Изчисляване на загубите за околната среда. Обобщаване на данните за топлинните загуби от водогрейните котли в околната среда

IN. А. Виноградов- Салтиков, Национален университет храна технологии (Ж. Киев), IN. Ж. Федоров, Отворете международни университет развитие човек "Украйна" (Ж. Киев), IN. П. Марценко, Клон Киевенерго "Жилтеплоенерго" (Ж. Киев)

Показано е, че действителните топлинни загуби от външните повърхности на водогрейните котли q 5 са ​​значително по-малки от стандартните загуби, които са определени от графики или таблици, съставени за високопроизводителни парни котли чрез екстраполация към района на ниска топлинна производителност на котли. Това намаление на q 5 се обяснява с по-ниските температури на външните повърхности на облицовката. Така при превключване на парния котел ДКВР в режим на гореща вода се променят температурните условия на всички елементи на котела, което води до намаляване на топлинните загуби в околната среда.

За да се определи q 5, бяха направени директни измервания на плътността топлинен поток q от външните повърхности на котела с помощта на малогабаритни, нискоинерционни топломери. Разпределението на топлинните загуби върху отделните повърхности на котли за пара и гореща вода се оказа неравномерно, следователно, за да се изчисли q 5, локалните стойности на q бяха измерени във всяка повърхност, комбинирайки градиентен методтърсене на максимални топлинни загуби и метода на сканиране, както и използване на статистически методи за осредняване на експериментални данни по повърхността и във времето.

Осредняването на стойността на q (W/m2) по този начин за всеки елемент F (m2) от външната повърхност на котела беше използвано за изчисляване на q5:

където QhР е долната калоричност на газа за работна маса, J/m 3 ; B - консумация на газ, m 3 / s.

Експериментите се провеждат, като правило, при условия на промишлена експлоатация на котли, т.е. тяхното представяне беше различно от номиналното. Затова подложихме теста, приет за парни котли обратна зависимосттоплинни загуби от действителната топлинна мощност на котела:

където D и q 5 са ​​действителната производителност на котела и топлинните загуби от външните повърхности, D H и q 5 H са еднакви за номинални условия.

За тестване (2) бяха проведени експерименти върху котел KVG-6.5, чиито предни и странични стени, след демонтиране на тухлената облицовка, бяха заменени с плочи от шамотни влакна ShPGT-450. За да се промени топлинната производителност на котела, дебитът на газа и съответно повишаването на температурата на водата в котела бяха променени, поддържайки дебита на водата постоянен. В диапазона на промените в D, максимално възможните за условията на работа на котела, формула (2) се оказа валидна: преизчисляването с нейното използване за всички действителни D даде почти еднакъв размер q5H = 0.185%. За котела KVG-6.5 с традиционна облицовка тестовете показаха топлинни загуби q 5 H = 0,252%. Чрез пълна замяна на облицовката с плочи SHPGT-450 и внимателно запечатване на фугите между тях, можете да разчитате на намаляване на q 5 и консумацията на газ с 0,10-0,15%. С масивна подмяна на облицовката по време на ремонт, това може да допринесе значително за спестяването на енергия и ресурси, тъй като намаляването на потреблението на газ с 0,1% в системата на клон Киевенерго „Жилтеплоенерго“ води до спестяване на газ от 1300 m3 / ден. .

Потвърдиха се изводите, че действителните топлинни загуби от външните повърхности на водогрейните котли са в пъти по-ниски от стандартните. Така разработчиците на компактни котли TVG, служители на Газовия институт на Националната академия на науките на Украйна, измерваха с повърхностни термометри по време на тестовете за приемане средна температуравъншни повърхности на стените на котела и по известни формулиизчислено q 5 . За котли TVG-4 и TVG-8 стандартните загуби са 2%, а изчислените загуби се увеличават, когато натоварването се намали от номиналното до минималното практично за TVG-4 от 0,54 на 1%, за TVG-8 от 0,33 до 0,94 %. Поради това през 2000 г. Институтът препоръча на организациите, експлоатиращи котли от този тип, да вземат средната стойност q 5 = 0,75%.

Подобни изводи бяха направени по време на изследването на котли KVG, разработени в Института за газ към Националната академия на науките на Украйна. За определяне на q5 тук също беше използвана формула (1), но вместо 2(cjF) заместихме qF K, където F K е общата външна площ на топлоизолацията на котела. Средна стойност q се изчислява по формулата:

Тук плътността на топлинния поток от външната повърхност на изолацията към въздуха q o и от вътрешна повърхносткъм въздуха q T се определя от формулите:

където a е общият коефициент на топлопреминаване към околната среда; t 0 , t T , t B - температури на външната, вътрешната повърхност и въздуха; R е общото термично съпротивление на облицовъчните слоеве; R 0 = 1/a 0 .

Препоръчително е да се определят стойностите на t T и t 0 чрез директни измервания или чрез изчислителния метод, R - изчислен в зависимост от дебелината и топлопроводимостта на изолационните слоеве, а 0 - според добре познатия Kammerer формули за плоски и цилиндрични повърхнини.

При изчисляване на q 0 и q T техните стойности се различават значително, въпреки че по време на стационарна работа на котела те са почти еднакви. Причината да се получи q T >q 0 може да се обясни с факта, че поради неизбежната принудителна циркулация на въздуха в котелното помещение, действителните стойности на a 0 са с 12-15% по-високи от изчислените, както беше показано чрез директни измервания на q 0 и (t 0 - t B на парния котел TGMP-314A. Поради тази разлика в q 0 и q T, K K се въвежда в (3) - корекционен коефициент за грешката на измерванията и изчисления q 0 и q T, които се препоръчват да се вземат в диапазона 0,3-0 ,7 Очевидно, с еднаква увереност и в двете количества, трябва да вземете тяхната полусума.

За отчитане на допълнителните топлинни загуби чрез топлинни мостове се въвежда коефициентът K M = 0,2-0,4.

В допълнение към въвеждането на K K и K M се предлага увеличаване на q 5 с 10-20%, за да се вземат предвид топлинните загуби през долната (долната) труднодостъпна повърхност на котела, както и да се вземе предвид делът на загубите от външните повърхности, които се връщат към пещта и димоотводите на котела заедно с въздуха от котелното помещение.

Въпреки значителни разликиметоди за определяне на q 5 в и , резултатите бяха сходни, което дава основание за обобщаване на тези резултати и използването им при компилиране нормативни документи. Фигурата показва зависимостта на q 5 от номиналната топлинна мощност на водогрейните котли NIISTU-5, NIISTU-5x2, TVG-4, TVG-8, KVG-4, KVG-6.5, както и KVG-4, KVG -6,5, KVGM -10 и KVGM-50. Данните от и са малко по-ниски от съответните данни от , но такава разлика е напълно оправдана използвайки различни методиизследвания.

Литература

1. Федоров IN. Ж., Виноградов- Салтиков IN. А., Марценко IN. П. Измерване загуби топлина от на открито повърхности топла вода котли // Екотехнологии И спестяване на ресурси. 1997. № 3. СЪС. 66-68.

2. Марценко IN. П., Федоров IN. Ж. Ефективност изолиращ фехтовка топла вода котли // Бал. топлотехника. 2000. T. 22, № 2. СЪС. 78-80.

3. ФедоразV IN. Ж., Виноградов- Салтиков IN. А., Марценко IN. П. Розподазл консумация на топлина от оградени градини нагревателазот тях Тапарович котелазV / УДУХТ. ДА СЕ., 1998. 16 с. Деп. V DNTB Великобритания- раазнито едно23.03.98, № 142.

4. Федоров IN. Ж., Плесконос А. ДА СЕ. Планиране И изпълнение експерименти V храна индустрия. М.: храна. бал- има, 1980. 240 с.

5. МарчакИ. И., ГолишевЛ. IN., МисакИ. СЪС. Методика дефиниции загуби топлина пара котел V заобикаляща среда// Топлоенергетика. 2001. № 10. СЪС. 67-70.

6. Залкинд д. М. Материали тухлена зидария И изчисление фехтовка пара котли. М.: Енергия, 1972. 184 с.

7. CammererJ.S. Erleuchtungen zu den VDI - Rechtlinien fuerWaerme - und Kalteschutz - Brennstoff - Waerme - Kraft.1958. Bd.10, № 3. С.119-121.

8. Федоров IN. Ж., Виноградов- Салтиков IN. А., Новик М. И. Термометрия на открито повърхности котел TGMP-314 А // Екотехнологии И спестяване на ресурси. 1999. № 4. СЪС. 77-79.

Топлинното замърсяване се отнася до явления, при които топлината се отделя във водни тела или в атмосферния въздух. В същото време температурата се повишава много над средната норма. Топлинното замърсяване на природата е свързано с човешка дейност и емисии парникови газове, които са основната причина за глобалното затопляне.

Източници на топлинно замърсяване на атмосферата

Има две групи източници:

• естествени - това са горски пожари, вулкани, горещи ветрове, процеси на разлагане на живи и растителни организми;
• антропогенен - ​​това е рафиниране на нефт и газ, промишлена дейност, топлоенергетика, ядрена енергия, транспорт.

Всяка година около 25 милиарда тона въглероден оксид, 190 милиона тона серен оксид и 60 милиона тона азотен оксид навлизат в земната атмосфера в резултат на човешката дейност. Половината от всички тези отпадъци се добавят в резултат на дейности енергийна индустрия, промишленост и металургия.

Отзад последните годиниУвеличено е количеството изгорели газове от автомобилите.

Последствия

В столичните градове с големи индустриални предприятияатмосферният въздух изпитва тежки топлинно замърсяване. Получава вещества, които имат по-висока температура от въздушен слойоколна повърхност. температура промишлени емисиивинаги над средния повърхностен слой въздух. Например по време на горски пожари, от изпускателните тръби на автомобили, от тръбите на промишлени предприятия, при отопление на къщи се отделят потоци топъл въздухс различни примеси. Температурата на такъв поток е приблизително 50-60 ºС. Този слой се увеличава средна годишна температурав града с шест-седем градуса. Във и над градовете се образуват „топлинни острови“, което води до увеличаване на облачността, докато количеството на валежите се увеличава и влажността на въздуха се увеличава. Когато продуктите от горенето се добавят към влажния въздух, се образува влажен смог (тип Лондон). Еколозите казват, че през последните 20 години средната температура на тропосферата се е повишила с 0,7º C.

Източници на термично замърсяване на почвата

Източници на топлинно замърсяване на почвите на територията главни градовеа индустриалните центрове са:

• газови тръби на металургични предприятия, температурите достигат 140-150ºС;
• отоплителни мрежи, температура около 60-160ºС;
• комуникационни изходи, температура 40-50º C.

Последици от топлинното въздействие върху почвената покривка

Газовите тръби, топлопроводите и комуникационните изходи повишават температурата на почвата с няколко градуса, което се отразява негативно на почвата. През зимата това води до топене на снега и, като следствие, замръзване на повърхностните слоеве на почвата, а през лятото се случва обратният процес, горният слой на почвата се нагрява и изсъхва. е тясно свързана с растителността и живите микроорганизми, които живеят в нея. Промените в неговия състав се отразяват негативно на живота им.

Източници на топлинно замърсяване на хидроложки обекти

Топлинното замърсяване на водните тела и крайбрежните морски зони възниква в резултат на заустване във водни тела Отпадъчни водиатомни и топлоелектрически централи, промишлени предприятия.

Последици от заустване на отпадъчни води

Изхвърлянето на отпадъчни води води до повишаване на температурата на водата в резервоарите с 6-7 ºС; площта на такива топли точки може да достигне до 30-40 km2.

Топлите слоеве вода образуват вид филм на повърхността водна маса, което възпрепятства естествения водообмен и не се смесва с дъното), количеството кислород намалява и нуждата на организмите от него се увеличава, докато видовият брой на водораслите се увеличава.

Най-голямо е замърсяването на термалните води от електроцентралите. Водата се използва за охлаждане на турбини на атомни електроцентрали и газов кондензат в топлоелектрически централи. Водата, използвана от електроцентралите, се загрява с около 7-8 ºС, след което се изхвърля в близките резервоари.

Повишаването на температурата на водата в резервоарите има отрицателно въздействие върху живите организми. За всеки от тях има оптимална температура, при която населението се чувства отлично. IN естествена средас бавно повишаване или понижаване на температурата живите организми постепенно се адаптират към промените, но ако температурата се повиши рязко (например при голям обем изхвърляне на отпадъци от промишлени предприятия), тогава организмите нямат време за аклиматизация. Те получават топлинен шок, който може да доведе до смърт. Това е една от най-негативните последици от топлинното замърсяване за водните организми.

Но може да има и други, по-вредни последици. Например ефектът от замърсяването на термалната вода върху метаболизма. С повишаването на температурата скоростта на метаболизма на организмите се увеличава и нуждата от кислород се увеличава. Но с повишаване на температурата на водата съдържанието на кислород в нея намалява. Липсата му води до смъртта на много видове водни живи организми. Почти сто процента унищожаване на риби и безгръбначни води до повишаване на температурата на водата с няколко градуса на ден. лятно време. При промяна на температурата поведението на рибите се променя, естествената миграция се нарушава и настъпва преждевременно хвърляне на хайвера.

По този начин повишаването на температурата на водата може да се промени видова структураводоеми. Много видове риби или напускат тези територии, или умират. Характерните за тези места водорасли са заменени от топлолюбиви видове.

Ако органични и минерални вещества (битови отпадъчни води, минерални торове, измити от полета) навлизат във водни тела заедно с топла вода, настъпва рязко размножаване на водорасли, те започват да образуват плътна маса, покриваща се една друга. В резултат на това те умират и гният, което води до смъртта на всички живи организми в резервоара.

Термичното замърсяване на водните тела представлява опасност. Те генерират енергия с помощта на турбини; отработените газове трябва да се охлаждат от време на време. Използваната вода се зауства във водни обекти. При големите количеството достига 90 m3. Това означава, че непрекъснат топъл поток влиза в резервоара.

Щети от замърсяване на водните екосистеми

Всички последици от топлинното замърсяване на водните обекти причиняват катастрофални щети на живите организми и променят околната среда на човека. В резултат на замърсяването се причиняват щети на:

• естетически (появата на пейзажи е нарушена);
• икономически (ликвидиране на последствията от замърсяване, изчезване на много видове риба);
• екологични (унищожават се видове водна растителност и живи организми).

Обемите на топла вода, изхвърляна от електроцентралите, непрекъснато нарастват, следователно температурата на водните тела също ще се повиши. В много реки, според еколози, тя ще се повиши с 3-4 °C. Този процес вече е в ход. Например в някои реки в Америка прегряването на водата е около 10-15 °C, в Англия - 7-10 °C, във Франция - 5 °C.

Топлинно замърсяване на околната среда

Топлинно замърсяване (топлинно физическо замърсяване) е форма, която възниква в резултат на повишаване на температурата на околната среда. Причините за него са промишлени и военни емисии на нагрят въздух, големи пожари.

Топлинното замърсяване на околната среда е свързано с работата на предприятия в химическата, целулозно-хартиената, металургичната, дървообработващата промишленост, топлоелектрическите централи и атомните електроцентрали, които изискват големи количества вода за охлаждане на оборудването.

Транспортът е мощен замърсител на околната среда. Около 80% от всички годишни емисии идват от автомобили. Много вредни вещества се разпръскват на значителни разстояния от източника на замърсяване.

При изгарянето на газ в топлоелектрическите централи освен химическото въздействие върху атмосферата се получава и топлинно замърсяване. Освен това в радиус от около 4 км от факела много растения са в депресирано състояние, а в радиус от 100 метра растителната покривка умира.

Всяка година в Русия се генерират около 80 милиона тона различни промишлени и битови отпадъци, които са източник на замърсяване почвено покритие, растителност, подземни и повърхностни води, атмосферен въздух. Освен това те са източник на радиационно и топлинно замърсяване на природни обекти.

Земните води са замърсени с различни химически отпадъци, които попадат там, когато минералните торове и пестицидите се отмиват от почвите, с канализацията и промишлените отпадъчни води. Във водните басейни възниква топлинно и бактериално замърсяване и много видове растения и животни умират.

Всяко отделяне на топлина в естествената среда води до промяна на температурата на нейните компоненти, особено силно влияниесе изпитват от долните слоеве на атмосферата, почвата и хидросферните обекти.

Според еколозите топлинните емисии в околната среда все още не са в състояние да повлияят на баланса на планетата, но имат значително въздействие върху определена територия. Например температурата на въздуха в главни градовеОбикновено малко по-висок, отколкото извън града, топлинният режим на реките или езерата се променя, когато в тях се изхвърлят отпадъчни води от топлоелектрически централи. Видовият състав на обитателите на тези пространства се променя. Всеки вид има свой собствен температурен диапазон, към който видът може да се адаптира. Например пъстървата може да оцелее в топла вода, но не може да се размножава.

По този начин топлинните разряди оказват влияние и върху биосферата, но това не е в планетарен мащаб, но е забележимо и за хората.

Температурното замърсяване на почвената покривка е изпълнено с това, което се случва тясно взаимодействиес животни, растителност и микробни организми. С повишаване на температурата на почвата растителната покривка се променя към по-топлолюбиви видове, много микроорганизми умират, неспособни да се адаптират към новите условия.

Топлинно замърсяване подземни водивъзниква поради навлизането на отпадъчни води във водоносни хоризонти. Това се отразява негативно на качеството на водата, нейната химичен състав, термичен режим.

Топлинното замърсяване на околната среда влошава условията на живот и човешката дейност. В градовете при високи температури, съчетани с висока влажност, хората изпитват чести главоболия, общо неразположение и скокове на кръвното налягане. Високата влажност води до корозия на металите, повреда на канализационни изходи, отоплителни тръби, газопроводи и много други.

Последици от замърсяване на околната среда

Възможно е да се уточнят всички последствия от топлинното замърсяване на околната среда и да се подчертаят основните проблеми, които изискват решения:

1. Топлинните острови се образуват в големите градове.

2. Образува се смог, повишава се влажността на въздуха и се образува постоянна облачност в мегаполисите.

3. Проблеми възникват в реки, езера и крайбрежни зони на морета и океани. Поради повишаването на температурата, екологичен балансмного видове риби и водни растения умират.

4. Химически и физични свойствавода. Става неизползваем дори след почистване.

5. Живите организми на водните тела умират или са в депресивно състояние.

6. Температурите на подземните води се повишават.

7. Нарушава се структурата на почвата и нейният състав, потискат се или унищожават растителността и живеещите в нея микроорганизми.

Топлинно замърсяване. Профилактика и мерки за предотвратяване

Основната мярка за предотвратяване на топлинното замърсяване на околната среда е постепенното изоставяне на използването на горива, пълен преход към алтернативна възобновяема енергия: слънчева, вятърна и водна енергия.

За защита на водните площи от термично замърсяване в охладителната система на турбината е необходимо да се изградят резервоари - охладители, от които водата след охлаждане да може отново да се използва в охладителната система.

IN последните десетилетияинженерите се стремят да премахнат парната турбина в топлоелектрическите централи, използвайки магнитохидродинамичен метод за преобразуване на топлинна енергия в електрическа. Това значително намалява термичното замърсяване на околността и водоемите.

Биолозите се стремят да идентифицират границите на стабилност на биосферата като цяло и на отделни видове живи организми, както и границите на равновесие на биологичните системи.

Еколозите от своя страна изследват степента на влияние стопанска дейностхора на естествени процесив околната среда и се стремим да намерим начини за предотвратяване на отрицателните въздействия.

Опазване на околната среда от топлинно замърсяване

Прието е термичното замърсяване да се разделя на планетарно и локално. В планетарен мащаб замърсяването не е много голямо и възлиза само на 0,018% от това, което влиза на планетата слънчева радиация, тоест в рамките на един процент. Но топлинното замърсяване има силно въздействие върху природата на местно ниво. За да регулират това влияние, повечето индустриализирани страни са въвели ограничения за топлинно замърсяване.

По правило ограничението се определя за режима на водните обекти, тъй като именно моретата, езерата и реките страдат в голяма степен от термичното замърсяване и получават по-голямата част от него.

В европейските страни водните тела не трябва да се затоплят с повече от 3 °C от естествената им температура.

В САЩ загряването на водата в реките не трябва да бъде повече от 3 °C, в езерата - 1,6 °C, в моретата и океаните - 0,8 °C.

В Русия температурата на водата в резервоарите не трябва да се повишава с повече от 3 °C в сравнение със средната температура на най-горещия месец. В резервоари, обитавани от сьомга и други студенолюбиви видове риби, температурата не може да се повишава с повече от 5 ° C, през лятото не по-висока от 20 ° C, през зимата - 5 ° C.

Мащабът на топлинно замърсяване в близост до големите индустриални центрове е доста значителен. Така, например, от индустриален центърс население от 2 милиона души, с атомна електроцентрала и петролна рафинерия, топлинното замърсяване се простира на 120 км навътре и на 1 км височина.

Еколозите предлагат използването на топлинни отпадъци за битови нужди, например:

• за напояване на земеделски земи;
• в оранжерийно отглеждане;
• поддържане на северните води в състояние без лед;
• за дестилация на тежки продукти нефтена индустрияи мазут;
• за отглеждане на топлолюбиви видове риби;
• за изграждане на изкуствени водоеми, отопляеми през зимата, за диви водолюбиви птици.

В планетарен мащаб топлинното замърсяване естествена средакосвено влияе върху глобалното затопляне. Емисиите от промишлени предприятия не влияят пряко върху повишаването на температурата, но водят до повишаване на температурата в резултат на парниковия ефект.

За решения екологични проблемии предотвратяването им в бъдеще, човечеството трябва да реши редица глобални проблеми и да насочи всички усилия към намаляване на замърсяването на въздуха и топлинното замърсяване на планетата.

Съдържание на темата "Регулиране на метаболизма и енергията. Рационално хранене. Базален метаболизъм. Телесна температура и нейното регулиране.":
1. Енергоразход на тялото при условия на физическа активност. Норма на физическа активност. Увеличаване на работата.
2. Регулиране на метаболизма и енергията. Център за регулиране на метаболизма. Модулатори.
3. Концентрация на глюкоза в кръвта. Схема за регулиране на концентрацията на глюкоза. Хипогликемия. Хипогликемична кома. Глад.
4. Хранене. Хранителна норма. Съотношението на протеини, мазнини и въглехидрати. Енергийна стойност. Съдържание на калории.
5. Диета на бременни и кърмещи жени. Дажба бебешка храна. Разпределение на дневната дажба. Хранителни фибри.
6. Рационалното хранене като фактор за поддържане и укрепване на здравето. Здравословен начин на живот. Режим на хранене.
7. Телесна температура и нейното регулиране. Хомеотермичен. Пойкилотермичен. Изотермия. Хетеротермни организми.
8. Нормална телесна температура. Хомеотермично ядро. Пойкилотермична обвивка. Комфортна температура. Температура на човешкото тяло.
9. Производство на топлина. Първична топлина. Ендогенна терморегулация. Вторична топлина. Контрактилна термогенеза. Неконтрактилна термогенеза.

Има следните начини тялото да отделя топлина:в околната среда: радиация, топлопроводимост, конвекцияИ изпарение.

Радиация- това е начин за отделяне на топлина в околната среда от повърхността на човешкото тяло във формата електромагнитни вълниинфрачервен диапазон (a = 5-20 микрона). Количеството топлина, разсейвано от тялото в околната среда чрез радиация, е пропорционално на повърхността на радиацията и разликата между средните температури на кожата и околната среда. Радиационната повърхност е общата повърхност на онези части от тялото, които влизат в контакт с въздуха. При околна температура 20 °C и относителна влажност на въздуха 40-60%, тялото на възрастен човек разсейва чрез радиация около 40-50% от общата отделена топлина. Преносът на топлина чрез излъчване се увеличава, когато температурата на околната среда намалява, и намалява, когато се повишава. При условия на постоянна околна температура радиацията от повърхността на тялото се увеличава с повишаване на температурата на кожата и намалява с нейното понижаване. Ако средните температури на повърхността на кожата и околната среда се изравнят (температурната разлика стане нула), преносът на топлина чрез излъчване става невъзможен. Възможно е да се намали преносът на топлина на тялото чрез радиация чрез намаляване на повърхността на радиацията („навиване на тялото на топка“). Ако температурата на околната среда надвишава средната температура на кожата, човешкото тяло абсорбира инфрачервени лъчи, излъчван от околните предмети, се затопля.

Ориз. 13.4. Видове пренос на топлина. Начини, по които тялото отделя топлина външна средаможе условно да се раздели на „мокър“ топлообмен, свързан с изпаряването на пот и влага от кожата и лигавиците, и на „сух“ топлообмен, който не е свързан със загуба на течност.

Топлопроводимост- метод на пренос на топлина, който възниква по време на контакт или контакт на човешкото тяло с други физически тела. Количеството топлина, отдадено от тялото на околната среда по този начин, е пропорционално на разликата в средните температури на контактуващите тела, площта на контактуващите повърхности, времето на термичен контакт и топлопроводимостта на контактуващите тяло. Сухият въздух и мастната тъкан се характеризират с ниска топлопроводимост и са топлоизолатори. Използване на дрехи, изработени от тъкани, съдържащи голямо числомалки неподвижни въздушни "мехурчета" между влакната (напр. вълнени тъкани) позволяват на човешкото тяло да намали разсейването на топлината чрез проводимост. Влажният въздух и наситената с водна пара вода се характеризират с висока топлопроводимост. Следователно престоят на човек в среда с висока влажност и ниска температура е придружен от повишена загуба на топлина от тялото. Мокрите дрехи също губят изолационните си свойства.

Конвекция- метод за пренос на топлина от тялото, осъществяван чрез пренасяне на топлина чрез движещи се частици въздух (вода). За разсейване на топлината чрез конвекция е необходим въздушен поток с по-ниска температура от температурата на кожата върху повърхността на тялото. В този случай слоят въздух в контакт с кожата се нагрява, намалява плътността си, повдига се и се заменя с по-студен и по-плътен въздух. При температура на въздуха 20 °C и относителна влажност 40-60%, тялото на възрастен разсейва около 25-30% топлина в околната среда чрез проводимост и конвекция (основна конвекция). Когато скоростта на движение се увеличава въздушно течение(вятър, вентилация) интензивността на топлообмена също се увеличава значително (принудителна конвекция).

Освобождаване на топлина от тялотоот топлопроводимост, конвекцияИ извън пътязначения, наречени заедно "сух" топлообмен, става неефективен, когато средните температури на повърхността на тялото и околната среда се изравнят.

Пренос на топлина чрез изпарение- това е начинът на тялото да разсейва топлината в околната среда поради изразходването му за изпаряване на пот или влага от повърхността на кожата и влага от лигавиците на дихателните пътища („мокър“ пренос на топлина). При хората потта се отделя постоянно от потните жлези на кожата („осезаема“ или жлезиста загуба на вода), а лигавиците на дихателните пътища се овлажняват („незабележима“ загуба на вода) (фиг. 13.4) . В този случай „осезаемата“ загуба на вода от тялото има по-значително влияние върху общото количество топлина, отделена при изпаряване, отколкото „неосезаемата“.

При външна температура от около 20 "C, изпарението на влагата е около 36 g / h. Тъй като 0,58 kcal топлинна енергия се изразходва за изпаряването на 1 g вода в човек, лесно е да се изчисли, че чрез изпаряване тялото на възрастен човек освобождава около 20% от общото разсейване на топлината Повишаване на външната температура, изпълнение. физическа работа, продължителният престой в топлоизолиращи дрехи повишава изпотяването и то може да нарасне до 500-2000 g/h. Ако външната температура надвишава средната температура на кожата, тогава тялото не може да отделя топлина във външната среда чрез излъчване, конвекция и топлопроводимост. При тези условия тялото започва да абсорбира топлина отвън и единствения начинразсейването на топлината става повишено изпаряване на влагата от повърхността на тялото. Такова изпарение е възможно, докато влажността на околния въздух остава под 100%. При интензивно изпотяване, висока влажност и ниска скорост на въздуха, когато капки пот, без да имат време да се изпарят, се сливат и изтичат от повърхността на тялото, преносът на топлина чрез изпарение става по-малко ефективен.

Околната среда около нас – въздух, вода, земя – съдържа огромно количество топлина. Топлинната енергия е свързана с хаотичното движение на молекулите на средата и е равна на нула само при нулева абсолютна температура (T = 0 K). При обикновени температури T ~ 300 K тя е равна на W = mCT, където m е масата на средата, C е нейният специфичен топлинен капацитет. Благодарение на огромната си маса, тази енергия е достатъчна, за да задоволи всички нужди на човечеството. Това се опитват да използват в устройства, наречени вечни двигатели от втори вид.

Вечните двигатели от втория вид не нарушават закона за запазване на енергията (първия закон на термодинамиката), тъй като те я вземат не от нищото, а от околната среда. Те противоречат на друг основен закон на природата - вторият закон на термодинамиката, според който работа в топлинен двигател може да се получи само при наличие на температурна разлика. Наличието на енергия е необходимо, но не достатъчно условиеза практическото му използване. Например, ако има високопланинско езеро, пълно с вода, но няма възможност за източване в резервоар с повече ниско ниво, тогава тук не може да се построи водноелектрическа централа, тъй като е невъзможно да се получи воден поток, който върти турбините. Ако има проводник с положителен електрически потенциал, тогава е необходим втори проводник с по-нисък или отрицателен потенциал, за да произведе тока, който свети електрическата крушка. По същия начин в топлина: така че топлинен двигателспечелена от енергията на околната среда, е необходимо да се „източи“ нейната топлинна енергия, което изисква обект с по-ниска температура, наречен хладилник.

Според термодинамиката максималният коеф полезно действиетоплинен двигател може да се постигне в цикъла на Карно, където е

Ефективност = (Tn – Tx)/Tn. (1)

Тук Tn и Tx са температурите на нагревателя и хладилника. От (1) следва, че ефективността винаги е по-малка от единица. При равновесни условия, когато няма температурна разлика в околната среда, т.е. Tn = Tx, ефективност = 0. Следователно никоя топлинна машина не може да работи при условия на топлинно равновесие, въпреки наличието на достатъчно количество топлина, разпръсната наоколо. Турбините на електроцентралите, парните машини, двигателите с вътрешно горене и други активни източници на топлинна енергия произвеждат работа чрез нагряване на газ до високи температури Tn и отделянето му в околната среда с по-ниска температура Tx, но за отопление сме принудени да горим гориво. Изобретателите на вечните двигатели се стремят да получат екологично чиста, безплатна и неограничена енергия без изгаряне на гориво, със същите Tn и Tx. На какво разчитат?

Мнозина са убедени, че вторият принцип е погрешен. Председателят на Руското физическо дружество V.G. Родионов нарече статията си „Колапсът на втория закон на термодинамиката“, а Е.Г. Опарин неговата книга - “ Физически основиенергия без гориво. Ограниченията на втория закон на термодинамиката." Повечето се опитват да концентрират разпръснатото вътрешно Термална енергиясреда на едно място, заобикаляйки втория произход. В същото време те цитират Ф. Енгелс, който, критикувайки изводите от втория закон за неизбежността на топлинната смърт на Вселената, твърди: „Топлината, излъчвана в световното пространство, трябва да може по някакъв начин... да се обърне в друга форма на движение, в която може отново да се концентрира и да започне активно да функционира” (Диалектика на природата, 1975, стр. 22).

Тъй като вечните двигатели от втория вид не противоречат на диалектиката и класиката на марксизма, на 10 юни 1954 г. с указ на Президиума на Академията на науките на СССР те започват да се изучават официално. Работата беше възложена да се ръководи от П.К. Ощепков.

Павел Кондратиевич Ощепков (1908 - 1992) през 30-те години се занимава с радиооткриване на самолети, в което маршал М.Н. Тухачевски. Въпреки това, избраният метод за откриване „въз основа на творческото приложение на марксисткия диалектически метод“ (стр. 88) чрез затихване на сигнала, когато самолет лети между радиопредавател и приемник (както използва по негово време А. С. Попов), не се различава за толкова по-добре от появилия се тогава метод на импулсен радар. Дейността на инженер Ощепков и маршал Тухачевски навреди на отбранителната способност на страната ни. Затова през 1937 г. Ощепков е осъден на 10 години за саботаж, а шефът му е осъден на смърт. В една затворническа килия, мечтаейки за топлина, Ощепков, по думите му, открива закона за концентрацията на енергията, според който „концентрацията и деконцентрацията на енергията в природата трябва да съществуват в диалектическо единство“.

След освобождаването си Ощепков е третиран любезно от ръководството на Хрушчов и става лекар. технически науки, професор, заслужил деец на науката и технологиите на RSFSR, директор на Института по интроскопия на Академията на науките, но продължи да се занимава с саботажна дейност. Считайки думите на Ф. Енгелс за указание за действие, през 1967 г. в своя институт той създава отдел за вечни двигатели от втори род и Обществен институт за енергийна инверсия (ENIN), в работата на който хиляди участваха учени и инженери от различни градове. Ощепков постави конкретна задача: „Да се ​​намерят процеси, които биха позволили прякото и незабавно преобразуване на топлинната енергия на околното пространство в електрическа енергия... Откриване на методи за изкуствено концентриране, концентриране на разпръснатата енергия, за да се даде отново активни форми...”. Спътник на Ощепков М.П. Кривих формулира тази задача в стих:

Тук имаме нужда от много смел метод,
Така че равновесната топлина
Без усилие и умело
Концентрацията течеше.

Разбира се, институтът не е постигнал никаква концентрация на енергия (и не е могъл да го направи). За трудовете на Ощепков, санкционирани от Академията на науките и позорни Съветска наука, водещи академици са принудени да се оправдават пред световната научна общност във вестник Правда (21 и 22 ноември 1959 г., 22 юни 1987 г.). Може би единственият действащ вечен двигател беше апаратът, демонстриран на алчни за сензации журналисти от самия Ощепков. Така го описва кореспондентът на вестник "Московский комсомолец" С. Кашников. „На масата има малка инсталация: тънка, едва видима за окото жица е свързана в единия край към електроизмервателно устройство, а в другия край към нищо. Няма източници на ток... И уредът показва: тече ток! Енергията идва направо от въздуха. Топлината на околната среда се преобразува в енергията на движението на електроните и то без температурна разлика.“ Всъщност окабеляването служи като антена, която приема сигнали от радиостанции, телевизионни центрове, индустриален шум и мрежови смущения. Едва ли професорът не е знаел това, но е успял да заблуди неграмотния по физика журналист.

За коефициента на полезно действие, който мразеше, Ощепков пише: „Стойността на този коефициент принципно не може да бъде под 100% - това би означавало изчезване на енергията, подадена към апарата“ (с. 264). Всъщност, заедно с полезна работаЧаст от изразходваната енергия винаги се губи безполезно.

Ентусиастите продължават да работят по създаването на вечни двигатели от втори вид през 21 век. Те дори откриха собствена академия на науките, наречена Международна академия на енергийните инверсии. НАСТОЛЕН КОМПЮТЪР. Ощепкова. Редовен член на тази академия E.G. Опарин пише, че „Светът е устроен съвсем различно от начина, по който го виждаме през призмата на догмите на термодинамиката, които П.К. Ощепков правилно постави проблема за концентрацията на енергия в околната среда. Решението на този проблем не е забранено от природата и ще се отвори качествено нова ераенергия без гориво“. И теоретикът на вечните двигатели от втория вид, кандидатът на техническите науки N.E. Заев смята: „Енергийното изобилие... може изобщо да не идва от изобилието на огъня, а от другата страна... Екологични енергийни концентратори (IES, цесори) на различни принципи - това е основата на енергията на изобилие.” През 1991 г. той заявява, че „ефективният добив от изследванията (casors) ще бъде даден след 3 до 5 години.“ Оттогава минаха повече от 20 години, но по някаква причина нямаше реално работещи устройства.

Природата не може да бъде измамена. Вторият закон на термодинамиката осигурява неговата стабилност. Енергията просто се разсейва сама. Ако беше възможно спонтанно концентриране на космическа, вакуумна, въздушна или някаква друга енергия, то неочаквано появяващите се тук и там енергийни съсиреци отдавна биха изгорили всичко живо, включително и нас.
Изобретателите обаче работят. И както се казва, каквото търсиш, винаги ще го намериш. НЕ. Заев създаде вечни двигатели от втори вид с помощта на сегнетоелектрици и ферити, които според него са работещи, и ги патентова. Увеличението на изходната мощност спрямо входа беше до 10 пъти. Руското физическо общество класифицира „касорите“ на Заев сред техническите проекти „с приоритетно национално икономическо значение в областта на енергетиката“, а авторът им стана лауреат на наградата на това общество. Той обаче успя да постигне обявения резултат, като некомпетентно измери изходната мощност на несинусоидален ток.

В ход е търсене на работния цикъл на топлинна машина за най-добрия цикъл на Карно, при който ефективността не би била по-ниска, съгласно формула (1), а по-висока от единица. Това направи кандидатът на физико-математическите науки от Московския център на Държавната метеорологична служба Б.В. Карасев. Ефективността на неговия цикъл на топлинна машина трябва да бъде 3 или дори повече, осигурявайки работа без гориво на най-простия апарат, съдържащ цилиндър 1, пълен с обикновен въздух 3 и бутало 2, самозадвижващо се в него (фиг. 1). От само себе си се разбира, че има и колянов механизъм, колянов вал и маховик. Положителният резултат от изчислението е постигнат поради факта, че авторът е направил елементарна грешка при изчисляването на ефективността, която тук всъщност винаги е по-малка от единица.

Ориз. 1. Мотор Карасев

Оказва се, че е възможно да не измисляме нови цикли, а да се ограничим до стария цикъл на Карно и на негова основа да създадем вечен двигател. За да направите това, достатъчно е да замените във формула (1) за ефективност не абсолютната температура в Келвин, а температурата, използвана в ежедневието в градуси по Целзий, както направи изобретателят от Омск В. Федоров. Например, приемайки Tn = 20 oC и Tx = -180 oC, той получава ефективност = 10, т.е. 1000%. Конструкцията на двигателя е подобна на предишната (фиг. 1), а като работна течност се използва същият въздух. Сега, както отбелязва авторът, можем да заобиколим „планетарната петролна мафия“ и да спасим цивилизацията от екологична катастрофа. Въпреки това, ако температурите на нагревателя и хладилника, както се очаква, са изразени в Келвин във формула (1): Tn = 293 K, Tx = 93 K, тогава ефективността на цикъла ще бъде равна на 68%. Следователно, ние няма да получим никаква енергия и за да задвижим буталото, ние сме принудени да вършим работа или да изгаряме същото масло.

Известният „опровержител” на физиката, кандидат по физика и математика, доцент на SFU S.A. Герасимов в своите статии твърди, че вторият закон на термодинамиката „се отличава със своя капризен характер“. „Почти всеки от нас има както хладилник, така и нагревател у дома, но никой от нас не забеляза, че те започнаха да се движат по време на работа. Обратно, липсата на хладилник или нагревател не означава липса на движение. Въз основа на това той предлага гравитационна равнина под формата на лист, чиято една страна е гладка, а другата грапава (фиг. 2). Този летящ килим се повдига не от двигател, който изгаря гориво, а от въздействието на въздушни молекули, чиято сила от грапавата страна се различава с 10 процента или повече от силата, с която атмосферата притиска гладка повърхност.

Ориз. 2. Магическият килим на Герасимов

В резултат на това, според изчисленията на Герасимов, един квадратен метър „килим“ може да повдигне 10 тона товар. Въпреки че авторът не е направил модел на гравитационната равнина, той все пак твърди, че „това, което е възможно, със сигурност ще се прояви не само на хартия, но и под формата на подходящо техническо устройство“. За съжаление, асистентът е забравил (или не е знаел) училищния курс по физика, според който налягането на въздуха от двете страни на листа е еднакво.

Учените от Института по обща физика на Руската академия на науките S.I. също не се примиряват с втория закон. Яковленко, С.А. Майоров и А.Н. Ткачев. Техният компютърен експеримент показа, че термично изолираната кулонова плазма се нагрява сама, без никаква външни влияния. По някаква причина те не направиха „вечен“ нагревател на този принцип, въпреки че можеха да станат известни и да направят пари.
Вторият закон гласи, че е невъзможно да се концентрира топлинна енергия, т.е. хаотичен механично движениечастици на средата и получаване на работа от това. Възможно ли е да се използва енергията на електромагнитното излъчване, което възниква в среда, когато нейните молекули се сблъскват една с друга? Това е термично електромагнитно излъчванезаема широк честотен диапазон и се намира в инфрачервената област на спектъра при стайна температура, измествайки се към видимата област при температури на околната среда над 500 - 1000 ° C. Електромагнитното излъчване може да бъде концентрирано с помощта на лещи, огледала, дифракционни решеткисъответния диапазон на дължината на вълната.

Инженер Е. Шу от Ногинск в „Технологии за младостта” № 2/2003 предложи използването на въртяща се маса във вечен двигател като този, използван от P.N. Лебедев за измерване на леко налягане. Едната страна на остриетата е огледална, а другата е почернена. Според автора, грамофонът трябва да се върти, тъй като налягането на електромагнитното излъчване от огледалната страна, от която се отразяват фотоните, е два пъти по-голямо от черната страна, от която се абсорбират. Неработоспособността на устройството е очевидна, тъй като самата почернена страна на остриетата излъчва фотони и балансира натиска с техния откат.

За да развия ума на любознателен читател, аз самият предложих тройка вечни двигатели, които „концентрират“ електромагнитното излъчване на околната среда. Един от тях е показан на фиг. 3.

Ориз. 3.

В топлоизолирано помещение 1 има турбина 2 с огледални лопатки 3. От едната страна на турбината има концентратор на електромагнитно излъчване - вдлъбнато огледало 4, а от другата има стена 5 на помещението, боядисана в черно . Радиацията от стената пада от страната на острието 3, обърната към стената 5, а радиацията, концентрирана от огледалото 4, пада от противоположната страна, тъй като налягането на електромагнитните вълни е право пропорционално на плътността на енергията (или броя на падащите фотони), тогава, за разлика от устройството Шу, натискът от различните страни на лопатките ще имаме различни. Така че, ако диаметърът на огледалото е 1 m, а острието е 1 cm, тогава плътността на излъчване и съответно налягането от страната на огледалото ще бъде 10 000 пъти по-голямо, отколкото от противоположната страна, където попада неконцентрираният поток. В резултат на това се появява диференциална сила и турбината трябва да започне да се върти. За да се подобри ефектът, подобни концентратори могат да бъдат насочени към други остриета. Разбира се, получената сила е много малка, но P.N. Грамофонът на Лебедев се въртеше! И най-важното, самият факт на получаване на работа без нагревател и хладилник, поради вътрешна енергиясряда!

Втората версия на такъв двигател съдържа почернен парен котел 1, върху който топлинното електромагнитно излъчване от стените на топлоизолирана стая 3 (околната среда) се фокусира от лещи 2 (фиг. 4)

Ориз. 4.

Котел 1 е свързан чрез тръби с парна машина 4, чийто хладилник е околната среда. Тъй като плътността на фокусирания поток от топлинно електромагнитно излъчване от околната среда, падащо върху стените на котела, е хиляди пъти по-голяма от нефокусираната, температурата на котела ще започне да се повишава и ще стане по-висока от температурата на околната среда и стените на помещението До. Термодинамичното равновесие ще настъпи при температура Т, когато мощността на излъчване на стените на котела стане равна на падащата. Когато е в равновесие, котелът не консумира енергия от околната среда. Сега нека напълним котела с течност, кипяща при температура Tk, намираща се някъде по средата между To и T. Течността ще започне да кипи и нейната пара ще задейства машина 4. Кипящата течност ще поддържа температурата на котела при ниво Tk, по-малко от равновесното T. Следователно, термодинамичното равновесие няма да бъде постигнато и енергията на радиация, падаща върху котела, винаги ще бъде по-голяма от енергията, излъчвана от него. По този начин непрекъснатото подаване на енергия от околната среда към котела ще осигури вечна работа на парната машина без разход на гориво.
Не е ли по-добре концентрираното електромагнитно излъчване от околната среда директно да се преобразува в електричество, например, използвайки фотоволтаични клетки (фиг. 5)? Тук фокусиран от огледало 4 инфрачервено лъчениесреда 3 (например стените на стая) попада върху фотоклетка 1, където се преобразува в електрически ток, който отива към товар 2.

Ориз. 5

Фотодетекторите дори откриват фоново („реликтово“) лъчение от Вселената, въпреки че нивото му е много по-ниско от нашето и съответства на лъчението на черно тяло с температура само 2,7 К. Следователно е възможно последният вариант да работи дори в космоса.
Ако някой хареса тези мои „луди“ идеи и изгради първия в света работещ прототип на такъв вечен двигател, то това според В.К. Ощепкова, „по отношение на практическите последствия... може да се сравни само с откритието примитивен човекметоди за изкуствено предизвикване на огън." За съжаление моите вечни двигатели също не работят, което не изисква експерименти за проверка. Факт е, че електромагнитното излъчване на околната среда е изотропно - то пада от всички страни с еднакъв интензитет и следователно е невъзможно да се фокусира с леща, огледало или друго устройство.

Така всички опити да ни зарадват с безплатна енергия, взета от равновесната среда, са безполезни и ще си останат мечта на изобретателите, отнемана напразно работно време. За да се получи работа или електричество от топлина, е необходима температурна разлика, която се постига чрез нагряване или съществува в природата, например в геотермални източници.

ЛИТЕРАТУРА

1. В.Г. Родионов. Колапсът на втория закон на термодинамиката. ЖРФМ, 1996, № 1 – 12, с. 5 – 16
2. Напр. Опарин. Физически основи на енергията без гориво. Ограничения на втория закон на термодинамиката. М., Редакция URSS, 2004
3. П.К. Ощепков. Живот и мечта. М., Московски работник, 1977, 1984
4. С. Кашников. Обикновен вечен двигател. Москва Комсомолец, 5.09.1980 г
5. Н.Е. Заев. Близък обхват на енергия. ЖРФМ, 1991, № 1, с. 12 - 21
6. Н.Е. Заев. Условия за генериране на енергия от нелинейни диелектрици и ферити. ЖРФМ, 1991, № 1, с. 49 – 52; Нови аспекти на физиката. М., Обществена полза, 1996, с. 73 – 77; Руска мисъл, 1992, № 2, с. 7 – 28
7. Заявки за изобретения № 3601725, 3601726
8. ЖРФМ, 1997, № 1 – 12, с. 97 – 98
9. В. Петров. Вечните двигатели на 21 век. Етерът като източник на енергия. Инженер, 2010, № 8, с. 24 – 25
10. Б.В. Карасев. Методи за извличане на работа от среда с постоянна температура (второ съобщение). В сб. „К.Е. Циолковски: научни изследвания. наследство." Калуга, 2008, с. 264 – 265
11. В. Петров. Вечните двигатели на 21 век. Въздух и пясък като гориво. Инженер, 2010, № 5, с. 22 - 23
12. В. Федоров. Водни двигатели. Инженер, 2003, № 7, с. 12 – 14
13. В. Петров. Относно статията на В. Федоров “Водни двигатели”. Инженер, 2003, № 12, с. 5
14. С. Герасимов. Левитация: мит, реалност или парадокс? Инженер, 2009, № 12, с. 6 – 9
15. С. Герасимов. Дифузно разсейване, повдигане и втори закон на термодинамиката. Инженер, 2010, № 10, с. 2 – 5
16. S.A. Герасимов. За левитацията и екранирането в газовата динамика. Въпроси на приложната физика, 2005, № 12
17. S.A. Герасимов. Дифузно разсейване и газодинамична левитация. Съвременни високи технологии, 2010, № 1
18. О. Лебедев. Възможно ли е да се наруши вторият закон на термодинамиката? Изобретател и новатор, 1995, № 1, с. 18
19. В. Петров. За черното тяло и огледалото. Технологии за младежта, 2004, № 2, с. 15
20. В. Петров. Използване на топлина от околната среда. Инженер, 2011, № 4, с. 24 - 26

Топлинният поток Q p през повърхността S st на стените на сушилнята се изчислява с помощта на уравнението за пренос на топлина:

Q p = k*Δt avg *S st,

Коефициентът на топлопреминаване k се изчислява по формулата за многослойна стена:

където δ и λ са дебелината и коефициентът на топлопроводимост съответно на различните слоеве облицовка и топлоизолация.

Нека намерим стойността на критерия Re:

Re=v*l/υ=2,5 m/s*1,65 m/29*10 -6 m 2 /s=142241

Nu=0,66*Re 0,5 *Pr 0,33 =0,66*142241 0,5 *1,17 0,33 =262,2.

Коефициент на топлопреминаване α от сушилния агент към вътрешната повърхност на стените:

α 1 =Nu* λ/l=262,2*3,53*10 -2 W/(m*K)/1,65 m=5,61 W/m 2 *K.

Общият коефициент на топлопреминаване чрез конвекция и излъчване от външната стена към околния въздух:

α 2 =9,74+0,07*(t st -t c),

където t cf е температурата на външната стена, t st =40 0 C,

t in – температура на околния въздух, t in = 20 0 C,

α 2 =9,74+0,07*(40 0 C-20 0 C)=11,14 W/m 2 *K.

Въз основа на температурата на газовете избираме дебелината на облицовката (Таблица 3.1)

облицовки –

шамот – 125 мм

стомана – 20 мм

шамот – 1,05 W/m*K

стомана - 46,5 W/m*K

Намираме коефициента на топлопреминаване:

Определяме повърхността на стената S st:

S st =π*d*l=3.14*1.6 m*8 m=40.2 m 2,

Q p =2,581 W/(m 2 *K)*89 0 C*40,2 m 2 =9234 W.

Специфичните топлинни загуби в околната среда се определят по формулата:

където W е масата на влагата, отстранена от изсушения материал за 1 s.

q p =9234 W/0,061 kg/s=151377,05 W*s/kg.

2.3. Изчисляване на нагревател за сушене на въздух

Общото количество топлина Q 0 се изчислява по формулата:

Q 0 =L*(I 1 -I 0)

Q 0 =2,46 kg/s *(159 kJ/kg +3,35 kJ/kg)=399,381 kW

Нека изчислим средната температурна разлика, използвайки формулата на логаритмичното уравнение:

където Δt m =t 1 -t 2n

Δt b =t 1 -t 2k

t 1 - температура на нагряване на пара (равна на температурата на насищане на пара при дадено налягане).

При налягане 5,5 атм. t 1 =154.6 0 C (st. 550)

t 2н, t 2к - температура на въздуха на входа на калориметъра и изхода от него, t 2к =150 0 С; t 2n = -7,7 0 C.

Δt b =154,6 0 C+7,7 0 C=162,3 0 C,

Δt m =154,6 0 С-150 0 С=4,6 0 С,

Топлообменната повърхност S t на калориметъра се определя от уравнението за топлопреминаване:

S t =Q 0 /k Δt ср.,

където k е коефициентът на топлопреминаване, който за ребристите нагреватели се прилага в зависимост от масовата скорост на въздуха ρ*v. Нека ρ*v =3 kg/m 2 *s; тогава k=30 W/m 2 *k.

Намерете необходимия брой n нагревателни секции:

n k. =S t / S s,

където S с е топлообменната повърхност на сечението.

Да вземем оребрен нагревател:

Тъй като действителният брой секции е избран с 15-20% марж, тогава n =6,23+6,23*0,15=7,2≈8 секции.

Масовата скорост на въздуха в нагревателя се изчислява:

където L е дебитът на абсолютно сух въздух,