การสูญเสียเล็กน้อยต่อสิ่งแวดล้อม มลพิษทางความร้อนของสิ่งแวดล้อมคืออะไร

สำหรับ ลดการใช้ความร้อนจำเป็นต้องเข้มงวด การบัญชีการสูญเสียความร้อนในอุปกรณ์เทคโนโลยีและเครือข่ายการทำความร้อน- การสูญเสียความร้อนขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์และท่อการทำงานที่ถูกต้องและประเภทของฉนวน

การสูญเสียความร้อน (W) คำนวณโดยใช้สูตร

ความต้านทานความร้อนรวมขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์และท่อ:

สำหรับท่อหุ้มฉนวนที่มีฉนวนชั้นเดียว:

สำหรับท่อหุ้มฉนวนที่มีฉนวนสองชั้น:

สำหรับอุปกรณ์เทคโนโลยีที่มีผนังแบนหรือทรงกระบอกหลายชั้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 2 ม.:

สำหรับอุปกรณ์เทคโนโลยีที่มีผนังแบนหรือทรงกระบอกหลายชั้นที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 2 ม.:

ไปที่ผนังด้านในของท่อหรืออุปกรณ์และจากพื้นผิวด้านนอกของผนังถึง สิ่งแวดล้อม, มี/(ม. 2 - K); X tr, ?. st, Xj - ค่าการนำความร้อนตามลำดับของวัสดุท่อ, ฉนวน, ผนังอุปกรณ์, ชั้น i-th ของผนัง, W/(m · K); 5 ส. — ความหนาของผนังเครื่อง, ม.

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร

หรือตามสมการเชิงประจักษ์

การถ่ายเทความร้อนจากผนังของท่อหรืออุปกรณ์สู่สิ่งแวดล้อมนั้นมีลักษณะเป็นสัมประสิทธิ์ a n [W/(m 2 K)] ซึ่งถูกกำหนดโดยเกณฑ์หรือสมการเชิงประจักษ์:

ตามสมการเกณฑ์:

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a b i a n คำนวณโดยใช้เกณฑ์หรือสมการเชิงประจักษ์ หากน้ำยาหล่อเย็นร้อนจัด น้ำร้อนหรือการควบแน่นของไอน้ำ แล้ว a in > a n เช่น R B< R H , и величиной R B можно пренебречь. Если горячим теплоносителем является воздух или перегретый пар, то а в [Вт/(м 2 - К)] рассчитывают по критериальным уравнениям:

ตามสมการเชิงประจักษ์:

ฉนวนกันความร้อนของอุปกรณ์และท่อทำจากวัสดุที่มีค่าการนำความร้อนต่ำ ฉนวนกันความร้อนที่คัดสรรมาอย่างดีสามารถลดการสูญเสียความร้อนสู่พื้นที่โดยรอบได้ 70% ขึ้นไป นอกจากนี้ยังเพิ่มผลผลิตของการติดตั้งระบบระบายความร้อนและปรับปรุงสภาพการทำงาน

ฉนวนกันความร้อนของท่อส่วนใหญ่ประกอบด้วยชั้นเดียวปิดทับด้านบนเพื่อความแข็งแรงด้วยชั้นโลหะแผ่น (เหล็กมุงหลังคา อลูมิเนียม ฯลฯ) ปูนแห้งจากปูนซีเมนต์ เป็นต้น หากใช้ชั้นโลหะปิดทับ ความต้านทานความร้อนสามารถละเลยได้ หากชั้นเคลือบเป็นปูนปลาสเตอร์ค่าการนำความร้อนจะแตกต่างจากค่าการนำความร้อนของฉนวนกันความร้อนเล็กน้อย ในกรณีนี้ความหนาของชั้นเคลือบคือ mm: สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 100 มม. - 10 สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 100-1,000 มม. - 15; สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ - 20

ความหนาของฉนวนกันความร้อนและชั้นเคลือบไม่ควรเกินความหนาสูงสุด ขึ้นอยู่กับน้ำหนักของท่อและขนาดโดยรวม ในตาราง ตารางที่ 23 แสดงค่าความหนาสูงสุดของฉนวนท่อไอน้ำที่แนะนำโดยมาตรฐานการออกแบบฉนวนกันความร้อน

ฉนวนกันความร้อนของอุปกรณ์เทคโนโลยีสามารถเป็นชั้นเดียวหรือหลายชั้นได้ การสูญเสียความร้อนผ่านความร้อน

ฉนวนขึ้นอยู่กับประเภทของวัสดุ การสูญเสียความร้อนในท่อคำนวณต่อความยาวท่อ 1 และ 100 ม. ในอุปกรณ์เทคโนโลยี - ต่อพื้นผิวของอุปกรณ์ 1 ม. 2

ชั้นของสารปนเปื้อนบนผนังด้านในของท่อสร้างความต้านทานความร้อนเพิ่มเติมสำหรับการถ่ายเทความร้อนสู่พื้นที่โดยรอบ ความต้านทานความร้อน R (m. K/W) ระหว่างการเคลื่อนที่ของสารหล่อเย็นบางชนิดมีค่าดังต่อไปนี้:

ในท่อที่จัดหาโซลูชั่นทางเทคโนโลยีให้กับอุปกรณ์และสารหล่อเย็นร้อนให้กับหน่วยแลกเปลี่ยนความร้อนจะมีชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซึ่งส่วนหนึ่งของความร้อนของการไหลจะหายไป การสูญเสียความร้อนเฉพาะจุด (W/m) ถูกกำหนดโดยสูตร

ค่าสัมประสิทธิ์ความต้านทานเฉพาะของอุปกรณ์ท่อมีค่าดังต่อไปนี้:

เมื่อรวบรวมตาราง 24 ทำการคำนวณการสูญเสียความร้อนจำเพาะสำหรับท่อเหล็กไม่มีตะเข็บ (ความดัน< 3,93 МПа). При расчете тепловых потерь исходили из следующих данных: тем-

อุณหภูมิอากาศในห้องอยู่ที่ 20 °C; ความเร็วระหว่างการพาความร้อนอิสระคือ 0.2 m/s; แรงดันไอน้ำ - 1x10 5 Pa; อุณหภูมิของน้ำ - 50 และ 70 °C; ฉนวนกันความร้อนทำด้วยใยหินชั้นเดียว = 0.15 W/(m · K) สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a„ = 15 W/(m 2 - K)

ตัวอย่างที่ 1 การคำนวณการสูญเสียความร้อนจำเพาะในท่อส่งไอน้ำ

ตัวอย่างที่ 2 การคำนวณการสูญเสียความร้อนจำเพาะในท่อที่ไม่หุ้มฉนวน

เงื่อนไขที่กำหนด

ท่อเหล็กเส้นผ่านศูนย์กลาง 108 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนด d y = 100 มม. อุณหภูมิไอน้ำ 110°C อุณหภูมิแวดล้อม 18°C ค่าการนำความร้อนของเหล็ก X = 45 W/(m · K)

ข้อมูลที่ได้รับบ่งชี้ว่าการใช้ฉนวนกันความร้อนลดลง การสูญเสียความร้อนต่อความยาวท่อ 1 ม. 2.2 เท่า

การสูญเสียความร้อนจำเพาะ W/m2 ในอุปกรณ์เทคโนโลยีสำหรับการฟอกและการผลิตแบบเต็มตัวคือ:

ตัวอย่างที่ 3 การคำนวณการสูญเสียความร้อนจำเพาะในอุปกรณ์เทคโนโลยี

1. กลอง "ยักษ์" ทำจากต้นสนชนิดหนึ่ง

2. เครื่องอบผ้าจาก Hirako Kinzoku

3. เรือยาวสำหรับย้อมหมวกเบเร่ต์ ทำจากสแตนเลส [k = 17.5 W/(m-K)]; ไม่มีฉนวนกันความร้อน ขนาดโดยรวมของเรือยาว 1.5 x 1.4 x 1.4 ม. ความหนาของผนัง 8 ST = 4 มม. อุณหภูมิกระบวนการ t = = 90 °C; อากาศในห้องปฏิบัติการ / av = 20 °C ความเร็วลมในห้องทำงาน v = 0.2 ม./วินาที

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a สามารถคำนวณได้ดังนี้ a = 9.74 + 0.07 At ที่ /av = 20 °C a คือ 10-17 W/(m 2 K)

หากพื้นผิวของสารหล่อเย็นของอุปกรณ์เปิดอยู่ การสูญเสียความร้อนจำเพาะจากพื้นผิวนี้ (W/m2) จะถูกคำนวณโดยใช้สูตร

บริการอุตสาหกรรม "มังกร" (บริเตนใหญ่) เสนอให้ใช้ระบบ "Alplas" เพื่อลดการสูญเสียความร้อนจากพื้นผิวเปิดของสารหล่อเย็น ระบบนี้ใช้ลูกบอลลอยโพลีโพรพีลีนกลวงซึ่งปกคลุมพื้นผิวของของเหลวเกือบทั้งหมด การทดลองแสดงให้เห็นว่าที่อุณหภูมิของน้ำในถังเปิดที่ 90 °C การสูญเสียความร้อนเมื่อใช้ลูกบอลหลายชั้นจะลดลง 69.5% สองชั้น - 75.5%

ตัวอย่างที่ 4 การคำนวณการสูญเสียความร้อนจำเพาะผ่านผนังของชุดอบแห้ง

ผนังของหน่วยอบแห้งสามารถทำได้ วัสดุต่างๆ- พิจารณาการออกแบบผนังดังต่อไปนี้:

1. เหล็กสองชั้น 5 ST = หนา 3 มม. พร้อมฉนวนระหว่างชั้นในรูปของแผ่นใยหิน 5 I = หนา 3 ซม. และค่าการนำความร้อน X U = 0.08 W/(m · K)

สมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำสร้างความเท่าเทียมกันระหว่างปริมาณความร้อนที่เข้าสู่หน่วยและการบริโภค ขึ้นอยู่กับความสมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำ ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงจะถูกกำหนดและคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ การกระทำที่เป็นประโยชน์ซึ่งก็คือ ลักษณะที่สำคัญที่สุดประสิทธิภาพการใช้พลังงานของหม้อไอน้ำ

ในหน่วยหม้อไอน้ำ พลังงานที่จับกับสารเคมีของเชื้อเพลิงจะถูกแปลงเป็นความร้อนทางกายภาพของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ได้ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ความร้อนนี้ใช้ไปกับการผลิตและการทำให้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งหรือน้ำร้อน เนื่องจากการสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ระหว่างการถ่ายเทความร้อนและการแปลงพลังงาน ผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้น (ไอน้ำ น้ำ ฯลฯ) จึงดูดซับความร้อนเพียงบางส่วนเท่านั้น อีกส่วนประกอบด้วยการสูญเสียซึ่งขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพขององค์กรของกระบวนการแปลงพลังงาน (การเผาไหม้เชื้อเพลิง) และการถ่ายเทความร้อนไปยังผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้น

สมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำประกอบด้วยการสร้างความเท่าเทียมกันระหว่างปริมาณความร้อนที่จ่ายให้กับหน่วยและผลรวมของความร้อนที่ใช้และการสูญเสียความร้อน สมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำถูกรวบรวมสำหรับเชื้อเพลิงแข็งหรือของเหลว 1 กิโลกรัมหรือสำหรับก๊าซ 1 ลบ.ม. สมการที่สมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำสำหรับสถานะความร้อนคงที่ของหน่วยเขียนในรูปแบบต่อไปนี้:

Q r / r = Q 1 + ∑Q n

คิว พี / พี = คิว 1 + คิว 2 + คิว 3 + คิว 4 + คิว 5 + คิว 6 (19.3)

โดยที่ Q r / r คือความร้อนที่มีอยู่ Q 1 - ใช้ความร้อน ∑ถาม n - การสูญเสียทั้งหมด- Q 2 - การสูญเสียความร้อนด้วยก๊าซไอเสีย Q 3 - การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ของสารเคมี Q 4 - การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ทางกลที่ไม่สมบูรณ์ คำถามที่ 5 - การสูญเสียความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม คำถามที่ 6 - การสูญเสียความร้อนด้วยความร้อนทางกายภาพของตะกรัน

หากแต่ละพจน์ทางด้านขวาของสมการ (19.3) หารด้วย Q p/ p และคูณด้วย 100% เราจะได้สมการประเภทที่สองซึ่งสมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำคือ:

คิว 1 + คิว 2 + คิว 3 + คิว 4 + คิว 5 + คิว 6 = 100% (19.4)

ในสมการ (19.4) ค่า q 1 แสดงถึงประสิทธิภาพโดยรวมของการติดตั้ง โดยไม่ได้คำนึงถึงต้นทุนด้านพลังงานในการบริการติดตั้งหม้อไอน้ำ: การขับเครื่องดูดควัน พัดลม เครื่องป้อน และค่าใช้จ่ายอื่นๆ ประสิทธิภาพ "สุทธิ" น้อยกว่าประสิทธิภาพ "รวม" เนื่องจากคำนึงถึงต้นทุนพลังงานสำหรับความต้องการของการติดตั้งเอง

ฝั่งขาเข้าด้านซ้ายของสมการสมดุลความร้อน (19.3) คือผลรวมของปริมาณต่อไปนี้:

Q p / p = Q p / n + Q v.vn + Q ไอน้ำ + Q Physical.t (19.5)

โดยที่ Q B.BH คือ ความร้อนที่เข้าสู่หน่วยหม้อไอน้ำที่มีอากาศต่อเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม ความร้อนนี้จะถูกนำมาพิจารณาเมื่ออากาศร้อนภายนอกหน่วยหม้อไอน้ำ (เช่นในเครื่องทำความร้อนไอน้ำหรือไฟฟ้าที่ติดตั้งก่อนเครื่องทำความร้อนอากาศ) หากอากาศร้อนในเครื่องทำความร้อนอากาศเท่านั้นความร้อนนี้จะไม่นำมาพิจารณาเนื่องจากจะถูกส่งกลับไปยังเตาเผาของตัวเครื่อง ไอน้ำ Q - ความร้อนที่นำเข้าสู่เตาเผาด้วยไอน้ำเป่า (หัวฉีด) ต่อเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม ความร้อนทางกายภาพ Q - ความร้อนทางกายภาพ 1 กิโลกรัมหรือ 1 ลบ.ม. ของเชื้อเพลิง

ความร้อนที่เกิดกับอากาศจะคำนวณโดยความเท่าเทียมกัน

Q B.BH = β V 0 C p (T g.in - T x.in)

โดยที่ β คืออัตราส่วนของปริมาณอากาศที่ทางเข้าไปยังเครื่องทำความร้อนอากาศต่อปริมาณที่ต้องการทางทฤษฎี с р - ความจุความร้อนไอโซบาริกเฉลี่ยของปริมาตรอากาศ ที่อุณหภูมิอากาศสูงถึง 600 K สามารถพิจารณาได้ด้วย p = 1.33 kJ/(m 3 K) T g.v - อุณหภูมิของอากาศร้อน K; T อากาศเย็น คือ อุณหภูมิของอากาศเย็น โดยทั่วไปจะอยู่ที่ 300 K

ความร้อนที่นำมาใช้กับไอน้ำเพื่อทำให้น้ำมันเชื้อเพลิงเป็นละออง (ไอน้ำแบบหัวฉีด) พบได้โดยใช้สูตร:

คู่ Q = W f (if - r)

โดยที่ W f - ปริมาณการใช้ไอน้ำของหัวฉีดเท่ากับ 0.3 - 0.4 กก./กก. i f - เอนทาลปีของไอน้ำจากหัวฉีด, kJ/kg; r คือความร้อนของการกลายเป็นไอ kJ/kg

ความร้อนทางกายภาพของเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัม:

Q ฟิสิคัล t - s t (T t - 273)

โดยที่ c t คือความจุความร้อนของเชื้อเพลิง kJ/(kgK) Tt - อุณหภูมิน้ำมันเชื้อเพลิง, K.

ค่าของคิวฟิสิคัล t มักจะไม่มีนัยสำคัญและไม่ค่อยนำมาพิจารณาในการคำนวณ ข้อยกเว้นคือน้ำมันเชื้อเพลิงและก๊าซที่ติดไฟได้แคลอรี่ต่ำ ซึ่งค่า Q ทางกายภาพ t มีความสำคัญและต้องนำมาพิจารณาด้วย

หากไม่มีการอุ่นอากาศและเชื้อเพลิงและไม่ได้ใช้ไอน้ำเพื่อทำให้เชื้อเพลิงเป็นอะตอม ดังนั้น Q p / p = Q p / n เงื่อนไขการสูญเสียความร้อนในสมการสมดุลความร้อนของหน่วยหม้อไอน้ำคำนวณตามความเท่าเทียมกันที่ระบุด้านล่าง

1. การสูญเสียความร้อนด้วยก๊าซไอเสีย Q 2 (q 2) ถูกกำหนดเป็นความแตกต่างระหว่างเอนทัลปีของก๊าซที่ทางออกของชุดหม้อไอน้ำและอากาศที่เข้าสู่หน่วยหม้อไอน้ำ (เครื่องทำความร้อนแบบอากาศคู่) เช่น

โดยที่ V r คือปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมกำหนดโดยสูตร (18.46) m 3 /กก. c р.r, с р.в - ปริมาตรเฉลี่ย ความจุความร้อนไอโซบาริกผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงและอากาศ ซึ่งหมายถึงความจุความร้อน ส่วนผสมของแก๊ส(§ 1.3) การใช้ตาราง (ดูภาคผนวก 1) Tx, Tx.in - อุณหภูมิของก๊าซไอเสียและอากาศเย็น a คือค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงการสูญเสียจากการเผาไหม้เชิงกลของเชื้อเพลิง

หน่วยหม้อไอน้ำและเตาเผาอุตสาหกรรมมักจะทำงานภายใต้สุญญากาศ ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องดูดควันและปล่องไฟ ส่งผลให้มีการรั่วซึมในรั้วตลอดจนผ่านช่องตรวจสอบ ฯลฯ อากาศจำนวนหนึ่งถูกดูดเข้ามาจากบรรยากาศซึ่งจะต้องคำนึงถึงปริมาตรเมื่อคำนวณ Ix

เอนทัลปีของอากาศทั้งหมดที่เข้าสู่ตัวเครื่อง (รวมถึงถ้วยดูด) ถูกกำหนดโดยสัมประสิทธิ์ของอากาศส่วนเกินที่ทางออกของการติดตั้ง α ух = α t + ∆α

การรั่วไหลของอากาศทั้งหมดในการติดตั้งหม้อไอน้ำไม่ควรเกิน ∆α = 0.2 ÷ 0.3

จากการสูญเสียความร้อนทั้งหมด ค่าของ Q 2 มีค่ามากที่สุด ค่าของ Q 2 จะเพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน อุณหภูมิของก๊าซไอเสีย ความชื้นของเชื้อเพลิงแข็ง และการบัลลาสต์ของเชื้อเพลิงก๊าซที่มีก๊าซที่ไม่ติดไฟ การดูดอากาศที่ลดลงและคุณภาพการเผาไหม้ที่ดีขึ้น ส่งผลให้การสูญเสียความร้อน Q 2 ลดลงเล็กน้อย ปัจจัยกำหนดหลักที่มีอิทธิพลต่อการสูญเสียความร้อนจากก๊าซไอเสียคืออุณหภูมิ เพื่อลด Tx พื้นที่ของพื้นผิวทำความร้อนที่ใช้ความร้อน - เครื่องทำความร้อนอากาศและเครื่องประหยัด - จะเพิ่มขึ้น

ค่า Tx ไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพของหน่วยเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อต้นทุนเงินทุนที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งเครื่องทำความร้อนอากาศหรือเครื่องประหยัดอีกด้วย เมื่อ Tx ลดลง ประสิทธิภาพจะเพิ่มขึ้น และการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงและต้นทุนก็ลดลง อย่างไรก็ตามสิ่งนี้จะเพิ่มพื้นที่ของพื้นผิวที่ใช้ความร้อน (ที่ความดันอุณหภูมิต่ำจะต้องเพิ่มพื้นที่ผิวแลกเปลี่ยนความร้อนดูมาตรา 16.1) ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการติดตั้งและต้นทุนการดำเนินงานเพิ่มขึ้น ดังนั้นสำหรับหน่วยหม้อไอน้ำที่ออกแบบใหม่หรือการติดตั้งที่ใช้ความร้อนอื่น ๆ ค่าของ Tx จะถูกกำหนดจากการคำนวณทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ซึ่งคำนึงถึงอิทธิพลของ Tx ไม่เพียงแต่ต่อประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจำนวนต้นทุนเงินทุนและการดำเนินงานด้วย ค่าใช้จ่าย

อื่น ปัจจัยสำคัญซึ่งมีอิทธิพลต่อการเลือก Tx คือปริมาณกำมะถันในน้ำมันเชื้อเพลิง ที่อุณหภูมิต่ำ (น้อยกว่าอุณหภูมิจุดน้ำค้าง ก๊าซไอเสีย) เกิดการควบแน่นของไอน้ำบนท่อพื้นผิวทำความร้อนได้ เมื่อทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไดออกไซด์และ ซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ซึ่งมีอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้เกิดเป็นซัลเฟอร์ไดออกไซด์และ กรดซัลฟิวริก- ส่งผลให้พื้นผิวที่ให้ความร้อนเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง

หน่วยหม้อไอน้ำและเตาเผาที่ทันสมัย วัสดุก่อสร้างมี Tx = 390 - 470 K เมื่อเผาแก๊สและเชื้อเพลิงแข็งที่มีความชื้นต่ำ Tx - 390 - 400 K ถ่านหินเปียก

Tx = 410 - 420 K, น้ำมันเชื้อเพลิง Tx = 440 - 460 K.

ความชื้นของเชื้อเพลิงและก๊าซเจือปนที่ไม่ติดไฟคือบัลลาสต์ที่ก่อตัวเป็นแก๊ส ซึ่งจะเพิ่มปริมาณของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ได้รับระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิง ในกรณีนี้ การสูญเสีย Q 2 เพิ่มขึ้น

เมื่อใช้สูตร (19.6) ควรคำนึงถึงปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้โดยไม่คำนึงถึงการเผาไหม้เชื้อเพลิงทางกล จำนวนที่แท้จริงของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้โดยคำนึงถึงความไม่สมบูรณ์ทางกลของการเผาไหม้จะน้อยกว่า สถานการณ์นี้นำมาพิจารณาโดยการแนะนำปัจจัยการแก้ไข a = 1 - p 4 /100 ลงในสูตร (19.6)

2. การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ของสารเคมี Q 3 (q 3) ก๊าซที่ทางออกจากเตาอาจมีผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้เชื้อเพลิง CO, H 2, CH 4 ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งความร้อนของการเผาไหม้ซึ่งไม่ได้ใช้ในปริมาณการเผาไหม้และต่อไปตามเส้นทางหน่วยหม้อไอน้ำ ความร้อนรวมของการเผาไหม้ของก๊าซเหล่านี้ทำให้เกิดการเผาไหม้ของสารเคมีน้อยเกินไป สาเหตุของการไหม้เนื่องจากสารเคมีอาจเป็น:

• ขาดสารออกซิไดซ์ (α<; 1);
• การผสมเชื้อเพลิงกับออกซิไดเซอร์ไม่ดี (α ≥ 1);
• อากาศส่วนเกินขนาดใหญ่
• การปล่อยพลังงานจำเพาะต่ำหรือสูงเกินไปในห้องเผาไหม้ q v, kW/m 3

การขาดอากาศนำไปสู่ความจริงที่ว่าองค์ประกอบที่ติดไฟได้ของผลิตภัณฑ์ก๊าซจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์อาจไม่เผาไหม้เลยเนื่องจากขาดตัวออกซิไดเซอร์

การผสมเชื้อเพลิงกับอากาศไม่ดีทำให้เกิดการขาดออกซิเจนในพื้นที่เผาไหม้หรือในทางกลับกันทำให้เกิดส่วนเกินจำนวนมาก อากาศส่วนเกินจำนวนมากทำให้อุณหภูมิการเผาไหม้ลดลง ซึ่งจะลดอัตราปฏิกิริยาการเผาไหม้และทำให้กระบวนการเผาไหม้ไม่เสถียร

การปล่อยความร้อนจำเพาะต่ำในเตาเผา (q v = BQ p / n /V t โดยที่ B คือปริมาณการใช้เชื้อเพลิง V T คือปริมาตรของเตาเผา) ทำให้เกิดการกระจายความร้อนที่รุนแรงในปริมาณการเผาไหม้และทำให้อุณหภูมิลดลง ค่า qv ที่มากเกินไปยังทำให้เกิดการเผาไหม้ของสารเคมีอีกด้วย สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าการเสร็จสิ้นปฏิกิริยาการเผาไหม้นั้นต้องใช้เวลาที่แน่นอน และด้วยค่า qv ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ เวลาที่ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศยังคงอยู่ในปริมาตรการเผาไหม้ (เช่น ในเขตที่มีอุณหภูมิสูงสุด) ไม่เพียงพอและนำไปสู่การปรากฏตัวของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ในผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เป็นก๊าซ ในเตาเผาของหน่วยหม้อไอน้ำสมัยใหม่ ค่า qv ที่อนุญาตจะอยู่ที่ 170 - 350 kW/m 3 (ดูมาตรา 19.2)

สำหรับหน่วยหม้อไอน้ำที่ออกแบบใหม่ ค่า qv จะถูกเลือกตามข้อมูลมาตรฐาน ขึ้นอยู่กับประเภทของเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ วิธีการเผาไหม้ และการออกแบบอุปกรณ์การเผาไหม้ ในระหว่างการทดสอบความสมดุลของหน่วยหม้อไอน้ำที่ใช้งาน ค่าของ Q 3 จะถูกคำนวณตามข้อมูลการวิเคราะห์ก๊าซ

เมื่อเผาเชื้อเพลิงแข็งหรือเชื้อเพลิงเหลว ค่าของ Q 3, kJ/kg สามารถกำหนดได้จากสูตร (19.7)

3. การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงทางกลที่ไม่สมบูรณ์ Q 4 (g 4) เมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงแข็ง สิ่งตกค้าง (เถ้า ตะกรัน) อาจมีสารที่ติดไฟได้ที่ไม่เผาไหม้จำนวนหนึ่ง (ส่วนใหญ่เป็นคาร์บอน) เป็นผลให้พลังงานที่จับกับสารเคมีของเชื้อเพลิงสูญเสียไปบางส่วน

การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้ทางกลที่ไม่สมบูรณ์รวมถึงการสูญเสียความร้อนเนื่องจาก:

• ความล้มเหลวของอนุภาคเชื้อเพลิงขนาดเล็กผ่านช่องว่างในตะแกรง Q pr (q pr);
• การกำจัดเชื้อเพลิงที่ไม่เผาไหม้บางส่วนด้วยตะกรันและเถ้า Q shl (q shl);
• การกักเก็บอนุภาคเชื้อเพลิงขนาดเล็กโดยก๊าซไอเสีย Q un (q un)

Q 4 - Q pp + Q un + Q shl

การสูญเสียความร้อน q yn รับค่าจำนวนมากในระหว่างการลุกไหม้ของเชื้อเพลิงที่แหลกลาญเช่นเดียวกับเมื่อเผาถ่านหินที่ไม่จับตัวเป็นก้อนในชั้นบนตะแกรงแบบตายตัวหรือแบบเคลื่อนย้ายได้ ค่าของ q un สำหรับเตาเผาแบบหลายชั้นขึ้นอยู่กับการปล่อยพลังงานจำเพาะที่ชัดเจน (แรงดันความร้อน) ของกระจกเผาไหม้ q R, kW/m 2 เช่น ปริมาณพลังงานความร้อนที่ปล่อยออกมาต่อชั้นเชื้อเพลิงที่เผาไหม้ 1 m 2

ค่าที่อนุญาตของ q R BQ p / n / R (B - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง, R - พื้นที่ผิวการเผาไหม้) ขึ้นอยู่กับประเภทของเชื้อเพลิงแข็งที่ถูกเผา, การออกแบบเตาเผา, ค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน ฯลฯ ในเตาเผาแบบชั้นของหน่วยหม้อไอน้ำสมัยใหม่ค่า q R มีค่าอยู่ในช่วง 800 - 1100 kW/m 2 เมื่อคำนวณหน่วยหม้อไอน้ำจะใช้ค่า q R, q 4 = q np + q shl + q un ตามวัสดุมาตรฐาน ในระหว่างการทดสอบเครื่องชั่ง การสูญเสียความร้อนจากการเผาไหม้เชิงกลจะถูกคำนวณตามผลการวิเคราะห์ทางเทคนิคในห้องปฏิบัติการของสารตกค้างที่เป็นของแข็งแห้งสำหรับปริมาณคาร์บอน โดยทั่วไปสำหรับเรือนไฟที่มีการเติมเชื้อเพลิงแบบแมนนวล q 4 = 5 ۞ 10% และสำหรับเรือนไฟแบบกลไกและกึ่งเครื่องกล q 4 = 1 ۞ 10% เมื่อเผาเชื้อเพลิงที่แหลกลาญในเปลวไฟในหน่วยหม้อไอน้ำที่มีกำลังปานกลางและสูง q 4 = 0.5 ÷ 5%

4. การสูญเสียความร้อนสู่สิ่งแวดล้อม Q 5 (q 5) ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการและส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับขนาดและการออกแบบของหม้อไอน้ำและเตาเผา ค่าการนำความร้อนของวัสดุ และความหนาของผนังบุ ประสิทธิภาพการระบายความร้อน ของชุดหม้อไอน้ำ อุณหภูมิของชั้นนอกของซับในและอากาศโดยรอบ เป็นต้น

การสูญเสียความร้อนต่อสิ่งแวดล้อมด้วยประสิทธิภาพที่กำหนดจะถูกกำหนดตามข้อมูลมาตรฐานขึ้นอยู่กับกำลังของชุดหม้อไอน้ำและการมีพื้นผิวทำความร้อนเพิ่มเติม (เครื่องประหยัด) สำหรับหม้อต้มไอน้ำที่มีการปล่อยไอน้ำสูงถึง 2.78 กก./วินาที q 5 - 2 - 4%, สูงถึง 16.7 กก./วินาที - q 5 - 1 - 2%, มากกว่า 16.7 กก./วินาที - q 5 = 1 - 0 .5% .

การสูญเสียความร้อนต่อสิ่งแวดล้อมจะกระจายไปตามท่อก๊าซต่างๆ ของหน่วยหม้อไอน้ำ (เตาหลอม เครื่องทำความร้อนยิ่งยวด เครื่องประหยัด ฯลฯ) ตามสัดส่วนความร้อนที่ปล่อยออกมาจากก๊าซในท่อก๊าซเหล่านี้ การสูญเสียเหล่านี้ถูกนำมาพิจารณาโดยการแนะนำค่าสัมประสิทธิ์การกักเก็บความร้อน φ = 1 q 5 /(q 5 + ŵ k.a) โดยที่ ŵ k.a คือประสิทธิภาพของหน่วยหม้อไอน้ำ

5. การสูญเสียความร้อนด้วยความร้อนทางกายภาพของเถ้าและตะกรันที่ถูกลบออกจากเตาเผา Q 6 (q 6) นั้นไม่มีนัยสำคัญและควรคำนึงถึงเฉพาะการเผาไหม้ของชั้นและห้องของเชื้อเพลิงหลายเถ้า (เช่นถ่านหินสีน้ำตาล) , หินดินดาน) ซึ่งก็คือ 1 - 1, 5%

การสูญเสียความร้อนจากเถ้าร้อนและตะกรัน q 6,% คำนวณโดยใช้สูตร

โดยที่ shl คือสัดส่วนของเถ้าเชื้อเพลิงในตะกรัน C shl - ความจุความร้อนของตะกรัน; T ตะกรัน - อุณหภูมิตะกรัน

เมื่อเผาเชื้อเพลิงที่แหลกลาญวูบวาบ a sh = 1 - a un (a un คือสัดส่วนของเถ้าเชื้อเพลิงที่ถูกพัดออกจากเตาพร้อมกับก๊าซ)

สำหรับเรือนไฟแบบชั้น sl shl = a shl + a pr (a pr คือสัดส่วนของเถ้าเชื้อเพลิงใน "การจุ่ม") สำหรับการกำจัดตะกรันแห้ง อุณหภูมิของตะกรันจะเท่ากับ Tsh = 870 K

ด้วยการกำจัดตะกรันของเหลวซึ่งบางครั้งสังเกตได้ในระหว่างการเผาเชื้อเพลิงที่แหลกลาญ T ash = T ash + 100 K (T ash คืออุณหภูมิของเถ้าในสถานะละลายของเหลว) เมื่อเผาหินน้ำมันเป็นชั้น ๆ จะมีการแก้ไขปริมาณเถ้า Ar สำหรับปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ของคาร์บอเนตเท่ากับ 0.3 (CO 2) เช่น ปริมาณเถ้าจะถือว่าเท่ากับ AR + 0.3 (CO 2) r / k หากตะกรันที่ถูกลบออกอยู่ในสถานะของเหลว ค่าของ q 6 ถึง 3%

ในเตาเผาและเครื่องอบผ้าที่ใช้ในอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้าง นอกเหนือจากการพิจารณาการสูญเสียความร้อนแล้ว ยังจำเป็นต้องคำนึงถึงการสูญเสียความร้อนของอุปกรณ์การขนส่ง (เช่น รถเข็น) ซึ่งวัสดุนั้นต้องผ่านการบำบัดความร้อนด้วย การสูญเสียเหล่านี้อาจสูงถึง 4% หรือมากกว่า

ดังนั้นประสิทธิภาพ "ขั้นต้น" จึงสามารถกำหนดได้ดังนี้

ň k.a = g 1 - 100 - ∑q ขาดทุน (19.9)

เราแสดงว่าความร้อนที่ถูกดูดซับโดยผลิตภัณฑ์ที่สร้างขึ้น (ไอน้ำ, น้ำ) เป็น Qк.a, kW จากนั้นเรามี:

สำหรับหม้อไอน้ำ

Q 1 = Q k.a = D (i n.n - i p.n) + pD/100 (i - i p.v) (19.10)

สำหรับหม้อต้มน้ำร้อน

Q 1 = Q c.a = M ใน c r.v (T ออก - T ใน) (19.11)

โดยที่ D คือผลผลิตหม้อไอน้ำ, กิโลกรัม/วินาที; i p.p - เอนทาลปีของไอน้ำร้อนยวดยิ่ง (หากหม้อไอน้ำผลิตไอน้ำอิ่มตัวควรใส่ i p.v แทน (i p.v) kJ/kg; i p.v - เอนทัลปีของน้ำป้อน kJ/kg; p - ปริมาณน้ำที่ถูกดึงออกจาก หน่วยหม้อไอน้ำเพื่อรักษาปริมาณเกลือที่อนุญาตในน้ำหม้อไอน้ำ (เรียกว่าการระบายอย่างต่อเนื่องของหม้อไอน้ำ) %; i - เอนทาลปีของน้ำหม้อไอน้ำ, kJ/kg; kg/s; , kJ/(kgK); Tout - อุณหภูมิของน้ำร้อนที่ทางออกของหม้อไอน้ำ; ดีบุก - อุณหภูมิของน้ำที่ทางเข้าหม้อไอน้ำ

ปริมาณการใช้เชื้อเพลิง B, กิโลกรัม/วินาที หรือ m 3 /วินาที ถูกกำหนดโดยสูตร

B = Q k.a /(Q r / n ŵ k.a) (19.12)

ปริมาตรของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ (ดูมาตรา 18.5) ถูกกำหนดโดยไม่คำนึงถึงการสูญเสียจากการเผาไหม้เชิงกล ดังนั้นการคำนวณหน่วยหม้อไอน้ำเพิ่มเติม (การแลกเปลี่ยนความร้อนในเตาเผาการกำหนดพื้นที่พื้นผิวความร้อนในปล่องควันเครื่องทำความร้อนอากาศและเครื่องประหยัด) จึงดำเนินการตามปริมาณเชื้อเพลิงโดยประมาณ B p:

(19.13)

เมื่อเผาแก๊สและน้ำมันเชื้อเพลิง B p = B

การไหลของความร้อน Q p ผ่านพื้นผิว S st ของผนังเครื่องทำแห้งคำนวณโดยใช้สมการการถ่ายเทความร้อน:

Q p = k*Δt เฉลี่ย *S st,

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน k คำนวณโดยใช้สูตรสำหรับผนังหลายชั้น:

โดยที่ δ และ γ คือค่าสัมประสิทธิ์ความหนาและการนำความร้อนของชั้นบุและฉนวนกันความร้อนต่างๆ ตามลำดับ

มาหาค่าของเกณฑ์ Re:

Re=v*l/υ=2.5 ม./วินาที*1.65 ม./29*10 -6 ม. 2 /s=142241

Nu=0.66*Re 0.5 *ราคา 0.33 =0.66*142241 0.5 *1.17 0.33 =262.2.

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน α จากสารทำแห้งไปยังพื้นผิวด้านในของผนัง:

α 1 =นู* γ/l=262.2*3.53*10 -2 W/(m*K)/1.65 m=5.61 W/m 2 *K

ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนทั้งหมดโดยการพาความร้อนและการแผ่รังสีจากผนังด้านนอกสู่อากาศโดยรอบ:

α 2 =9.74+0.07*(เสื้อ st -t c)

โดยที่ t cf คืออุณหภูมิของผนังด้านนอก t st =40 0 C

เสื้อ ใน – อุณหภูมิอากาศโดยรอบ เสื้อใน = 20 0 C,

α 2 =9.74+0.07*(40 0 C-20 0 C)=11.14 วัตต์/ม. 2 *K

ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของก๊าซเราเลือกความหนาของเยื่อบุ (ตาราง 3.1)

วัสดุบุผิว –

ไฟเคลย์ – 125 มม

เหล็ก – 20 มม

ชามอตต์ – 1.05 วัตต์/เมตร*เค

เหล็ก - 46.5 วัตต์/ม.*เค

เราพบค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน:

เรากำหนดพื้นผิวของผนัง S st:

S เซนต์ =π*d*l=3.14*1.6 ม.*8 ม.=40.2 ม. 2 ,

Q p =2.581 W/(m 2 *K)*89 0 C*40.2 m 2 =9234 W.

การสูญเสียความร้อนจำเพาะต่อสิ่งแวดล้อมถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ W คือมวลของความชื้นที่ถูกดึงออกจากวัสดุแห้งใน 1 วินาที

คิวพี =9234 วัตต์/0.061 กก./วินาที=151377.05 วัตต์*วินาที/กก.

2.3. การคำนวณฮีตเตอร์สำหรับการอบแห้งด้วยอากาศ

ปริมาณความร้อนทั้งหมด Q 0 คำนวณโดยใช้สูตร:

ถาม 0 =L*(ฉัน 1 -ฉัน 0)

Q 0 =2.46 กิโลกรัม/วินาที *(159 กิโลจูล/กก. +3.35 กิโลจูล/กก.)=399.381 กิโลวัตต์

ลองคำนวณความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยโดยใช้สูตรสมการลอการิทึม:

โดยที่ Δt m =t 1 -t 2n

∆t ข =t 1 -t 2k

เสื้อ 1 - อุณหภูมิของไอน้ำร้อน (เท่ากับอุณหภูมิอิ่มตัวของไอน้ำที่ความดันที่กำหนด)

ที่ความดัน 5.5 atm เสื้อ 1 =154.6 0 C (st. 550)

เสื้อ 2н, t 2к - อุณหภูมิอากาศที่ทางเข้าสู่แคลอรีมิเตอร์และออกจากมัน t 2к =150 0 С; เสื้อ 2n = -7.7 0 ค.

Δt ข =154.6 0 C+7.7 0 C=162.3 0 C,

Δt ม. =154.6 0 С-150 0 С=4.6 0 С,

พื้นผิวแลกเปลี่ยนความร้อน S t ของแคลอริมิเตอร์ถูกกำหนดโดยสมการการถ่ายเทความร้อน:

S t =Q 0 /k Δt เฉลี่ย

โดยที่ k คือสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน ซึ่งใช้กับเครื่องทำความร้อนแบบครีบขึ้นอยู่กับความเร็วมวลอากาศ ρ*v ให้ ρ*v =3 กก./ม. 2 *s; จากนั้น k=30 วัตต์/ม. 2 *k

ค้นหาหมายเลขที่ต้องการ n ของส่วนเครื่องทำความร้อน:

nk =ส เสื้อ / ส

โดยที่ S с คือพื้นผิวการถ่ายเทความร้อนของส่วน

ลองใช้เครื่องทำความร้อนแบบครีบ:

เนื่องจากจำนวนส่วนจริงถูกเลือกโดยมีระยะขอบ 15-20% ดังนั้น n =6.23+6.23*0.15=7.2µµ 8 ส่วน

คำนวณความเร็วมวลของอากาศในเครื่องทำความร้อน:

โดยที่ L คืออัตราการไหลของอากาศแห้งสนิท

สารบัญหัวข้อ "การควบคุมการเผาผลาญและพลังงาน โภชนาการที่สมเหตุสมผล การเผาผลาญพื้นฐาน อุณหภูมิของร่างกายและการควบคุม":
1. การใช้พลังงานของร่างกายภายใต้สภาวะของการออกกำลังกาย อัตราการออกกำลังกาย งานเพิ่มขึ้น.
2. การควบคุมการเผาผลาญและพลังงาน ศูนย์ควบคุมการเผาผลาญ โมดูเลเตอร์
3. ความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือด โครงการควบคุมความเข้มข้นของกลูโคส ภาวะน้ำตาลในเลือดต่ำ อาการโคม่าฤทธิ์ลดน้ำตาลในเลือด รู้สึกหิว.
4. โภชนาการ. บรรทัดฐานทางโภชนาการ อัตราส่วนของโปรตีน ไขมัน และคาร์โบไฮเดรต ค่าพลังงาน ปริมาณแคลอรี่
5. อาหารของสตรีมีครรภ์และให้นมบุตร ปันส่วนอาหารทารก การกระจายอาหารประจำวัน ใยอาหาร
6. โภชนาการที่สมเหตุสมผลเป็นปัจจัยในการรักษาและเสริมสร้างสุขภาพ วิถีชีวิตที่มีสุขภาพดี สูตรอาหาร
7. อุณหภูมิของร่างกายและการควบคุม โฮมเธียเตอร์ โพอิคิโลเทอร์มิก ไอโซเทอร์มี สิ่งมีชีวิตเฮเทอร์เทอร์มิก
8. อุณหภูมิร่างกายปกติ นิวเคลียสโฮเทอร์มิก เปลือกโพอิคิโลเทอร์มิก อุณหภูมิที่สะดวกสบาย อุณหภูมิร่างกายมนุษย์
9. การผลิตความร้อน ความร้อนปฐมภูมิ การควบคุมอุณหภูมิภายนอก ความร้อนทุติยภูมิ การสร้างความร้อนแบบหดตัว การสร้างความร้อนแบบไม่หดตัว

มีวิธีคลายความร้อนในร่างกายดังนี้สู่สิ่งแวดล้อม: รังสี, การนำความร้อน, การพาความร้อนและ การระเหย.

การแผ่รังสี- เป็นวิธีการถ่ายเทความร้อนสู่สิ่งแวดล้อมโดยพื้นผิวของร่างกายมนุษย์ในรูปของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงอินฟราเรด (a = 5-20 ไมครอน) ปริมาณความร้อนที่ร่างกายกระจายออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยการแผ่รังสีนั้นแปรผันตามพื้นที่ผิวของรังสีและความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเฉลี่ยของผิวหนังและสิ่งแวดล้อม พื้นที่ผิวรังสีคือพื้นที่ผิวรวมของส่วนต่างๆ ของร่างกายที่สัมผัสกับอากาศ ที่อุณหภูมิแวดล้อม 20 °C และความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ 40-60% ร่างกายมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่จะกระจายตัวออกไปโดยการแผ่รังสีประมาณ 40-50% ของความร้อนทั้งหมดที่ปล่อยออกมา การถ่ายเทความร้อนโดยการแผ่รังสีจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิโดยรอบลดลง และลดลงตามที่เพิ่มขึ้น ภายใต้สภาวะอุณหภูมิแวดล้อมคงที่ รังสีจากพื้นผิวร่างกายจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิผิวหนังเพิ่มขึ้นและลดลงตามอุณหภูมิที่ลดลง หากอุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวของผิวหนังและสิ่งแวดล้อมเท่ากัน (ความแตกต่างของอุณหภูมิกลายเป็นศูนย์) การถ่ายเทความร้อนด้วยการแผ่รังสีจะเป็นไปไม่ได้ สามารถลดการถ่ายเทความร้อนของร่างกายด้วยการแผ่รังสีได้โดยการลดพื้นที่ผิวของรังสี (“การม้วนตัวเป็นลูกบอล”) หากอุณหภูมิโดยรอบสูงกว่าอุณหภูมิผิวหนังโดยเฉลี่ย ร่างกายมนุษย์ซึ่งดูดซับรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุรอบข้างจะอุ่นขึ้น

ข้าว. 13.4. ประเภทของการถ่ายเทความร้อน- วิธีที่ร่างกายถ่ายเทความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกสามารถแบ่งได้ตามเงื่อนไขเป็นการถ่ายเทความร้อนแบบ "เปียก" ซึ่งเกี่ยวข้องกับการระเหยของเหงื่อและความชื้นออกจากผิวหนังและเยื่อเมือก และเป็นการถ่ายเทความร้อนแบบ "แห้ง" ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกัน ด้วยการสูญเสียของเหลว

การนำความร้อน- วิธีการถ่ายเทความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการสัมผัสหรือสัมผัสร่างกายมนุษย์กับร่างกายอื่น ปริมาณความร้อนที่ร่างกายปล่อยออกมาสู่สิ่งแวดล้อมในลักษณะนี้เป็นสัดส่วนกับความแตกต่างของอุณหภูมิเฉลี่ยของวัตถุที่สัมผัส, พื้นที่ของพื้นผิวสัมผัส, เวลาในการสัมผัสความร้อนและค่าการนำความร้อนของการสัมผัส ร่างกาย. อากาศแห้งและเนื้อเยื่อไขมันมีลักษณะการนำความร้อนต่ำและเป็นฉนวนความร้อน การใช้เสื้อผ้าที่ทำจากผ้าที่มี "ฟองอากาศ" ขนาดเล็กจำนวนมากที่อยู่นิ่งระหว่างเส้นใย (เช่น ผ้าขนสัตว์) ช่วยให้ร่างกายมนุษย์สามารถลดการกระจายความร้อนผ่านการนำความร้อนได้ อากาศชื้นและน้ำที่อิ่มตัวด้วยไอน้ำมีลักษณะการนำความร้อนสูง ดังนั้นการที่บุคคลอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูงและอุณหภูมิต่ำจะมาพร้อมกับการสูญเสียความร้อนจากร่างกายที่เพิ่มขึ้น เสื้อผ้าที่เปียกก็สูญเสียคุณสมบัติเป็นฉนวนเช่นกัน

การพาความร้อน- วิธีการถ่ายเทความร้อนออกจากร่างกาย โดยการถ่ายเทความร้อนโดยการเคลื่อนย้ายอนุภาคของอากาศ (น้ำ) ในการกระจายความร้อนโดยการพาความร้อน จำเป็นต้องมีการไหลของอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิของผิวหนังไปทั่วพื้นผิวของร่างกาย ในกรณีนี้ ชั้นของอากาศที่สัมผัสกับผิวหนังจะร้อนขึ้น ลดความหนาแน่น เพิ่มขึ้น และถูกแทนที่ด้วยอากาศที่เย็นกว่าและหนาแน่นมากขึ้น ภายใต้สภาวะที่อุณหภูมิอากาศอยู่ที่ 20 °C และความชื้นสัมพัทธ์อยู่ที่ 40-60% ร่างกายของผู้ใหญ่จะกระจายความร้อนประมาณ 25-30% ออกสู่สิ่งแวดล้อมโดยการนำความร้อนและการพาความร้อน (การพาความร้อนขั้นพื้นฐาน) เมื่อความเร็วของการไหลของอากาศ (ลม การระบายอากาศ) เพิ่มขึ้น ความเข้มของการถ่ายเทความร้อน (การพาความร้อนแบบบังคับ) ก็เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

ความร้อนที่ระบายออกจากร่างกายโดย การนำความร้อน, การพาความร้อนและ ออกไปให้พ้นทางความหมายที่เรียกรวมกัน การถ่ายเทความร้อนแบบ "แห้ง"จะไม่ได้ผลเมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยของพื้นผิวร่างกายและสิ่งแวดล้อมเท่ากัน

การถ่ายเทความร้อนโดยการระเหย- นี่คือวิธีที่ร่างกายกระจายความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมเนื่องจากการระเหยของเหงื่อหรือความชื้นจากพื้นผิวของผิวหนังและความชื้นจากเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจ (“ การถ่ายเทความร้อนแบบเปียก”) ในมนุษย์ เหงื่อจะถูกหลั่งออกมาอย่างต่อเนื่องโดยต่อมเหงื่อของผิวหนัง (“เห็นได้ชัด” หรือต่อมสูญเสียน้ำ) และเยื่อเมือกของระบบทางเดินหายใจได้รับความชุ่มชื้น (สูญเสียน้ำ (“มองไม่เห็น”) (รูปที่ 13.4) . ในกรณีนี้ การสูญเสียน้ำโดยร่างกายโดย "มองเห็นได้" มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อปริมาณความร้อนทั้งหมดที่ปล่อยออกมาจากการระเหยมากกว่าความร้อนที่ "มองไม่เห็น"

ที่อุณหภูมิภายนอกประมาณ 20 องศาเซลเซียส การระเหยของความชื้นจะอยู่ที่ประมาณ 36 กรัม/ชั่วโมง เนื่องจากพลังงานความร้อน 0.58 กิโลแคลอรีถูกใช้ไปกับการระเหยของน้ำ 1 กรัมในคนคนหนึ่ง จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะคำนวณว่าผ่านการระเหย ร่างกายของผู้ใหญ่จะปล่อยความร้อนที่กระจายออกไปประมาณ 20% อุณหภูมิภายนอกที่เพิ่มขึ้น การทำงาน และการอยู่ในเสื้อผ้าฉนวนความร้อนเป็นเวลานานจะทำให้เหงื่อออกเพิ่มขึ้นถึง 500-2,000 กรัมต่อชั่วโมง อุณหภูมิผิวสูงกว่าอุณหภูมิเฉลี่ยร่างกายไม่สามารถปล่อยความร้อนออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอกได้โดยการแผ่รังสี การพาความร้อน และการนำความร้อน ภายใต้สภาวะเหล่านี้ ร่างกายจะเริ่มดูดซับความร้อนจากภายนอก และวิธีเดียวที่จะกระจายความร้อนได้คือการเพิ่มความร้อน การระเหยของความชื้นออกจากพื้นผิวของร่างกาย การระเหยดังกล่าวเป็นไปได้ตราบใดที่ความชื้นในอากาศโดยรอบยังคงอยู่น้อยกว่า 100% ความชื้นสูงและความเร็วลมต่ำเมื่อมีเหงื่อหยดโดยไม่มีเวลาในการระเหย พื้นผิวของร่างกาย การถ่ายเทความร้อนโดยการระเหยจะมีประสิทธิภาพน้อยลง