— уреди што се користат за загревање на воздухот во системи за вентилација на снабдување, системи за климатизација, греење на воздухот, како и во инсталации за сушење.

Според видот на течноста за ладење, грејачите можат да бидат оган, вода, пареа и електрични .

Најраспространети во моментов се грејачите на вода и пареа, кои се поделени на мазни цевки и ребрести; вторите, пак, се поделени на ламеларни и спирални рани.

Постојат греалки со еднопропустливи и повеќекратни премини. Кај единечните, течноста за ладење се движи низ цевките во една насока, а кај повеќепроодните неколку пати ја менува насоката на движење поради присуството на прегради во капаците на колекторот (сл. XII.1).

Греачите доаѓаат во два модели: средни (C) и големи (B).

Потрошувачката на топлина за загревање на воздухот се определува со формулите:

Каде П"— потрошувачка на топлина за загревање на воздухот, kJ/h (kcal/h); П- истиот, В; 0,278 — фактор на конверзија kJ/h во W; Г— масена количина на загреан воздух, kg/h, еднаква на Lp [тука Л— волуметриска количина на загреан воздух, m 3 / h; стр - густина на воздухот (на температура т К), kg/m3]; Со— специфичен топлински капацитет на воздухот еднаков на 1 kJ/(kg-K); tk е температурата на воздухот по грејачот на воздухот, °C; t n— температура на воздухот пред грејачот, °C.

За грејачи на воздух од првата фаза на загревање, температурата tn е еднаква на температурата на надворешниот воздух.

Температурата на надворешниот воздух се претпоставува дека е еднаква на пресметаната температура на вентилација (климатски параметри од категоријата А) при дизајнирање на општа вентилација дизајнирана да се бори против вишокот на влага, топлина и гасови, чија максимална дозволена концентрација е повеќе од 100 mg/m3. При дизајнирање на општа вентилација наменета за борба против гасови чија максимална дозволена концентрација е помала од 100 mg/m3, како и кога се дизајнира вентилација за снабдување за да се компензира воздухот отстранет преку локално вшмукување, процесни аспиратори или пневматски транспортни системи, температурата на надворешниот воздух се претпоставува дека да биде еднаква на пресметаната надворешна температура tn за дизајн на греење (климатски параметри од категорија Б).

Во просторија без вишок топлина, доводниот воздух треба да се снабдува со температура еднаква на внатрешната температура на воздухот tB за дадена просторија. Ако има вишок топлина, доводниот воздух се снабдува со намалена температура (за 5-8°C). Не се препорачува снабдување со воздух со температура под 10 ° C во просторијата дури и во присуство на значително создавање топлина поради можноста за појава на настинки. Исклучок е употребата на специјални анемостати.

Потребната површина за греење на воздушните грејачи Fк m2 се одредува со формулата:

Каде П— потрошувачка на топлина за загревање на воздухот, W (kcal/h); ДО— коефициент на пренос на топлина на грејачот, W/(m 2 -K) [kcal/(h-m 2 -°C)]; т сред.Т.— просечна температура на течноста за ладење, 0 C; т просечно. - просечна температура на загреаниот воздух што минува низ грејачот, °C, еднаква на (t n + t k)/2.

Ако течноста за ладење е пареа, тогаш просечната температура на течноста за ладење тав.Т. еднаква на температурата на сатурација при соодветниот притисок на пареа.

За температурата на водата тав.Т. се дефинира како аритметичка средина на температурите на топлата и повратната вода:

Безбедносниот фактор од 1,1-1,2 ја зема предвид загубата на топлина за воздушно ладење во воздушните канали.

Коефициентот на пренос на топлина K на воздушните грејачи зависи од видот на течноста за ладење, брзината на масата на движење на воздухот vp низ воздушниот грејач, геометриските димензии и дизајнерските карактеристики на воздушните грејачи и брзината на движење на водата низ цевките на грејачот.

Под масена брзина ја подразбираме масата на воздухот, kg, која поминува за 1 s низ 1 m2 од отворениот пресек на грејачот. Брзината на масата vp, kg/(cm2), се одредува со формулата

Моделот, брендот и бројот на воздушни грејачи се избираат врз основа на отворениот пресек fL и грејната површина FK. По изборот на грејачи, брзината на масата на движење на воздухот се одредува врз основа на вистинската отворена површина на пресекот на грејачот fD на даден модел:

каде A, A 1, n, n 1 и Т— коефициенти и експоненти во зависност од дизајнот на грејачот

Брзината на движење на водата во цевките на грејачот ω, m/s, се одредува со формулата:

каде што Q" е потрошувачката на топлина за загревање на воздухот, kJ/h (kcal/h); pv е густината на водата еднаква на 1000 kg/m3, sv е специфичниот топлински капацитет на водата еднаков на 4,19 kJ/(kg- K fTP - отворен пресек за премин на течноста за ладење, m2, tg - температура на топла вода во доводната линија, °C - температура на повратна вода, 0C;

Преносот на топлина на грејачите е под влијание на шемата за цевки. Со шема за паралелно поврзување на цевководот, само дел од течноста за ладење поминува низ посебен грејач, а со секвенцијална шема, целиот проток на течноста за ладење поминува низ секој грејач.

Отпорот на грејачите на воздушниот премин p, Pa, се изразува со следнава формула:

каде B и z се коефициентот и експонентот, кои зависат од дизајнот на грејачот.

Отпорот на последователните грејачи е:

каде што m е бројот на грејачи лоцирани во серија. Пресметката завршува со проверка на топлинските перформанси (пренос на топлина) на воздушните грејачи користејќи ја формулата

каде што QK е пренос на топлина на грејачите, W (kcal/h); QK - истиот, kJ/h, 3,6 - фактор на конверзија од W во kJ/h FK - грејна површина на грејачи, m2, усвоен како резултат на пресметување на грејачи од овој тип; K - коефициент на пренос на топлина на воздушни грејачи, W/(m2-K) [kcal/(h-m2-°C)]; tav.v - просечна температура на загреаниот воздух што минува низ грејачот, °C; тав. Т - просечна температура на течноста за ладење, °C.

При изборот на воздушни грејачи, маржата за пресметаната површина за греење се зема во опсег од 15 - 20%, за отпорност на премин на воздух - 10% и за отпорност на движење на вода - 20%.

1

Според Меѓународната агенција за енергија, приоритет за намалување на емисиите на јаглерод диоксид од автомобилите е да се подобри нивната ефикасност на гориво. Задачата за намалување на емисиите на CO2 преку зголемување на ефикасноста на горивото на возилата е еден од приоритетите на светската заедница, имајќи ја предвид потребата од рационално користење на необновливите извори на енергија. За таа цел, меѓународните стандарди постојано се заоструваат, ограничувајќи ги перформансите на стартувањето и работата на моторот во услови на ниски, па дури и високи температури на околината. Статијата го разгледува прашањето за ефикасноста на горивото на моторите со внатрешно согорување во зависност од температурата, притисокот и влажноста на околниот воздух. Презентирани се резултатите од студијата за одржување на константна температура во доводниот колектор на мотор со внатрешно согорување со цел да се заштеди гориво и да се одреди оптималната моќност на грејниот елемент.

моќност на грејниот елемент

собна температура

греење на воздухот

економичност на горивото

оптимална температура на воздухот во доводниот колектор

1. Автомобилски мотори. В.М. Архангелски [и други]; одн. ед. ГОСПОЃИЦА. Хова. М.: Машинско инженерство, 1977. 591 стр.

2. Карнаухов В.Н., Карнаухова И.В. Одредување на коефициентот на полнење кај моторите со внатрешно согорување // Транспортни и транспортно-технолошки системи, материјали на Меѓународната научна и техничка конференција, Тјумен, 16 април 2014 година. Тјумен: Издавачка куќа на Државниот универзитет за нафта и гас во Тјумен, 2014 година.

3. Ленин И.М. Теорија на автомобилски и тракторски мотори. М.: Виша школа, 1976. 364 стр.

4. Јут В.Е. Електрична опрема на автомобили. М: Издавачка куќа Hot Line-Telecom, 2009. 440 стр.

5. Јут В.Е., Ружавин Г.Е. Електронски контролни системи на мотори со внатрешно согорување и методи за нивна дијагноза. М.: Издавачка куќа Hot Line-Telecom, 2007. 104 стр.

Вовед

Развојот на електрониката и микропроцесорската технологија доведе до нејзино широко воведување во автомобилите. Особено, за создавање на електронски системи за автоматска контрола на моторот, менувачот, шасијата и дополнителната опрема. Употребата на електронски системи за контрола на моторот (ESC) овозможува да се намали потрошувачката на гориво и токсичноста на издувните гасови, а истовремено да се зголеми моќноста на моторот, да се зголеми реакцијата на гасот и доверливоста на ладно стартување. Современиот ECS ги комбинира функциите на контролирање на вбризгувањето на горивото и работата на системот за палење. За спроведување на програмската контрола, контролната единица ја евидентира зависноста на времетраењето на вбризгувањето (количината на испорачаното гориво) од оптоварувањето и брзината на моторот. Зависноста е наведена во форма на табела развиена врз основа на сеопфатни тестови на мотор од сличен модел. Слични табели се користат за одредување на аголот на палење. Овој систем за контрола на моторот се користи насекаде низ светот, бидејќи изборот на податоци од готови табели е побрз процес од извршувањето на пресметките со помош на компјутер. Вредностите добиени од табелите се прилагодуваат од компјутерите на автомобилот во зависност од сигналите од сензорите за позиција на гас, температурата на воздухот, воздушниот притисок и густината. Главната разлика помеѓу овој систем, кој се користи во современите автомобили, е отсуството на цврста механичка врска помеѓу вентилот за гас и педалата за гас што го контролира. Во споредба со традиционалните системи, ESU може да ја намали потрошувачката на гориво на различни возила до 20%.

Ниската потрошувачка на гориво се постигнува преку различна организација на двата главни режими на работа на моторот со внатрешно согорување: режим на мало оптоварување и режим на големо оптоварување. Во овој случај, моторот во првиот режим работи со нееднаква смеса, голем вишок на воздух и доцно вбризгување на горивото, поради што се постигнува стратификација на полнежот од мешавина на воздух, гориво и преостанати издувни гасови, како резултат од кои делува на посна смеса. При режим на големо оптоварување, моторот почнува да работи на хомогена смеса, што доведува до намалување на емисиите на штетни материи во издувните гасови. Токсичноста на емисиите при користење на ESC во дизел мотори при стартување може да се намали со различни свеќички за осветлување. ECU добива информации за температурата на влезниот воздух, притисокот, потрошувачката на гориво и положбата на коленестото вратило. Контролната единица ги обработува информациите од сензорите и, користејќи карактеристични мапи, ја произведува вредноста на аголот за напредување на снабдувањето со гориво. Со цел да се земат предвид промените во густината на влезниот воздух при промена на неговата температура, сензорот за проток е опремен со термистор. Но, како резултат на флуктуации на температурата и притисокот на воздухот во влезниот колектор, и покрај горенаведените сензори, се јавува моментална промена на густината на воздухот и, како резултат на тоа, намалување или зголемување на протокот на кислород во комората за согорување.

Цел, цели и метод на истражување

На Државниот универзитет за нафта и гас во Тјумен, спроведено е истражување за одржување на константна температура во влезниот колектор на моторите со внатрешно согорување на КАМАЗ-740, ЈаМЗ-236 и Д4ФБ (1,6 CRDi) на Kia Sid, MZR2.3- L3T - Mazda CX7. Во овој случај, температурните флуктуации во воздушната маса беа земени предвид од температурните сензори. Обезбедувањето нормална (оптимална) температура на воздухот во доводниот колектор мора да се изврши при сите можни работни услови: палење ладен мотор, работа при мали и високи оптоварувања, при работа на ниски температури на околината.

Во современите мотори со голема брзина, вкупната количина на пренос на топлина се покажува како незначителна и изнесува околу 1% од вкупната количина на топлина ослободена за време на согорувањето на горивото. Зголемувањето на температурата на загревање на воздухот во влезниот колектор на 67 ˚C доведува до намалување на интензитетот на размена на топлина кај моторите, односно намалување на ΔT и зголемување на факторот на полнење. ηv (сл. 1)

каде ΔT е разликата во температурата на воздухот во доводниот колектор (˚K), Tp е температурата на загревање на воздухот во доводниот колектор, Tv е температурата на воздухот во доводниот колектор.

Ориз. 1. График на влијанието на температурата на загревање на воздухот врз факторот на полнење (користејќи го примерот на моторот КАМАЗ-740)

Сепак, загревањето на воздухот на повеќе од 67 ˚С не доведува до зголемување на ηv поради фактот што густината на воздухот се намалува. Добиените експериментални податоци покажаа дека воздухот во атмосферските дизел мотори за време на работата има температурен опсег од ΔТ=23÷36˚С. Тестовите потврдија дека за мотори со внатрешно согорување кои работат на течно гориво, разликата во коефициентот на полнење ηv, пресметана од условите дека свежото полнење е воздух или мешавина воздух-гориво, е незначителна и изнесува помалку од 0,5%, затоа за сите видови мотори ηv се одредува со воздух.

Промените на температурата, притисокот и влажноста на воздухот влијаат на моќноста на секој мотор и флуктуираат во опсегот Ne=10÷15% (Ne - ефективна моќност на моторот).

Зголемувањето на аеродинамичкиот отпор на воздухот во влезниот колектор се објаснува со следните параметри:

Зголемена густина на воздухот.

Промени во вискозноста на воздухот.

Природата на протокот на воздух во комората за согорување.

Бројни студии докажаа дека високата температура на воздухот во доводниот колектор малку ја зголемува потрошувачката на гориво. Во исто време, ниската температура ја зголемува нејзината потрошувачка и до 15-20%, така што студиите беа спроведени на надворешна температура на воздухот од -40 ˚С и неговото загревање до +70 ˚С во доводниот колектор. Оптималната температура за потрошувачка на гориво е температурата на воздухот во доводниот колектор 15÷67 ˚С.

Резултати од истражување и анализа

За време на тестовите, беше утврдена моќноста на грејниот елемент за да се обезбеди дека се одржува одредена температура во доводниот колектор на моторот со внатрешно согорување. Во првата фаза се определува количината на топлина потребна за загревање на воздухот со тежина од 1 kg при константна температура и воздушен притисок, за што се претпоставува: 1. Температура на амбиенталниот воздух t1 = -40˚C. 2. Температура во доводниот колектор t2=+70˚С.

Ја наоѓаме потребната количина на топлина користејќи ја равенката:

(2)

каде CP е масовниот топлински капацитет на воздухот при постојан притисок, определен од табелата и за воздух на температури од 0 до 200 ˚С.

Количината на топлина за поголема маса на воздух се одредува со формулата:

каде што n е волуменот на воздухот во kg потребен за загревање при работа на моторот.

Кога моторот со внатрешно согорување работи со брзини над 5000 вртежи во минута, потрошувачката на воздух кај патничките автомобили достигнува 55-60 кг/час, а кај камионите - 100 кг/час. Потоа:

Моќта на грејачот се одредува со формулата:

каде што Q е количината на топлина потрошена за загревање на воздухот во J, N е моќноста на грејниот елемент во W, τ е време во секунди.

Неопходно е да се одреди моќноста на грејниот елемент во секунда, така што формулата ќе ја има формата:

N=1,7 kW - моќност на грејниот елемент за патнички автомобили и со проток на воздух од повеќе од 100 kg/час за камиони - N=3,1 kW.

(5)

каде Ttr е температурата во влезниот цевковод, Ptr е притисокот во Pa во влезниот цевковод, T0 - , ρ0 - густина на воздухот, Rв - универзална гасна константа на воздухот.

Заменувајќи ја формулата (5) во формулата (2), добиваме:

(6)

(7)

Моќноста на грејачот во секунда се одредува со формулата (4) земајќи ја предвид формулата (5):

(8)

Резултатите од пресметките на количината на топлина потребна за загревање воздух со тежина од 1 кг со просечна стапка на проток на воздух за патнички автомобили повеќе од V = 55 кг/час и за камиони - повеќе од V = 100 кг/час се прикажани во Табела 1. .

Табела 1

Табела за одредување на количината на топлина за загревање на воздухот во доводниот колектор во зависност од температурата на надворешниот воздух

	V> 55 кг/час		V> 100 кг/час
		Q, kJ/сек		Q, kJ/сек

Врз основа на податоците од Табела 1, направен е графикон (сл. 2) за количината на топлина Q во секунда потрошена за загревање на воздухот до оптимална температура. Графиконот покажува дека колку е повисока температурата на воздухот, толку помалку топлина е потребна за одржување на оптималната температура во доводниот колектор, без оглед на волуменот на воздухот.

Ориз. 2. Количината на топлина Q во секунда потрошена за загревање на воздухот до оптимална температура

табела 2

Пресметка на времето на загревање за различни волумени на воздух

	Q1, kJ/сек		Q2, kJ/сек

Времето се одредува со формулата τsec=Q/N при надворешна температура на воздухот >-40˚С, Q1 при проток на воздух V>55 kg/час и Q2- V>100 kg/час

Понатаму, според Табела 2, е нацртан графикон за времето на загревање на воздухот до +70 ˚C во колекторот на моторот со внатрешно согорување со различна моќност на грејачот. Графиконот покажува дека, без оглед на времето на загревање, кога се зголемува моќноста на грејачот, времето на загревање за различни волумени на воздух се изедначува.

Ориз. 3. Време е да се загрее воздухот на температура од +70 ˚С.

Заклучок

Врз основа на пресметки и експерименти, утврдено е дека најекономично е користењето на грејачи со променлива моќност за одржување на дадена температура во доводниот колектор со цел да се постигне заштеда на гориво до 25-30%.

Рецензенти:

Резник Л.Г., доктор на технички науки, професор на Катедрата за „Работење со моторен транспорт“ на Сојузната државна образовна институција на образовната институција за високо професионално образование „Тјумен државен универзитет за нафта и гас“, Тјумен.

Мерданов Ш.М., доктор на технички науки, професор, раководител на Одделот за транспорт и технолошки системи, Сојузната државна образовна институција на високообразовните институции Тјумен Државниот универзитет за нафта и гас, Тјумен.

Захаров Н.С., доктор на технички науки, професор, актуелен член на Руската академија за транспорт, раководител на одделот „Услуга на автомобили и технолошки машини“ на Федералната државна образовна институција на високообразовни институции „Тјуменскиот државен универзитет за нафта и гас“. Тјумен.

Библиографска врска

Карнаухов В.Н. ОПТИМИЗАЦИЈА НА МОЌТАТА НА ГРЕЕНИОТ ЕЛЕМЕНТ ЗА ОДРЖУВАЊЕ НА ОПТИМАЛНА ТЕМПЕРАТУРА ВО ВОЗДУХОТ ВО ВЛЕЗНИОТ КОЛЕКТОР НА МРАЗ // Современи проблеми на науката и образованието. – 2014. – бр.3.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=13575 (датум на пристап: 02/01/2020). Ви ги пренесуваме списанијата што ги издава издавачката куќа „Академија за природни науки“

Се земаат предвид основните физички својства на воздухот: густината на воздухот, неговата динамичка и кинематска вискозност, специфичен топлински капацитет, топлинска спроводливост, топлинска дифузија, Прандтол број и ентропија. Својствата на воздухот се дадени во табели во зависност од температурата при нормален атмосферски притисок.

Густина на воздухот во зависност од температурата

Претставена е детална табела за вредностите на густината на сув воздух при различни температури и нормален атмосферски притисок. Која е густината на воздухот? Густината на воздухот може да се одреди аналитички со делење на неговата маса со волуменот што го зафаќа.под дадени услови (притисок, температура и влажност). Можете исто така да ја пресметате неговата густина користејќи ја формулата на равенката на состојбата на идеалниот гас. За да го направите ова, треба да го знаете апсолутниот притисок и температура на воздухот, како и неговата константна гасна и моларен волумен. Оваа равенка ви овозможува да ја пресметате сувата густина на воздухот.

На пракса, да дознае колкава е густината на воздухот на различни температури, погодно е да се користат готови табели. На пример, табелата подолу ја покажува густината на атмосферскиот воздух во зависност од неговата температура. Густината на воздухот во табелата е изразена во килограми на кубен метар и е дадена во температурен опсег од минус 50 до 1200 степени Целзиусови при нормален атмосферски притисок (101325 Pa).

Густина на воздухот во зависност од температурата - табела

t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3	t, °С	ρ, kg/m 3
-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

На 25°C, воздухот има густина од 1,185 kg/m3.Кога се загрева, густината на воздухот се намалува - воздухот се шири (неговиот специфичен волумен се зголемува). Како што температурата се зголемува, на пример до 1200°C, се постигнува многу мала густина на воздухот, еднаква на 0,239 kg/m 3, што е 5 пати помало од неговата вредност на собна температура. Општо земено, намалувањето за време на загревањето овозможува да се одвива процес како што е природната конвекција и се користи, на пример, во аеронаутиката.

Ако ја споредиме густината на воздухот во однос на , тогаш воздухот е полесен за три реда на големина - на температура од 4°C, густината на водата е 1000 kg/m3, а густината на воздухот е 1,27 kg/m3. Исто така, неопходно е да се забележи вредноста на густината на воздухот во нормални услови. Нормални услови за гасови се оние во кои нивната температура е 0°C, а притисокот е еднаков на нормалниот атмосферски притисок. Така, според табелата, густината на воздухот во нормални услови (во NL) е 1,293 kg/m 3.

Динамичка и кинематска вискозност на воздухот на различни температури

При вршење на термички пресметки, потребно е да се знае вредноста на вискозноста на воздухот (коефициент на вискозност) на различни температури. Оваа вредност е потребна за пресметување на броевите на Рејнолдс, Грашоф и Рејли, чии вредности го одредуваат режимот на проток на овој гас. Во табелата се прикажани вредностите на динамичките коефициенти μ и кинематички ν вискозноста на воздухот во температурен опсег од -50 до 1200°C при атмосферски притисок.

Коефициентот на вискозност на воздухот значително се зголемува со зголемување на температурата.На пример, кинематичката вискозност на воздухот е еднаква на 15,06 10 -6 m 2 / s на температура од 20 ° C, а со зголемување на температурата до 1200 ° C, вискозноста на воздухот станува еднаква на 233,7 10 -6 m 2 /s, односно се зголемува 15,5 пати! Динамичкиот вискозитет на воздухот на температура од 20°C е 18,1·10 -6 Pa·s.

Кога воздухот се загрева, вредностите и на кинематичката и на динамичката вискозност се зголемуваат. Овие две количини се поврзани една со друга преку густината на воздухот, чија вредност се намалува кога овој гас се загрева. Зголемувањето на кинематичката и динамичката вискозност на воздухот (како и другите гасови) кога се загрева е поврзано со поинтензивни вибрации на молекулите на воздухот околу нивната рамнотежна состојба (според МКТ).

Динамички и кинематски вискозитет на воздухот на различни температури - табела

t, °С	μ·10 6, Па·с	ν·10 6, m 2 /s	t, °С	μ·10 6, Па·с	ν·10 6, m 2 /s	t, °С	μ·10 6, Па·с	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

Забелешка: Бидете внимателни! Воздушниот вискозитет е даден со моќност од 10 6 .

Специфичен топлински капацитет на воздухот на температури од -50 до 1200°C

Прикажана е табела за специфичен топлински капацитет на воздухот на различни температури. Топлинскиот капацитет во табелата е даден при постојан притисок (изобарен топлински капацитет на воздухот) во температурен опсег од минус 50 до 1200°C за воздух во сува состојба. Колкав е специфичниот топлински капацитет на воздухот? Специфичниот топлински капацитет го одредува количеството топлина што мора да се испорача на еден килограм воздух при постојан притисок за да се зголеми неговата температура за 1 степен. На пример, на 20°C, за да се загрее 1 kg од овој гас за 1°C во изобарен процес, потребни се 1005 J топлина.

Специфичниот топлински капацитет на воздухот се зголемува со зголемување на температурата.Сепак, зависноста на масовниот топлински капацитет на воздухот од температурата не е линеарна. Во опсег од -50 до 120 ° C, неговата вредност практично не се менува - под овие услови, просечниот топлински капацитет на воздухот е 1010 J/(kg deg). Според табелата може да се види дека температурата почнува да има значителен ефект од вредност од 130°C. Сепак, температурата на воздухот влијае на неговиот специфичен топлински капацитет многу помалку од неговата вискозност. Така, кога се загрева од 0 до 1200 ° C, топлинскиот капацитет на воздухот се зголемува само 1,2 пати - од 1005 до 1210 J/(kg deg).

Треба да се напомене дека топлинскиот капацитет на влажниот воздух е поголем од оној на сувиот воздух. Ако го споредиме воздухот, очигледно е дека водата има поголема вредност и содржината на вода во воздухот доведува до зголемување на специфичниот топлински капацитет.

Специфичен топлински капацитет на воздухот на различни температури - табела

t, °С	C p, J/(kg степени)	t, °С	C p, J/(kg степени)	t, °С	C p, J/(kg степени)	t, °С	C p, J/(kg степени)
-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

Топлинска спроводливост, топлинска дифузија, Прандтол број на воздух

Табелата ги прикажува таквите физички својства на атмосферскиот воздух како што се топлинската спроводливост, топлинската дифузија и неговиот Прандтл број во зависност од температурата. Термофизичките својства на воздухот се дадени во опсег од -50 до 1200°C за сув воздух. Според табелата, може да се види дека посочените својства на воздухот значително зависат од температурата и температурната зависност на разгледуваните својства на овој гас е различна.

Кога е сонцето потопло - кога е повисоко над вашата глава или кога е пониско?

Сонцето е потопло кога е повисоко. Во овој случај, сончевите зраци паѓаат под прав агол, или блиску до прав агол.

Какви видови на ротација на Земјата знаете?

Земјата ротира околу својата оска и околу Сонцето.

Зошто циклусот на денот и ноќта се случува на Земјата?

Промената на денот и ноќта е резултат на аксијалната ротација на Земјата.

Одреди како се разликува аголот на паѓање на сончевите зраци на 22 јуни и 22 декември на паралели 23,5° С. w. и Ју. ш.; на паралели 66,5° С. w. и Ју. w.

На 22 јуни, аголот на паѓање на сончевите зраци на паралелни 23,50 N. географска ширина. 900, С. – 430. На паралелни 66,50 Н. – 470, 66,50 С. – агол на лизгање.

На 22 декември, аголот на паѓање на сончевите зраци на паралела е 23,50 N. 430, С. – 900. На паралелни 66,50 Н. – агол на лизгање, 66,50 С. – 470.

Размислете зошто најтоплите и најстудените месеци не се јуни и декември, кога сончевите зраци имаат најголеми и најмали агли на паѓање на површината на земјата.

Атмосферскиот воздух се загрева од површината на земјата. Затоа, во јуни површината на земјата се загрева, а температурата го достигнува својот максимум во јули. Истото се случува и во зима. Во декември површината на земјата се лади. Во јануари воздухот се лади.

Дефинирај:

просечна дневна температура врз основа на четири мерења дневно: -8°C, -4°C, +3°C, +1°C.

Просечната дневна температура е -20C.

просечната годишна температура на Москва користејќи податоци од табелата.

Просечната годишна температура е 50C.

Определете го дневниот температурен опсег за отчитувањата на термометарот на Слика 110, в.

Температурната амплитуда на сликата е 180C.

Определете колку степени годишната амплитуда во Краснојарск е поголема отколку во Санкт Петербург, ако просечната температура во јули во Краснојарск е +19°C, а во јануари - -17°C; во Санкт Петербург +18°C и -8°C, соодветно.

Температурниот опсег во Краснојарск е 360C.

Температурниот опсег во Санкт Петербург е 260C.

Температурниот опсег во Краснојарск е поголем за 100 степени.

Прашања и задачи

1. Како се загрева атмосферскиот воздух?

Со пренесување на сончевите зраци, атмосферата речиси и не се загрева од нив. Земјината површина се загрева и самата станува извор на топлина. Од ова се загрева атмосферскиот воздух.

2. Колку степени се намалува температурата во тропосферата со секои 100 m пораст?

Како што се кревате нагоре, на секој километар температурата на воздухот се намалува за 6 0C. Значи, за 0,60 на секои 100 м.

3. Пресметајте ја температурата на воздухот надвор од авионот ако висината на летот е 7 km, а температурата на површината на Земјата е +200C.

Температурата при искачување од 7 километри ќе се намали за 420. Тоа значи дека температурата надвор од авионот ќе биде -220.

4. Дали е можно да се најде глечер во планините на надморска височина од 2500 m во лето ако температурата во подножјето на планините е +250C?

Температурата на надморска височина од 2500 m ќе изнесува +100C. Глечер нема да се најде на надморска височина од 2500 m.

5. Како и зошто се менува температурата на воздухот во текот на денот?

Во текот на денот, сончевите зраци ја осветлуваат површината на земјата и ја загреваат, што го загрева и воздухот. Во текот на ноќта, снабдувањето со сончева енергија престанува, а површината заедно со воздухот постепено се лади. Сонцето е највисоко над хоризонтот напладне. Ова е моментот кога доаѓа најмногу сончева енергија. Сепак, највисоката температура се забележува 2-3 часа по пладне, бидејќи е потребно време да се пренесе топлината од површината на Земјата до тропосферата. Најниската температура се јавува пред изгрејсонце.

6. Што ја одредува разликата во загревањето на површината на Земјата во текот на целата година?

Во текот на една година, во истата област, сончевите зраци паѓаат на површината на различни начини. Кога аголот на инциденца на зраците е повертикален, површината добива повеќе сончева енергија, температурата на воздухот се зголемува и започнува летото. Кога сончевите зраци се понаклонети, површината слабо се загрева. Температурата на воздухот во ова време опаѓа, а доаѓа зимата. Најтопол месец на северната хемисфера е јули, а најстуден е јануари. На јужната хемисфера е обратно: најстудениот месец во годината е јули, а најтопол е јануари.

Загревање на атмосферата (температура на воздухот).

Атмосферата добива повеќе топлина од основната површина на земјата отколку директно од Сонцето. Топлината се пренесува во атмосферата преку молекуларна топлинска спроводливост,конвекција, ослободување на специфична топлина на испарување при кондензацијаводена пареа во атмосферата. Затоа, температурата во тропосферата обично се намалува со висината. Но, ако површината му испушта повеќе топлина на воздухот отколку што прима во исто време, таа се лади, а воздухот над неа исто така се лади. Во овој случај, температурата на воздухот, напротив, се зголемува со висината. Оваа ситуација се нарекува температурна инверзија . Може да се забележи во лето во текот на ноќта, во зима - над снежната површина. Температурните инверзии се вообичаени во поларните региони. Причината за инверзијата, покрај ладењето на површината, може да биде поместување на топлиот воздух со ладен воздух што тече под него или проток на ладен воздух до дното на меѓупланинските басени.

Во мирната тропосфера, температурата се намалува со висината во просек за 0,6 ° на 100 m Кога се зголемува сувиот воздух, оваа бројка се зголемува и може да достигне 1 ° на 100 m, а кога влажниот воздух се зголемува. Ова се објаснува со фактот дека надојдениот воздух се шири и на ова се троши енергија (топлина), а кога се крева влажен воздух, се јавува кондензација на водена пареа, придружена со ослободување на топлина.

Намалување на температурата на зголемениот воздух - главна причина за формирање на облаци . Воздухот што се спушта, доаѓа под висок притисок, се компресира и неговата температура се зголемува.

Температура воздухот периодично се менува во текот на денот и во текот на целата година.

ВО нејзиниот дневен тек Има еден максимум (по пладне) и еден минимум (пред изгрејсонце). Од екваторот до половите, дневните амплитуди на температурни флуктуации се намалуваат. Но, во исто време, тие се секогаш поголеми над копно отколку над океанот.

ВО годишен напредоктемпературавоздухот на екваторот - два максимални (по рамнодениците) и два минимум (по солстициумот). Во тропските, умерените и поларните географски широчини има еден максимум и еден минимум. Амплитудите на годишните флуктуации на температурата на воздухот се зголемуваат со зголемување на географската ширина. На екваторот тие се помалку од дневно: 1-2°C над океанот и до 5°C над копното. Во тропските географски широчини - над океанот - 5 ° C, над копното - до 15 ° C. Во умерените географски широчини од 10-15°C над океанот до 60°C или повеќе над копното. Во поларните географски широчини преовладуваат негативни температури, при што годишните флуктуации достигнуваат 30-40°C.

Правилната дневна и годишна варијација на температурата на воздухот, одредена од промените во висината на Сонцето над хоризонтот и должината на денот, е комплицирана со непериодични промени предизвикани од движењата на воздушните маси со различни температури. Општа шема на дистрибуција на температурата во долната тропосфера-неговото намалување во правец од екваторот кон половите.

Ако просечна годишна температура на воздухотзависи само од географската ширина, неговата дистрибуција на северната и јужната хемисфера би била иста. Во реалноста, неговата дистрибуција е значително под влијание на разликите во природата на основната површина и преносот на топлина од ниски на високи географски широчини.

Поради пренос на топлина, температурата на воздухот на екваторот е пониска, а на половите повисока отколку што би била без овој процес. Јужната хемисфера е постудена од северната хемисфера главно поради мразот и снегот покриен со земјиштето во близина на Јужниот пол. Просечната температура на воздухот во долниот слој од два метри за целата Земја е +14°C, што одговара на просечната годишна температура на воздухот на 40°С.

ЗАВИСНОСТ НА ТЕМПЕРАТУРАТА НА ВОЗДУХОТ ОД ГЕОГРАФСКА ГИРОДИНА

Распределбата на температурата на воздухот во близина на површината на земјата е прикажана со помош на изотерми - линии што поврзуваат места со иста температура.Изотермите не се совпаѓаат со паралелите. Тие се наведнуваат, движејќи се од континентот кон океанот и обратно.

Атмосферски притисок

Воздухот има маса и тежина, па врши притисок на површината во контакт со него. Притисокот што го врши воздухот врз површината на земјата и сите предмети што се наоѓаат на неа се нарекува атмосферски притисок . Тоа е еднакво на тежината на прекриената воздушна колона и зависи од температурата на воздухот: колку е повисока температурата, толку е помал притисокот.

Атмосферскиот притисок на основната површина во просек изнесува 1,033 g на 1 cm 2 (повеќе од 10 т на м 2 ). Притисокот се мери во милиметри жива, милибари (1 mb = 0,75 mm Hg) и хектопаскали (1 hPa = 1 mb). Притисокот се намалува со надморска височина: Во долниот слој на тропосферата до надморска височина од 1 km се намалува за 1 mm Hg. чл. на секои 10 m Колку е поголем, толку побавно се намалува притисокот. Нормалниот притисок на ниво на океанот е 760 mm. RT. чл.

Општата распределба на притисокот на површината на Земјата е зонална:

	Сезона	Над копното	Над океанот
На екваторијалните ширини
На тропски географски широчини
	Ниско	Високо
На умерени географски широчини		Високо	Ниско
	Ниско
На поларните географски широчини

Така, и во зима и во лето, и над континентите и над океанот, наизменично се менуваат зоните на висок и низок притисок. Распределбата на притисокот е јасно видлива на изобарните карти од јануари и јули. Изобари - линии што ги поврзуваат местата со ист притисок.Колку се поблиску еден до друг, толку побрзо се менува притисокот со растојанието. Количината на промена на притисокот по единица растојание (100 km) се нарекува градиент на притисок .

Промената на притисокот се објаснува со движењето на воздухот. Се зголемува таму каде што има повеќе воздух, а се намалува каде што воздухот заминува. Главната причина за движењето на воздухот е неговото загревање и ладење од основната површина. Загреан од површината, воздухот се шири и брза нагоре. Откако достигна висина на која неговата густина е поголема од густината на околниот воздух, се шири на страните. Затоа, притисокот на топлата површина се намалува (екваторијални широчини, копнени тропски широчини во лето). Но, во исто време се зголемува во соседните области, иако температурата таму не е променета (тропски географски широчини во зима).

Над ладна површина, воздухот се лади и станува погуст, притискајќи ја површината (поларни географски широчини, умерени географски широчини на копното во зима). На врвот, неговата густина се намалува, а воздухот доаѓа овде однадвор. Количината на неа над студената површина се зголемува, притисокот врз неа се зголемува. Во исто време, каде што воздухот замина, притисокот се намалува без промена на температурата. Загревањето и ладењето на воздухот од површината е придружено со негова прераспределба и промени на притисокот.

На екваторијалните широчинипритисок секогаш намалена. Ова се објаснува со фактот дека воздухот загреан од површината се крева и се движи кон тропските географски широчини, создавајќи зголемен притисок таму.

Над ладна површина на Арктикот и Антарктикотпритисок зголемена. Се создава од воздухот што доаѓа од умерените географски широчини за да го замени кондензираниот ладен воздух. Одливот на воздух кон поларните географски широчини е причина за намалување на притисокот во умерените географски широчини.

Како резултат на тоа, се формираат појаси со низок (екваторијален и умерен) и висок притисок (тропски и поларен). Во зависност од сезоната, тие малку се поместуваат кон летната хемисфера („следејќи го Сонцето“).

Поларните области со висок притисок се прошируваат во зима и се намалуваат во лето, но опстојуваат во текот на целата година. Појасите со низок притисок опстојуваат во текот на целата година во близина на екваторот и во умерените географски широчини на јужната хемисфера.

Во зима, во умерените географски широчини на северната хемисфера, притисокот над континентите значително се зголемува и појасот со низок притисок „се скрши“. Затворените области со низок притисок опстојуваат само над океаните - исландски И Алеутски ниски. Напротив, зимскиот мраз се формира над континентите. издигнувања :азиски (сибирски) И Северна Америка. Во лето, во умерените географски широчини на северната хемисфера, појасот со низок притисок е обновен.

Во текот на летото над Азија се формира огромна област со низок притисок центриран во тропски широчини - Азиски ниски. Во тропските географски широчини, континентите се секогаш малку потопли од океаните, а притисокот над нив е помал. Затоа има над океаните суптропски височини :Северен Атлантик (Азори), Северен Пацифик, Јужен Атлантик, Јужен ПацификИ Јужен Индиец.

Така, поради различно загревање и ладење на континенталната и водната површина (континенталната површина побрзо се загрева и побрзо се лади), присуството на топли и студени струи и други причини на Земјата, покрај појасите со атмосферски притисок, затворените области на може да настане низок и висок притисок.