जिससे हवा का हीटिंग निर्भर करता है। थर्मल ऊर्जा सरल भाषा के बारे में! पृथ्वी पर दिन और रात का परिवर्तन क्यों होता है

पृथ्वी पर सभी जीवन प्रक्रिया थर्मल ऊर्जा के कारण होती है। मुख्य स्रोत जिससे पृथ्वी थर्मल ऊर्जा द्वारा प्राप्त की जाती है वह सूर्य है। यह विभिन्न किरणों के रूप में ऊर्जा उत्सर्जित करता है - विद्युत चुम्बकीय तरंगों। 300,000 किमी / एस की दर से प्रचारित विद्युत चुम्बकीय तरंगों के रूप में सूर्य की विकिरण को कहा जाता है कि जमीन पर प्रकाश और गर्मी ले जाने वाली विभिन्न लंबाई की किरणें होती हैं।

विकिरण सीधे और बिखरे हुए है। वातावरण मत बनो, पृथ्वी की सतह केवल प्रत्यक्ष विकिरण देगी। इसलिए, सीधे सूर्य के प्रकाश के रूप में सूरज से सीधे आने वाली विकिरण और एक बादल रहित आकाश के साथ सीधे कहा जाता है। इसमें गर्मी और प्रकाश की सबसे बड़ी मात्रा होती है। लेकिन, वातावरण के माध्यम से गुजर रहा है, सूर्य की किरणें आंशिक रूप से बिखरी हुई हैं, विचलन से प्रत्यक्ष मार्ग वायु अणुओं, पानी की बूंदों, धूल और सभी दिशाओं में जाने वाली किरणों में पारित होने के परिणामस्वरूप। इस तरह के विकिरण को बिखरे हुए कहा जाता है। इसलिए, उन स्थानों में हल्के ढंग से होता है जहां प्रत्यक्ष सूर्य की रोशनी (सीधे विकिरण) प्रवेश नहीं करती है (लकड़ी की छत, चट्टानों, पहाड़ों, भवनों, आदि के छाया पक्ष)। बिखरे हुए विकिरण आकाश का रंग निर्धारित करता है। पृथ्वी की सतह पर आने वाले सभी सौर विकिरण, यानी प्रत्यक्ष और बिखरे हुए, कुल कहा जाता है। सौर विकिरण को अवशोषित करने वाली पृथ्वी की सतह गरम की जाती है और खुद को वातावरण में गर्मी विकिरण का स्रोत बन जाता है। इसे सांसारिक विकिरण, या सांसारिक विकिरण कहा जाता है और वायुमंडल की निचली परतों से काफी हद तक देरी होती है। सूर्य के पृथ्वी की सतह विकिरण द्वारा अवशोषित पानी, मिट्टी, वायु, वाष्पीकरण और वायुमंडल में विकिरण के हीटिंग पर उपभोग किया जाता है। पृथ्वी, और परिभाषित नहीं करता है तापमान मोड ट्रोपोस्फीयर, यानी सौर किरणें सबकुछ से गुज़रती हैं, यह इसे गर्म नहीं करती है। गर्मी की सबसे बड़ी मात्रा प्राप्त की जाती है और गर्मी स्रोत - पृथ्वी की सतह के समीप वातावरण की निचली परतों के उच्चतम तापमान तक गर्मी होती है। जैसे ही यह पृथ्वी की सतह से हटा देता है, हीटिंग कमजोर हो रही है। यही कारण है कि ऊंचाई के साथ उष्णकटिबंधीय में हर 100 मीटर उठाने के लिए औसत 0.6 डिग्री सेल्सियस कम हो जाता है। यह उष्णकटिबंधीय के लिए एक आम पैटर्न है। ऐसे मामले हैं जहां हवा की अतिव्यापी परतें सबसे गर्म अंतर्निहित हो जाती हैं। इस तरह की एक घटना को तापमान उलटा कहा जाता है।

पृथ्वी की सतह को गर्म करने से न केवल ऊंचाई में काफी भिन्न होता है। कुल सौर विकिरण की मात्रा सीधे सूर्य की किरणों को गिरने के कोण पर निर्भर करती है, इस मूल्य को 90 डिग्री तक करीब, सौर ऊर्जा पृथ्वी की सतह को प्राप्त करती है।

बदले में, पृथ्वी की सतह के एक निश्चित बिंदु पर सूरज की रोशनी गिरने का कोण अपने भौगोलिक उत्तरार्द्ध द्वारा निर्धारित किया जाता है। प्रत्यक्ष सौर विकिरण की ताकत उस पथ की लंबाई पर निर्भर करती है जो सूर्य की किरण वायुमंडल में गुजरती है। जब सूर्य जेनिथ (भूमध्य रेखा के क्षेत्र में) में होता है, तो इसकी किरणें इसके साथ जमीन की सतह पर आती हैं, यानी कम से कम रास्ते (90 डिग्री पर) से वातावरण को दूर करें और गहन रूप से अपनी ऊर्जा को छोटे वर्ग में दें। जैसा कि आप से हटाते हैं भूमध्य रेखा क्षेत्र दक्षिण या उत्तर सूर्य की किरणों के मार्ग की लंबाई बढ़ जाती है, यानी पृथ्वी की सतह पर गिरने का कोण घटता है। किरणें जमीन पर स्लाइड शुरू कर रही हैं और ध्रुवों के क्षेत्र में टेंगेंट लाइन से संपर्क करें। उसी समय, ऊर्जा का एक ही बंडल एक बड़े क्षेत्र में विलुप्त हो जाता है, परिलक्षित ऊर्जा की मात्रा बढ़ जाती है। इस प्रकार, जहां सूर्य की किरणें जमीन की सतह पर 90 डिग्री के कोण पर गिरती हैं, लगातार उच्च होती हैं, और जैसे ही यह ध्रुवों में जाती है, यह ठंडा हो जाता है। यह उन ध्रुवों पर है जहां सूर्य की किरणें 180 डिग्री (यानी टेंगेंट पर) के कोण पर गिरती हैं, गर्मी कम से कम है।

अंतरिक्ष के अक्षांश के आधार पर पृथ्वी पर इस तरह के असमान गर्मी वितरण, आपको पांच थर्मल बेल्ट चुनने की अनुमति देता है: एक गर्म, दो और दो ठंड।

पानी और सुशी के सौर विकिरण को गर्म करने की शर्तें काफी अलग हैं। पानी की गर्मी क्षमता सुशी जितनी दोगुनी है। इसका मतलब है कि गर्मी की समान मात्रा के साथ, ड्रायर को तेजी से पानी से दोगुना गरम किया जाता है, और ठंडा होने पर, विपरीत होता है। इसके अलावा, हीटिंग वाष्पीकरण के दौरान पानी, जिस पर गर्मी की काफी मात्रा में खर्च होता है। भूमि पर, गर्मी केवल ऊपरी परत में केंद्रित है, केवल एक छोटा सा हिस्सा गहराई में पारित किया जाता है। पानी में, किरणों को एक महत्वपूर्ण मोटाई पर गर्म किया जाता है, जो पानी की ऊर्ध्वाधर हलचल में योगदान देता है। नतीजतन, पानी जमीन से ज्यादा गर्मी जमा करता है, इसे लंबे समय तक रखता है और सुशी की तुलना में अधिक समान रूप से उपभोग करता है। यह धीमी गति से गर्म हो जाता है और धीरे-धीरे ठंडा होता है।

सुशी सतह विषम है। इसकी ताप काफी हद तक मिट्टी के भौतिक गुणों और ढलानों के घटना सूर्य की रोशनी के संबंध में भूमि भूखंडों के झुकाव के कोण) पर निर्भर करती है। अंतर्निहित सतह की विशेषताएं दिन और वर्ष के दौरान हवा के तापमान में परिवर्तन की विभिन्न प्रकृति निर्धारित करती हैं। भूमि पर दिन के दौरान सबसे कम हवा का तापमान सूर्योदय (सौर विकिरण के प्रवाह की अनुपस्थिति और रात में मजबूत सांसारिक विकिरण की अनुपस्थिति)। उच्चतम - दोपहर (14-15 घंटे)। उत्तरी गोलार्ध में वर्ष के दौरान, भूमि पर उच्चतम हवाई तापमान जुलाई में मनाया जाता है, और जनवरी में सबसे कम। पानी की सतह के ऊपर, दैनिक अधिकतम हवा तापमान स्थानांतरित हो जाता है और 15-16 घंटों में देखा जाता है, और सूर्योदय के बाद कम से कम 2-3 घंटे बाद देखा जाता है। वार्षिक अधिकतम (उत्तरी गोलार्ध में) अगस्त में, और न्यूनतम - फरवरी के लिए गिरता है।

वायुगतिक ताप

हीटिंग निकाय हवा या अन्य गैस में उच्च गति पर चलते हैं। एएन - इस तथ्य का नतीजा कि शरीर पर फ्लशिंग हवा अणु शरीर के पास बाधित है।

यदि उड़ान एक सुपरसोनिक संस्कृति दर के साथ किया जाता है, तो ब्रेकिंग मुख्य रूप से सदमे की लहर में होती है (सदमे की लहर देखें) , शरीर से उत्पन्न होना। हवा के अणुओं का आगे अवरोध सीधे शरीर की सतह पर होता है, जिसमें सीमा परत (सीमा परत देखें)। वायु अणुओं के ब्रेकिंग में, उनकी थर्मल ऊर्जा बढ़ जाती है, यानी चलती निकाय की सतह के पास गैस का तापमान अधिकतम तापमान बढ़ाता है जिस पर गैस एक चलती निकाय के आसपास गर्म हो सकती है, टी के करीब। एन। ब्रेक तापमान:

टी 0 = टी N +। वी 2/2 सी पी,

कहा पे टी एन - आने वाली हवा का तापमान, वी - शरीर की उड़ान की गति सी पी। निरंतर दबाव पर विशिष्ट गर्मी क्षमता। तो, उदाहरण के लिए, एक सुपरसोनिक विमान उड़ान भरने के साथ एक तीन गुना ध्वनि गति (लगभग 1) किमी / एस) ब्रेकिंग तापमान लगभग 400 डिग्री सेल्सियस है, और अंतरिक्ष यान के प्रवेश द्वार पर पृथ्वी के वायुमंडल में पहली अंतरिक्ष दर (8.1) के साथ है किमी / एस) ब्रेकिंग का तापमान 8000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचता है। यदि पहले मामले में, पर्याप्त लंबी अवधि की उड़ान के साथ, विमान का तापमान ब्रेकिंग तापमान के नजदीक मूल्यों तक पहुंच गया है, फिर दूसरे मामले में, अंतरिक्ष यान की सतह अनिवार्य रूप से पतन के कारण गिर जाएगी सामग्रियों की अक्षमता इतनी उच्च तापमान का सामना करने के लिए।

एक उन्नत तापमान वाले गैस क्षेत्रों में, गर्मी एक चलती शरीर, ए एन द्वारा प्रसारित की जाती है। एएन के दो रूप हैं। - संवहन और विकिरण। संवहनी हीटिंग बाहरी, "गर्म" भाग से शरीर की सतह तक गर्मी हस्तांतरण का परिणाम है। मात्रात्मक रूप से संवहनी थर्मल स्ट्रीम अनुपात से निर्धारित की जाती है

q k \u003d a(टी ई टी। डब्ल्यू)

कहा पे टी ई - संतुलन तापमान (सीमित तापमान, जिस पर शरीर की सतह गर्म हो सकती है, अगर कोई ऊर्जा निष्कासन नहीं था), टी डब्ल्यू - असली सतह का तापमान, ए। - संवहनी गर्मी विनिमय गुणांक, उड़ान, आकार और शरीर के आकार, आकार और आकार की ऊंचाई के आधार पर, साथ ही साथ अन्य कारकों से भी। संतुलन तापमान ब्रेकिंग तापमान के करीब है। गुणांक की निर्भरता का प्रकार लेकिन अ सूचीबद्ध पैरामीटर से सीमा परत (लैमिनार या अशांत) में प्रवाह मोड द्वारा निर्धारित किया जाता है। अशांत प्रवाह के मामले में, संवहनी हीटिंग अधिक गहन हो जाता है। यह इस तथ्य के कारण है कि, आणविक थर्मल चालकता के अलावा, सीमा के अंतर्निहित ऊर्जा के हस्तांतरण में गति की अशांत पल्सेशन महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

उड़ान की गति में वृद्धि के साथ, सदमे की लहर के पीछे हवा का तापमान और सीमा परत में वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप विघटन और आयनकरण होता है अणु। गठित परमाणु, आयनों और इलेक्ट्रॉन एक ठंडा क्षेत्र में फैलते हैं - शरीर की सतह पर। एक रिवर्स प्रतिक्रिया है (पुनर्मूल्यांकन) , गर्मी रिलीज के साथ जा रहा है। यह संवहनी एएन में एक अतिरिक्त योगदान देता है।

जब उड़ान की गति लगभग 5000 तक पहुंच जाती है एमएस सदमे की लहर के पीछे का तापमान उन मूल्यों तक पहुंचता है जिनके तहत गैस उत्सर्जित होती है। शरीर की सतह पर ऊंचे तापमान वाले क्षेत्रों से ऊर्जा के चमकदार हस्तांतरण के कारण, विकिरण हीटिंग होता है। साथ ही, स्पेक्ट्रम के दृश्यमान और पराबैंगनी क्षेत्रों में विकिरण सबसे बड़ी भूमिका निभाता है। जब पहले ब्रह्मांड के नीचे गति के साथ पृथ्वी के वायुमंडल के नीचे उड़ान भरने (8.1) किमी / एस) संवर्धित की तुलना में विकिरण हीटिंग छोटा है। दूसरी कॉस्मिक गति के साथ (11.2) किमी / एस) उनके मूल्य करीब हो जाते हैं, और जब उड़ान की गति 13-15 होती है किमी / एस और ऊपर, अन्य ग्रहों के लिए उड़ानों के बाद भूमि की वापसी के अनुरूप, मुख्य योगदान पहले से ही विकिरण हीटिंग पेश कर रहा है।

विशेष रूप से महत्वपूर्ण भूमिका एएन अंतरिक्ष यान की जगह के वायुमंडल में लौटने पर खेलना (उदाहरण के लिए, "पूर्वी", "सूर्योदय", "संघ")। A.n का मुकाबला करने के लिए अंतरिक्ष यान सुसज्जित हैं विशेष प्रणाली गर्मी ढाल (गर्मी संरक्षण देखें)।

जलाया: विमानन में गर्मी हस्तांतरण की मूल बातें और रॉकेट तकनीक, एम, 1 9 60; डोरेंस डब्ल्यू एच।, चिपचिपा गैस के हाइपरसोनिक प्रवाह, प्रति। अंग्रेजी, एम।, 1 9 66 से; ज़ेल्डोविच या बी, रायराइज़र यू। पी।, सदमे तरंगों और उच्च तापमान हाइड्रोडायनेमिक फेनोमेना, 2 ईडी।, एम।, 1 9 66 के भौतिकी।

एन ए Anfimov।

बड़े सोवियत एनसाइक्लोपीडिया। - एम।: सोवियत एनसाइक्लोपीडिया. 1969-1978 .

देखें अन्य शब्दकोशों में "वायुगतिकीय हीटिंग" क्या है:

हवा या अन्य गैस में उच्च गति पर चलने वाले निकायों का ताप। एएन इस तथ्य का नतीजा कि वायु अणु की हवा शरीर के पास बाधित है। यदि उड़ान अधिरचनाओं के साथ किया जाता है। गति, ब्रेकिंग सदमे में सबसे पहले होता है ... ... भौतिक एनसाइक्लोपीडिया

गर्म करने वाला शरीर हवा में उच्च गति से चल रहा है (गैस)। ध्यान देने योग्य वायुगतिकीय हीटिंग तब देखा जाता है जब शरीर सुपरसोनिक गति के साथ चलता है (उदाहरण के लिए, इंटरकांटिनेंटल बैलिस्टिक मिसाइलों के सिर को स्थानांतरित करते समय) एडवार्ट। ... ... सागर डिक्शनरी

वायुगतिक ताप - गैस द्वारा शरीर की सतह का ताप, संवहनी की उपस्थिति में उच्च गति पर एक गैसीय माध्यम में आगे बढ़ना, और सीमा या सदमे परत में गैस माध्यम के साथ हाइपरसोनिक गति और विकिरण गर्मी विनिमय के साथ। [गोस्ट 26883 ... ... तकनीकी अनुवादक निर्देशिका

हवा या अन्य गैस में उच्च गति पर चलने वाले शरीर के तापमान में वृद्धि हुई। वायुगतिकीय शरीर की सतह के पास गैस अणुओं को तोड़ने का परिणाम। तो, 7.9 किमी / एस की रफ्तार से पृथ्वी के वातावरण में अंतरिक्ष यान के प्रवेश द्वार पर ... ... विश्वकोशिक शब्दकोश

वायुगतिक ताप - Aerodinaminis įšilimas statusas t sritis energetika apibrėžtis kūnų, juedančių dujose (अयस्क) dideliu greičiu, paviršiaus įšilimas। Atitikmenys: एंजल। वायुगतिकीय हीटिंग वोक। Aerodynamische aufheizung, f rus। वायुगतिकीय हीटिंग, एम प्रैंक। ... ... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas - हवा या अन्य गैस में उच्च गति से चलने वाले शरीर की गति को बढ़ाना। A. और। शरीर की सतह के पास गैस अणुओं को तोड़ने का नतीजा। तो, अंतरिक्ष में प्रवेश करते समय। सतह पर 7.9 किमी / एस पी हवा की गति से पृथ्वी के वातावरण में डिवाइस सतह पर ... प्राकृतिक विज्ञान। विश्वकोशिक शब्दकोश

वायुगतिकीय हीटिंग रॉकेट डिजाइन - उच्च गति पर वायुमंडल की घने परतों में अपने आंदोलन के दौरान रॉकेट की सतह को गर्म करना। एएन - इस तथ्य का नतीजा कि रॉकेट पर हवा अणु उड़ता है, इसके आवास के पास बाधित है। उसी समय, गतिशील ऊर्जा का एक संक्रमण है ... ... एनसाइक्लोपीडिया आरवीएसएन

हवाई अड्डे के लिए कॉनकॉर्ड कॉनकॉर्ड ... विकिपीडिया

मानवता कुछ प्रकार की ऊर्जा जानता है - यांत्रिक ऊर्जा (गतिशील और संभावित), आंतरिक ऊर्जा (थर्मल), फील्ड एनर्जी (गुरुत्वाकर्षण, विद्युत चुम्बकीय और परमाणु), रसायन। अलग से, यह विस्फोट की ऊर्जा को हाइलाइट करने के लायक है, ...

वैक्यूम ऊर्जा और यहां तक \u200b\u200bकि सिद्धांत में भी मौजूदा - काली ऊर्जा। इस लेख में, पहले "हीट इंजीनियरिंग" शीर्षक में, मैं व्यावहारिक उदाहरण का उपयोग करके एक सरल और सुलभ भाषा में कोशिश करूंगा, लोगों के जीवन में ऊर्जा के सबसे महत्वपूर्ण रूप के बारे में बताने के लिए - के बारे में तापीय ऊर्जा और समय में इसे उबाऊ करने के बारे में तापीय उर्जा.

गर्मी इंजीनियरिंग की जगह को समझने के लिए कुछ शब्द, थर्मल ऊर्जा को स्थानांतरित करने और उपयोग करने पर विज्ञान के अनुभाग के रूप में। आधुनिक ताप इंजीनियरिंग को सामान्य थर्मोडायनामिक्स से अलग किया गया है, जो बदले में भौतिकी के वर्गों में से एक है। थर्मोडायनामिक्स एक शाब्दिक रूप से "गर्म" प्लस "बल" है। इस प्रकार, थर्मोडायनामिक्स सिस्टम के "तापमान में परिवर्तन" का विज्ञान है।

बाहरी प्रणाली पर प्रभाव, जिसमें इसकी आंतरिक ऊर्जा परिवर्तन, गर्मी विनिमय का परिणाम हो सकता है। तापीय ऊर्जाजो पर्यावरण के साथ इस तरह के संपर्क के परिणामस्वरूप सिस्टम द्वारा खरीदा या खो जाता है, को कहा जाता है गर्मी की राशि और जौल्स में एसआई सिस्टम में मापा जाता है।

यदि आप एक इंजीनियर-हीट इंजीनियर नहीं हैं, और हर दिन गर्मी इंजीनियरिंग के मुद्दों को नहीं करते हैं, तो आप उन्हें सामना करते हैं, कभी-कभी अनुभव के बिना उन्हें समझना बहुत मुश्किल होता है। गर्मी और थर्मल पावर की मात्रा के आवश्यक मूल्यों के आयाम को पेश करने के अनुभव की उपस्थिति के बिना यह मुश्किल है। तापमान -37˚С से + 18 डिग्री सेल्सियस तक 1000 मीटर घन हवा को गर्म करने के लिए कितने जौल ऊर्जा आवश्यक है? .. 1 घंटे में इसे करने के लिए गर्मी स्रोत की शक्ति क्या है? .. इन पर सबसे ज्यादा नहीं मुश्किल प्रश्न आज उत्तर देने में सक्षम हैं। "सभी इंजीनियरों नहीं। कभी-कभी विशेषज्ञ फॉर्मूला को भी याद करते हैं, लेकिन केवल इकाइयां उन्हें अभ्यास में लागू कर सकती हैं!

इस लेख को अंत तक पढ़ने के बाद, आप आसानी से वास्तविक उत्पादन और घरेलू समस्याओं को हीटिंग और शीतलन से जुड़े हल कर सकते हैं विभिन्न सामग्री। गर्मी हस्तांतरण प्रक्रियाओं के भौतिक सार को समझना और सरल मूल सूत्रों के ज्ञान को गर्मी इंजीनियरिंग पर ज्ञान की नींव में मुख्य ब्लॉक हैं!

विभिन्न भौतिक प्रक्रियाओं में गर्मी की मात्रा।

अधिकांश ज्ञात पदार्थ विभिन्न तापमान और दबाव पर ठोस, तरल, गैसीय या प्लाज्मा राज्यों में हो सकते हैं। TRANSITION एक समग्र अवस्था से दूसरे तक निरंतर तापमान पर होता है (प्रदान किया गया कि दबाव और अन्य पैरामीटर नहीं बदलते हैं व्यापक) और थर्मल ऊर्जा के अवशोषण या अलगाव के साथ है। इस तथ्य के बावजूद कि ब्रह्मांड में, 99% पदार्थ प्लाज्मा की स्थिति में है, हम इस लेख में इस समुच्चय पर विचार नहीं करेंगे।

आंकड़े में प्रस्तुत कार्यक्रम पर विचार करें। यह पदार्थ के तापमान की निर्भरता को दर्शाता है टी गर्मी की मात्रा से प्र कुछ के लिए अधीनस्थ बंद प्रणालीकुछ विशेष पदार्थ के एक निश्चित द्रव्यमान को शामिल करना।

1. ठोस टी 1। , तापमान के लिए गर्म टीपीएल , इस प्रक्रिया पर खर्च की गई गर्मी की मात्रा बराबर Q1। .

2. अगला पिघलने की प्रक्रिया शुरू करता है, जो निरंतर तापमान पर होता है। टीपीएल (गलनांक)। ठोस शरीर के पूरे द्रव्यमान को पिघलने के लिए, गर्मी को थर्मल ऊर्जा की मात्रा में खर्च करना आवश्यक है Q2। - क्यू 1। .

3. अगला, तरल, ठोस पिघलने के परिणामस्वरूप प्राप्त किया गया, उबलते बिंदु (गैस गठन) के लिए गर्म टीकेपी , गर्मी की इस मात्रा पर खर्च करना Q3।-Q2। .

4. अब अपरिवर्तित उबलते बिंदु पर टीकेपी तरल फोड़े और वाष्पीकरण, गैस में बदल जाते हैं। तरल पदार्थ के पूरे द्रव्यमान को स्विच करने के लिए, राशि में थर्मल ऊर्जा खर्च करना आवश्यक है Q4।-Q3।.

5. पिछले चरण में, गैस को तापमान पर गरम किया जाता है टीकेपी कुछ तापमान के लिए टी 2। । इस मामले में, गर्मी की मात्रा की लागत होगी Q5।-Q4। । (यदि वे आयनीकरण तापमान के लिए तेजी से गैस हैं, तो गैस एक प्लाज्मा में बदल जाएगी।)

इस प्रकार, तापमान से ठोस ताप स्रोत टी 1। तापमान के लिए टी 2। हमने मात्रा में थर्मल ऊर्जा खर्च की Q5। , पदार्थों का अनुवाद तीन कुल राज्यों के माध्यम से।

चलती बी। विपरीत दिशाहम पदार्थ से समान मात्रा में असाइन करेंगे Q5।तापमान से संघनन, क्रिस्टलाइजेशन और शीतलन के चरणों को पारित करना टी 2। तापमान के लिए टी 1। । बेशक, हम बाहरी वातावरण में ऊर्जा हानि के बिना एक बंद प्रणाली पर विचार करते हैं।

ध्यान दें कि तरल चरण को छोड़कर, एक ठोस राज्य से एक गैसीय राज्य में संक्रमण करना संभव है। इस तरह की एक प्रक्रिया को उत्थान के रूप में जाना जाता है, और इसके लिए रिवर्स प्रक्रिया - विचलन।

इसलिए, हम समझ गए कि पदार्थ के कुल राज्यों के बीच संक्रमण प्रक्रियाओं को निरंतर तापमान पर ऊर्जा खपत की विशेषता है। एक अपरिवर्तित कुल राज्य में स्थित पदार्थ को गर्म करते समय, तापमान बढ़ता है और थर्मल ऊर्जा भी खपत होती है।

गर्मी हस्तांतरण का मुख्य सूत्र।

सूत्र बहुत सरल हैं।

गर्मी की मात्रा प्र जे में, इसकी गणना सूत्रों द्वारा की जाती है:

1. गर्मी की खपत से, वह लोड पक्ष से है:

1.1. जब गर्म (शीतलन):

प्र = म। * सी। * (T2 -t1)

म। – केजी में बड़े पैमाने पर पदार्थ

से -जे / (किलो * के) में पदार्थ की विशिष्ट गर्मी क्षमता

1.2. जब पिघलना (फ्रीजिंग):

प्र = म। * λ

λ – जे / किग्रा में पदार्थ के विशिष्ट गर्मी पिघलने और क्रिस्टलाइजेशन

1.3. जब उबलते, वाष्पीकरण (संघनन):

प्र = म। * आर

आर – जे / किग्रा में गैस गठन और पदार्थ के संघनन की विशिष्ट गर्मी

2. गर्मी की गर्मी से, जो स्रोत के पक्ष से है:

2.1. जब ईंधन का दहन होता है:

प्र = म। * प्र

प्र – जे / किग्रा में ईंधन का विशिष्ट हीट दहन

2.2. थर्मल ऊर्जा (जौल - लेनज़ा के कानून) में बिजली बदलने पर:

Q \u003d t * i * u \u003d t * r * i ^ 2 \u003d (t) / आर)* यू ^ 2

टी – एस में समय

मैं। – वर्तमान का सक्रिय मूल्य

यू – वोल्टेज का सक्रिय मूल्य

आर – ओम में प्रतिरोध लोड

हम निष्कर्ष निकालते हैं - गर्मी की मात्रा सभी चरण परिवर्तनों पर पदार्थ के द्रव्यमान के लिए सीधे आनुपातिक होती है और जब गर्म तापमान तापमान अंतर के अनुपात में सीधे होता है। आनुपातिकता गुणांक ( सी। , λ , आर , प्र ) प्रत्येक पदार्थ के लिए, उनके पास अपने स्वयं के मूल्य होते हैं और प्रयोगात्मक तरीके से निर्धारित होते हैं (संदर्भ पुस्तकों से लिया जाता है)।

तापीय उर्जा एन डब्ल्यू में, यह एक निश्चित समय के लिए सिस्टम द्वारा स्थानांतरित गर्मी की मात्रा है:

N \u003d q / t

जितना तेज़ हम शरीर को एक निश्चित तापमान तक गर्म करना चाहते हैं, उतनी अधिक शक्ति थर्मल ऊर्जा का स्रोत होना चाहिए - सब कुछ तार्किक है।

एक्सेल आवेदन कार्यों में गणना।

जीवन में, यह समझने के लिए एक त्वरित मूल्यांकन गणना करने के लिए अक्सर आवश्यक होता है कि यह विषय सीखना जारी रखने और सटीक श्रम-केंद्रित गणना तैनात करने के लिए समझ में आता है या नहीं। ± 30% की सटीकता के साथ भी कुछ मिनटों में गणना करना, आप एक महत्वपूर्ण प्रबंधकीय समाधान ले सकते हैं जो 100 गुना सस्ता होगा और 1000 गुना अधिक परिचालन होगा और नतीजतन एक सप्ताह के भीतर सटीक गणना करने की तुलना में 100,000 गुना अधिक कुशल होगा , और फिर और महीने, महंगा विशेषज्ञों का एक समूह ...

समस्या की शर्तें:

24 मीटर x 15m x 7m के आयामों के साथ धातु की तैयारी की कार्यशाला के परिसर में 3T की मात्रा में धातु-रोलिंग स्ट्रीट पर एक गोदाम से लाता है। धातु पर 20 किलो के कुल वजन के साथ एक बर्फ है। सड़क पर -37˚˚ पर। धातु को + 18 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करने के लिए कितनी गर्मी की आवश्यकता होती है; बर्फ को गर्म करें, इसे पिघलाएं और पानी को + 18 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करें; हवा के अंदर पूरी मात्रा को गर्म करें, मान लें कि इससे पहले, हीटिंग पूरी तरह से अक्षम हो गया था? क्या शक्ति में हीटिंग सिस्टम होना चाहिए, यदि उपरोक्त सभी को 1 घंटे के लिए पूरा किया जाना चाहिए? (बहुत कठिन और लगभग कोई वास्तविक शर्तें - विशेष रूप से हवा से संबंधित!)

गणना कार्यक्रम में निष्पादित की जाएगीएमएस एक्सेल या कार्यक्रम मेंOoo calc।.

कोशिकाओं और फोंट के रंग स्वरूपण के साथ, पृष्ठ को देखें "।

प्रारंभिक आंकड़े:

1. पदार्थ के नाम लिखते हैं:

डी 3 सेल में: इस्पात

सेल E3 में: बर्फ

सेल एफ 3 में: ठंडा पानी

सेल जी 3 में: पानी

सेल जी 3 में: वायु

2. प्रक्रिया नाम हम परिचय देते हैं:

कोशिकाओं डी 4, ई 4, जी 4, जी 4 में: तपिश

एफ 4 सेल में: गलन

3. विशिष्ट ताप पदार्थों सी। जे / (किलो * के) में हम क्रमशः स्टील, बर्फ, पानी और हवा के लिए लिखते हैं

डी 5 सेल में: 460

सेल ई 5 में: 2110

सेल जी 5 में: 4190

सेल एच 5 में: 1005

4. पिघलने वाली बर्फ की विशिष्ट गर्मी λ j / kg फिट में

सेल एफ 6 में: 330000

5. पदार्थों का द्रव्यमान म। इस्पात और बर्फ के लिए क्रमशः केजी फिट में

डी 7 सेल में: 3000

सेल ई 7 में: 20

जब से बर्फ पानी में बदल जाता है, इसलिए द्रव्यमान नहीं बदलता है,

कोशिकाओं में एफ 7 और जी 7: \u003d ई 7 =20

हवा का द्रव्यमान हमें अनुपात पर कमरे का उत्पाद मिलता है

एच 7 सेल में: \u003d 24 * 15 * 7 * 1,23 =3100

6. समय प्रक्रियाएं टी मिनट में केवल एक बार स्टील के लिए लिखें

डी 8 सेल में: 60

बर्फ की गर्मियों के लिए समय, परिणामी पानी के पिघलने और हीटिंग की गणना इस शर्त से की जाती है कि इन तीनों प्रक्रियाओं को एक ही समय की मात्रा में मिलना चाहिए क्योंकि धातु हीटिंग पर लागू होता है। क्रमशः पढ़ें

सेल E8: \u003d E12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =9,7

सेल F8: \u003d F12 / (($ E $ 12 + $ F $ 12 + $ G $ 12) / D8) =41,0

सेल जी 8: \u003d जी 12 / (($ ई $ 12 + $ एफ $ 12 + $ जी $ 12) / डी 8) =9,4

हवा को समान आवंटित समय के लिए भी गर्म करना चाहिए

एच 8 सेल में: \u003d डी 8 =60,0

7. सभी पदार्थों का प्रारंभिक तापमान टी1 सी कंपनी में

डी 9 सेल में: -37

सेल ई 9 में: -37

सेल एफ 9 में: 0

सेल G9 में: 0

सेल में एच 9: -37

8. सभी पदार्थों का परिमित तापमान टी2 सी कंपनी में

डी 10 सेल में: 18

सेल ई 10 में: 0

एफ 10 सेल में: 0

सेल जी 10 में: 18

सेल एच 10 में: 18

मुझे लगता है कि पी 7 के अनुसार प्रश्न और अनुच्छेद 8 अधूरा हो।

गणना के परिणाम:

9. गर्मी की मात्रा प्र केजे में, जो प्रक्रियाओं में से प्रत्येक के लिए आवश्यक है, हम उम्मीद करते हैं

डी 12 सेल में स्टील को गर्म करने के लिए: \u003d डी 7 * डी 5 * (डी 10-डी 9) / 1000 =75900

सेल ई 12 में बर्फ हीटिंग के लिए: \u003d E7 * E5 * (E10-E9) / 1000 = 1561

सेल F12 में बर्फ पिघलने के लिए: \u003d F7 * F6 / 1000 = 6600

सेल में पानी को गर्म करने के लिए जी 12: \u003d जी 7 * जी 5 * (जी 10-जी 9) / 1000 = 1508

एच 12 सेल में हवा हीटिंग के लिए: \u003d एच 7 * एच 5 * (एच 10-एच 9) / 1000 = 171330

सभी प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक थर्मल ऊर्जा की कुल संख्या पढ़ी गई

संयुक्त सेल D13E13F13G13H13: \u003d RUMS (D12: H12) में = 256900

कोशिकाओं डी 14, ई 14, एफ 14, जी 14, एच 14, और संयुक्त सेल डी 15 ई 15 एफ 15 जी 15 एच 15, माप की एआरसी इकाई में गर्मी की मात्रा दी जाती है - जीसीएएल (गिगाकलिया में) में।

10. तापीय उर्जा एन केडब्ल्यू में, प्रत्येक प्रक्रिया के लिए आवश्यक गणना की जाती है

सेल डी 16 में स्टील को गर्म करने के लिए: \u003d डी 12 / (डी 8 * 60) =21,083

सेल E16 में बर्फ हीटिंग के लिए: \u003d E12 / (E8 * 60) = 2,686

सेल F16 में बर्फ पिघलने के लिए: \u003d F12 / (F8 * 60) = 2,686

सेल में पानी को गर्म करने के लिए G16: \u003d G12 / (G8 * 60) = 2,686

सेल में हवा हीटिंग के लिए H16: \u003d H12 / (H8 * 60) = 47,592

कुल थर्मल पावर समय के दौरान सभी प्रक्रियाओं को पूरा करने के लिए आवश्यक है टी गणना

संयुक्त सेल D17E17F17G17H17: \u003d D13 / (D8 * 60) में = 71,361

कोशिकाओं डी 18, ई 18, एफ 18, जी 18, एच 18, और संयुक्त सेल डी 1 9 ई 1 9 एफ 1 9 जी 1 9 एच 1 9, थर्मल पावर को माप की चाप इकाई में दिया जाता है - जीकेल / घंटा में।

एक्सेल में यह गणना पूरी हो गई है।

निष्कर्ष:

ध्यान दें कि स्टील के समान द्रव्यमान को गर्म करने के लिए हवा को गर्म करने के लिए हवा को गर्म करने के लिए दो गुना अधिक खर्च करना आवश्यक है।

जब पानी गर्म हो जाता है, तो बर्फ गर्म होने पर ऊर्जा लागत दोगुनी जितनी बड़ी होती है। पिघलने की प्रक्रिया बार-बार हीटिंग प्रक्रिया (एक छोटे तापमान अंतर के साथ) की तुलना में ऊर्जा का उपभोग करती है।

पानी हीटिंग दस गुना स्टील हीटिंग की तुलना में अधिक थर्मल ऊर्जा खर्च करता है और एयर हीटिंग से चार गुना अधिक होता है।

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हमने "गर्मी की मात्रा" और "थर्मल पावर" की अवधारणाओं को याद किया, गर्मी हस्तांतरण के मौलिक सूत्रों को माना, एक व्यावहारिक उदाहरण को अलग किया। मुझे उम्मीद है कि मेरी जीभ सरल, समझदार और दिलचस्प थी।

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नोजल की हीटिंग सतह की प्रारंभिक गणना।

क्यू \u003d वी में * (मैं // में - I /) * τ \u003d 232231,443 * (2160-111.3) * 0.7 \u003d 333.04 * 10 6 केजे / साइकिल।

प्रति चक्र मध्यम वर्ग के तापमान अंतर।

दहन उत्पादों की गति (धुआं) \u003d 2.1 मीटर / एस। फिर हवा की गति सामान्य परिस्थितियां:

6,538 मीटर / एस

हवा के तापमान और धुएं की अवधि में औसत।

935 ओ एस।

680 ओ सी।

औसत तापमान धुएं और हवा की अवधि में नोजल का शीर्ष

वर्टेक्स नोजल के चक्र तापमान के लिए औसत

धूम्रपान और वायु अवधि में नोजल का औसत तापमान:

साइकिल तापमान निज़ा नोजल के लिए औसत

हम नोजल के ऊपर और नीचे के लिए गर्मी हस्तांतरण गुणांक के मूल्य का निर्धारण करते हैं। 2240 के मूल्य पर स्वीकृत प्रकार के नोजल के लिए 18000 गर्मी हस्तांतरण संवहन की परिमाण अभिव्यक्ति से निर्धारित है Nu \u003d 0.0346 * पुनः 0.8

धुएं की वास्तविक गति सूत्र डब्ल्यू डी \u003d डब्ल्यू से * (1 + β टी डी) द्वारा निर्धारित की जाती है। तापमान टी बी और वायु पी बी \u003d 0.355 एमएन / एम 2 (पूर्ण) पर हवा की वास्तविक गति सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है

जहां 0,1013-एमएन / एम 2 सामान्य परिस्थितियों में दबाव है।

किनेमेटिक चिपचिपाहट ν और थर्मल चालकता λ दहन उत्पादों के लिए गुणांक का मूल्य तालिकाओं के अनुसार चुना जाता है। इस मामले में, हम ध्यान में रखते हैं कि λ का मूल्य बहुत कम दबाव पर निर्भर करता है, और 0.355 एमएन / एम 2 के दबाव पर, मान λ 0.1013 एमएन / एम 2 के दबाव पर उपयोग किया जा सकता है। गैसों की किनेमेटिक चिपचिपाहट दबाव के विपरीत आनुपातिक है, 0.1013 एमएन / एम 2 के दबाव पर ν दृष्टिकोण पर विभाजित है।

ब्लॉक नोजल के लिए प्रभावी बीम लंबाई

\u003d 0.0284 एम।

इस नोजल एम 2 / एम 3 के लिए; ν \u003d 0.7 मीटर 3 / मीटर 3; एम 2 / एम 2।

गणना तालिका 3.1 में कम हो जाती है

तालिका 3.1 - टॉपिंग और निज़ा नोजल के लिए हीट ट्रांसफर गुणांक की परिभाषा।

आयामों का नाम, मूल्य और इकाइयाँ	अनुमानित सूत्र	अनुमान	परिष्कृत गणना
ऊपर	तल	ऊपर	तल
धुआं	वायु	धुआं	वायु	वायु	वायु
हवा के तापमान और धुआं के लिए औसत	पाठ के अनुसार	1277,5		592,5		1026,7	355,56
दहन और वायु उत्पादों की थर्मल चालकता का गुणांक एल 10 2 डब्ल्यू / (एमजीआरएडी)	पाठ के अनुसार	13,405	8,101	7,444	5,15	8,18	5,19
दहन और वायु उत्पादों की किनेमेटिक चिपचिपाहट जी 10 6 मीटर 2 / एस	आवेदन	236,5	52,6	92,079	18,12	53,19	18,28
चैनल डी, एम के व्यास को परिभाषित करना		0,031	0,031	0,031	0,031	0,031	0,031
स्मोक और एयर डब्ल्यू एम / एस की वास्तविक गति	पाठ के अनुसार	11,927	8,768	6,65	4,257	8,712	4,213
फिर से।
Nu।	पाठ के अनुसार	12,425	32,334	16,576	42,549	31,88	41,91
गर्मी हस्तांतरण संवहन के गुणांक ए से w / m 2 * हुड		53,73	84,5	39,804	70,69	84,15	70,226
		0,027	-	0,045	-	-	-
		1,005	-	1,055	-	-	-
चमकदार गर्मी हस्तांतरण के गुणांक एक पीडब्ल्यू / एम 2 * ग्रेड		13,56	-	5,042	-	-	-
एक w / m 2 * जय		67,29	84,5	44,846	70,69	84,15	70,226

गर्मी क्षमता और थर्मल चालकता गुणांक एल नोजल की गणना सूत्रों द्वारा की जाती है:

सी, केजे / (केजी * घास) एल, डब्ल्यू / (एमजीआरएडी)

Dynas 0,875 + 38.5 * 10 -5 * टी 1.58 + 38.4 * 10 -5 टी

शामोत 0,869 + 41.9 * 10 -5 * टी 1.04 + 15.1 * 10 -5 टी

समतुल्य ईंट हॉक फॉर्मूला द्वारा निर्धारित किया जाता है

मिमी।

तालिका 3.2 - सामग्री के भौतिक मूल्य और शीर्ष और निम्न के लिए गर्मी संचय के गुणांक और पुनर्जागरण नोजल के निचले आधे हिस्से

आकार का नाम	अनुमानित सूत्र	अनुमान	परिष्कृत गणना
		ऊपर	तल	ऊपर	तल
डायनास	शामोत।	डायनास	शामोत।
औसत तापमान, 0 एस	पाठ के अनुसार	1143,75	471,25	1152,1	474,03
वॉल्यूमेट्रिक घनत्व, आर किलो / एम 3	पाठ के अनुसार
थर्मल चालकता गुणांक एल डब्ल्यू / (एमजीआरएडी)	पाठ के अनुसार	2,019	1,111	2,022	1,111
हीट क्षमता सी, केजे / (किलो * जय)	पाठ के अनुसार	1,315	1,066	1,318	1,067
तापमान गुणांक ए, एम 2 / घंटा		0,0027	0,0018	0,0027	0,0018
एफ 0 एस।		21,704	14,59	21,68	14,58
हीट संचय गुणांक एच		0,942	0,916	0,942	0,916

स्पष्ट रूप से तालिका से, एच \u200b\u200bसे एच के मूल्य, आई.ई.केआरपीआईची का उपयोग थर्मल रवैये में अपनी मोटाई में किया जाता है। तदनुसार, निज़ा एक्स \u003d 5.1 के लिए नोजल एक्स \u003d 2.3 के शीर्ष के लिए, थर्मल हिस्ट्रेसिस के गुणांक का मूल्य क्रमशः उच्च है।

फिर कुल गर्मी हस्तांतरण गुणांक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है:

नोजल के शीर्ष के लिए

58,025 केजे / (एम 2 साइकिल * जय)

निज़ा नादा के लिए

60,454 केजे / (एम 2 साइकिल * जय)

सामान्य रूप से नोजल के लिए औसत पर

59,239 केजे / (एम 2 साइकिल * जय)

नोजल के हीटिंग की सतह

22093.13 मीटर 2।

नोजल की मात्रा

\u003d 579.87 मीटर 3

स्क्वायर क्षैतिज पार अनुभाग नोजल

\u003d 9.866 मीटर 2

1 9 40-19 50 के दशक के अंत में किए गए अध्ययनों ने कई वायुगतिकीय और तकनीकी समाधान विकसित करना संभव बना दिया जो सीरियल विमान के लिए ध्वनि बाधा पर काबू पाने के लिए सुरक्षित सुनिश्चित करते हैं। तब ऐसा लगता था कि ध्वनि बाधा की विजय उड़ान की गति में और वृद्धि के लिए असीमित संभावनाएं बनाती है। सचमुच कुछ वर्षों में, लगभग 30 प्रकार के सुपरसोनिक विमान उड़ रहे थे, जिनमें से एक महत्वपूर्ण संख्या बड़े पैमाने पर उत्पादन में शुरू की गई थी।

इस तरह के समाधानों की विविधता ने इस तथ्य को जन्म दिया कि बड़ी सुपरसोनिक गति पर उड़ानों से जुड़ी कई समस्याओं का व्यापक रूप से अध्ययन और हल किया गया था। हालांकि, नई समस्याएं अच्छी तरह से ध्वनि बाधा से काफी जटिल हैं। वे हीटिंग डिजाइन के कारण होते हैं हवाई जहाज वायुमंडल की घनी परतों में उच्च गति पर उड़ान भरने पर। एक बार में इस नई बाधा को थर्मल बाधा कहा जाता था। एक ध्वनि के विपरीत, एक नई बाधा को स्थिर, समान ध्वनि गति से चिह्नित नहीं किया जा सकता है, क्योंकि यह फ्लाइट पैरामीटर (वेग और ऊंचाई) और ग्लाइडर (संरचनात्मक समाधान और सामग्री का उपयोग) और विमान उपकरण (वायु) के डिजाइन पर निर्भर करता है। कंडीशनिंग, शीतलन प्रणाली, आदि पी।)। इस प्रकार, "थर्मल बाधा" की अवधारणा में न केवल संरचना के खतरनाक हीटिंग की समस्या, बल्कि गर्मी विनिमय, सामग्रियों की ताकत गुण, डिजाइन के सिद्धांत, एयर कंडीशनिंग आदि जैसे भी समस्याएं शामिल हैं।

उड़ान में विमान का हीटिंग मुख्य रूप से दो कारणों से होती है: वायु प्रवाह के वायुगतिकीय अवरोध से और मोटर स्थापना के गर्मी अपव्यय से। इनमें से दोनों घटनाएं मध्यम (वायु, निकास) और सुव्यवस्थित ठोस शरीर (विमान, इंजन) के बीच बातचीत की प्रक्रिया का गठन करती हैं। दूसरी घटना आमतौर पर सभी विमानों के लिए होती है, और यह इंजन डिजाइन तत्वों के तापमान में वृद्धि के साथ जुड़ा हुआ है जो कंप्रेसर में संपीड़ित हवा से गर्मी ड्राइविंग के साथ-साथ चैम्बर और निकास पाइप में दहन उत्पादों से भी चल रहे हैं। उच्च गति के साथ उड़ान भरने पर, विमान की आंतरिक हीटिंग भी उस हवा से उत्पन्न होती है जो कंप्रेसर के सामने विमान में ब्रेकिंग कर रही है। कम गति पर उड़ान भरने पर, इंजन के माध्यम से गुजरने वाले हवा में अपेक्षाकृत कम तापमान होता है, क्योंकि ग्लाइडर डिज़ाइन के तत्वों के खतरनाक हीटिंग के परिणामस्वरूप नहीं होता है। उच्च उड़ान की गति पर, गर्म इंजन तत्वों से ग्लाइडर के डिजाइन के हीटिंग को सीमित करने से कम तापमान हवा के साथ अतिरिक्त शीतलन द्वारा प्रदान किया जाता है। यह आमतौर पर हवा द्वारा उपयोग किया जाता है, जो सीमा परत को अलग करने वाली एक गाइड, साथ ही साथ हवा के सेवन से आवंटित किया जाता है, साथ ही हवा, इंजन गोंडोला की सतह पर रखे गए अतिरिक्त सेवन का उपयोग करके वायुमंडल से कब्जा कर लिया जाता है। दो-समोच्च शीतलन इंजनों में, बाहरी (ठंड) सर्किट की हवा का भी उपयोग किया जाता है।

इस प्रकार, सुपरसोनिक विमान के लिए थर्मल बाधा का स्तर बाहरी वायुगतिकीय हीटिंग द्वारा निर्धारित किया जाता है। सतह के हीटिंग की तीव्रता वायु प्रवाह की सुव्यवस्थित होती है उड़ान की गति पर निर्भर करती है। कम गति पर, यह हीटिंग इतना महत्वहीन है कि तापमान में वृद्धि को ध्यान में नहीं रखा जा सकता है। उच्च गति पर, वायु प्रवाह में उच्च गतिशील ऊर्जा होती है, और इसलिए तापमान वृद्धि महत्वपूर्ण हो सकती है। यह विमान के अंदर समान रूप से और तापमान की चिंता करता है, क्योंकि उच्च गति प्रवाह, वायु सेवन में बाधित होता है और इंजन कंप्रेसर में संपीड़ित होता है, ऐसे उच्च तापमान प्राप्त करता है, जो इंजन के गर्म हिस्सों से गर्मी को अलग करने में सक्षम नहीं होता है।

वायुगतिकीय हीटिंग के परिणामस्वरूप विमान के विमान के तापमान में वृद्धि विमान के चारों ओर बहने वाली हवा की चिपचिपापन के साथ-साथ सामने की सतहों पर इसकी संपीड़न होती है। चिपचिपा घर्षण के परिणामस्वरूप सीमा परत में हवा के कणों द्वारा गति की हानि के कारण, विमान की पूरी सुव्यवस्थित सतह का तापमान होता है। वायु संपीड़न के परिणामस्वरूप, तापमान बढ़ता है, हालांकि केवल स्थानीय रूप से (यह मुख्य रूप से फ्यूजलेज के नाक के हिस्से, चालक दल के विंडशील्ड, विशेष रूप से विंग और पंख के सामने वाले किनारों के लिए अतिसंवेदनशील होता है), लेकिन यह अक्सर पहुंचता है मूल्य, डिजाइन के लिए असुरक्षित। इस मामले में, कुछ स्थानों में सतह के साथ वायु प्रवाह का लगभग प्रत्यक्ष प्रभाव होता है और गतिशील ब्रेक लगाना होता है। ऊर्जा संरक्षण के सिद्धांत के अनुसार, प्रवाह की सभी गतिशील ऊर्जा थर्मल और दबाव ऊर्जा में बदल जाती है। तापमान में उचित वृद्धि ब्रेकिंग (या, हवा की घुमाव के बिना, विमान की गति के वर्ग) और उड़ान की ऊंचाई के विपरीत आनुपातिक के लिए प्रवाह दर के वर्ग के लिए सीधे आनुपातिक है।

सैद्धांतिक रूप से, यदि प्रवाह स्थापित किया गया है, तो मौसम हल्का और बादल रहित है और विकिरण के माध्यम से गर्मी को स्थानांतरित नहीं करता है, यह गर्मी में प्रवेश नहीं करता है, और त्वचा का तापमान तथाकथित एडियाबैटिक ब्रेकिंग तापमान के करीब है। मच (उड़ान की गति और ऊंचाई) की संख्या पर इसकी निर्भरता तालिका में दी गई है। चार।

वास्तविक परिस्थितियों में, वायुगतिकीय हीटिंग से विमान के विमान के तापमान में वृद्धि, यानी ब्रेकिंग और पर्यावरण के तापमान के तापमान के बीच अंतर, यह माध्यम के साथ गर्मी विनिमय के कारण थोड़ा छोटा हो जाता है (द्वारा) विकिरण), आसन्न डिजाइन तत्व इत्यादि। इसके अलावा, प्रवाह की कुल ब्रेकिंग केवल विमान के प्रोट्रूडिंग भागों पर स्थित तथाकथित महत्वपूर्ण बिंदुओं में होती है, और ट्रिम को गर्मी का प्रवाह की प्रकृति पर निर्भर करता है हवा की सीमा परत (यह अशांत सीमा परत के लिए अधिक तीव्र है)। बादलों के माध्यम से उड़ानों के दौरान तापमान में एक महत्वपूर्ण कमी भी हो रही है, खासकर जब वे सुपरकोल्ड पानी की बूंदें और बर्फ क्रिस्टलीय होते हैं। ऐसी उड़ान की स्थिति के लिए, यह माना जाता है कि ब्रेकिंग के सैद्धांतिक तापमान की तुलना में एक महत्वपूर्ण बिंदु पर पिघलने बिंदु में कमी 20-40% भी प्राप्त कर सकती है।

तालिका 4. मशीन के तापमान की निर्भरता

फिर भी, सुपरसोनिक गति (विशेष रूप से कम ऊंचाई पर) के साथ उड़ान में विमान की समग्र हीटिंग कभी-कभी इतनी अधिक होती है कि ग्लाइडर और उपकरण के व्यक्तिगत तत्वों के तापमान में वृद्धि या तो उनके विनाश, या कम से कम, के लिए होती है उड़ान मोड बदलने की जरूरत है। उदाहरण के लिए, जब 21 से अधिक की ऊंचाई पर उड़ानों में एक्स -70 ए विमान के अध्ययन, एक गति एम \u003d 3 पर मीटर, हवा के सेवन के इनपुट किनारों का तापमान और पंख के सामने वाले किनारों का तापमान 580 था -605 के, और शेष सिलाई 470-500 के.-विमान डिजाइन तत्वों के तापमान के संपीड़ित इस बड़े मूल्यों तक, इस तथ्य की पूरी तरह से सराहना करना संभव है कि कार्बनिक ग्लास तापमान पर नरम हो जाता है, कार्बनिक ग्लास नरम हो जाता है, ग्लेज़िंग के लिए खपत ईंधन, और सामान्य गोंद शक्ति खो देता है। 400 पर, डुरिल्यूमिन की ताकत हाइड्रोलिक प्रणाली में काम करने वाले तरल पदार्थ के रासायनिक अपघटन के साथ काफी कम हो जाती है और मुहरों का विनाश होता है, 800 k में आवश्यक यांत्रिक गुण टाइटेनियम मिश्र धातु, 900 के पिघल गए एल्यूमीनियम से ऊपर तापमान पर और मैग्नीशियम, और स्टील नरम हो गया। तापमान वृद्धि भी कोटिंग्स के विनाश की ओर ले जाती है, जिसमें एनोडाइजिंग और क्रोमिंग का उपयोग 570 के, निकल-टू -650 के, और चांदी-से 720 के लिए किया जा सकता है।

उड़ान की गति में वृद्धि में इस नई बाधा की उपस्थिति के बाद, इसके परिणामों को खत्म करने या कम करने के लिए अध्ययन शुरू हो गए। वायुगतिकीय हीटिंग के प्रभाव से विमान की रक्षा के तरीके उन कारकों से निर्धारित होते हैं जो तापमान वृद्धि को रोकते हैं। उड़ान और वायुमंडलीय स्थितियों की ऊंचाई के अलावा, विमान के हीटिंग की डिग्री पर एक महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है:

- ट्रिम की सामग्री की थर्मल चालकता का गुणांक;

- सतह की परिमाण (विशेषकर फ्रंटल) विमान; -उड़ान का समय।

यह इस प्रकार है कि संरचना के हीटिंग को कम करने के सबसे सरल तरीके उड़ान की ऊंचाई में वृद्धि और इसकी न्यूनतम अवधि के लिए प्रतिबंध हैं। इन तरीकों का उपयोग पहले सुपरसोनिक विमान (विशेष रूप से प्रयोगात्मक में) में किया गया था। उच्च गति वाले विमानों के गर्मी-तनाव वाले तत्वों के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्रियों की उच्च थर्मल चालकता और गर्मी क्षमता के कारण, उच्च गति वाले विमानों तक पहुंचने के क्षण से व्यक्तिगत संरचनात्मक तत्वों को गर्म करने के लिए निपटान तापमान महत्वपूर्ण बिंदु आमतौर पर काफी लंबा समय होता है। उड़ानों में जो कुछ मिनटों के लिए जारी है (यहां तक \u200b\u200bकि) बड़ी ऊंचाई), तापमान को नष्ट नहीं किया जाता है। बड़ी ऊंचाई पर उड़ान कम तापमान (लगभग 250 के) और कम हवा घनत्व में होती है। नतीजतन, विमान की सतहों के प्रवाह द्वारा दी गई गर्मी की मात्रा छोटी है, और गर्मी हस्तांतरण लंबे समय तक बढ़ता है, जो समस्या की तीखेपन को काफी हद तक कम करता है। एक समान परिणाम कम ऊंचाई पर विमान की गति की सीमा देता है। उदाहरण के लिए, 1600 किमी / घंटा की दर से जमीन पर एक उड़ान के दौरान, duralumin ताकत केवल 2% की कमी है, और 2400 किमी / घंटा तक की गति में वृद्धि 75% तक इसकी ताकत में कमी की ओर ले जाती है प्रारंभिक मूल्य के साथ तुलना।

अंजीर। 1.14। एयर नहर में तापमान वितरण और एम \u003d 2.2 (ए) के साथ उड़ान के तहत कॉनकॉर्ड विमान के इंजन में और इलेक्ट्रो -70 ए के तापमान के तहत विमान के तहत विमान चढ़ाना निरंतर गति 3200 किमी / घंटा (बी)।

हालांकि, उपयोग की जाने वाली गति की पूरी श्रृंखला में सुरक्षित परिचालन स्थितियों को सुनिश्चित करने की आवश्यकता है और उड़ान की ऊंचाई डिजाइनरों को उचित तकनीकी साधनों की खोज करने के लिए मजबूर करती है। चूंकि विमान डिजाइन के तत्वों के हीटिंग सामग्री के यांत्रिक गुणों में कमी, संरचना के थर्मल तनावों का उदय, साथ ही साथ चालक दल और उपकरणों की स्थितियों में गिरावट का कारण बनता है, ऐसे तकनीकी साधनों में उपयोग किया जाता है मौजूदा प्रैक्टिसतीन समूहों में विभाजित किया जा सकता है। तदनुसार, उनमें 1) गर्मी प्रतिरोधी सामग्री, 2) रचनात्मक समाधान शामिल हैं जो आवश्यक गर्मी इन्सुलेशन और भागों के अनुमत विरूपण प्रदान करते हैं, साथ ही साथ 3) क्रू कॉकपिट और उपकरण डिब्बों की शीतलन प्रणाली प्रदान करते हैं।

अधिकतम गति एम \u003d 2.0-1-2.2 के साथ हवाई जहाज पर, एल्यूमीनियम (ड्यूरल) मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो अपेक्षाकृत उच्च शक्ति, कम घनत्व और तापमान में मामूली वृद्धि के साथ ताकत संपत्तियों के संरक्षण की विशेषता है। ड्यूरली आमतौर पर स्टील या टाइटेनियम मिश्र धातुओं द्वारा पूरक होता है, जिससे ग्लाइडर के कुछ हिस्सों को सबसे बड़ा यांत्रिक या थर्मल भार के संपर्क में किया जाता है। टाइटन के मिश्र धातुओं को पहले से ही 50 के दशक के पहले भाग में एक बहुत ही छोटे पैमाने पर एक आवेदन मिला (अब उनके हिस्से ग्लाइडर के द्रव्यमान का 30% तक हो सकते हैं)। एम ~ 3 के साथ प्रयोगात्मक विमान में, मुख्य निर्माण सामग्री के रूप में गर्मी प्रतिरोधी स्टील मिश्र धातुओं का उपयोग करना आवश्यक हो जाता है। इस तरह के स्टील हाइपर्सोनिक गति के साथ उड़ानों की विशेषता वाले उच्च तापमान पर अच्छी यांत्रिक गुणों को बरकरार रखता है, लेकिन उनके नुकसान उच्च लागत और एक बड़ी घनत्व हैं। एक निश्चित अर्थ में इन कमियों में उच्च गति वाले विमानों के विकास की सीमा है, इसलिए अनुसंधान आयोजित किया जाता है और अन्य सामग्री।

70 के दशक में, पहले प्रयोग बेरेलियम विमान के निर्माण के साथ-साथ बोरॉन या कार्बन फाइबर के आधार पर समग्र सामग्रियों के निर्माण में किए गए थे। इन सामग्रियों में अभी भी एक उच्च लागत है, लेकिन साथ ही, छोटी घनत्व, उच्च शक्ति और कठोरता, साथ ही महत्वपूर्ण गर्मी प्रतिरोध उनकी विशेषता है। एक ग्लाइडर बनाने के दौरान इन सामग्रियों के विशिष्ट अनुप्रयोगों के उदाहरण व्यक्तिगत विमानों के विवरण में दिए जाते हैं।

एक और कारक जो विमान के गर्म डिजाइन के प्रदर्शन को काफी प्रभावित करता है, तथाकथित थर्मल तनाव का प्रभाव है। वे तत्वों की बाहरी और आंतरिक सतहों के बीच तापमान अंतर के परिणामस्वरूप होते हैं, और विशेष रूप से विमान डिजाइन के ट्रिम और आंतरिक तत्वों के बीच होते हैं। भूतल ग्लाइडर हीटिंग अपने तत्वों के विरूपण की ओर जाता है। उदाहरण के लिए, विंग की इस तरह की चेतावनी कॉन्फ़िगर की गई है, जिससे वायुगतिकीय विशेषताओं में बदलाव आएगा। इसलिए, सोल्डर (कभी-कभी चिपके हुए) का उपयोग कई विमानों में किया जाता है, एक मल्टीलायर ट्रिम, जो उच्च कठोरता और अच्छी इन्सुलेटिंग गुणों द्वारा विशेषता है, या उचित क्षतिपूर्ति के साथ आंतरिक संरचना के तत्वों का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, विमान एफ -105 में , स्पार दीवारों को एक नालीदार शीट से बने होते हैं)। ईंधन के साथ पंख को ठंडा करने के प्रयोगों को भी जाना जाता है (उदाहरण के लिए, एक्स -15 विमान) टैंक से दहन कक्ष नोजल तक के रास्ते पर ट्रिम के नीचे बहती है। हालांकि, उच्च तापमान पर, ईंधन आमतौर पर कोकिंग से जुड़ा होता है, इसलिए इस तरह के प्रयोगों को असफल माना जा सकता है।

अब विभिन्न तरीकों की जांच की जा रही है, जिनमें से प्लाज्मा छिड़काव द्वारा अपवर्तक सामग्री से इन्सुलेटिंग परत का आवेदन। आशाजनक तरीकों पर विचार किए गए अन्य तरीकों को एप्लिकेशन नहीं मिला। अन्य चीजों के अलावा, इसे "सुरक्षात्मक परत" का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया गया था, जो ट्रिम को गैस उड़ाने के लिए बनाया गया था, तरल पदार्थ के छिद्रपूर्ण तरल पदार्थ के माध्यम से सतह को खिलाने के माध्यम से "पिघलने" द्वारा ठंडा किया गया था, जैसा कि उच्च वाष्पीकरण तापमान के साथ, साथ ही पिघलने और ट्रिम (एब्लेटिव सामग्री) के हिस्से के डिप्टी द्वारा बनाए गए शीतलन।

बहुत विशिष्ट और साथ ही, एक बहुत ही महत्वपूर्ण कार्य चालक दल के कॉकपिट और उपकरण डिब्बों (विशेष रूप से इलेक्ट्रॉनिक) में, साथ ही ईंधन के तापमान और साथ ही ईंधन के तापमान को बनाए रखना है हाइड्रोलिक सिस्टम। वर्तमान में, इस समस्या को उच्च प्रदर्शन एयर कंडीशनिंग, शीतलन और प्रशीतन प्रणाली, कुशल थर्मल इन्सुलेशन, उच्च वाष्पीकरण तापमान आदि के साथ काम करने वाले तरल पदार्थ का उपयोग करके हल किया जाता है।

थर्मल बाधा से जुड़ी समस्याओं को व्यापक रूप से हल किया जाना चाहिए। इस क्षेत्र में कोई भी प्रगति इस प्रकार के विमानों के लिए बाधा को अधिक उड़ान गति की ओर ले जाती है, इसे इस तरह को छोड़कर नहीं। हालांकि, अधिक गति की इच्छा भी अधिक जटिल डिजाइनों और उपकरणों के निर्माण की ओर ले जाती है जो बेहतर सामग्री के उपयोग की आवश्यकता होती है। यह बड़े पैमाने पर, खरीद लागत और विमान के संचालन और रखरखाव की लागत पर परिलक्षित होता है।

टेबल में दिखाए गए लोगों से। इन लड़ाकू विमानों में से 2 देखा जा सकता है कि ज्यादातर मामलों में तर्कसंगत माना जाता था अधिकतम गति 2200-2600 किमी / घंटा। केवल कुछ मामलों में मानते हैं कि विमान की गति एम ~ 3 से अधिक होनी चाहिए। ऐसे वेगों को विकसित करने में सक्षम विमान में प्रयोगात्मक मशीनें एक्स -2, एचपी -70 ए, और टी। 188, पुनर्जागरण एसआर -71, साथ ही एक ई -266 शामिल हैं हवाई जहाज।

1* प्रशीतन को शीत स्रोत से मजबूरित गर्मी हस्तांतरण कहा जाता है ताकि कृत्रिम रूप से गर्मी आंदोलन की प्राकृतिक दिशा (गर्म शरीर से ठंड तक ठंडा होने पर ठंडा हो जाता है)। सबसे सरल रेफ्रिजरेटर एक घरेलू रेफ्रिजरेटर है।