TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL MEHHAANIKATEADUSKOND SOOJUSTEHNIKA INSTITUUT KATLAPROJEKT Tallinn 2007 Sisukord: Seletuskiri: Katla kirjeldus. Omapoolsete valikute põhjendus Kokkuvõte (A Brief summary of the project) Arvutused: Algandmed Põlemisproduktide arvutus Katla soojusbilansi arvutus Kolde soojus ja konstruktorarvutus Festooni soojusarvutus Ülekuumendi ja järelküttepindade soojusbilansi arvutus Ülekuumendi "kuume astme" soojus ja konstruktorarvutus Ülekuumendi "külme astme" soojus ja konstruktorarvutus Ökonomaiseri soojus ja konstruktorarvutus Õhu eelsoojend soojus ja konstruktorarvutus Graafiline osa: Katla pikkilõige lisa 1 Katla ristlõige lisa 2 Seletuskiri Katla kirjeldus
..............................................................................5 Soojusvaheti materjali- ja soojusbilansid................................................................................6 Soojusvaheti iseloomustus......................................................................................................6 Tehnoloogilised arvutused..........................................................................................................7 Soojusbilansi arvutus..............................................................................................................7 Soojushulk:..............................................................................................................................7 Soojusagensise masskulu:.......................................................................................................8 Soojusagensise mahtkulu:............................................................................
tagajärjel, mistõttu maapind, taimelehed ja nende mõjul ka maapinnalähedane ja taimestikus olev õhukiht jahtub. Radiatsiooniline öökülm tekib vaiksel selgel ööl, tavaliselt suhteliselt kõrge ööpäeva keskmise temperatuuri juures. 10. millised on öökülma tekkimist ja kujunemist mõjutavad tegurid? Üldise temperatuuri foonil mõjutavad meteoroloogilistest teguritest öökülma kujunemist kõige rohkem pilvitus, õhuniiskus ja tuul. 11. mis on aluspinna soojusbilanss ja soojusbilansi võrrand? Soojusbilanss- termodünaamilisse süsteemi siseneva ja sealt väljuva soojushulga jaotus süsteemi koostisosade või süsteemis toimuvate protsesside vahel. B + P + H + T + F + V = 0, kus B on kiirgusbilanss, P ja H vastavalt soojusvoog aluspinnalt õhku või sügavamatesse pinnasekihtidesse (või vastupidi), T vee aurustumisel neelduv või veeauru kondenseerumisel eralduv soojus, F soojuse kulu fotosünteesis ja V tuule kineetiline energia. Harilikult on soojusbilansi võrrandi
Kordamine 1.Meteoroloogilised tingimused. Töökeskkonna meteoroloogiliste tingimuste ehk mikrokliima all mõistetakse sellist töökeskkonna füüsikaliste tegurite kompleksi, mis avaldab mõju organismi soojusolekule. Tegurid: Õhu temperatuur Niiskus Liikumiskiirus Soojuskiirgus erinevatest allikatest Organimsi soojusoleku ehk soojusbilansi tasakaalu määravad: Mikrokliima Sooritatava töö inensiisvus ja raskus Oranismi funktsionaalne seisund(aklimatiseeritus) Õhu suhtelise niiskuse ja temeratuuri mõõtmiseks kasutatakse aspiraator-psühromeetrit. Õhu liikumiskiiruse mõõtmiseks kasutatakse katatermomeetrit ja anemomeetreid. Alaline töökoht- koht, kus töötaja töötab suurema osa oma tööajast. Mittealaline töökoht- koht, kus töötaja töötab väiksema osa oma tööajast (alla 2 tunni)
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Keemiatehnika instituut ROTAATORAURUSTI Tallinn 2015 1. TÖÖ EESMÄRK Tutvumine laboratoorse rotaatoraurusti ehituse ja tööpõhimõttega. Lahuse kontsentreerimine. Seadme soojusbilansi koostamine ja kasuteguri määramine. 2. LABORATOORSE ROTAATORAURUSTI EHITUS JA TÖÖPÕHIMÕTE Laboratoorne rotaatoraurusti on ette nähtud preparatiivsete tööde teostamiseks. Seadmel on mõõteriistad bilansskatsete jaoks. Rotaatoraurusti skeem on esitatud Joonisel 1. Joonis 1 Katseseadme skeem 1. Lähtelahuse anum 2. Kahekäiguline kraan lahuse juhtimiseks kapillaari mööda aurusti kolbi või aparaadi täitmiseks õhuga. 3
õhust. Muutub ka temperatuuri kõikumiste ööpäevane amplituud ja suurte veehoidlate kohal tekivad briisid. Temp aasta-amplituud ei muutu. 16. Millised mõjud on urbanisatsioonil ja linnakliima melioratsioonil keskkonnale? 1.) otsesed soojaheitmed ja kiirgusreziimi muutumine; 2.)gaasiheitmed, tahked ja vedelad tahmaosakesed, mis tekivad peamiselt tööstuse töötamise tõttu, aga ka kommunikatsiooni asutuste transpordi jne arvel; 3.)soojusbilansi muutumine põhiliselt auramise vähenemise tõttu, seoses vette halvasti läbilaskva tegevpinna osakaalu suurenemisega (tänavate, majade katuste kõvad katted jne.) Kõik loetletud tegurid toimivad kompleksis, kuigi ei ole päris ühesugused erinevates kliima- ja ilmastikutingimustes.Soojusbilansi muutumine mõjub ka õhutemperatuurile ja -niiskusele, nende ööpäevasele ja aastasele käigule. Linna ,,reljeefi" liigestatus mõjub
viieks alapeatükiks. Peatükis toodakse välja süsihappegaasi põhiandmed, räägitakse selle ajaloost ning kuidas Joseph Black sellega seotud on, räägitakse süsihappegaasi eraldumisest ja toomisest, kuidas seda tööstuslikult saab toota, samuti tuuakse välja CO2 kasutusalad ning kuidas süsihappegaasi kasutatakse söökides ja jookides. Kolmandast peatükist saab põgusa ülevaate erisoojusest. Saadakse lähemalt tuttavaks erisoojuse tähisega ning sellega seotud soojusbilansi arvutamise valemitega. Neljandast peatükist saab teada, mis on sulamissoojus ning sellega seotud põhilisi andmeid. Saame teada, kuidas seda defineerida, mis sellest oleneb jne. Viiendas ning viimases informatiivses põhipeatükis käsitletakse aurustumissoojust. Saame teada, kuidas aurustumissoojust defineeritakse, mis on selle mõõtühik ning mis sellest sõltub. 2. Joseph Blackist Joseph Black sündis 17. aprillil aastal 1728 Edela-Prantsusmaal ning suri 6. detsember aastal
Päikesekiirte languse nurk muutub aasta jooksul, sellepärast on talvel parasvöötme õhumass külm ja suvel soe. Õhu niiskus sõltub sellest, kas õhumass kujuneb mandri või ookeani kohal. Parasvöötme mandriline õhumass on kuiv, parasvöötme mereline õhumass aga niiske. Passaattuuled puhuvad õhumassi põhjapoolkeral kirdest edela suunas. Samuti on õhumasside liikumine mõjutatud Coriolisie jõust. 2. Atmosfääri tsirkulatsiooni roll Maa soojusbilansi ühtlustamisel. Atmosfääri ja maailmamere tsirkulatsioon on olulised soojuse ja niiskuse globaalse jaotuse ning soojusbilansi seisukohast. 3. Mis on ja kuidas tekivad passaattuuled? Maa pöörlemisest (Coriolise jõust) tulenev kõrvalekalle sirgjoonelisest liikumisest tekitab passaattuuled, mis on kolmekümnendatelt laiuskraadidelt ekvaatori suunas puhuvad püsivad tugevad tuuled. Põhjapoolkeral puhuvad kirdest edela suunas (kirdepassaadid);
et kunagi jõuab tagasi vette ja ring hakkab jälle otsast peale) Vee jaotus Maal: - 97% soolane ( 1l vees 35g soola ehk 35 promilli ) - 3% mage ( sellest pinnavesi 77.8% ja põhjavesi 22% ) Maailmameri - 71% Maakera pindalast Ookeanid Maal: - Põhja-Jäämeri 4%, India ookean 22%, Atlandi ookean 24% ja Vaikne ookean 50% - saab enamuse Maale tulevast soojuskiirgusest - peamine soojuse vastuvõtja ja koguja (sest soojus saab talletuta ka sügavale vette) - üks olulisemaid soojusbilansi mõjutajaid ( 17% Maale tulevast energiast kulub aurumisele ) - kui õhuniiskus kandub ookeanilt maa kohale, siis toimub soojuse ümberpaigutumine (sest aurumisega seotud energia on nagu peidetud energia, mis vabaneb, kui vesi kondenseerub ja alla sajab) - ookeanid kaotavad rohkem soojust kui mandrid, sest aurumine on suurem ja seega kaob palju soojust - aurumine on suurem lõunapoolkeral, sest seal on vee mass suurem - soojus kandub lõunapoolkeralt põhjapoolkerale tänu hoovustele
Soojusvahetite soojustehniliste arvutuste aluseks on eelpool vaadeldud soojusülekande valemid ja nendele lisandub veel soojusbilanssi võrrand. Olenevalt eesmärgist võib soojusvaheti arvutusmeetod olla kahesugune: 1) Konstruktsiooni(dimensiooni) arvutus Viiakse läbi soojusvaheti projekteerimisel, et määrata SV kütte või jahutuspind. Arvutuste tegemiseks peab olema teada soojuskandjate massikulu, temperatuur ja ülekantav soojust hulk Q mis määratakse soojusbilansi võrrandist. 2) Kontrollarvutus Tehakse töötava SV puhul kui on vaja määrata SV ülekantav soojushulk ja soojuskandjate temperatuuri soojusvahetist väljumisel. Tavaliselt kaasneb sellega ka hüdrauliline arvutus, millega leitakse rõhukaod ja selle järgi valitakse pumba võimsus. 74. Kütused. Nende liigtus, koostis ja põhilised karakteristikud. Kõige enam kasutatakse orgaanilist kütust, kasutatakse ka tuumkütust. Orgaanilise kütuse all
Soojusvahetite soojustehniliste arvutuste aluseks on eelpool vaadeldud soojusülekande valemid ja nendele lisandub veel soojusbilanssi võrrand. Olenevalt eesmärgist võib soojusvaheti arvutusmeetod olla kahesugune: 1) Konstruktsiooni(dimensiooni) arvutus Viiakse läbi soojusvaheti projekteerimisel, et määrata SV kütte või jahutuspind. Arvutuste tegemiseks peab olema teada soojuskandjate massikulu, temperatuur ja ülekantav soojust hulk Q mis määratakse soojusbilansi võrrandist. 2) Kontrollarvutus Tehakse töötava SV puhul kui on vaja määrata SV ülekantav soojushulk ja soojuskandjate temperatuuri soojusvahetist väljumisel. Tavaliselt kaasneb sellega ka hüdrauliline arvutus, millega leitakse rõhukaod ja selle järgi valitakse pumba võimsus. 74. Kütused. Nende liigtus, koostis ja põhilised karakteristikud. Kõige enam kasutatakse orgaanilist kütust, kasutatakse ka tuumkütust. Orgaanilise kütuse all
-21.Poolper reaktori 28. Liitreaktsioonidega reaktori arvutamise adiabaatilise reaktori (PTR) arvutamise -skeem + dD Märk rA ees tähistab ühendi A moolide arvu (elementaarreaktsiooni) , s.o.ühes staadiumis kulgeva põhimõtte Sageli on otstarbekas kasutada nn. -iseärasused.Liitreaktsiooni mudeli koostamist (numbrilise integreerimisega).-Ad. PTR soojusbilansi muutumise suunda, ("" märgiga ühendi A moolide ühesuunalise reaktsiooni aA + bB cC + dD kiirus poolperioodilisi reaktoreid, mille puhul näiteks üht -reaktorile võib teostada järgmiselt:-1.Iga võib kirjutada kujul:-
tekkiv soojushulk olema võrdne organismist eralduva soojushulgaga soojusbilanss peab olema tasakaalus. Vastasel juhul toimub organismi ülekuumenemine või alajahtumine, mis tingib haigusnähte ja/või töövõime langust. Soojateke organismis oleneb eelkõige lihastöö aktiivsusest, st sooritatava töö intensiivsusest ja raskusest. Soojaeraldus organismist sõltub aga põhiliselt mikrokliimast ning riietusest. Eelnevast lähtudes määravadki organismis soojusoleku e soojusbilansi tasakaalu: · mikrokliima; · sooritatava töö intensiivsus ja raskus; · organismis funktsionaalne seisund (aklimatiseeritus). Seega mikrokliima tingimused töökeskkonnas peavad tagama termoreguleerimismehhanismi sellise füüsikalis-keemiliste protsesside vahekorra, mille juures säiliks organismi stabiilne soojusolek. Optimaalne on seejuures olukord, kus mehhanism töötab vähima koormusega;
tekkiv soojushulk olema võrdne organismist eralduva soojushulgaga soojusbilanss peab olema tasakaalus. Vastasel juhul toimub organismi ülekuumenemine või alajahtumine, mis tingib haigusnähte ja/või töövõime langust. Soojateke organismis oleneb eelkõige lihastöö aktiivsusest, st sooritatava töö intensiivsusest ja raskusest. Soojaeraldus organismist sõltub aga põhiliselt mikrokliimast ning riietusest. Eelnevast lähtudes määravadki organismis soojusoleku e soojusbilansi tasakaalu: · mikrokliima; · sooritatava töö intensiivsus ja raskus; · organismis funktsionaalne seisund (aklimatiseeritus). Seega mikrokliima tingimused töökeskkonnas peavad tagama termoreguleerimismehhanismi sellise füüsikalis-keemiliste protsesside vahekorra, mille juures säiliks organismi stabiilne soojusolek. Optimaalne on seejuures olukord, kus mehhanism töötab vähima koormusega;
Soe õhk liigub mööda külma õhuseina üles (läänetuulte vöönd). Suur osa kerkivast õhumassist liigub edasi pooluste poole, kus see jahtub ning laskub ja annab lisa kõrgrõhkkonnale. Päikesekiirte languse nurk muutub aasta jooksul, sellepärast on talvel parasvööte õhumass külm ja suvel soe. Õhu niiskus sõltub sellest, kas õhumass kujuneb mandri või ookeani kohal 2. Atmosfääri tsirkulatsiooni roll Maa soojusbilansi ühtlustamisel. Atmosfääri ja maailmamere tsirkulatsioon on olulised soojuse ja niiskuse globaalse jaotuse ning soojusbilansi seisukohast. 3. Mis on ja kuidas tekivad passaattuuled? Passaat on püsiv tuul, mis puhub kolmekümnendatelt laiuskraadidelt ekvaatori poole. Kolmekümnendatel laiuskraadidel tekib kõrgrõhuala, aga ekvaatori piirkonnas tekib madalrõhuala ja õhk liigub troopikast ekvaatori suunas. Coriolisi jõu tõttu õhu liikumise suund
tekkiv soojushulk olema võrdne organismist eralduva soojushulgaga soojusbilanss peab olema tasakaalus. Vastasel juhul toimub organismi ülekuumenemine või alajahtumine, mis tingib haigusnähte ja/või töövõime langust. Soojateke organismis oleneb eelkõige lihastöö aktiivsusest, st sooritatava töö intensiivsusest ja raskusest. Soojaeraldus organismist sõltub aga põhiliselt mikrokliimast ning riietusest. Eelnevast lähtudes määravadki organismis soojusoleku e soojusbilansi tasakaalu: mikrokliima; sooritatava töö intensiivsus ja raskus; organismis funktsionaalne seisund (aklimatiseeritus). Seega mikrokliima tingimused töökeskkonnas peavad tagama termoreguleerimismehhanismi sellise füüsikalis-keemiliste protsesside vahekorra, mille juures säiliks organismi stabiilne soojusolek. Optimaalne on seejuures olukord, kus mehhanism töötab vähima koormusega;
varisemine -tehnoloogilist maavärinat. Tõugete lähtekohta nim maavärina koldeks, seal vabanenud energia põhjustab lõhesid ja murranguid ning piki neid kivimasside nihkeid. võimsust- Richteri Atmosfääri tsirkulatsioon - Suuremõõtmeliste ja suhteliselt püsivate õhuvoolude süsteem, mille abil toimub õhumasside nii horisontaalne kui ka vertikaalne ümberpaiknemine maakeral. Atmosfääri ja maailmamere tsirkulatsioon on olulised soojuse ja niiskuse globaalse jaotuse ja soojusbilansi seisukohast. Hadley tuumast pooluste poole on kõrgemates kihtides valitsevaks õhu liikumine idasuunas, mistõttu sellist liikumist nim läänevooluks. Pooluste kohal valitseb püsiv madalrõhkkond, seda ümbritseb kogus troposfääri läbilõiget hõlmavalt läänetuulte vöönd. Kirjelda atmosfääri tsirkulatsiooni troposfääri ülaosas- tuumas pooluste poole. Kõrgemates kihtides valitsevaks õhuliikumise suunaks on idasuun. Tuleb lääne poolt.
Aluspinna albeedo sõltub maapinna omadustest. Keskmine albeedo talvel on 60% ja suvel 20-25 %. Veekogude albeedo on keskmiselt 7%, ekvaatorilähedastel ookeanidel 5%, polaaraladel 10-14%. 31.Kiirgusbilansi elemendid. B=Bk+Bl=S`+D-Rq+EØ-E-Re , kus S`= päikese otsekiirgus maapinnale D= päiksese hajuskiirgus Rq=peegeldunud lühilaineline kiirgus EØ= atmosfääri vastuskiirgus E= aluspinna kiirgus Re= peegeldunud pikalaineline kiirgus 32.Maapinna soojubilanss, soojusbilansi võrrand ja komponendid. Energia juurdevool maapinnale on alati võrdne energia äravooluga sealt maapinna soojusbilanss on kokkuvõttes 0. B+P+M+V=0 Soojusbilansi komponendid: B- maapinna kiirgusbilanss P- soojusvoog pinnasesse või pinnasest M- turbulentne soojusvoog õhku või õhust maapinnale V- auramiseks kulunud või kondensatsioonil vabanenud soojus 33.Veekogude mõju mikrokliimale. Veekogude pinnatemperatuur on aasta keskmisena üldiselt maismaa temperatuurist veidi kõrgem
polaaraladel 350-40 Soojusbilanss 1. millistele protsessidele kulub maapinnal päikeselt saadud energia? Vee aurustamiseks maapinnalt ning taimkattelt , lume sulamisele, bioloogilistele ja keemilistele protsessidele. 5 2. milline on energia juurdevoolu ja äravoolu suhe pikaajalise keskmisena maapinnal? Võrdne nulliga. 3. millised on soojusbilansi tähtsamad komponendid? Soojushulk, mis on seoses vee faasiliste muundustega Turbulentne niiskusvoog Aurustamise erisoojus Turbulentne soojusvoog Soojusvoog pinnase või veekogu ülemiste ja alumiste kihtide vahel 4. milliseid kiirgusbilansi komponente loetakse positiivseteks ja milliseid negatiivseteks? Maapinnale suunatud energia hulka loetakse positiivseteks maapinnalt väljuvat hulka negatiivseks.
tekkiv soojushulk olema võrdne organismist eralduva soojushulgaga soojusbilanss peab olema tasakaalus. Vastasel juhul toimub organismi ülekuumenemine või alajahtumine, mis tingib haigusnähte ja/või töövõime langust. Soojateke organismis oleneb eelkõige lihastöö aktiivsusest, st sooritatava töö intensiivsusest ja raskusest. Soojaeraldus organismist sõltub aga põhiliselt mikrokliimast ning riietusest. Eelnevast lähtudes määravadki organismis soojusoleku e soojusbilansi tasakaalu: mikrokliima; sooritatava töö intensiivsus ja raskus; organismis funktsionaalne seisund (aklimatiseeritus). Seega mikrokliima tingimused töökeskkonnas peavad tagama termoreguleerimismehhanismi sellise füüsikalis-keemiliste protsesside vahekorra, mille juures säiliks organismi stabiilne soojusolek. Optimaalne on seejuures olukord, kus mehhanism töötab vähima koormusega;
AG välisjahtumiskadu Q5, 5). Räbu füüsikalise soojusega Q6. Q1- kasulikult kasut. soojus. Qkt=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6. q1+q2+q3+q4+q5+q6=100%, q1=k=100-q2-q3-q4-q5-q6 - kaudne soojusbilanss, siis kui on kaod maha lahutatud. Hk=Qkas/B•Qa t•100% - otsebilansi brutokasutegur. ηk=0,7, järelküttepindadega k=0,88…0,93. Brutokasutegur ei arvesta energiakulu enda tarbeks. Netokasuteguri puhul tuleb brutokasutegurist maha võtta elektriline- ja soojuslikomatarve. Otsese soojusbilansi järgi määratakse katla kasutegur sooja vee saamiseks kulutatud ning koldesse antud üldise soojushulga suhtena Vv on katelt läbiva vee kulu m3/s, ρk on vee tihedus sisenemistemperatuuril, hvv ja hsv on väljuva ja siseneva vee entalpia, B on kütusekulu, Qk on kütuse alumine kütteväärtus
U I R L I (1 e el ) dt R ts=(3...4)el 18. Mehaaniline siirdeprotsess Ajami põhivõrrand: T-Ts=J(d/dt) s=(0-)/0 lk230 19. Soojuslik siirdeprotsess Q1 P dt ; P- kaovõimsus Q2 C dVu ; dVü- soojus mis ladestub masinas Q3 A Vü dt ; Vü- soojus mis läheb ümbritsevasse keskkonda P dt C dVü A Vü dt soojusbilansi võrrand Vü Vüq (1 e t / th ) Vü P=I2R; vüq- on püsitemperatuur, vül-ületemperatuur; th-soojlik ajakonstant. Graafikutel eristatakse soojenemis- ja jahtumiskõverat. Masina soojussalvestusvõimet mõõdab soojusmahtuvusühik C(J/K) ja jahtumist soojussiirdetegur A(J/K*s). Ka ühe ja sama masina puhul ei saa soojuslikku ajakonstanti lugeda üheselt määratud suuruseks, vaid sõltub masina töötamistingimustest. Sellal kui soojusmahtuvus jääb
juurdevoolust, kulupool aga auramisest ja äravoolust. Sõltuvalt veekogu või veeringe eripärast on veebilanss avaldatav mitmel kujul. Tavaliselt iseloomustatakse veeringet sademete, auramise ja äravoolu vahelisi seoseid kajastava veebilansida, mis on avaldatav kujul P= E + Q kus P on sademed, E- auramine ja Q- jõgede äravool. MAAILMAMERI Maailmameri katab 71% maakera pinnast ning ookeanid on peamised soojuse vastuvõtjad ja kogujad. Soojushulk, mis kulub auramisele, on üks olulisemaid soojusbilansi mõjutavaid komponente. Nii palju kui kulub energiat aurustumisele, vabaneb seda ka auru kondenseerumisel. Ookeanid kaotavad palju rohkem soojust kui mandrid, kuna aurumine on suurem. Suurim soojushulk kulub auramisele passaatide piirkonnas ning pooluste suunas auramine väheneb. Külmade ja soojade hoovuste mõjul esineb auramisel ümbruskonnaga võrreldes suuri erinevusi. Soojema vee ümberpaigutamine külmemasse piirkonda tõstab vee temperatuuri, seega soojade hoovuste alal auramine suurem
= = keha kiirgustegur (koefitsient). Kehade mustsusastmeks on E0 C0 nende suhe samal temperatuuril. A -> mustsusaste ja neeldumistegur on praktiliselt võrdsed. on enamlevinud kehadele kindlaks määratud ja tuuakse ära soojustehnika käsiraamatutes. Emailvärvidel on 0,97 , ehk kiirgavad hästi soojust. 2) Katla kasuteguri määramine otsese ja kaudse soojusbilansi alusel (liigõhuteguri mõiste) ( Katla soojusbilansi võrrand ja põhilised soojuskaod) 21
siibritest soojuskaod katla sissekütmisel, kuna sissekütmine toimub kolde normaalsetest töötingimustest soojustehniliselt märksa halvemates tingimustes. soojuskaod katla seiskamisel, mis on seotud tule summutamisega koldes. Selliste kadude arvutamine on praktiliselt teostamatu. Seisakukadude määramist perioodilisel töötavatel kateldel saab teostada ainult katseliselt. 5. Katla sooju s bilan s s Soojusbilansi võrrand Katelseadmete soojusbilanss näitab, kuidas jaguneb katelseadmesse sisenev soojus. Soojusbilansi alusel määratakse katelseadme kasutegur. Katelseadme ekspluatatsioonil koostatakse soojusbilanss katsetulemuste põhjal, projekteerimisel aga lähtutakse vastavast arvutusmeetodist. Soojusbilanss koostatakse harilikult 1kg põletatava tahke ja vedelkütuse või 1m3 küttegaasi kohta. Kütuse mahu või massiühikuga koldesse antavat soojushulka
(Cp). Soojusmahtuvust, mida mõõdetakse konstantse ruumala tingimustes, nimetatakse isohooriliseks soojusmahtuvuseks (CV). Erisoojus- (ka erisoojusmahtuvus) on füüsikas soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra. SI-süsteemi mõõtühik on J·kg-1·K-1. Enimlevinud tähis on c.Nii koolifüüsikas kui ka mujal kasutatakse erisoojust tüüpiliselt mitmesuguste soojusbilansi ülesannete lahendamisel. Kui näiteks anumasse massiga m1, temperatuuriga t1 ja erisoojusega c1 valada veekogus massiga m2, temperatuuriga t2 ja erisoojusega c2, siis süsteemi temperatuur peale tasakaalu saavutamist avaldub (võimalikke soojuskadusid arvestamata) Erisoojus on aine soojuslikke omadusi iseloomustav füüsikaline suurus. Erisoojuse mõõtühik on üks dzaul kilogramm-kelvini kohta. Erisoojus näitab, kui suur soojushulk kulub 1 kg aine temperatuuri tõstmiseks 1 K võrra.
O2 + O Osoonikihi hõrenemineOsooni lagunemine O3+ h__O2 + O Lagunemine saasteainete toimel !Klorofluorosüsinikud, klorofluorosüsivesinikud (CFCl3, CHF2Cl;); bromofluorosüsinikud (CFBr3 ) jt sarnasedCFCl3 + hv-> Cl·+ CF·Cl2,Cl·+ O3- >ClO·+ O2,ClO·+ O ->Cl·+ O2;NO, NO2; O, HO.Osoonikihi hõrenemine kahjulik UV kiirgus jõuab maapinnale. Kasvuhoone efekt Kliima tagamiseks vajaliku soojushulga talletamine Maal Q (kliimanorm) = QMaale-QMaalt tähtsamad gaasid: H2O, CO2 (N2O, CH 4) Soojusbilansi tasakaalustamatus (kasvuhooneefekti tugevnemine) QJÄÄK> _Q kliimanorm. Kliima globaalne muutumine Kasvuhoonegaasid:CO2;CH4;N2O fluorosüsivesinikud jt.HFC, PFC, SF6 absorbeerivad maapinnalt peegeldunud infrapunast kiirgust (mis peaks väljuma atmosfäärist) - kasvuhooneefekti tugevnemine kliima globaalne muutumine globaalne soojenemine. Happevihma põhjustajad:millised saasteained?,nende allikad?.SO2 atmosfääris,NOx
Soojusisolatsioon. Ülekandenähtused vedelikes. Ülekandenähtused tahketes kehades. Faasisiirded, erinevus agregaatoleku muutusest. Tahkumine ja sulamine. Rekristallisatsioon. Sublimatsioon ja härmatumine. Aurustumine ja kondenseerumine. Keemine. 2 Soojusarvutused Keha siseenergia. Siseenergia muutmise viisid. Soojushulk. Soojusbilansi võrrand. Soojusmahtuvus. Soojusliku tasakaalu olek. Soojusliku tasakaalu võrrand. Soojustehnilised arvutused. 11. KLASS Termodünaamika: (15h) Töö termodünaamikas ja selle geomeetriline tõlgendus. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seaduse rakendused isoprotsessidele. Adiabaatiline protsess. Ideaalne soojusmasin. Soojusmasina kasutegur. Termodünaamika II seadus. Suletud, avatud süsteemid. Ringprotsess. Pööratavad ja mittepööratavad protsessid. Reaalne soojusmasin
Põhjalikud vastused (6-10p): 1. Kuidas toimub õhumasside liikumine põhjapoolkera parasvöötmes? Mis seda mõjutavad? Parasvöötme ilma kujundavad lainetsüklonid on seotud Rossby lainetega. Rossby lained tekivad kitsas kontaktvööndis külma polaarse ja sooja troopilise õhumassi piiril e nn polaarfrondil. Rossby lained liiguvad läänest itta ja samas suunas liiguvad piki fronti ka maalähedases atmosfäärikihis kujunenud lainetsüklonid. 2. Atmosfääri tsirkulatsiooni roll Maa soojusbilansi ühtlustamisel. Latentsel e varjatud energial on oluline roll Maa soojusbilansi ühtlustamisel, n vee aurustumisel kulub energiat ja kondenseerumisel see energia vabaneb uuesti. Õhus oleva niiskusena võib energia kanduda sadade tõi isegi tuhandete kilomeetrite taha. 3. Mis on ja kuidas tekivad passaattuuled? Passaattuuled on kolmekümnendatelt laiuskraadidelt ekvaatori suunas puhuvad püsivad tugevad tuuled.
Esineb ka kahe oluliselt erineva temperatuuri ja suure niiskusega õhumassi segunemisel. Auramisudu - esineb suhteliselt sooja veekogu pinnal, mille temp. on vähemalt 8-20C õhutemp. kõrgem. Veepinnalt arav niiskus hakkab külmas õhus kondenseeruma ja tekib udu Auramisudu võib näha sügisel jõgede ja järvede kohal enne vete külmumist. Tuuled ja atmosfääri üldine tsirkulatsioon Atmosfääri ja maailmamere tsirkulatsioon on olulised soojuse ja niiskuse globaalse jaotuse ning soojusbilansi seisukohast Briis - kohalik tuultesüsteem, mis tekkib aluspinna ebaühtlasest soojenemisest ja jahtumisest ööpäeva ulatuses. Ebaühtalne soojenemine toob kaasa erinevused õhurõhus ja tiheduses ning paneb õhu liikuma kõrgema rõhuga alalt madalama rõhuga ala suunas. Iseloomulik on päeval merelt ja öösel maismaalt puhuv tuul. Vaata lisalehelt tsükloneid + asju Briisid- maa ja merebriis põhjustatud aluspinna erinevast soohenemisest rannikul.
Mullavesi 0,005% Atmosfäär 0,001% Jõed 0,0001% -2- VEE HULK MAAL JA VEERINGE ÕHUNIISKUS Suhteline õhuniiskus sõltub õhutemperatuurist, kuna sooja õhu veeauru mahutavus on suurem. Õhu niiskussisaldus kasvab kiiresti temperatuuri suurenedes. SOOJUSMAHUTAVUS Soojushulk, mis kulub aurumisele on üks olulisemaid soojusbilansi mõjutavaid komponente. 1g vee külmumisel vabaneb 334 J soojust, sama palju soojust kulub 1g jää sulamisel. Õhu ja vee soojusmahutavuse erinevus on 3483 korda. Ookeanid toimivad kui soojuse akumulaatorid. (Atlandi ookeani põhja osa annab talvel atmosfäärile ligikaudu 2 korda rohkem energiat aurumise teel kui Vaikene ookean samadel laiustel.) AURUMISE MÕJU MAAKERA SOOJUSBILANSILE Looduslikult aurustub aastas 4.23*1020 g vett ja selleks on vaja 1020 *2257 = 0
Pinnase temperatuuri ööpäevase värvitud. lainepikkusega valguslained piisast käigu amplituud erinevatel sügavustel Halo iseärasusi ja mõõtmeid erinevates suundades. Sinakasvioletne Soojusbilansi võrrand oleneb mulla koostisest pinnase termilistest määratletakse pilves olevate valgus kui kõige lühiajalisem murdub kõige Kuigi atmosfäär neelab ultravioletset ja karakteristikutest. Suurima jääkristallide kuju ja orientatsiooniga.
14.Kus toimub meestel spermatogenees, kus talletatakse sperme. 15.Mida spermid ei sisalda. mitokondriaalset DNAd 16.Naise suguelundid, mis toimub munasarjades, mis on ovulatsioon, ovogenees 17.spermategeesi, ovogeneesi 3 etappi 18.Katteleundkond, funktsioonid, ehitus 19.Pärisnahk, mis koest see on, mis seal asuvad, selle all naha aluskude ja rasvkude 20.Naha funktsioonid, ülesanded 21.Termoregulatsioon, etapid 22.Soojusbilansi osad 23.Kuna saabub organismi alumine temperatuur, mis siis juhtub 24.ülemine kriitiline, kui ta ei suuda enam jahutada 25.Konvektsiooni näide ja def,seisev vesi, tuuline ilm, tuulevaikne ilm jne 26.Termoneutraalne tsoon 27.Ontogenees 28.Mis määrab vananemise? 29.Vananemist mõjutavad tegurid Närvisüsteem Kesknärvisüsteem koosneb kahest osast: PEAAJUST JA SELJAAJUST 1
Liigõhutegur = =V/Vo, =1,03-1,3. =koldesse antava tegeliku õhu kogus/kütuse põlemiseks teoreetiliselt vajalik õhukogus. Liigõhuteguri valik sõltub kütuse liigist, põlemise moodusest, kolde konstruktsioonist jne. (gaasilise kütuse korral =1.05-1,15). 42. Katla soojusbilanss, soojuskaod ja kasutegu Katelseadmete soojusbilanss näitab, kuidas jaguneb katelseadmesse sisenev soojus. Soojusbilanss võimaldab selgitada katla soojuskaod. Soojusbilansi alusel määratakse katelseadme brutokasutegur . Katelseadme ekspluatatsioonil koostatakse soojusbilanss katsetulemuste põhjal. Soojusbilanss koostatakse harilikult 1 kg põletatava tahke ja vedelkütuse või 1 m3 küttegaasi kohta. Kütuse mahu või massiühikuga koldesse antavat soojushulka nimetatakse kasutatavaks soojuseks ja tähistatakse . Katelseadmesse antav soojus jaguneb kasulikult kasutatavaks soojuseks (Q1) ja soojuskadudeks: Q2 - soojuskadu katlast lahkuva põlemisgaasiga
2. pump; 3. generaator; 4. kondensaator; 5. soojusvaheti; 6,7. detander; 8. aurusti Ideaalse absorbtsiooni- soojuspumba soojusbilansi võrrand Q0 + QG = QK + QA Absorbtsioon-soojuspumba teoreetiline soojustegur QK QA 0 QG 12/11/10 MSJ 0120 Soojuspumbad 58
4 4 Qkolle =ak c0eff Fks (T -Ts )10 -3 13-1 Kus Qkolle - küttepindade soojusvastuvõtt, kW, ak kolde integraalne kiirgustegur, c0 absoluutselt mustakeha kiirgustegur W/(m2 K4), eff kolde ekraanipinna soojusliku efektiivsusetegur, T keskmine gaaside temperatuur koldes, Ts keskmine küttepinna temperatuur. Kolde soojuvastuvõtu saab määrata saab määrata soojusbilansi võrrandist Qkolle = Ba (Qk - H k´´ ) 13-2 kus kolde välisjahtumistegur tegur, Ba arvutuslik kütuse kulu, kg/s, Qk kasulik soojuseraldus koldes. Koldest väljuva gaasitemperatuur: Ta k´´ = 0,6 - 273 5,76 10-11Fs akTa3 13-3
Kütuse pihustamiseks kasut 3 liiki pihusteid: a)mehhaanilised lk3 joon 1a) b) pneumaatilised lk3 joon 1 b) c)rotatsioonpihustid lk3 joon 2 millal milliseid kasut: kui kasut mehhaanilist pihustit, ss peab massuut olema hästi puhas. Kui kasutada saastatud kütust kasutada ss tuleb kasutada pneumaatilist pihustit. Nad ei ole nii tundlikud. Rotatsioon pihustid on kõige täiuslikumad puhastid. Nende korral saab kasutada saastatud kütuseid. Katla soojusbilansi võrrand ja katla kasutegur Suuremosa kütuse põlevainest põleb ära ja see vabanev soojus kasutatakse auru v kuuma vee tootmiseks, aga osa põlevainest jääb kasutamat ja osa soojusest läheb lihtsalt kaduma(soojuskaod). Katla soojusbilanss näitab kuidas jaguneb kütusega katlasse sisenev soojushulk(ehk kasutatav soojus). Kasutatav soojus jaguneb: Kasulikuks soojuseks jamitmesugusteks soojuskadudeks. Qk=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 [KJ/Kg; KJ/m3] Qsisenev=Qkasut Qkasut=Qa Qa-alumine kütteväärtus
produtseerib signaalaineid, mis käivitavad mitmete kaitseainete sünteesi. Salitsüülhape tõkestab putukatest põhjustatud herbivooriat. 9. Milliseid meetodeid kasutades on võimalik hinnata taimede veereziimi parameetreid (nt õhulõhede juhtivus, veepotentsiaal, ksüleemivoolu kiirus)? CO2 ja veeauru kontsentratsiooni mõõtmiseks - Infrapuna-gaasianalüsaator. Ksüleemivoolu intensiivsuse mõõtmiseks – nt Dynagage sensorid, mis töötavad tüve soojusbilansi meetodil. Veepotentsiaali - refraktomeetriga Organismide gaasivahetuse (CO2, veeaur, NOx) mõõtmiseks on olemas erinevat tüüpi kambrid koos gaasianalüsaatoritega LI6262, Ciras-2 (koos fluorestsentsi mõõtmisega ja ilma) Õhutemperatuuri mõõtmiseks - Psühhromeetrid koosnevad kahest elavhõbeda termomeetrist nn. kuivast- ja pidevalt niisutatavast märjast termomeetrist, milledest esimesega mõõdetakse õhutemperatuuri ja teisega õhuniiskust.
kiirgusbilanss kõigi aluspinnale juurdetulnud ja äraläinud kiirgusvoogude vahe. Kiirgusbilansi elemendid: S ´ - päikese otsekiirgus maapinnale, D- päikese hajukiirgus, RQ- peegeldunud lühiajaline kiirgus, E- atm. vastukiirgus, E - aluspinna kiirgus , RE- peegeldunud pikaajaline kiirgus. · Energia juurdevool maapinnale on alati võrdne energia äravooluga sealt-Maapinna soojusbilanss on kokkuvõtteks null. Soojusbilansi võrrand: B+P+M+V=0 B-maapinna kiirgusbilanss, P- soojusvoog pinnasesse või pinnasest, M- turbulentne soojusvoog õhku või õhust maapinnale, V- auramiseks kulunud või kondensatsioonil vabanenud soojus. · Aluspinna iseloomu mõju kliimale :Kliima territoriaalseid erinevusi kujundavad suurel määral geograafilised kliimategurid, s.o. maapinna kui lauspinna erinevused. Eriti sõltub aluspinna omadustest albeedo
2. veepiiskadest ja jääkristallidest koosnevad pilved: kõrgkihtpilved koosnevad lumehelvestest ja kuni Ø=0,05 mm veepiiskadest; konvektsioonipilved koosnevad veepiiskadest, lumest, rahest jt tahketest osakestest. 3. jääkristallidest koosnevad pilved: kõik kiudpilved koosnevad jääkristallidest ja jäänõeltest. ATMOSFÄÄRI TSIRKULATSIOON Atmosfääri ja maailmamere tsirkulatsioon on olulised soojuse ja niiskuse globaalse jaotuse ning soojusbilansi seisukohast gradient – ruumilise muutumise kiirus st väljendab suuruse muutust pikkusühiku kohta passaattuuled – kolmekümnendatelt laiuskraadidelt ekvaatori suunas puhuvad püsivad tugevad tuuled. Põhjapoolkeral puhuvad passaattuuled kirdest edela suunas, lõunapoolkeral kagust loode suunas Tsirkulatsioon troposfääri üleosas (6-12 km kõrgusel): Hadley tsirkulatsiooni ringist pooluste poole on kõrgemates kihtides valitsevaks õhu
Kõrges arengujärgus on sood autarksed (ümbruskonnast vähe mõjutatavad) isereguleeruvad ökosüsteemid. Soojusreostus keskkonna reostumine soojuseks muutunud energiaga, nüüdisajal eelkõige elektrijaamade jahutusvee ja tööstuslike heitmete vahendusel. Selle tagajärjel halveneb looduslike ökosüsteemide elukeskkond (nt. väheneb vee hapnikusisaldus) ja kohalik kliima muutub. Maakera soojusbilansi tasakaal seab põhimõttelise piiri tuumeenergeetika arengule, sest geosfääri s. põhjustaks katastroofilisi kliimamuutusi. Sookaitsealad kaitsealad soode looduse ja veereziimi säilitamiseks. Spetsialistid autökol. kindlaile keskkonnatingimustele ja kindlale toidule kitsalt kohastunud (spetsialiseerunud) organismid. Vastand on generalistid. Spontaanne iseeneslik; looduslik, inimolenematu (fauna, floora).
4. Mõned lisaskeemid. Tänapäeval kasutatakse katelde töö jälgimiseks ja reguleerimiseks arvuteid. Enne arvutite laialdast kasutamist polnud võimalik põlemisprotsessi vahetult kasuteguri järgi reguleerida, kuna puudusid vahendid ja meetodid kasuteguri pidevaks ja täpseks mõõtmiseks. Kasutati kaudseid näitajaid. Mõned näited kaudsete näitajatega reguleerimisskeemidest. 4.1. reguleerimisskeem ,,aur õhk" Aurukatla soojusbilansi võrrand: Dü.a.[(iü.a.-itv)+dl.p.(il.p.-itv)]=QtaBk Asendades kütusekulu kütus-õhk valemist D [( i ( - ) + d l . p. il . p. - itv = Q ü .a . itv )] t V
Joonis 8 Tõelise erisoojuse sõluvus temperatuurist. 4.5. Gaasisegu erisoojus. Gaasisegu erisoojuse leidmiseks peame teadma tema koostist iga tema koostisosa erisoojust. Erinevate gaaside erisoojused on leitavad käsiraamatute tabelitest ja arvutatavad valemite (40) ja (41) vahendusel. Segu koostist väljendatakse massi või mahuosadena (vt.3.2), olenevalt millist erisoojust tahetaks leida. Gaasisegu erisoojuse valemid saadakse soojusbilansi võrrandist, arvestades, et segu kuumutamiseks vajalik kogu soojus on summa gaasisegu üksikosadele kulunud soojushulkadest. Qsegu = Q1 + Q2 + ... + Qn csegu = cim1/msegu + c2 m2/msegu + ... + cnmn/msegu csegu = c1g1 + c2g2 + ... cngn Kus g1 = m1/msegu .... gn = mn/msegu segu koostisosade massiosad. Gaasisegu massisoojus on võrdne koostisosade massi erisoojuste ja massiosa korrutise summaga. n
· kütuse niiskusest põlemisel tekkinud veeauru sisaldusest tingitud soojuskadu. Tavaliselt esineb veeaur suitsugaasides ülekuumendatud auru kujul, seega kujutab see kadude komponent endast veeauru energiasisaldust (täpsemalt, aurustumissoojust ja veeauru ülekuumenduse soojust) ning seda võetakse arvesse siis, kui põlemise kasuteguri arvutamisel soovitakse lähtuda kütuse ülemisest (bruto) kütteväärtusest. Põlemise kasuteguri määramisel rakendatakse nn kaudse soojusbilansi meetodit: kasutegur = 100 summaarsed kaod (5.0) kus summaarsed kaod ja kasutegur on väljendatud protsentides. 56(113) Villu Vares Energia ja keskkond Põlemise soojuskadusid ei tohi samastada katla ja katlamaja soojuskadudega, sest viimased sisaldavad täiendavalt veel mitmeid kadusid, näiteks katla välisjahtumiskadu (kutsutakse
annaabi.ee 
