थर्मल पॉवर शोधा. उष्णता नुकसान शक्तीची गणना

कंडक्टर गरम करण्याचे कारण हे आहे की आण्विक घटकाच्या आयनांसह कणांच्या अनुक्रमिक टक्कर दरम्यान त्यामध्ये फिरणारी इलेक्ट्रॉनची उर्जा (दुसऱ्या शब्दात, वर्तमान ऊर्जा) उबदार प्रकारच्या उर्जेमध्ये रूपांतरित होते, किंवा Q, आणि अशा प्रकारे "औष्णिक उर्जा" ची संकल्पना तयार होते.

विद्युतप्रवाहाचे कार्य एसआय युनिट्सच्या आंतरराष्ट्रीय प्रणाली वापरून मोजले जाते, जूल (जे) लागू करून, "वॅट" (डब्ल्यू) म्हणून परिभाषित केले जाते. प्रॅक्टिसमध्ये सिस्टममधून बाहेर पडताना, ते नॉन-सिस्टम युनिट्स देखील वापरू शकतात जे वर्तमान कार्य मोजतात. त्यापैकी वॅट-तास (W × h), किलोवॅट-तास (संक्षिप्त kW × h) आहेत. उदाहरणार्थ, 1 W × h 1 वॅटच्या विशिष्ट शक्तीसह आणि एक तासाचा कालावधी असलेल्या करंटचे कार्य दर्शवते.

इलेक्ट्रॉन स्थिर धातू कंडक्टरच्या बाजूने फिरल्यास, या प्रकरणात सर्व उपयुक्त कामव्युत्पन्न विद्युत् प्रवाह गरम करण्यासाठी वितरित केला जातो धातूची रचना, आणि, उर्जेच्या संवर्धनाच्या कायद्याच्या तरतुदींवर आधारित, याचे वर्णन Q=A=IUt=I 2 Rt=(U 2 /R)*t या सूत्राद्वारे केले जाऊ शकते. असे संबंध सुप्रसिद्ध जौल-लेन्झ कायदा अचूकपणे व्यक्त करतात. ऐतिहासिकदृष्ट्या, 19व्या शतकाच्या मध्यात डी. जौल या शास्त्रज्ञाने प्रथम प्रायोगिकरित्या निर्धारित केले होते आणि त्याच वेळी, त्याच्यापासून स्वतंत्रपणे, ई. लेन्झ यांनी. व्यावहारिक वापररशियन अभियंता ए. लेडीगिन यांच्या 1873 मध्ये सामान्य इनॅन्डेन्सेंट दिव्याच्या शोधासह औष्णिक उर्जेने तांत्रिक अंमलबजावणीचा मार्ग शोधला.

विद्युत् प्रवाहाची थर्मल पॉवर अनेकांमध्ये वापरली जाते विद्दुत उपकरणेआणि औद्योगिक प्रतिष्ठापने, म्हणजे, थर्मल हीटिंग प्रकारच्या इलेक्ट्रिक स्टोव्ह, इलेक्ट्रिक वेल्डिंग आणि इन्व्हेंटरी उपकरणे, खूप सामान्य आहेत साधनेइलेक्ट्रिक हीटिंग इफेक्टवर - बॉयलर, सोल्डरिंग इस्त्री, केटल, इस्त्री.

थर्मल इफेक्ट स्वतःमध्ये आढळतो खादय क्षेत्र. वापराच्या उच्च प्रमाणासह, इलेक्ट्रिक संपर्क हीटिंगची शक्यता वापरली जाते, जी थर्मल आउटपुटची हमी देते. हे निश्चित केले जाते की वर्तमान आणि त्याची थर्मल पॉवर, अन्न उत्पादनावर प्रभाव टाकते, ज्यामध्ये विशिष्ट प्रमाणात प्रतिकार असतो, त्यामध्ये एकसमान गरम होते. सॉसेज कसे तयार केले जातात याचे उदाहरण दिले जाऊ शकते: विशेष डिस्पेंसरद्वारे, किसलेले मांस आत प्रवेश करते. धातूचे साचे, ज्याच्या भिंती एकाच वेळी इलेक्ट्रोड म्हणून काम करतात. येथे, संपूर्ण क्षेत्रफळ आणि उत्पादनाच्या आकारमानावर हीटिंगची सतत एकसमानता सुनिश्चित केली जाते, सेट तापमान राखले जाते आणि इष्टतम जैविक मूल्य राखले जाते. अन्न उत्पादन, या घटकांसह, कालावधी तांत्रिक कार्यआणि उर्जेचा वापर कमीत कमी राहील.

विशिष्ट थर्मल करंट (ω), दुसऱ्या शब्दांत, विशिष्ट वेळेसाठी प्रति युनिट व्हॉल्यूम काय सोडले जाते, ते खालीलप्रमाणे मोजले जाते. क्रॉस-सेक्शनल कंडक्टर क्रॉस-सेक्शन dS सह कंडक्टर (dV) चे प्राथमिक दंडगोलाकार आकारमान, लांबी dl, समांतर आणि प्रतिरोध R=p(dl/dS), dV=dSdl या समीकरणांद्वारे बनलेले आहे.

जौल-लेन्झ कायद्याच्या व्याख्येनुसार, आम्ही घेतलेल्या व्हॉल्यूममध्ये वाटप केलेल्या वेळेत (dt) उष्णतेची पातळी dQ=I 2 Rdt=p(dl/dS)(jdS) 2 च्या बरोबरीने सोडली जाईल. dt=pj 2 dVdt. या प्रकरणात, ω=(dQ)/(dVdt)=pj 2 आणि, वर्तमान घनता j=γE आणि गुणोत्तर p=1/γ स्थापित करण्यासाठी येथे ओहमचा नियम लागू केल्याने, आपल्याला लगेच ω=jE= γE 2 ही अभिव्यक्ती प्राप्त होते. हे विभेदक स्वरूपात जौल-लेन्झ कायद्याची संकल्पना देते.

या लेखात, वाचक आणि मला थर्मल पॉवर म्हणजे काय आणि त्याचा काय परिणाम होतो हे शोधून काढावे लागेल. याव्यतिरिक्त, आम्ही खोलीच्या उष्णतेच्या मागणीची गणना करण्याच्या अनेक पद्धतींसह परिचित होऊ आणि उष्णता प्रवाहच्या साठी वेगळे प्रकार गरम साधने.

व्याख्या

1. कोणत्या पॅरामीटरला थर्मल पॉवर म्हणतात?

हे प्रति युनिट वेळेत एखाद्या वस्तूद्वारे व्युत्पन्न किंवा वापरलेल्या उष्णतेचे प्रमाण आहे.

हीटिंग सिस्टमची रचना करताना, या पॅरामीटरची गणना दोन प्रकरणांमध्ये आवश्यक आहे:

• जेव्हा मजला, छत, भिंती आणि द्वारे औष्णिक ऊर्जेच्या नुकसानाची भरपाई करण्यासाठी खोलीच्या उष्णतेच्या मागणीचे मूल्यांकन करणे आवश्यक असते;

• जेव्हा आपल्याला ज्ञात वैशिष्ट्यांसह हीटिंग डिव्हाइस किंवा सर्किट किती उष्णता निर्माण करू शकते हे शोधण्याची आवश्यकता असते.

घटक

घरामध्ये साठी

1. अपार्टमेंट, खोली किंवा घरात उष्णतेची गरज काय प्रभावित करते??

गणना विचारात घेतात:

• खंड. गरम करण्याची गरज असलेल्या हवेचे प्रमाण त्यावर अवलंबून असते;

बहुतेक उशीरा सोव्हिएत-निर्मित घरांमध्ये अंदाजे समान मर्यादा उंची (सुमारे 2.5 मीटर) खोलीच्या क्षेत्रावर आधारित - एक सरलीकृत गणना प्रणालीला जन्म देते.

• इन्सुलेशनची गुणवत्ता. हे भिंतींच्या थर्मल इन्सुलेशनवर, दरवाजे आणि खिडक्यांचे क्षेत्रफळ आणि संख्या तसेच खिडक्यांच्या ग्लेझिंगच्या संरचनेवर अवलंबून असते. चल बोलू सिंगल ग्लेझिंगआणि ट्रिपल ग्लेझिंगउष्णता कमी होण्याच्या प्रमाणात मोठ्या प्रमाणात बदल होईल;
• हवामान क्षेत्र. इन्सुलेशनची गुणवत्ता आणि खोलीचे प्रमाण अपरिवर्तित राहिल्यास, रस्ता आणि खोलीतील तापमानातील फरक भिंती आणि छताद्वारे गमावलेल्या उष्णतेच्या प्रमाणाशी रेखीयपणे संबंधित असेल. घरात स्थिर +20 सह, याल्टामध्ये 0C तापमानात आणि याकुत्स्कमध्ये -40 तापमानात घरात उष्णतेची गरज तिप्पट असेल.

उपकरणासाठी

1. हीटिंग रेडिएटर्सची थर्मल पॉवर कशी निर्धारित केली जाते?

येथे तीन घटक आहेत:

• तापमान डेल्टा हे शीतलक आणि वातावरणातील फरक आहे. ते जितके मोठे असेल तितके जास्त शक्ती;
• पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ. आणि येथे देखील, पॅरामीटर्समध्ये एक रेषीय संबंध आहे: काय मोठे क्षेत्रस्थिर तापमानात, हवा आणि अवरक्त किरणोत्सर्गाच्या थेट संपर्कामुळे ते वातावरणास जितकी जास्त उष्णता देते;

म्हणूनच ॲल्युमिनियम, कास्ट आयर्न आणि बाईमेटलिक थर्मल रेडिएटर्सहीटिंग सिस्टम, तसेच सर्व प्रकारचे convectors, पंखांनी सुसज्ज आहेत. त्यातून वाहणाऱ्या कूलंटची सतत मात्रा राखून ते उपकरणाची शक्ती वाढवते.

• डिव्हाइस सामग्रीची थर्मल चालकता. हे विशेषतः महत्वाची भूमिका बजावते जेव्हा मोठे क्षेत्रपंख: थर्मल चालकता जितकी जास्त असेल, पंखांच्या कडांचे तापमान जितके जास्त असेल तितके ते त्यांच्या संपर्कात हवा गरम करतील.

क्षेत्रानुसार गणना

1. अपार्टमेंट किंवा घराच्या क्षेत्रफळावर आधारित हीटिंग रेडिएटर्सच्या शक्तीची गणना कशी करावी?

येथे सर्वात आहे साधे सर्किटगणना: प्रति 1 चौरस मीटर 100 वॅट पॉवर घेतली जाते. तर, 4x5 मीटरच्या खोलीसाठी, क्षेत्रफळ 20 मीटर 2 असेल आणि उष्णतेची आवश्यकता 20 * 100 = 2000 वॅट्स किंवा दोन किलोवॅट्स असेल.

सर्वात सोपी गणना योजना क्षेत्रानुसार आहे.

“सत्य साध्यामध्ये असते” ही म्हण आठवते? या प्रकरणात ती खोटे बोलत आहे.

एक साधी गणना योजना बर्याच घटकांकडे दुर्लक्ष करते:

• कमाल मर्यादा उंची. अर्थात, 3.5 मीटर उंच असलेल्या खोलीला 2.4 मीटर उंच असलेल्या खोलीपेक्षा जास्त उष्णता आवश्यक असेल;
• भिंतींचे थर्मल इन्सुलेशन. या गणना पद्धतीचा जन्म झाला सोव्हिएत काळ, जेव्हा सर्व अपार्टमेंट इमारतीथर्मल इन्सुलेशनची अंदाजे समान गुणवत्ता होती. इमारतींच्या थर्मल संरक्षणाचे नियमन करणाऱ्या SNiP 02/23/2003 च्या परिचयाने, बांधकामाच्या आवश्यकता आमूलाग्र बदलल्या आहेत. म्हणून, नवीन आणि जुन्या इमारतींसाठी, थर्मल एनर्जीची आवश्यकता लक्षणीय भिन्न असू शकते;
• खिडक्यांचा आकार आणि क्षेत्रफळ. ते भिंतींच्या तुलनेत जास्त उष्णता प्रसारित करतात;

• घरातील खोलीचे स्थान. कॉर्नर रूमआणि इमारतीच्या मध्यभागी असलेल्या आणि उबदार शेजारच्या अपार्टमेंटने वेढलेल्या खोलीत समान तापमान राखण्यासाठी खूप भिन्न प्रमाणात उष्णता आवश्यक असेल;
• हवामान क्षेत्र. आम्ही आधीच शोधल्याप्रमाणे, सोची आणि ओम्याकॉनसाठी उष्णतेची आवश्यकता लक्षणीय भिन्न असेल.

1. हीटिंग बॅटरीची शक्ती त्याच्या क्षेत्रातून अधिक अचूकपणे मोजणे शक्य आहे का??

आपोआप.

02.23.2003 क्रमांकाच्या कुख्यात SNiP च्या आवश्यकता पूर्ण करणाऱ्या घरांसाठी ही तुलनेने सोपी गणना योजना आहे:

• उष्णतेचे मूळ प्रमाण क्षेत्रफळानुसार नाही तर खंडानुसार मोजले जाते. प्रति क्यूबिक मीटर, गणनामध्ये 40 वॅट्स समाविष्ट आहेत;
• घराच्या टोकाला लागून असलेल्या खोल्यांसाठी, 1.2 चा गुणांक सादर केला जातो, कोपऱ्यातील खोल्यांसाठी - 1.3, आणि खाजगी एकल-अपार्टमेंट घरांसाठी (त्यांच्या सर्व भिंती रस्त्यावर समान असतात) - 1.5;

• एका खिडकीसाठी, परिणामी 100 वॅट्स जोडले जातात, एका दरवाजासाठी - 200;
• खालील गुणांक वेगवेगळ्या हवामान झोनसाठी वापरले जातात:

उदाहरण म्हणून, 4x5 मीटरच्या एकाच खोलीसाठी उष्णतेच्या मागणीची गणना करू या, अनेक अटी निर्दिष्ट करा:

• कमाल मर्यादा उंची 3 मीटर;

• खोलीत दोन खिडक्या आहेत;
• ती कोपरा आहे
• खोली Komsomolsk-on-Amur शहरात स्थित आहे.

हे शहर प्रादेशिक केंद्र - खाबरोव्स्क पासून 400 किमी अंतरावर आहे.

चला सुरू करुया.

• खोलीचा आकारमान 4*5*3=60 m3 असेल;
• व्हॉल्यूमनुसार एक साधी गणना 40*60=2400 W देईल;
• रस्त्यावर सामाईक असलेल्या दोन भिंती आम्हाला 1.3 गुणांक लागू करण्यास भाग पाडतील. 2400*1.3 = 3120 W;
• दोन खिडक्या आणखी 200 वॅट्स जोडतील. एकूण 3320;
• वरील सारणी तुम्हाला योग्य प्रादेशिक गुणांक निवडण्यात मदत करेल. कारण द सरासरी तापमानवर्षातील सर्वात थंड महिना - जानेवारी - शहरात 25.7 आहे, गणना केलेल्या गुणाकार करा थर्मल पॉवर 1.5 पर्यंत. 3320*1.5=4980 वॅट्स.

सरलीकृत गणना योजनेतील फरक जवळजवळ 150% होता. जसे आपण पाहू शकता, किरकोळ तपशीलांकडे दुर्लक्ष केले जाऊ नये.

1. ज्या घराचे इन्सुलेशन SNiP 02/23/2003 चे पालन करत नाही अशा घरासाठी हीटिंग उपकरणांची शक्ती कशी मोजावी?

अनियंत्रित बिल्डिंग पॅरामीटर्ससाठी गणना सूत्र येथे आहे:

क्यू - शक्ती (ते किलोवॅटमध्ये प्राप्त होईल);

V हा खोलीचा आकारमान आहे. हे क्यूबिक मीटरमध्ये मोजले जाते;

डीटी म्हणजे खोली आणि रस्त्यावरील तापमानातील फरक;

k हा बिल्डिंग इन्सुलेशन गुणांक आहे. ते समान आहे:

रस्त्यावर तापमान डेल्टा कसे ठरवायचे? सूचना अगदी स्पष्ट आहेत.

खोलीचे अंतर्गत तापमान सामान्यतः स्वच्छताविषयक मानकांच्या बरोबरीने घेतले जाते (18-22C यावर अवलंबून हवामान क्षेत्रआणि घराच्या बाह्य भिंतींच्या तुलनेत खोलीचे स्थान).

रस्त्याचे तापमान हे वर्षातील सर्वात थंड पाच दिवसांच्या तापमानाच्या बरोबरीचे मानले जाते.

दोन अतिरिक्त पॅरामीटर्स निर्दिष्ट करून, कोमसोमोल्स्कमधील आमच्या खोलीसाठी पुन्हा गणना करूया:

• घराच्या भिंती दोन विटांनी बनवलेल्या आहेत;
• दुहेरी-चकचकीत खिडक्या - दुहेरी-चेंबर, ऊर्जा-बचत काचेशिवाय;

• शहराचे सरासरी किमान तापमान -30.8C आहे. स्वच्छता मानकखोलीसाठी, ते लक्षात घेऊन कोनीय स्थानघर +22C असेल.

आमच्या सूत्रानुसार, Q=60*(+22 - -30.8)*1.8/860=6.63 kW.

व्यवहारात, गणनामध्ये त्रुटी किंवा अनपेक्षित परिस्थितीत (हीटिंग उपकरणांचे गाळ, विचलन तापमान चार्टआणि असेच). रेडिएटर कनेक्शन थ्रोटल केल्याने अतिरिक्त उष्णता हस्तांतरण कमी होण्यास मदत होईल.

डिव्हाइससाठी गणना

1. ज्ञात संख्येच्या विभागांसह हीटिंग रेडिएटर्सच्या थर्मल पॉवरची गणना कशी करावी?

हे सोपे आहे: विभागांची संख्या एका विभागातील उष्णता प्रवाहाने गुणाकार केली जाते. हे पॅरामीटर सहसा निर्मात्याच्या वेबसाइटवर आढळू शकते.

आपण असामान्य काहीतरी आकर्षित करत असल्यास कमी किंमतअज्ञात निर्मात्याचे रेडिएटर्स देखील समस्या नाहीत. या प्रकरणात, आपण खालील सरासरी मूल्यांवर लक्ष केंद्रित करू शकता:

चित्रावर - ॲल्युमिनियम रेडिएटर, प्रति विभाग उष्णता हस्तांतरणासाठी रेकॉर्ड धारक.

आपण कन्व्हेक्टर किंवा पॅनेल रेडिएटर निवडले असल्यास, आपल्यासाठी माहितीचा एकमेव स्त्रोत निर्मात्याचा डेटा असू शकतो.

आपल्या स्वत: च्या हातांनी रेडिएटरच्या थर्मल पॉवरची गणना करताना, एक सूक्ष्मता लक्षात ठेवा: उत्पादक सामान्यत: रेडिएटरमधील पाणी आणि 70 डिग्री सेल्सिअस तापमानात गरम झालेल्या खोलीतील हवा यांच्यातील तापमानाच्या फरकासाठी डेटा प्रदान करतात. हे साध्य केले जाते, उदाहरणार्थ, सह खोलीचे तापमान+20 आणि रेडिएटर तापमान +90.

डेल्टामध्ये घट झाल्यामुळे थर्मल पॉवरमध्ये प्रमाण कमी होते; अशा प्रकारे, कूलंट आणि हवेच्या तापमानात अनुक्रमे 60 आणि 25C, डिव्हाइसची शक्ती निम्म्याने कमी होईल.

चला आपले उदाहरण घेऊ आणि किती ते शोधू कास्ट लोह विभाग 6.6 kW प्रति थर्मल पॉवर प्रदान करू शकते आदर्श परिस्थिती- शीतलक 90C आणि खोलीचे तापमान +20 वर गरम केले जाते. 6600/160=41 (गोलाकार) विभाग. अर्थात, या आकाराच्या बॅटरी किमान दोन राइसरवर वितरित केल्या जातील.

ट्यूबलर स्टील रेडिएटर, किंवा नोंदणी करा.

एका विभागासाठी (एक क्षैतिज पाईप) ते Q=Pi*D*L*K*Dt सूत्र वापरून मोजले जाते.

त्यात:

• प्र -शक्ती. परिणाम वॅट्स मध्ये प्राप्त होईल;
• Pi ही संख्या "pi" आहे, ती 3.14 च्या समान गोलाकार केली जाते;
• डी मीटरमध्ये पाईपचा बाह्य व्यास आहे;
• एल विभागाची लांबी आहे (पुन्हा मीटरमध्ये);
• के हे धातूच्या थर्मल चालकतेशी संबंधित गुणांक आहे (स्टीलसाठी ते 11.63 आहे);
• Dt हा रजिस्टरमधील हवा आणि पाणी यांच्यातील तापमानाचा फरक आहे.

मल्टी-सेक्शनच्या पॉवरची गणना करताना, या सूत्राचा वापर करून तळापासून पहिला विभाग मोजला जातो आणि त्यानंतरच्या भागांसाठी, कारण ते चढत्या उष्णतेच्या प्रवाहात असतील (ज्याचा Dt वर परिणाम होतो), परिणाम 0.9 ने गुणाकार केला जातो.

मी तुम्हाला गणनेचे उदाहरण देतो. खोलीच्या तपमानावर 108 मिमी व्यासाचा आणि 3 मीटर लांबीचा एक विभाग +25 आणि कूलंट तापमान +70 3.14 * 0.108 * 3 * 11.63 * (70-25) = 532 वॅट्स वितरित करेल. त्याच विभागांचे चार-विभागाचे रजिस्टर 523+(532*0.9*3)=1968 वॅट्स तयार करेल.

निष्कर्ष

जसे आपण पाहू शकता, थर्मल पॉवरची गणना अगदी सोप्या पद्धतीने केली जाते, परंतु गणनाचा परिणाम दुय्यम घटकांवर अवलंबून असतो. नेहमीप्रमाणे, या लेखातील व्हिडिओमध्ये आपल्याला अतिरिक्त सापडेल उपयुक्त माहिती. मी तुमच्या जोडांची वाट पाहत आहे. शुभेच्छा, कॉम्रेड्स!

1.
2.
3.
4.

आपण स्थापना सुरू करण्यापूर्वी स्वायत्त प्रणालीमध्ये गरम करणे स्वतःचे घरकिंवा अपार्टमेंट, मालमत्ता मालकाकडे प्रकल्प असणे आवश्यक आहे. तज्ञांद्वारे त्याची निर्मिती इतर गोष्टींबरोबरच सूचित करते की विशिष्ट क्षेत्र आणि खंड असलेल्या खोलीसाठी थर्मल पॉवरची गणना केली जाईल. फोटोमध्ये आपण पाहू शकता की खाजगी घराची हीटिंग सिस्टम कशी दिसू शकते.

हीटिंग सिस्टमच्या थर्मल पॉवरची गणना करण्याची आवश्यकता

खोल्या गरम करण्यासाठी आवश्यक थर्मल ऊर्जेची गणना करण्याची आवश्यकता आणि उपयुक्तता खोल्या, यावर अवलंबून सिस्टमची मुख्य वैशिष्ट्ये निश्चित करणे आवश्यक आहे या वस्तुस्थितीमुळे आहे वैयक्तिक वैशिष्ट्येडिझाइन केलेल्या सुविधेचे, यासह:

• इमारतीचा उद्देश आणि त्याचा प्रकार;
• प्रत्येक खोलीचे कॉन्फिगरेशन;
• रहिवाशांची संख्या;
• भौगोलिक स्थितीआणि तो ज्या प्रदेशात आहे परिसर;
• इतर पॅरामीटर्स.

गणना आवश्यक शक्तीहीटिंग आहे महत्त्वाचा मुद्दा, त्याचा परिणाम पॅरामीटर्सची गणना करण्यासाठी वापरला जातो गरम उपकरणेजे स्थापित करण्याची त्यांची योजना आहे:

1. त्याच्या शक्तीवर अवलंबून बॉयलरची निवड. ऑपरेशनल कार्यक्षमता गरम रचनाहीटिंग युनिटच्या योग्य निवडीद्वारे निर्धारित केले जाते. बॉयलरची अशी कार्यक्षमता असणे आवश्यक आहे की हिवाळ्याच्या थंड दिवसातही, घर किंवा अपार्टमेंटमध्ये राहणाऱ्या लोकांच्या गरजेनुसार सर्व खोल्या गरम करणे सुनिश्चित करणे. त्याच वेळी, डिव्हाइसमध्ये जास्त शक्ती असल्यास, व्युत्पन्न केलेल्या उर्जेचा काही भाग मागणीत राहणार नाही, ज्याचा अर्थ असा आहे की विशिष्ट रक्कम वाया जाईल.
2. मुख्य गॅस पाइपलाइनचे कनेक्शन समन्वयित करण्याची आवश्यकता. गॅस नेटवर्कशी कनेक्ट करण्यासाठी आपल्याला तांत्रिक वैशिष्ट्यांची आवश्यकता असेल. हे करण्यासाठी, वर्षासाठी अपेक्षित गॅस वापर आणि सर्व ग्राहकांसाठी एकूण थर्मल पॉवरचा अंदाज दर्शविणारा एक अर्ज योग्य सेवेकडे सबमिट करा.
3. परिधीय उपकरणे गणना करणे. पाइपलाइन आणि पाईप क्रॉस-सेक्शनची लांबी, उत्पादकता निश्चित करण्यासाठी आवश्यक अभिसरण पंप, बॅटरी प्रकार इ.

अंदाजे गणना पर्याय

हीटिंग सिस्टमच्या थर्मल पॉवरची अचूक गणना करणे खूप कठीण आहे ते केवळ योग्य पात्रता आणि विशेष ज्ञान असलेल्या व्यावसायिकांद्वारेच केले जाऊ शकते. या कारणास्तव, ही गणना सहसा तज्ञांना सोपविली जाते.

त्याच वेळी, आणखी आहेत साधे मार्ग, आपल्याला आवश्यक थर्मल ऊर्जेच्या प्रमाणाचा अंदाजे अंदाज लावण्याची परवानगी देते आणि आपण ते स्वतः करू शकता:

1. क्षेत्रानुसार हीटिंग पॉवरची गणना बर्याचदा वापरली जाते (अधिक तपशील: ""). असे मानले जाते की निवासी इमारती एखाद्या विशिष्ट प्रदेशातील हवामान लक्षात घेऊन विकसित केलेल्या डिझाइननुसार बांधल्या जातात आणि डिझाइन निर्णयांमध्ये आवश्यक थर्मल संतुलन प्रदान करणार्या सामग्रीचा वापर समाविष्ट असतो. म्हणून, गणना करताना, मूल्य गुणाकार करण्याची प्रथा आहे शक्ती घनतापरिसराच्या क्षेत्रापर्यंत. उदाहरणार्थ, मॉस्को प्रदेशासाठी हे पॅरामीटर 100 ते 150 वॅट्स प्रति “चौरस” पर्यंत आहे.
2. आपण खोलीचे प्रमाण आणि तापमान लक्षात घेतल्यास अधिक अचूक परिणाम प्राप्त होईल. गणना अल्गोरिदममध्ये कमाल मर्यादेची उंची, गरम खोलीत आरामाची पातळी आणि घराची वैशिष्ट्ये समाविष्ट आहेत.

   वापरलेले सूत्र खालीलप्रमाणे आहे: Q = VxΔTxK/860, जेथे:
   

   
   व्ही - खोलीची मात्रा;
   ΔT - घराच्या आतील आणि रस्त्यावरील तापमानातील फरक;
   के - उष्णता कमी होणे गुणांक.
   
   सुधारणेचा घटक तुम्हाला मालमत्तेची डिझाइन वैशिष्ट्ये विचारात घेण्यास अनुमती देतो. उदाहरणार्थ, पारंपारिक दुहेरी छप्पर असलेल्या इमारतींसाठी जेव्हा इमारतीच्या हीटिंग सिस्टमची थर्मल पॉवर निर्धारित केली जाते वीटकाम K 1.0-1.9 च्या श्रेणीत आहे.
3. पद्धत एकत्रित निर्देशक. बर्याच मार्गांनी ते मागील पर्यायासारखेच आहे, परंतु ते मल्टी-अपार्टमेंट इमारती किंवा इतर मोठ्या वस्तूंच्या हीटिंग सिस्टमसाठी उष्णता लोडची गणना करण्यासाठी वापरले जाते.

वरील तीनही पद्धती, ज्या आपल्याला आवश्यक उष्णता हस्तांतरणाची गणना करण्यास अनुमती देतात, अंदाजे परिणाम देतात, जे वास्तविक डेटापेक्षा कमी किंवा अधिक भिन्न असू शकतात. हे स्पष्ट आहे की स्थापना कमी-शक्ती आहे हीटिंग सिस्टमआवश्यक प्रमाणात हीटिंग प्रदान करणार नाही.

याउलट, हीटिंग उपकरणांमध्ये जास्त शक्तीमुळे उपकरणांचा जलद पोशाख, इंधन, विजेचा अत्यधिक वापर आणि त्यानुसार, पैसा. अशी गणना सामान्यतः साध्या प्रकरणांमध्ये वापरली जाते, उदाहरणार्थ, बॉयलर निवडताना.

थर्मल पॉवरची अचूक गणना

थर्मल इन्सुलेशनची डिग्री आणि त्याची प्रभावीता ते किती चांगले बनवले जाते आणि त्यावर अवलंबून असते डिझाइन वैशिष्ट्येइमारती उष्णता कमी होण्याचा मुख्य भाग बाह्य भिंतींवर होतो (अंदाजे 40%), त्यानंतर विंडो डिझाइन(सुमारे 20%), आणि छत आणि मजला 10% आहेत. उरलेली उष्णता वायुवीजन आणि दरवाजांद्वारे घरातून बाहेर पडते.

म्हणून, हीटिंग सिस्टमच्या थर्मल पॉवरची गणना या बारकावे विचारात घेणे आवश्यक आहे.

यासाठी, सुधारणा घटक वापरले जातात:

• K1 विंडोच्या प्रकारावर अवलंबून आहे. दुहेरी-चकचकीत खिडक्या 1 शी संबंधित आहेत, पारंपारिक ग्लेझिंग - 1.27, तीन-चेंबर विंडो - 0.85;
• K2 भिंतींच्या थर्मल इन्सुलेशनची डिग्री दर्शविते. हे 1 (फोम काँक्रिट) ते 1.5 काँक्रिट ब्लॉक्स् आणि 1.5 वीट दगडी बांधकामासाठी आहे;
• K3 खिडक्या आणि मजल्यांचे क्षेत्रफळ यांच्यातील गुणोत्तर प्रतिबिंबित करते. आणखी विंडो फ्रेम्स, उष्णता कमी होणे जास्त. 20% ग्लेझिंगमध्ये गुणांक 1 आहे, आणि 50% वर ते 1.5 पर्यंत वाढते;
• K4 दरम्यान इमारतीच्या बाहेर किमान तापमान अवलंबून असते गरम हंगाम. एकक म्हणून -20 °C तापमान घ्या आणि नंतर प्रत्येक 5 अंशांसाठी 0.1 जोडा किंवा वजा करा;
• K5 बाह्य भिंतींची संख्या विचारात घेते. एका भिंतीसाठी गुणांक 1 आहे, जर तेथे दोन किंवा तीन असतील तर ते 1.2 आहे, जेव्हा चार आहेत - 1.33;
• K6 विशिष्ट खोलीच्या वर स्थित असलेल्या खोलीचा प्रकार प्रतिबिंबित करतो. वर उपलब्ध असल्यास निवासी मजलासुधार मूल्य - 0.82, उबदार पोटमाळा - 0.91, कोल्ड अटिक - 1.0;
• K7 - छताच्या उंचीवर अवलंबून असते. 2.5 मीटरच्या उंचीसाठी ते 1.0 आहे आणि 3 मीटरसाठी ते 1.05 आहे.

जेव्हा सर्व सुधारणा घटक ज्ञात असतात, तेव्हा सूत्र वापरून प्रत्येक खोलीसाठी हीटिंग सिस्टमची शक्ती मोजली जाते:

नियमानुसार, सर्व प्रकारच्या अनपेक्षित प्रकरणांसाठी थर्मल ऊर्जेचा राखीव सुनिश्चित करण्यासाठी, परिणाम 15-20% ने वाढविला जातो. हे गंभीर दंव असू शकते, तुटलेली खिडकी, खराब झालेले थर्मल इन्सुलेशन इ.

गणना उदाहरण

समजा तुम्हाला हे माहित असणे आवश्यक आहे की हीटिंग सिस्टमची थर्मल पॉवर 150 मी² क्षेत्रफळ असलेल्या लाकडापासून बनवलेल्या घरासाठी उबदार पोटमाळा, तीन बाह्य भिंतीआणि दुहेरी ग्लेझिंगखिडक्या वर. त्याच वेळी, भिंतींची उंची 2.5 मीटर आहे आणि ग्लेझिंग क्षेत्र 25% आहे. किमान तापमानसर्वात हिमवर्षाव असलेल्या पाच दिवसांच्या कालावधीत बाहेर ते -28 डिग्री सेल्सियस असते.

मध्ये सुधारणा घटक या प्रकरणातसमान असेल:

• K1 ( दुहेरी-चकाकी असलेली खिडकी) = 1,0;
• K2 (लाकूड बनवलेल्या भिंती) = 1.25;
• K3 (ग्लेझिंग क्षेत्र) = 1.1;
• K4 (-25 °C वर -1.1, आणि 30 °C वर) = 1.16;
• K5 (तीन बाह्य भिंती) = 1.22;
• K6 (शीर्ष उबदार पोटमाळा) = 0,91;
• K7 (खोलीची उंची) = 1.0.

Q=100 W/m²x135 m²x1.0x1.25x1.1x1.16x1.22x0.91x1.0 = 23.9 kW.

परिणामी, हीटिंग सिस्टमची शक्ती असेल: W = Qx1.2 = 28.7 kW.

क्षेत्रानुसार हीटिंग पॉवरची गणना करण्यावर आधारित, एक सरलीकृत गणना पद्धत वापरली गेली असल्यास, परिणाम पूर्णपणे भिन्न असेल:

100–150 W x150m² = 15–22.5 kW

हीटिंग सिस्टम राखीव शक्तीशिवाय कार्य करेल - मर्यादेवर. वरील उदाहरण निश्चित करण्यासाठी अचूक पद्धती वापरण्याचे महत्त्व पुष्टी करते थर्मल भारगरम करण्यासाठी.

व्हिडिओमध्ये हीटिंग सिस्टमच्या थर्मल पॉवरची गणना करण्याचे उदाहरण:

थर्मल चालकता समीकरण.

थर्मल वहन तेव्हा होते जेव्हा तापमानात फरक असतो बाह्य कारणे. त्याच वेळी, मध्ये वेगवेगळ्या जागापदार्थांच्या रेणूंमध्ये थर्मल मोशनची भिन्न सरासरी गतीज ऊर्जा असते. रेणूंच्या अव्यवस्थित थर्मल गतीमुळे निर्देशित वाहतूक होते अंतर्गत ऊर्जाशरीराच्या उबदार भागांपासून ते थंड भागांपर्यंत.

थर्मल चालकता समीकरण. चला एक-आयामी केसचा विचार करूया. T = T(x). या प्रकरणात, ऊर्जा हस्तांतरण केवळ एका OX अक्षावर होते आणि फूरियरच्या कायद्याद्वारे वर्णन केले जाते:

कुठे - उष्णता प्रवाह घनता,

अंतर्गत उर्जेच्या हस्तांतरणाच्या दिशेला लंब असलेल्या क्षेत्राद्वारे वेळेत हस्तांतरित होणारी उष्णता; - थर्मल चालकता गुणांक. सूत्र (1) मधील चिन्ह (-) हे सूचित करते की ऊर्जा हस्तांतरण तापमान कमी होण्याच्या दिशेने होते.

सिंगल-लेयर स्ट्रक्चरची उष्णता कमी होण्याची शक्ती.

सामग्रीच्या प्रकारावर इमारतींच्या उष्णतेच्या नुकसानाच्या अवलंबनाचा विचार करूया -

la आणि त्याची जाडी.

साठी उष्णतेच्या नुकसानाची गणना करा विविध साहित्यआम्ही सूत्र वापरू:

,

पी - उष्णता कमी होण्याची शक्ती, डब्ल्यू;

औष्मिक प्रवाहकता घन(भिंती), W/(m K);

भिंतीची जाडी किंवा उष्णता वाहक शरीर, मी;

S हे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ आहे ज्याद्वारे उष्णता हस्तांतरण होते, मी 2;

दोन वातावरणातील तापमानातील फरक, °C.

प्रारंभिक डेटा:

तक्ता 1. - थर्मल चालकता बांधकाम साहित्य l, W/(m K).

आमच्या समस्येचा विचार करताना, सिंगल-लेयर स्ट्रक्चरची जाडी बदलणार नाही. ज्या सामग्रीपासून ते तयार केले जाईल त्याची थर्मल चालकता बदलेल. हे लक्षात घेऊन, उष्णतेच्या नुकसानाची गणना करूया, म्हणजे औष्णिक ऊर्जाइमारतीच्या बाहेर ध्येयविरहित चालणे.

वीट:

काच:

काँक्रीट:

क्वार्ट्ज ग्लास:

संगमरवरी:

लाकूड:

काचेचे लोकर:

स्टायरोफोम:

या गणनेवर आधारित, प्रत्येक बाबतीत आम्ही निवडतो आवश्यक साहित्य, कार्यक्षमता, सामर्थ्य, टिकाऊपणाची आवश्यकता लक्षात घेऊन. प्लायवुड आणि इन्सुलेशनवर आधारित प्रीफेब्रिकेटेड फ्रेम स्ट्रक्चर्सचे मुख्य घटक म्हणून शेवटची दोन सामग्री वापरली जाते.

सीमा अटी.

भिन्न समीकरणथर्मल चालकता आहे गणितीय मॉडेलथर्मल चालकता घटनेचा संपूर्ण वर्ग आणि स्वतःच प्रश्नातील शरीरातील उष्णता हस्तांतरण प्रक्रियेच्या विकासाबद्दल काहीही बोलत नाही. आंशिक विभेदक समीकरण समाकलित करताना, आम्हाला अनंत संच मिळतो विविध उपाय. या सेटमधून विशिष्ट विशिष्ट समस्येशी संबंधित एक विशिष्ट समाधान मिळविण्यासाठी, मूळ विभेदक उष्णता समीकरणामध्ये समाविष्ट नसलेला अतिरिक्त डेटा असणे आवश्यक आहे. या अतिरिक्त परिस्थिती, ज्या विभेदक समीकरण (किंवा त्याचे समाधान) सोबत विशिष्ट उष्णता वाहक समस्या निश्चित करतात, शरीरातील तापमान वितरण (प्रारंभिक किंवा तात्पुरती परिस्थिती), शरीराचा भौमितिक आकार आणि परस्परसंवादाचा नियम. वातावरण आणि शरीराची पृष्ठभाग (सीमा परिस्थिती).

विशिष्ट (ज्ञात) भौतिक गुणधर्मांसह विशिष्ट भौमितीय आकाराच्या शरीरासाठी, सीमा आणि प्रारंभिक स्थितींच्या संचाला सीमा परिस्थिती म्हणतात. तर, प्रारंभिक स्थिती ही तात्पुरती सीमा स्थिती आहे आणि सीमा परिस्थिती ही अवकाशीय सीमा स्थिती आहे. सीमा परिस्थितीसह विभेदक उष्णता समीकरण ही उष्णता समीकरणाची सीमा मूल्य समस्या (किंवा थोडक्यात थर्मल समस्या) बनवते.

प्रारंभिक स्थिती वेळेच्या सुरुवातीच्या क्षणी शरीरात तापमान वितरणाचा नियम निर्दिष्ट करून निर्धारित केली जाते, म्हणजे

T (x, y, z, 0) = f (x, y, z),

जेथे f (x, y, z) हे ज्ञात कार्य आहे.

बर्याच समस्यांमध्ये, सुरुवातीच्या वेळी एकसमान तापमान वितरण गृहीत धरले जाते; मग

T (x, y, z, 0) = T o = const.

सीमा स्थिती विविध प्रकारे निर्दिष्ट केली जाऊ शकते.

1. पहिल्या प्रकारची सीमा स्थिती शरीराच्या पृष्ठभागावर कोणत्याही वेळी तापमान वितरण निर्दिष्ट करते,

ट s(τ) = f(τ),

कुठे ट s (τ) - शरीराच्या पृष्ठभागावरील तापमान.

आयसोथर्मल सीमा स्थिती 1ल्या प्रकारच्या परिस्थितीचे एक विशेष प्रकरण दर्शवते. समतापीय सीमेवर, शरीराच्या पृष्ठभागाचे तापमान स्थिर असल्याचे गृहीत धरले जाते ट s = const, उदाहरणार्थ, एखाद्या विशिष्ट तापमानात द्रवाने पृष्ठभाग धुताना.

2. दुस-या प्रकारची सीमा स्थिती शरीराच्या पृष्ठभागावरील प्रत्येक बिंदूसाठी वेळेचे कार्य म्हणून उष्णता प्रवाह घनता निर्दिष्ट करते,ते आहे

q s (τ) = f(τ).

दुस-या प्रकारची स्थिती सीमेवर उष्णतेच्या प्रवाहाची तीव्रता निर्दिष्ट करते, म्हणजेच, तापमान वक्र कोणत्याही ऑर्डिनेट असू शकते, परंतु दिलेला ग्रेडियंट असणे आवश्यक आहे. सर्वात सोपा केसदुसऱ्या प्रकारची सीमा स्थिती ही उष्णता प्रवाह घनतेची स्थिरता आहे:

q s (τ) = q c= const.

ॲडियाबॅटिक सीमादुसऱ्या प्रकारच्या स्थितीचे विशेष प्रकरण दर्शवते. ॲडिबॅटिक स्थितीत, उष्णता सीमांमधून वाहते शून्याच्या बरोबरीचे. जर शरीरातील उष्णतेच्या प्रवाहाच्या तुलनेत वातावरणासह शरीराची उष्णतेची देवाणघेवाण नगण्य असेल, तर शरीराची पृष्ठभाग उष्णतेसाठी व्यावहारिकदृष्ट्या अभेद्य मानली जाऊ शकते. हे स्पष्ट आहे की adiabatic सीमा कोणत्याही बिंदूवर sविशिष्ट उष्णतेचा प्रवाह आणि त्यास सामान्य पृष्ठभागाच्या बाजूने प्रमाणबद्ध ग्रेडियंट शून्याच्या समान आहेत.

3. सामान्यतः, तिसऱ्या प्रकारची सीमावर्ती स्थिती शरीराच्या पृष्ठभागाच्या आणि वातावरणात स्थिर उष्णता प्रवाह (स्थिर तापमान क्षेत्र) दरम्यान संवहनी उष्णता विनिमयाच्या कायद्याचे वैशिष्ट्य दर्शवते.या प्रकरणात, शरीराच्या पृष्ठभागाच्या एकक क्षेत्रापासून प्रति युनिट वेळेत हस्तांतरित होणारी उष्णता वातावरणतापमानासह टी एसशीतकरण प्रक्रियेदरम्यान (टी एस> टी एस),शरीराच्या पृष्ठभागाच्या आणि वातावरणातील तापमानाच्या फरकाच्या थेट प्रमाणात, म्हणजे

q s = α(टी एस - टी एस), (2)

जेथे α हा आनुपातिकता गुणांक आहे, त्याला उष्णता हस्तांतरण गुणांक म्हणतात (vm/m 2 deg).

उष्णता हस्तांतरण गुणांक हे संख्यात्मकदृष्ट्या शरीराच्या एका युनिट पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळाच्या प्रति युनिट वेळेनुसार दिलेल्या उष्णतेच्या प्रमाणात समान असते जेव्हा पृष्ठभाग आणि वातावरणातील तापमानाचा फरक 1° असतो.

संबंध (2) फूरियरच्या थर्मल चालकतेच्या नियमातून मिळू शकतो, असे गृहीत धरून की जेव्हा एखादा वायू किंवा द्रव शरीराच्या पृष्ठभागाभोवती वाहतो तेव्हा वायूपासून त्याच्या पृष्ठभागाजवळील शरीरात उष्णता हस्तांतरण फूरियरच्या नियमानुसार होते:

qs=-λ g (∂T g /∂n) s 1 एन= λ g (T s -T c) 1 एन/∆ =α·(T s -T c)· 1 एन,

जेथे λ g हा वायूचा थर्मल चालकता गुणांक आहे, ∆ ही सीमा स्तराची सशर्त जाडी आहे, α = λ g /∆.

म्हणून, उष्णता प्रवाह वेक्टर q s सामान्य बाजूने निर्देशित आहे पीसमतापीय पृष्ठभागावर, त्याचे स्केलर प्रमाण बरोबरीचे असते q s .

सीमा स्तराची सशर्त जाडी ∆ वायूच्या (किंवा द्रव) हालचालींच्या गतीवर अवलंबून असते आणि भौतिक गुणधर्म. म्हणून, उष्णता हस्तांतरण गुणांक वायूच्या हालचालीची गती, त्याचे तापमान आणि हालचालींच्या दिशेने शरीराच्या पृष्ठभागावर बदलांवर अवलंबून असते. अंदाजे म्हणून, उष्णता हस्तांतरण गुणांक स्थिर, तापमानापासून स्वतंत्र आणि शरीराच्या संपूर्ण पृष्ठभागासाठी समान मानले जाऊ शकते.

किरणोत्सर्गाद्वारे शरीराला गरम करणे किंवा थंड करणे याचा विचार करताना तिसऱ्या प्रकारची सीमा परिस्थिती देखील वापरली जाऊ शकते. . स्टीफन-बोल्टझमन कायद्यानुसार, दोन पृष्ठभागांमधील तेजस्वी उष्णता प्रवाह समान आहे

q s (τ) = σ*,

जेथे σ* कमी उत्सर्जनशीलता आहे, टी ए- उष्णता-प्राप्त शरीराच्या पृष्ठभागाचे परिपूर्ण तापमान.

आनुपातिकता गुणांक σ* शरीराच्या पृष्ठभागाच्या स्थितीवर अवलंबून असतो. पूर्णपणे काळ्या शरीरासाठी, म्हणजे त्यावरील सर्व किरणोत्सर्ग शोषून घेण्याची क्षमता असलेले शरीर, σ* = 5.67 10 -12 W/cm 2°K ४. राखाडी शरीरासाठी σ* = ε·σ , जेथे ε हा उत्सर्जन घटक आहे, जो 0 ते 1 पर्यंत बदलतो. पॉलिशसाठी धातू पृष्ठभागउत्सर्जन गुणांक येथे आहेत सामान्य तापमान 0.2 ते 0.4 पर्यंत, आणि लोह आणि स्टीलच्या ऑक्सिडाइज्ड आणि खडबडीत पृष्ठभागांसाठी - 0.6 ते 0.95 पर्यंत. वाढत्या तापमानासह, गुणांक ε वाढतात आणि वितळण्याच्या बिंदूच्या जवळ असलेल्या उच्च तापमानात, ते 0.9 ते 0.95 पर्यंत मूल्यांपर्यंत पोहोचतात.

तापमानाच्या लहान फरकासाठी (T p - T a), संबंध अंदाजे खालीलप्रमाणे लिहिले जाऊ शकतात:

q s (τ) = σ*(·)·[ T s (τ) –T a ] = α(T)· [ T s (τ) -T a ] (3)

कुठे α (ट)- तेजस्वी उष्णता हस्तांतरण गुणांक, ज्याचे परिमाण संवहनी उष्णता हस्तांतरण गुणांक सारखे आहे आणि समान आहे

α (टी) =σ*=σ*ν(T)

हा संबंध न्यूटनच्या शरीराला थंड किंवा गरम करण्याच्या नियमाची अभिव्यक्ती आहे, तर T a शरीराच्या पृष्ठभागाच्या तापमानाला उष्णता दर्शवितो. जर तापमान टी एस(τ) थोडेसे बदलते, नंतर गुणांक α (T) अंदाजे स्थिर म्हणून घेतले जाऊ शकते.

जर सभोवतालचे (हवा) तापमान टी एसआणि उष्णता प्राप्त करणाऱ्या शरीराचे तापमान T a सारखेच आहे आणि माध्यमाचे रेडिएशन शोषण गुणांक खूपच लहान आहे, तर न्यूटनच्या नियमाच्या संबंधात, T a ऐवजी आपण लिहू शकतो. टी एस.या प्रकरणात, संवहनाने शरीराद्वारे दिलेल्या उष्णतेच्या प्रवाहाचा एक लहान अंश α ते ·∆T च्या बरोबरीने सेट केला जाऊ शकतो. , कुठे a ते- संवहनी उष्णता हस्तांतरण गुणांक.

संवहनी उष्णता हस्तांतरण गुणांक α तेअवलंबून:

1) उष्णता देणाऱ्या पृष्ठभागाच्या आकारावर आणि आकारावर (बॉल, सिलेंडर, प्लेट) आणि अवकाशातील त्याच्या स्थानावर (उभ्या, आडव्या, कलते);

2) उष्णता-हस्तांतरण पृष्ठभागाच्या भौतिक गुणधर्मांवर;

3) पर्यावरणाच्या गुणधर्मांवर (त्याची घनता, थर्मल चालकता
आणि चिकटपणा, यामधून तापमानावर अवलंबून असते), तसेच

4) तापमानात फरक टी एस - टी एस.

या प्रकरणात, प्रमाणात

q s =α·[Тs (τ) - टी एस], (4)

गुणांक α एकूण उष्णता हस्तांतरण गुणांक असेल:

α = α k + α(T) (5)

पुढील गोष्टींमध्ये, शरीराचे अस्थिर उष्णता हस्तांतरण, ज्याचे तंत्र संबंधाने वर्णन केले जाते (5), त्याला न्यूटनच्या नियमानुसार उष्णता हस्तांतरण म्हटले जाईल.

ऊर्जेच्या संवर्धनाच्या नियमानुसार, शरीराच्या पृष्ठभागाद्वारे दिलेली उष्णता q s (τ) शरीराच्या पृष्ठभागावर आतून पुरविल्या जाणाऱ्या उष्णतेच्या प्रमाणाप्रमाणे असते. थर्मल चालकता द्वारे क्षेत्र, म्हणजे

q s (τ) = α·[Т s (τ) - टी एस(τ)] = -λ(∂T/∂n) s , (6)

जेथे, समस्या विधानाच्या सामान्यतेसाठी, तापमान टी एसव्हेरिएबल मानले जाते, आणि उष्णता हस्तांतरण गुणांक α (ट)अंदाजे स्थिरांक घेतलेला [α (ट)= α = const].

सहसा सीमा स्थिती खालीलप्रमाणे लिहिली जाते:

λ(∂T/∂n) s + α·[Т s (τ) - टी एस(τ)] = ०. (७)

तिसऱ्या प्रकारच्या सीमा स्थितीवरून, विशेष बाब म्हणून, प्रथम प्रकारची सीमा स्थिती मिळवता येते. जर गुणोत्तर α /λ अनंताकडे झुकते [उष्णता हस्तांतरण गुणांक आहे महान महत्व(α→∞) किंवा थर्मल चालकता गुणांक लहान आहे (λ→ 0)], नंतर

T s (τ) - टी एस(τ) = lim = 0, जेथून Т s (τ) = टी एस(τ),

α ∕ λ →∞

म्हणजेच, उष्णता सोडणाऱ्या शरीराच्या पृष्ठभागाचे तापमान सभोवतालच्या तापमानासारखे असते.

त्याचप्रमाणे, α→0 साठी, (6) पासून आम्हाला दुसऱ्या प्रकारच्या सीमा स्थितीची एक विशेष केस मिळते - ॲडियाबॅटिक स्थिती (शरीराच्या पृष्ठभागावर उष्णतेचा प्रवाह शून्याच्या बरोबरीचा असतो). ॲडिबॅटिक स्थिती ही सीमेवरील उष्मा विनिमय स्थितीचे आणखी एक मर्यादित प्रकरण दर्शवते, जेव्हा, खूप लहान उष्णता हस्तांतरण गुणांक आणि महत्त्वपूर्ण थर्मल चालकता गुणांकासह, सीमा पृष्ठभागावरील उष्णता प्रवाह शून्याच्या जवळ येतो. पृष्ठभाग धातू उत्पादन, शांत हवेच्या संपर्कात असताना, थोड्या प्रक्रियेदरम्यान ते ॲडियाबॅटिक मानले जाऊ शकते, कारण पृष्ठभागाद्वारे वास्तविक उष्णता विनिमय प्रवाह नगण्य आहे. दीर्घ प्रक्रियेदरम्यान, पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमय धातूपासून लक्षणीय उष्णता काढून टाकण्यास व्यवस्थापित करते आणि यापुढे त्याकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकत नाही.

4. चौथ्या प्रकारची सीमा स्थिती एखाद्या शरीराच्या पृष्ठभागाच्या वातावरणाशी [द्रवासह शरीराची संवहनी उष्णतेची देवाणघेवाण) किंवा संपर्क करणाऱ्या घन पदार्थांच्या उष्णता विनिमयाशी संबंधित असते, जेव्हा संपर्क पृष्ठभागांचे तापमान समान असते. .जेव्हा द्रव (किंवा वायू) घन शरीराभोवती वाहते तेव्हा द्रव (वायू) पासून शरीराच्या पृष्ठभागाच्या जवळ असलेल्या पृष्ठभागावर उष्णता हस्तांतरण (लॅमिनार बाउंडरी लेयर किंवा लॅमिनार सबलेयर) च्या नियमानुसार होते. थर्मल चालकता (आण्विक उष्णता हस्तांतरण), म्हणजे चौथ्या प्रकारच्या सीमांच्या स्थितीशी संबंधित उष्णता हस्तांतरण

टी एस(τ) = [ टी एस(τ)] एस. (८)

तपमानाच्या समानतेव्यतिरिक्त, उष्णता प्रवाहाची समानता देखील आहे:

-λ c (∂T c /∂n) s = -λ(∂T/∂n) s . (९)

चार प्रकारच्या सीमा परिस्थितींचे चित्रमय व्याख्या देऊया (आकृती 1).

उष्णता प्रवाह वेक्टरचे स्केलर मूल्य तापमान ग्रेडियंटच्या परिपूर्ण मूल्याच्या प्रमाणात असते, जे संख्यात्मकदृष्ट्या असते स्पर्शिका समानसामान्य ते समतापीय पृष्ठभागापर्यंत तापमान वितरण वक्र स्पर्शिकेच्या कलतेचा कोन, म्हणजे

(∂T/∂n) s = tan φ s

आकृती 1 शरीराच्या पृष्ठभागावर चार पृष्ठभाग घटक दर्शविते ∆Sनॉर्मल टू इट n सह (सामान्य जर ते बाहेरून निर्देशित केले असेल तर ते सकारात्मक मानले जाते). तापमान ऑर्डिनेटसह प्लॉट केलेले आहे.

चित्र 1. - विविध मार्गांनीपृष्ठभागावर परिस्थिती सेट करणे.

पहिल्या प्रकारची सीमा अट दिली आहे टी एस(τ); सर्वात सोप्या प्रकरणात टी एस(τ) = const. शरीराच्या पृष्ठभागावरील तापमानाच्या वक्रपर्यंत स्पर्शिकेचा उतार आढळून येतो आणि त्यामुळे पृष्ठभागाद्वारे दिलेली उष्णतेचे प्रमाण (आकृती 1 पहा, अ).

दुस-या प्रकारच्या सीमा परिस्थितीतील समस्या विरुद्ध स्वरूपाच्या आहेत; शरीराच्या पृष्ठभागावरील तापमान वक्र स्पर्शिकेची स्पर्शिका निर्दिष्ट केली आहे (आकृती 1 पहा, b);शरीराच्या पृष्ठभागाचे तापमान आहे.

तिसऱ्या प्रकारच्या सीमा परिस्थितींशी संबंधित समस्यांमध्ये, शरीराच्या पृष्ठभागाचे तापमान आणि स्पर्शिकेच्या कलतेच्या कोनातील स्पर्शिकेचे तापमान वक्र परिवर्तनशील असतात, परंतु बिंदू बाह्य सामान्यवर निर्दिष्ट केला जातो. सह,ज्यामधून तापमान वक्रातील सर्व स्पर्शिका जाणे आवश्यक आहे (आकृती 1 पहा, व्ही).सीमा स्थिती (6) पासून ते खालीलप्रमाणे आहे

tg φ s = (∂T/∂n) s = (T s (τ) - टी एस)/(λ∕α). (१०)

शरीराच्या पृष्ठभागावरील तापमानाच्या वक्रतेकडे स्पर्शिकेच्या झुकाव कोनाची स्पर्शिका विरुद्ध पाय [T s (τ)-T c] च्या गुणोत्तराइतकी असते.

संबंधित च्या λ∕α समीप बाजूस काटकोन त्रिकोण. लगतची बाजू λ∕α हे स्थिर मूल्य आहे, आणि विरुद्ध बाजू [T s (τ) - T s] उष्णता विनिमय प्रक्रियेदरम्यान tg φ s च्या थेट प्रमाणात सतत बदलत असते. हे खालीलप्रमाणे आहे की मार्गदर्शक बिंदू C अपरिवर्तित राहतो.

चौथ्या प्रकारच्या सीमा परिस्थितीच्या समस्यांमध्ये, स्पर्शिका कोनातील स्पर्शरेषेचे शरीरातील तापमान वक्र आणि त्यांच्या इंटरफेसमधील माध्यमाचे गुणोत्तर निर्दिष्ट केले आहे (आकृती 1 पहा, जी):

tan φ s /tg φ c = λ c ∕λ = const. (अकरा)

परिपूर्ण थर्मल संपर्क लक्षात घेऊन (इंटरफेसवरील स्पर्शिका त्याच बिंदूतून जातात).

गणनासाठी एक किंवा दुसर्या सोप्या सीमा स्थितीचा प्रकार निवडताना, हे लक्षात ठेवले पाहिजे की प्रत्यक्षात घन शरीराची पृष्ठभाग नेहमी द्रव किंवा वायू माध्यमासह उष्णतेची देवाणघेवाण करते. पृष्ठभागावरील उष्णता हस्तांतरणाची तीव्रता साहजिकच जास्त असेल आणि ही तीव्रता स्पष्टपणे कमी असेल तर ॲडियाबॅटिक अशा प्रकरणांमध्ये आपण शरीराची सीमा समतापीय मानू शकतो.

संबंधित माहिती.

निवासी मध्ये आराम निर्माण करण्यासाठी आणि उत्पादन परिसरसंकलित उष्णता शिल्लकआणि गुणांक निश्चित करा उपयुक्त क्रियाहीटर्सची (कार्यक्षमता). सर्व गणनेमध्ये, ऊर्जा वैशिष्ट्य वापरले जाते जे ग्राहकांच्या उपभोग निर्देशकांसह गरम स्त्रोतांचे भार कनेक्ट करणे शक्य करते - थर्मल पॉवर. गणना भौतिक प्रमाणसूत्रांनुसार उत्पादित.

थर्मल पॉवरची गणना करण्यासाठी विशेष सूत्रे वापरली जातात

हीटरची कार्यक्षमता

शक्ती आहे भौतिक व्याख्याप्रेषण गती किंवा ऊर्जा वापर. ते या कालावधीच्या ठराविक कालावधीसाठी कामाच्या प्रमाणाच्या समान आहे. हीटिंग यंत्रे किलोवॅट्समध्ये विजेच्या वापराद्वारे दर्शविली जातात.

विविध प्रकारच्या उर्जेची तुलना करण्यासाठी, थर्मल पॉवरसाठी एक सूत्र सादर केले गेले: N = Q / Δ t, कुठे:

1. क्यू हे ज्युलमधील उष्णतेचे प्रमाण आहे;
2. Δ t - ऊर्जा प्रकाशन वेळ सेकंदात अंतराल;
3. परिणामी मूल्याचे परिमाण J/s = W.

हीटर्सच्या कार्यक्षमतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी, एक गुणांक वापरला जातो जो त्याच्या हेतूसाठी वापरल्या जाणाऱ्या उष्णतेचे प्रमाण दर्शवितो - कार्यक्षमता. इंडिकेटर विभागणीद्वारे निर्धारित केला जातो उपयुक्त ऊर्जाप्रति खर्च, एक परिमाण नसलेले एकक आहे आणि टक्केवारी म्हणून व्यक्त केले जाते. दिशेने विविध भागपर्यावरणाचे घटक, हीटरची कार्यक्षमता असमान मूल्ये आहेत. आपण केटलचे वॉटर हीटर म्हणून मूल्यांकन केल्यास, त्याची कार्यक्षमता 90% असेल आणि जेव्हा रूम हीटर म्हणून वापरली जाते तेव्हा गुणांक 99% पर्यंत वाढतो.

याचे स्पष्टीकरण सोपे आहे: सभोवतालच्या उष्णतेच्या देवाणघेवाणीमुळे, तापमानाचा काही भाग नष्ट होतो आणि नष्ट होतो. हरवलेल्या उर्जेचे प्रमाण सामग्रीच्या चालकता आणि इतर घटकांवर अवलंबून असते. P = λ × S Δ T/h या सूत्राचा वापर करून तुम्ही सैद्धांतिकदृष्ट्या उष्णता कमी होण्याची शक्ती मोजू शकता. येथे λ थर्मल चालकता गुणांक आहे, W/(m × K); S हे उष्णता विनिमय क्षेत्राचे क्षेत्रफळ आहे, m²; Δ टी - नियंत्रित पृष्ठभागावरील तापमानात फरक, अंश. सह; h - इन्सुलेटिंग लेयरची जाडी, m.

सूत्रावरून हे स्पष्ट होते की शक्ती वाढवण्यासाठी हीटिंग रेडिएटर्सची संख्या आणि उष्णता हस्तांतरण क्षेत्र वाढवणे आवश्यक आहे. सह संपर्क पृष्ठभाग कमी करून बाह्य वातावरण, खोलीतील तापमानाचे नुकसान कमी करा. इमारतीची भिंत जितकी मोठी असेल तितकी उष्णता कमी होईल.

स्पेस हीटिंग बॅलन्स

कोणत्याही वस्तूसाठी प्रकल्पाची तयारी सुरू होते थर्मोटेक्निकल गणना, प्रत्येक खोलीतील नुकसान लक्षात घेऊन इमारतीला हीटिंगसह प्रदान करण्याच्या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी डिझाइन केलेले. समतोल राखल्याने उष्णतेचा कोणता भाग इमारतीच्या भिंतींमध्ये साठवला जातो, किती बाहेर जातो, पुरवण्यासाठी किती ऊर्जा लागते हे शोधण्यात मदत होते. आरामदायक हवामानखोल्यांमध्ये

खालील समस्यांचे निराकरण करण्यासाठी थर्मल पॉवरचे निर्धारण आवश्यक आहे:

1. हीटिंग बॉयलर लोडची गणना करा, जे हीटिंग, गरम पाणी पुरवठा, वातानुकूलन आणि वायुवीजन प्रणालीचे कार्य प्रदान करेल;
2. इमारतीचे गॅसिफिकेशन समन्वयित करा आणि प्राप्त करा तांत्रिक माहितीवितरण नेटवर्कशी जोडणीसाठी. यासाठी वार्षिक इंधनाचा वापर आणि उष्णता स्त्रोतांच्या उर्जेची आवश्यकता (Gcal/तास) आवश्यक असेल;
3. परिसर गरम करण्यासाठी आवश्यक उपकरणे निवडा.

संबंधित सूत्राबद्दल विसरू नका

उर्जेच्या संवर्धनाच्या नियमानुसार ते एका मर्यादित जागेत स्थिरांकासह अनुसरण करते तापमान परिस्थितीउष्णता संतुलन राखले पाहिजे: Q नफा - Q तोटा = 0 किंवा Q जास्त = 0, किंवा Σ Q = 0. एक स्थिर सूक्ष्म हवामान समान पातळीवर राखले जाते गरम हंगामसामाजिकदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण सुविधा असलेल्या इमारतींमध्ये: निवासी, मुलांसाठी आणि वैद्यकीय संस्था तसेच सतत ऑपरेशन असलेल्या उद्योगांमध्ये. उष्णतेचे नुकसान उष्णतेपेक्षा जास्त असल्यास, परिसर गरम करणे आवश्यक आहे.

तांत्रिक गणना बांधकाम दरम्यान सामग्रीचा वापर ऑप्टिमाइझ करण्यास आणि इमारत बांधकाम खर्च कमी करण्यास मदत करते. बॉयलरची एकूण थर्मल पॉवर अपार्टमेंट गरम करण्यासाठी, गरम करण्यासाठी ऊर्जा जोडून निर्धारित केली जाते गरम पाणी, वेंटिलेशन आणि एअर कंडिशनिंगच्या नुकसानीची भरपाई, कमाल थंड हवामानासाठी राखीव.

थर्मल पॉवरची गणना

गैर-तज्ञ व्यक्तीसाठी हीटिंग सिस्टमवर अचूक गणना करणे कठीण आहे, परंतु सरलीकृत पद्धती अप्रशिक्षित व्यक्तीला निर्देशकांची गणना करण्यास परवानगी देतात. आपण "डोळ्याद्वारे" गणना केल्यास, हे दिसून येईल की बॉयलर किंवा हीटरची शक्ती पुरेसे नाही. किंवा, याउलट, व्युत्पन्न केलेल्या उर्जेच्या अतिरिक्ततेमुळे, उष्णता वाया घालवावी लागेल.

हीटिंग वैशिष्ट्यांचे स्वयं-मूल्यांकन करण्याच्या पद्धती:

1. पासून मानक वापरणे प्रकल्प दस्तऐवजीकरण. मॉस्को क्षेत्रासाठी, प्रति 1 मीटर² 100-150 वॅट्सचे मूल्य वापरले जाते. गरम करण्याचे क्षेत्र दराने गुणाकार केले जाते - हे इच्छित पॅरामीटर असेल.
2. थर्मल पॉवरची गणना करण्यासाठी सूत्राचा वापर: N = V × Δ T × K, kcal/तास. चिन्ह पदनाम: V - खोलीचे प्रमाण, Δ T - खोलीच्या आत आणि बाहेर तापमानात फरक, K - उष्णता संप्रेषण किंवा अपव्यय गुणांक.
3. एकत्रित निर्देशकांवर अवलंबून राहणे. पद्धत मागील पद्धतीसारखीच आहे, परंतु बहु-अपार्टमेंट इमारतींचे थर्मल लोड निर्धारित करण्यासाठी वापरली जाते.

अपव्यय गुणांकाची मूल्ये सारण्यांमधून घेतली जातात, वैशिष्ट्ये बदलण्याची मर्यादा 0.6 ते 4 पर्यंत आहे. सरलीकृत गणनेसाठी अंदाजे मूल्ये:

80 m² च्या खोलीसाठी 2.5 मीटर वॉल्यूम 80 × 2.5 = 200 m³ असलेल्या बॉयलरच्या हीटिंग पॉवरची गणना करण्याचे उदाहरण. घरासाठी अपव्यय गुणांक मानक बांधकाम 1.5. खोली (22°C) आणि बाहेरील (उणे 40°C) तापमानातील फरक 62°C आहे. आम्ही सूत्र लागू करतो: N = 200 × 62 × 1.5 = 18600 kcal/तास. किलोवॅटमध्ये रूपांतरण 860 ने भागून केले जाते. परिणाम = 21.6 kW.

40°C / 21.6 × 1.1 = 23.8 पेक्षा कमी दंव होण्याची शक्यता असल्यास परिणामी उर्जा मूल्य 10% ने वाढले आहे. पुढील गणनेसाठी, परिणाम 24 किलोवॅट पर्यंत गोलाकार आहे.