet helyes napi és éves lefutását a Nap horizont feletti magasságának és a nap hosszának változása miatt a különböző hőmérsékletű légtömegek mozgásából adódó nem időszakos változások nehezítik. A hőmérséklet-eloszlás általános mintázata a troposzféra alsó rétegében-annak csökkenése az Egyenlítőtől a sarkok felé.

Ha évi átlagos levegőhőmérséklet csak a szélességtől függött, eloszlása ​​az északi és a déli féltekén azonos lenne. Valójában eloszlását jelentősen befolyásolják az alatta lévő felület jellegének és a hőátadásnak a különbségei alacsony szélességi fokok magasra.

A hőátadás következtében az egyenlítőn alacsonyabb, a pólusokon pedig magasabb a levegő hőmérséklete, mint e folyamat nélkül lenne. A déli félteke hidegebb, mint az északi félteke, elsősorban a Déli-sarkon lévő jég és hóval borított szárazföld miatt. Az alsó kétméteres réteg átlagos levegőhőmérséklete az egész Földön +14°C, ami megfelel az ÉSZ 40°C éves átlagos levegőhőmérsékletének.

A LEVEGŐ HŐMÉRSÉKLET FÜGGÉSE A FÖLDRAJZI SZÉLESSÉGETŐL

A levegő hőmérséklet eloszlását a földfelszín közelében izotermák segítségével mutatjuk be - azonos hőmérsékletű helyeket összekötő vonalak. Az izotermák nem esnek egybe a párhuzamokkal. Meghajlanak, a szárazföldről az óceán felé haladnak és fordítva.

légköri nyomás

A levegőnek van tömege és súlya, ezért nyomást gyakorol a vele érintkező felületre. A levegő által a földfelszínre és a rajta lévő tárgyakra gyakorolt ​​nyomást ún légköri nyomás . Ez megegyezik a fedő légoszlop tömegével, és a levegő hőmérsékletétől függ: minél magasabb a hőmérséklet, annál kisebb a nyomás.

A légkör nyomása az alatta lévő felületen átlagosan 1,033 g/1 cm 2 (több mint 10 tonna/m 2 ). A nyomást higanymilliméterben, millibarban (1 mb = 0,75 Hgmm) és hektopascalban (1 hPa = 1 mb) mérik. A magassággal csökken a nyomás: A troposzféra alsó rétegében 1 km magasságig 1 Hgmm-rel csökken. Művészet. 10 m-enként Minél magasabb, annál lassabban csökken a nyomás. A normál nyomás az óceán szintjén 760 mm. Rt. Művészet.

A nyomás általános eloszlása ​​a Föld felszínén zónás jellegű:

	Évad	A szárazföld felett	Az óceán fölött
Egyenlítői szélességeken
A trópusi szélességeken
	Alacsony	magas
Mérsékelt szélességi fokon		magas	Alacsony
	Alacsony
A sarki szélességeken

Így télen és nyáron, valamint a kontinensek és az óceán felett is magas és alacsony nyomású zónák váltják egymást. A nyomáseloszlás jól látható a januári és júliusi izobár térképeken. izobárok - azonos nyomású helyeket összekötő vezetékek. Minél közelebb vannak egymáshoz, annál gyorsabban változik a nyomás a távolsággal. Az egységnyi távolságra (100 km) eső nyomásváltozás mértékét ún nyomásgradiens .

A nyomásváltozást a levegő mozgása magyarázza. Ott emelkedik, ahol több a levegő, és csökken, ahol a levegő távozik. A levegő mozgásának fő oka annak melegítése és hűtése az alatta lévő felületről.. Ahogy a levegő felmelegszik a felszínről, kitágul és felfelé rohan. Miután elérte azt a magasságot, ahol sűrűsége nagyobb, mint a környező levegő sűrűsége, oldalra terjed. Ezért a meleg felszínre nehezedő nyomás csökken (egyenlítői szélesség, nyáron szárazföldi trópusi szélesség). Ugyanakkor a szomszédos területeken növekszik, bár a hőmérséklet ott nem változott (télen trópusi szélesség).

A hideg felület felett a levegő lehűl és lecsapódik, a felülethez tapad ( sarki szélességek, télen mérsékelt övi szélességi körök kontinentális része). Felül a sűrűsége csökken, oldalról jön ide a levegő. A hideg felszín feletti mennyisége megnő, a rá nehezedő nyomás megnő. Ugyanakkor ott, ahol a levegő távozott, a nyomás a hőmérséklet változása nélkül csökken. A levegő felmelegedése és lehűlése a felszínről együtt jár annak újraeloszlásával és nyomásváltozásával.

Egyenlítői szélességeken nyomás mindig csökkent. Ez annak köszönhető, hogy a felszínről felmelegedett levegő a trópusi szélességi körök felé emelkedik és távozik, ott fokozott nyomást hozva létre.

A hideg felület felett az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon nyomás emelkedett. A mérsékelt szélességi körökről a kondenzált hideg levegő helyére érkező levegő hozza létre. A mérsékelt övi szélességi körökben a nyomás csökkenésének oka a levegő kiáramlása a sarki szélességi körökbe.

Ennek eredményeként alacsony (egyenlítői és mérsékelt) és magas nyomású (trópusi és poláris) övek képződnek. Az évszaktól függően kissé eltolódnak a nyári félteke felé („a Nap követése”).

A magas nyomású sarki régiók télen kitágulnak, nyáron pedig zsugorodnak, de egész évben léteznek. Övek csökkentett nyomás egész évben az Egyenlítő körül és a déli félteke mérsékelt övi szélességein.

Télen az északi félteke mérsékelt övi szélességein a kontinensek felett erősen megemelkedik a nyomás, „elszakad” a kisnyomású öv. Az alacsony nyomású zárt területek csak az óceánok felett maradnak fenn - izlandi És Aleut mélypontok. A kontinenseken éppen ellenkezőleg, télen magaslatok :ázsiai (szibériai) És Észak amerikai. Nyáron az északi félteke mérsékelt övi szélességein helyreáll az alacsony nyomású öv.

Nyáron Ázsia felett hatalmas alacsony nyomású terület képződik trópusi szélességi középponttal - Ázsiai alacsony. A trópusi szélességi körökön a kontinensek mindig melegebbek, mint az óceánok, és alacsonyabb a nyomás felettük. Ezért az óceánok felett vannak szubtrópusi csúcsok :Észak-Atlanti-óceán (Azori-szigetek), Csendes-óceán északi része, Atlanti-óceán déli része, Csendes-óceán déli részeÉs dél-indiai.

Így a kontinentális és a vízfelületek eltérő fűtése és hűtése (a kontinens felszíne gyorsabban melegszik és gyorsabban hűl), meleg és hideg áramlatok jelenléte és egyéb okok miatt alacsony és magas nyomású zárt területek jelenhetnek meg a Földön atmoszférikus nyomású szalagok kiegészítése.

A földfelszínt és a légkört felmelegítő fő hőforrás a Nap. Más források - a Hold, a csillagok, a Föld felfűtött belseje - olyan kis mennyiségű hőt szolgáltatnak, hogy elhanyagolhatóak.

A nap kolosszális energiát sugároz a világtérbe hő-, fény-, ultraibolya és egyéb sugarak formájában. A Nap sugárzó energiájának összességét napsugárzásnak nevezzük. A Föld ennek az energiának jelentéktelen részét kapja - egy kétmilliárd részét, amely azonban nemcsak az élet fenntartásához elegendő, hanem a litoszférában exogén folyamatok, a hidroszférában és a légkörben előforduló fizikai-kémiai jelenségek végrehajtására is.

Különbséget kell tenni a közvetlen, a diffúz és a teljes sugárzás között.

Tiszta, felhőtlen időben a Föld felszínét főként közvetlen sugárzás melegíti fel, amit meleg vagy forró napsugarakként élünk meg.

A légkörön áthaladva a napsugarak a levegőmolekulákról, vízcseppekről, porszemcsékről visszaverődnek, egyenes útról letérnek és szétszóródnak. Minél felhősebb az idő, annál sűrűbbek a felhők, és annál több sugárzás oszlik el a légkörben. Ha a levegő nagyon poros, például porviharok idején vagy ipari központokban, a diszperzió 40-45%-kal gyengíti a sugárzást.

A szórt sugárzás értéke a Föld életében igen nagy. Ennek köszönhetően az árnyékban lévő tárgyak meg vannak világítva. Ez határozza meg az égbolt színét is.

A sugárzás intenzitása a napsugarak földfelszínre eső beesési szögétől függ. Amikor a Nap magasan a horizont felett van, sugarai rövidebb úton győzik le a légkört, ezért kevésbé szóródnak szét és jobban felmelegítik a Föld felszínét. Emiatt napsütéses időben a reggelek és esték mindig hűvösebbek, mint délben.

A sugárzás eloszlását a Föld felszínén nagymértékben befolyásolja annak gömbszerűsége és a Föld tengelyének a pálya síkjához viszonyított dőlése. Az egyenlítői és a trópusi szélességeken a nap egész évben magasan van a horizont felett, a középső szélességeken évszaktól függően változik a magassága, az Északi-sarkvidéken és az Antarktiszon pedig soha nem emelkedik magasan a horizont fölé. Ennek eredményeként a trópusi szélességi körökben a napsugarak kevésbé szóródnak szét, és a földfelszín egységnyi területére több van, mint a középső vagy magas szélességeken. Emiatt a sugárzás mértéke a hely szélességi fokától függ: minél távolabb van az egyenlítőtől, annál kevésbé jut be a föld felszínére.

A sugárzó energia beáramlása a Föld éves és napi mozgásával függ össze. Tehát a középső és magas szélességi körökben mennyisége az évszaktól függ. Az Északi-sarkon például nyáron a nap 186 napig, azaz 6 hónapig nem megy le a horizonton túlra, és a beérkező sugárzás mennyisége még nagyobb, mint az egyenlítőn. A napsugarak azonban kis beesési szöggel rendelkeznek, és a sugárzás nagy része szétszóródik a légkörben. Ennek eredményeként a Föld felszíne kissé felmelegszik.

Télen az Északi-sarkon a nap a horizont alatt van, és a közvetlen sugárzás nem éri el a Föld felszínét.

A földfelszín domborzata is befolyásolja a beérkező napsugárzás mennyiségét. A hegyek, dombok, szakadékok stb. lejtőin a nap felé fordulva megnő a napsugarak beesési szöge, jobban felmelegednek.

Mindezen tényezők együttes hatása oda vezet, hogy a Föld felszínén nincs olyan hely, ahol a sugárzás intenzitása állandó lenne.

A föld és a víz fűtése nem ugyanaz. A földfelszín gyorsan felmelegszik és lehűl. A víz lassan melegszik fel, de tovább tartja a hőt. Ez azzal magyarázható, hogy a víz hőkapacitása nagyobb, mint a földet alkotó kőzetek hőkapacitása.

A szárazföldön a napsugarak csak a felszíni réteget melegítik fel, a tiszta vízben pedig jelentős mélységbe hatol a hő, aminek következtében lassabban megy végbe a melegedés. A párolgás a sebességét is befolyásolja, mivel sok hőre van szüksége. A víz lassan hűl le, főként azért, mert a melegedő víz térfogata sokszorosa a felmelegedő föld térfogatának; ráadásul lehűléskor a felső, lehűtött vízrétegek sűrűbbé és nehezebbé süllyednek a fenékre, és a meleg víz felemelkedik, hogy pótolja őket a tározó mélyéről.

A felgyülemlett hőt a víz egyenletesebben vezeti el. Ennek eredményeként a tenger átlagosan melegebb, mint a szárazföld, és a vízhőmérséklet-ingadozások soha nem olyan drámaiak, mint a szárazföldi hőmérséklet-ingadozások.

Levegő hőmérséklet

Az átlátszó testeken áthaladó napsugarak nagyon gyengén felmelegítik azokat. Emiatt a közvetlen napsugárzás szinte nem a légkör levegőjét, hanem a Föld felszínét melegíti fel, amelyről a hő a szomszédos levegőrétegekbe kerül. Melegítéskor a levegő könnyebbé válik és felemelkedik, ahol keveredik a hidegebb levegővel, felmelegítve azt.

Ahogy emelkedik, a levegő lehűl. 10 km-es magasságban a hőmérsékletet folyamatosan 40-45 ° C körül tartják.

A levegő hőmérsékletének csökkenése a magassággal az általános minta. A felemelkedés során azonban gyakran megemelkedik a hőmérséklet. Ezt a jelenséget hőmérséklet-inverziónak, azaz a hőmérsékletek permutációjának nevezik.

Az inverziók vagy a földfelszín és a szomszédos levegő gyors lehűlésekor, vagy fordítva, amikor erős hideg levegő áramlik le a hegyek lejtőin a völgyekbe. Ott ez a levegő stagnál, és kiszorítja a melegebb levegőt a lejtőkön.

Napközben a levegő hőmérséklete nem marad állandó, hanem folyamatosan változik. Napközben a Föld felszíne felmelegszik, és felmelegíti a szomszédos légréteget. Éjszaka a Föld hőt sugároz, lehűl, a levegő lehűl. A legalacsonyabb hőmérséklet nem éjszaka, hanem napkelte előtt figyelhető meg, amikor a földfelszín már feladta az összes hőt. Hasonlóképpen a legtöbb magas hőmérsékletek levegőt nem délben, hanem 15:00 körül állítják be.

Az Egyenlítőn a hőmérsékletek napi lefolyása egyenletes, éjjel-nappal szinte egyforma. A napi amplitúdók a tengereken és a tenger partjai mentén nagyon jelentéktelenek. De a sivatagokban napközben a föld felszíne gyakran 50-60 ° C-ra melegszik, éjszaka pedig gyakran 0 ° C-ra hűl le. Így a napi amplitúdók itt meghaladják az 50-60°C-ot.

Mérsékelt szélességi körökben a legnagyobb számban a napsugárzás a nyári napfordulók napjain, azaz az északi féltekén június 22-én, a délen pedig december 21-én érkezik a Földre. A legmelegebb hónap azonban nem június (december), hanem július (január), mivel a napforduló napján hatalmas mennyiségű sugárzást fordítanak a földfelszín fűtésére. Júliusban (januárban) a sugárzás csökken, de ezt a csökkenést kompenzálja az erősen felmelegedett földfelszín.

Hasonlóképpen, a leghidegebb hónap nem június (december), hanem július (január).

A tengeren, mivel a víz lassabban hűl és melegszik fel, még nagyobb a hőmérséklet-eltolódás. Itt a legmelegebb hónap az augusztus, és a leghidegebb a február az északi féltekén, és ennek megfelelően a legmelegebb a február, a leghidegebb pedig az augusztus a délen.

Az éves hőmérsékleti amplitúdó nagyban függ a hely szélességi fokától. Így az egyenlítőn az amplitúdó az év során szinte állandó marad, és 22–23 °C. A legnagyobb éves amplitúdók a kontinensek belsejében a középső szélességi körökben található területekre jellemzőek.

Bármely területre jellemző az abszolút és az átlaghőmérséklet is. Az abszolút hőmérsékletet az időjárási állomásokon végzett hosszú távú megfigyelések határozzák meg. Tehát a legmelegebb (+58 °C) hely a Földön a líbiai sivatagban van; a leghidegebb (-89,2 °C) az Antarktiszon, a Vostok állomáson van. Az északi féltekén a legalacsonyabb (-70,2 °C) hőmérsékletet a kelet-szibériai Oymyakon faluban mérték.

Az átlaghőmérséklet több hőmérő leolvasásának számtani átlaga. Tehát az átlagos napi hőmérséklet meghatározásához a méréseket 1; 7; 13 és 19 óra, azaz napi 4 alkalommal. A kapott ábrákból a számtani középértéket kapjuk, amely a terület napi középhőmérséklete lesz. Ezután keresse meg az átlagos havi és éves átlaghőmérséklet mint a napi és a havi átlagok számtani átlaga.

A térképen ugyanazokkal a hőmérsékleti értékekkel jelölheti meg a pontokat, és rajzolhatja meg az őket összekötő vonalakat. Ezeket a vonalakat izotermáknak nevezzük. A legjellemzőbb januári és júliusi izotermák, azaz a leghidegebb és a legtöbb meleg hónap egy évben. Az izotermák segítségével meghatározható a hő eloszlása ​​a Földön. Ugyanakkor egyértelműen kifejezett törvényszerűségek nyomon követhetők.

1. A legmagasabb hőmérsékletet nem az Egyenlítőn figyeljük meg, hanem a trópusi és szubtrópusi sivatagokban, ahol a közvetlen sugárzás uralkodik.

2. Mindkét féltekén a hőmérséklet a trópusi szélességi köröktől a sarkok felé csökken.

3. A tenger túlsúlya miatt a déli féltekén egyenletesebb az izotermák lefutása, a legmelegebb és a leghidegebb hónapok közötti hőmérsékleti amplitúdók kisebbek, mint az északi féltekén.

Az izotermák elhelyezkedése lehetővé teszi 7 hőzóna megkülönböztetését:

1 forró, az éves 20 °C-os izoterma között helyezkedik el az északi és a déli féltekén;

2 mérsékelten legmelegebb hónap a 20 és 10 °C-os izotermák között, azaz június és január;

2 hideg hónap, amelyek a 10 és 0 °C-os izotermák között helyezkednek el, szintén a legmelegebb hónapok;

2 állandó fagyos terület, ahol a legmelegebb hónap hőmérséklete 0°C alatt van.

A trópusokon és a sarki körökön áthaladó megvilágítási zónák határai nem esnek egybe a termikus zónák határaival.



- befúvó szellőztető rendszerekben, légkondicionáló rendszerekben, légfűtésben, valamint szárítóberendezésekben használt levegő fűtésére szolgáló berendezések.

A hűtőfolyadék típusától függően a fűtőtestek lehetnek tűz-, víz-, gőz- és elektromos fűtőtestek. .

A legelterjedtebbek jelenleg a víz- és gőzmelegítők, amelyek sima csövesre és bordásra oszthatók; az utóbbiak viszont lamellás és spiráltekercsesre oszlanak.

Különbséget kell tenni az egyjáratú és a többjáratú fűtőberendezések között. Egymenetes esetén a hűtőfolyadék egy irányban halad át a csövekben, többmenetben pedig a kollektorfedelekben lévő válaszfalak miatt többször is megváltoztatja a mozgás irányát (XII.1. ábra).

A fűtőtestek két modellt hajtanak végre: közepes (C) és nagy (B).

A levegő fűtéséhez szükséges hőfogyasztást a következő képletek határozzák meg:

Ahol Q"— hőfogyasztás légfűtéshez, kJ/h (kcal/h); K- ugyanaz, W; 0,278 a konverziós tényező kJ/h-ról W-re; G- a felmelegített levegő tömege, kg / h, egyenlő Lp [itt L- térfogati fűtött levegő mennyisége, m 3 / h; p a levegő sűrűsége (egy hőmérsékleten tK), kg/m3]; Val vel- a levegő fajlagos hőkapacitása 1 kJ / (kg-K); t k - levegő hőmérséklete a fűtőberendezés után, ° С; t n— a levegő hőmérséklete a légfűtő előtt, °C.

Az első fűtési fokozatú fűtőberendezéseknél a tn hőmérséklet megegyezik a külső levegő hőmérsékletével.

A külső levegő hőmérsékletét egyenlőnek kell tekinteni a számított szellőztetési hőmérséklettel (A kategória klímaparaméterei), ha olyan általános szellőzést terveznek, amely a túlzott nedvesség, hő és gázok leküzdésére szolgál, és amelynek MPC értéke meghaladja a 100 mg / m3-t. A 100 mg/m3-nél kisebb MPC-vel rendelkező gázok leküzdésére tervezett általános szellőztetés tervezésekor, valamint a befúvó szellőztetés tervezésekor a helyi elszívókon, technológiai elszívókon vagy pneumatikus szállítórendszereken keresztül távozó levegő kompenzálására, a külső levegő hőmérsékletét egyenlőnek kell tekinteni. a fűtési tervezésnél számított tn külső hőmérsékletre (B klímaparaméter-kategória).

Hőfelesleg nélküli helyiségben a befúvott levegőt hőmérséklettel kell ellátni egyenlő a hőmérséklettel beltéri levegő tv egy adott helyiséghez. Túlzott hő jelenlétében a befúvott levegőt csökkentett hőmérsékleten (5-8 ° C-kal) szállítjuk. 10°C alatti hőmérsékletű befúvott levegőt még jelentős hőkibocsátás esetén sem javasolt a helyiségbe juttatni a megfázás lehetősége miatt. A kivétel a speciális anemosztátok használata.

Az Fк m2 fűtőtestek szükséges felületét a következő képlet határozza meg:

Ahol K— hőfogyasztás légfűtéshez, W (kcal/h); NAK NEK- a fűtőberendezés hőátbocsátási tényezője, W / (m 2 -K) [kcal / (h-m 2 - ° C)]; t vö.T. — átlaghőmérséklet hűtőfolyadék, 0 С; t r.v. a fűtőtesten áthaladó felmelegített levegő átlagos hőmérséklete, °C, egyenlő (t n + t c)/2.

Ha a hűtőfolyadék gőz, akkor a hűtőfolyadék átlaghőmérséklete tav.T. egyenlő a telítési hőmérséklettel a megfelelő gőznyomáson.

A víz hőmérsékletére tav.T. a melegvíz és a visszatérő víz hőmérsékletének számtani átlaga:

Az 1,1-1,2 biztonsági tényező figyelembe veszi a légcsatornákban a léghűtés hőveszteségét.

A fűtőtestek K hőátbocsátási tényezője függ a hűtőfolyadék típusától, a fűtőberendezésen áthaladó vp levegő tömegsebességétől, a fűtőelemek geometriai méreteitől és tervezési jellemzőitől, valamint a víz mozgásának sebességétől a fűtőtest csövein keresztül.

A tömegsebesség alatt az a levegő tömege, kg, amely 1 s alatt áthalad a légfűtő élő részének 1 m2-én. A vp tömegsebességet kg/(cm2) a képlet határozza meg

A nyitott szakasz fЖ területe és az FK fűtőfelület alapján a fűtőtestek típusa, márkája és száma kerül kiválasztásra. A fűtőtestek kiválasztása után a levegő tömegsebessége ennek a modellnek a fD fűtőtest nyitott szakaszának tényleges területe szerint kerül meghatározásra:

ahol A, A 1, n, n 1 és T- együtthatók és kitevők, a fűtőberendezés kialakításától függően

A víz mozgásának sebességét a fűtőcsövekben ω, m/s, a következő képlet határozza meg:

ahol Q "a levegő fűtésének hőfogyasztása, kJ / h (kcal / h); rp a víz sűrűsége, 1000 kg / m3, sv a víz fajhője, egyenlő 4,19 kJ / (kg-) K); fTP - nyitott terület a hűtőfolyadék áthaladásához, m2, tg - hőmérséklet forró víz a tápvezetékben, ° С; t 0 - visszatérő víz hőmérséklete, 0С.

A fűtőtestek hőátadását befolyásolja a csővezetékekkel való összekapcsolás módja. A csővezetékek csatlakoztatására szolgáló párhuzamos séma esetén a hűtőfolyadéknak csak egy része halad át egy külön fűtőberendezésen, és egy szekvenciális sémával a hűtőfolyadék teljes áramlása áthalad az egyes fűtőberendezéseken.

A fűtőtestek ellenállását a levegő áthaladásával szemben p, Pa a következő képlettel fejezzük ki:

ahol B és z együttható és kitevő, amely a fűtőberendezés kialakításától függ.

A sorba kapcsolt fűtőtestek ellenállása egyenlő:

ahol m az egymás után elhelyezkedő fűtőtestek száma. A számítás a fűtőtestek hőteljesítményének (hőátbocsátásának) képlet szerinti ellenőrzésével zárul

ahol QK - fűtőtestek hőátadása, W (kcal / h); QK - ugyanaz, kJ/h, 3,6 - átváltási tényező W kJ/h-ra FK - fűtőtestek fűtőfelülete, m2, az ilyen típusú fűtőtestek számításának eredményeként; K - fűtőtestek hőátbocsátási tényezője, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - a fűtőberendezésen áthaladó fűtött levegő átlagos hőmérséklete, °C; tav. T a hűtőfolyadék átlagos hőmérséklete, °C.

A fűtőtestek kiválasztásakor a becsült fűtőfelület határértéke 15-20%, a légáteresztéssel szembeni ellenállás 10%, a vízmozgással szembeni ellenállás pedig 20%.

Figyelembe veszik a levegő főbb fizikai tulajdonságait: a levegő sűrűségét, dinamikus és kinematikai viszkozitását, fajlagos hőkapacitását, hővezető képességét, hődiffúzivitását, Prandtl-számát és entrópiáját. A levegő tulajdonságait táblázatokban adjuk meg a normál légköri nyomáson uralkodó hőmérséklet függvényében.

A levegő sűrűsége a hőmérséklet függvényében

Részletes táblázat a száraz levegő sűrűségértékeiről különböző hőmérsékleteken és normál légköri nyomáson. Mekkora a levegő sűrűsége? A levegő sűrűsége analitikusan meghatározható, ha elosztjuk a levegő tömegét az elfoglalt térfogattal. adott körülmények között (nyomás, hőmérséklet és páratartalom). Sűrűségét az állapotképlet ideális gázegyenletével is kiszámíthatjuk. Ehhez ismerni kell a levegő abszolút nyomását és hőmérsékletét, valamint gázállandóját és moláris térfogatát. Ez az egyenlet lehetővé teszi a levegő sűrűségének kiszámítását száraz állapotban.

A gyakorlatban, hogy megtudja, mekkora a levegő sűrűsége különböző hőmérsékleteken, kényelmes a kész asztalok használata. Például a légköri levegő sűrűségének adott táblázata a hőmérsékletétől függően. A táblázatban a levegő sűrűsége kilogramm/köbméterben van megadva, és a mínusz 50 és 1200 Celsius-fok közötti hőmérsékleti tartományban van megadva normál légköri nyomáson (101325 Pa).

A levegő sűrűsége a hőmérséklettől függően - táblázat

t, °С	ρ, kg/m3	t, °С	ρ, kg/m3	t, °С	ρ, kg/m3	t, °С	ρ, kg/m3
-50	1,584	20	1,205	150	0,835	600	0,404
-45	1,549	30	1,165	160	0,815	650	0,383
-40	1,515	40	1,128	170	0,797	700	0,362
-35	1,484	50	1,093	180	0,779	750	0,346
-30	1,453	60	1,06	190	0,763	800	0,329
-25	1,424	70	1,029	200	0,746	850	0,315
-20	1,395	80	1	250	0,674	900	0,301
-15	1,369	90	0,972	300	0,615	950	0,289
-10	1,342	100	0,946	350	0,566	1000	0,277
-5	1,318	110	0,922	400	0,524	1050	0,267
0	1,293	120	0,898	450	0,49	1100	0,257
10	1,247	130	0,876	500	0,456	1150	0,248
15	1,226	140	0,854	550	0,43	1200	0,239

25°C-on a levegő sűrűsége 1,185 kg/m 3. Melegítéskor a levegő sűrűsége csökken - a levegő kitágul (fajlagos térfogata nő). A hőmérséklet emelkedésével, például 1200 ° C-ig, nagyon alacsony levegősűrűség érhető el, amely 0,239 kg / m 3, ami 5-ször kisebb, mint a szobahőmérséklet. BAN BEN általános eset, a melegítés közbeni csökkentés lehetővé teszi olyan folyamatok végbemenését, mint a természetes konvekció, és például a repüléstechnikában használják.

Ha összehasonlítjuk a levegő sűrűségét, akkor a levegő három nagyságrenddel könnyebb - 4 ° C hőmérsékleten a víz sűrűsége 1000 kg / m 3, a levegő sűrűsége pedig 1,27 kg / m 3. Szintén meg kell jegyezni a levegő sűrűségének értékét normál körülmények között. A gázok normál körülményei azok, amelyek mellett a hőmérsékletük 0 ° C, és a nyomás megegyezik a normál légköri nyomással. Így a táblázat szerint a levegő sűrűsége normál körülmények között (NU-nál) 1,293 kg / m 3.

A levegő dinamikus és kinematikai viszkozitása különböző hőmérsékleteken

A termikus számítások elvégzésekor ismerni kell a levegő viszkozitásának (viszkozitási együttható) értékét különböző hőmérsékleteken. Ez az érték szükséges a Reynolds, Grashof, Rayleigh számok kiszámításához, amelyek értékei meghatározzák ennek a gáznak az áramlási rendszerét. A táblázat a dinamikus együtthatók értékeit mutatja μ és kinematikai ν levegő viszkozitása a -50 és 1200°C közötti hőmérsékleti tartományban légköri nyomáson.

A levegő viszkozitása jelentősen megnő a hőmérséklet emelkedésével. Például a levegő kinematikai viszkozitása 15,06 10 -6 m 2 / s 20 ° C hőmérsékleten, és ha a hőmérséklet 1200 ° C-ra emelkedik, a levegő viszkozitása 233,7 10 -6 m 2 / s, azaz 15,5-szeresére nő! A levegő dinamikus viszkozitása 20°C hőmérsékleten 18,1·10 -6 Pa·s.

Levegő melegítésekor mind a kinematikai, mind a dinamikus viszkozitás értéke nő. Ez a két mennyiség a levegősűrűség értékén keresztül kapcsolódik egymáshoz, amelynek értéke csökken, ha ezt a gázt felmelegítjük. A levegő (valamint más gázok) kinematikai és dinamikus viszkozitásának melegítés közbeni növekedése a levegőmolekulák intenzívebb rezgésével jár egyensúlyi állapotuk körül (az MKT szerint).

A levegő dinamikus és kinematikai viszkozitása különböző hőmérsékleteken - táblázat

t, °С	μ 10 6, Pa s	ν 10 6, m 2 / s	t, °С	μ 10 6, Pa s	ν 10 6, m 2 / s	t, °С	μ 10 6, Pa s	ν 10 6, m 2 / s
-50	14,6	9,23	70	20,6	20,02	350	31,4	55,46
-45	14,9	9,64	80	21,1	21,09	400	33	63,09
-40	15,2	10,04	90	21,5	22,1	450	34,6	69,28
-35	15,5	10,42	100	21,9	23,13	500	36,2	79,38
-30	15,7	10,8	110	22,4	24,3	550	37,7	88,14
-25	16	11,21	120	22,8	25,45	600	39,1	96,89
-20	16,2	11,61	130	23,3	26,63	650	40,5	106,15
-15	16,5	12,02	140	23,7	27,8	700	41,8	115,4
-10	16,7	12,43	150	24,1	28,95	750	43,1	125,1
-5	17	12,86	160	24,5	30,09	800	44,3	134,8
0	17,2	13,28	170	24,9	31,29	850	45,5	145
10	17,6	14,16	180	25,3	32,49	900	46,7	155,1
15	17,9	14,61	190	25,7	33,67	950	47,9	166,1
20	18,1	15,06	200	26	34,85	1000	49	177,1
30	18,6	16	225	26,7	37,73	1050	50,1	188,2
40	19,1	16,96	250	27,4	40,61	1100	51,2	199,3
50	19,6	17,95	300	29,7	48,33	1150	52,4	216,5
60	20,1	18,97	325	30,6	51,9	1200	53,5	233,7

Megjegyzés: Legyen óvatos! A levegő viszkozitását 10 6 hatványával adjuk meg.

A levegő fajlagos hőkapacitása -50 és 1200°С közötti hőmérsékleten

A táblázatban bemutatjuk a levegő fajlagos hőkapacitását különböző hőmérsékleteken. A táblázatban szereplő hőkapacitás állandó nyomáson (a levegő izobár hőkapacitása) a mínusz 50 és 1200°C közötti hőmérséklet-tartományban van megadva száraz levegő esetén. Mekkora a levegő fajlagos hőkapacitása? A fajlagos hőkapacitás értéke azt a hőmennyiséget határozza meg, amelyet egy kilogramm állandó nyomású levegőhöz kell juttatni, hogy annak hőmérséklete 1 fokkal növekedjen. Például 20 °C-on 1 kg ebből a gázból 1 °C-kal izobár eljárásban 1005 J hőre van szükség.

A levegő fajlagos hőkapacitása a hőmérséklet emelkedésével nő. A levegő tömeghőkapacitásának a hőmérséklettől való függése azonban nem lineáris. A -50 és 120°C közötti tartományban értéke gyakorlatilag nem változik - ilyen körülmények között a levegő átlagos hőkapacitása 1010 J/(kg deg). A táblázat szerint látható, hogy a hőmérséklet 130°C-os értéktől kezd jelentős hatást gyakorolni. A levegő hőmérséklete azonban sokkal gyengébb hatással van a fajlagos hőkapacitására, mint a viszkozitása. Tehát 0-ról 1200 °C-ra melegítve a levegő hőkapacitása csak 1,2-szeresére nő - 1005-1210 J/(kg deg).

Megjegyzendő, hogy a nedves levegő hőkapacitása nagyobb, mint a száraz levegőé. Ha összehasonlítjuk a levegőt, akkor nyilvánvaló, hogy a víznek nagyobb az értéke, és a levegő víztartalma a fajhő növekedéséhez vezet.

A levegő fajlagos hőkapacitása különböző hőmérsékleteken - táblázat

t, °С	C p , J/(kg fok)	t, °С	C p , J/(kg fok)	t, °С	C p , J/(kg fok)	t, °С	C p , J/(kg fok)
-50	1013	20	1005	150	1015	600	1114
-45	1013	30	1005	160	1017	650	1125
-40	1013	40	1005	170	1020	700	1135
-35	1013	50	1005	180	1022	750	1146
-30	1013	60	1005	190	1024	800	1156
-25	1011	70	1009	200	1026	850	1164
-20	1009	80	1009	250	1037	900	1172
-15	1009	90	1009	300	1047	950	1179
-10	1009	100	1009	350	1058	1000	1185
-5	1007	110	1009	400	1068	1050	1191
0	1005	120	1009	450	1081	1100	1197
10	1005	130	1011	500	1093	1150	1204
15	1005	140	1013	550	1104	1200	1210

Hővezetőképesség, hődiffúzivitás, levegő Prandtl száma

A táblázat a légköri levegő olyan fizikai tulajdonságait mutatja be, mint a hővezető képesség, a hődiffúzivitás és a hőmérséklettől függő Prandtl-száma. A levegő termofizikai tulajdonságait -50 és 1200°C közötti tartományban adják meg száraz levegő esetén. A táblázat alapján látható, hogy a levegő jelzett tulajdonságai jelentősen függnek a hőmérséklettől, és ennek a gáznak a vizsgált tulajdonságainak hőmérsékletfüggése eltérő.

A légfűtési rendszer tervezésekor kész légfűtőket használnak.

A szükséges berendezések helyes kiválasztásához elegendő tudni: a légfűtő szükséges teljesítményét, amelyet később beépítenek a befúvó szellőztető fűtési rendszerbe, a levegő hőmérsékletét a légfűtőberendezésből kilépő nyílásánál és a hűtőfolyadék áramlását. mérték.

A számítások egyszerűsítése érdekében egy online számológépet mutatunk be a fűtőelem helyes kiválasztásához szükséges alapadatok kiszámításához.

1. A fűtőelem hőteljesítménye kW. A számológép mezőibe írja be a fűtőtesten áthaladó levegő térfogatának kezdeti adatait, a bemeneti nyíláson belépő levegő hőmérsékletére vonatkozó adatokat, valamint a fűtőelem kimenetén a légáramlás szükséges hőmérsékletét.
2. kilépő levegő hőmérséklete. A megfelelő mezőkbe kell beírni a kezdeti adatokat a felmelegített levegő mennyiségéről, a légáramlás hőmérsékletéről a berendezés bemeneténél és az első számítás során kapott fűtőelem hőteljesítményéről.
3. Hűtőfolyadék fogyasztás. Ehhez írja be az online számológép mezőibe a kiindulási adatokat: az első számítás során kapott berendezés hőteljesítményét, a fűtőberendezés bemenetére szállított hűtőfolyadék hőmérsékletét, valamint a hőmérséklet értékét a kilépőnyílásnál. eszköz.

A fűtés teljesítményének kiszámítása