Uchafuzi wa joto hurejelea matukio ambayo joto hutolewa ndani ya miili ya maji au kwenye hewa ya anga. Hii huongeza joto la juu zaidi wastani wa kawaida. Uchafuzi wa joto wa asili unahusishwa na shughuli za binadamu na uzalishaji wa gesi chafu, ambayo ndiyo sababu kuu ya ongezeko la joto duniani.

Vyanzo vya uchafuzi wa joto wa anga

Kuna vikundi viwili vya vyanzo:

• asili - hizi ni moto wa misitu, volkano, upepo wa moto, michakato ya mtengano wa viumbe hai na mimea;
• anthropogenic - hii ni kusafisha mafuta na gesi, shughuli za viwandani, uhandisi wa nguvu ya mafuta, nishati ya nyuklia, usafiri.

Kila mwaka, takriban tani bilioni 25 za monoksidi kaboni, tani milioni 190 za oksidi ya sulfuri, na tani milioni 60 za oksidi ya nitrojeni huingia kwenye angahewa ya Dunia kutokana na shughuli za binadamu. Nusu ya taka hizi zote huongezwa kama matokeo ya shughuli za sekta ya nishati, tasnia na madini.

Kwa miaka ya hivi karibuni Kiasi cha gesi za kutolea nje kutoka kwa magari imeongezeka.

Matokeo

Katika miji mikubwa yenye miji mikubwa makampuni ya viwanda Hewa ya angahewa hupata uchafuzi mkubwa wa joto. Inapokea vitu ambavyo vina zaidi joto la juu kuliko safu ya hewa ya uso unaozunguka. Joto la uzalishaji wa viwandani daima ni kubwa kuliko safu ya wastani ya hewa ya uso. Kwa mfano, wakati wa moto wa misitu, kutoka kwa mabomba ya kutolea nje ya magari, kutoka kwa mabomba ya makampuni ya viwanda, na wakati wa kupokanzwa nyumba, mito ya hewa ya joto na uchafu mbalimbali hutolewa. Joto la mtiririko kama huo ni takriban 50-60 ºС. Safu hii huongeza wastani wa joto la kila mwaka katika jiji kwa digrii sita hadi saba. "Visiwa vya joto" huunda ndani na juu ya miji, ambayo husababisha kuongezeka kwa mawingu, wakati kiasi cha mvua huongezeka na unyevu wa hewa huongezeka. Wakati bidhaa za mwako huchanganyika na hewa yenye unyevu, smog yenye unyevu (aina ya London) huundwa. Wanaikolojia wanasema kwamba katika kipindi cha miaka 20 iliyopita, wastani wa halijoto ya troposphere imeongezeka kwa 0.7º C.

Vyanzo vya uchafuzi wa udongo wa joto

Vyanzo vya uchafuzi wa udongo wa joto katika miji mikubwa na vituo vya viwanda ni:

• mabomba ya gesi ya makampuni ya metallurgiska, joto hufikia 140-150ºС;
• inapokanzwa mains, joto kuhusu 60-160ºС;
• vituo vya mawasiliano, joto 40-50º C.

Matokeo ya ushawishi wa joto kwenye kifuniko cha udongo

Mabomba ya gesi, mabomba ya joto na maduka ya mawasiliano huongeza joto la udongo kwa digrii kadhaa, ambayo huathiri vibaya udongo. Wakati wa msimu wa baridi, hii husababisha kuyeyuka kwa theluji na, kama matokeo, kufungia kwa tabaka za uso wa mchanga, na katika msimu wa joto mchakato wa kurudi nyuma hufanyika, safu ya juu ya udongo huwaka na kukauka. inahusiana kwa karibu na mimea na microorganisms hai wanaoishi ndani yake. Mabadiliko katika muundo wake huathiri vibaya maisha yao.

Vyanzo vya uchafuzi wa joto wa vitu vya hydrological

Uchafuzi wa joto wa miili ya maji na maeneo ya bahari ya pwani hutokea kutokana na kutokwa kwa maji machafu kwenye miili ya maji na mimea ya nyuklia na ya joto na makampuni ya viwanda.

Matokeo ya kutokwa kwa maji machafu

Utoaji wa maji machafu husababisha kuongezeka kwa joto la maji katika hifadhi na 6-7 ºС eneo la maeneo ya joto kama hayo yanaweza kufikia hadi 30-40 km2.

Tabaka za joto za maji huunda aina ya filamu juu ya uso wa wingi wa maji, ambayo huzuia kubadilishana maji ya asili haichanganyiki na chini), kiasi cha oksijeni hupungua, na haja ya viumbe kwa ajili yake huongezeka, wakati aina ya aina; idadi ya mwani huongezeka.

Kiwango kikubwa zaidi cha uchafuzi wa maji ya joto husababishwa na mitambo ya nguvu. Maji hutumiwa kupoeza turbine za mitambo ya nyuklia na condensate ya gesi katika mitambo ya nishati ya joto. Maji yanayotumiwa na mitambo ya nguvu huwashwa kwa takriban 7-8 ºС, baada ya hapo hutolewa kwenye hifadhi za karibu.

Kuongezeka kwa joto la maji katika hifadhi kuna athari mbaya kwa viumbe hai. Kwa kila mmoja wao kuna hali ya joto bora ambayo idadi ya watu huhisi bora. Katika mazingira ya asili, na ongezeko la polepole au kupungua kwa joto, viumbe hai hubadilika hatua kwa hatua kwa mabadiliko, lakini ikiwa hali ya joto inaongezeka kwa kasi (kwa mfano, na kiasi kikubwa cha uchafu wa taka kutoka kwa makampuni ya viwanda), basi viumbe hawana. wakati wa kuzoea. Wanapokea mshtuko wa joto, ambayo inaweza kusababisha kifo. Hii ni moja ya wengi matokeo mabaya uchafuzi wa joto kwa viumbe vya majini.

Lakini kunaweza kuwa na matokeo mengine mabaya zaidi. Kwa mfano, athari za uchafuzi wa maji ya joto kwenye kimetaboliki. Wakati joto linapoongezeka, kiwango cha kimetaboliki ya viumbe huongezeka na haja ya oksijeni huongezeka. Lakini joto la maji linapoongezeka, kiwango cha oksijeni ndani yake hupungua. Ukosefu wake husababisha kifo cha aina nyingi za viumbe hai vya majini. Karibu asilimia mia moja uharibifu wa samaki na invertebrates husababisha ongezeko la joto la maji kwa digrii kadhaa katika majira ya joto. Wakati wa kubadilisha utawala wa joto Tabia ya samaki pia inabadilika, uhamiaji wa asili unasumbuliwa, na kuzaa kwa wakati hutokea.

Hivyo, ongezeko la joto la maji linaweza kubadilika muundo wa aina hifadhi. Aina nyingi za samaki huondoka katika maeneo haya au kufa. Tabia ya mwani wa maeneo haya hubadilishwa na aina zinazopenda joto.

Ikiwa pamoja na maji ya joto Dutu za kikaboni na madini (maji machafu ya ndani, mbolea ya madini iliyosafishwa kutoka kwa shamba) huingia kwenye hifadhi, kuenea kwa kasi kwa mwani hutokea, na huanza kuunda molekuli mnene, kufunika kila mmoja. Kutokana na hili, hufa na kuoza, ambayo inaongoza kwa kifo cha viumbe vyote vilivyo kwenye hifadhi.

Uchafuzi wa joto wa miili ya maji huleta hatari. Wao hutoa nishati kwa kutumia turbines lazima ipozwe mara kwa mara. Maji yaliyotumiwa hutiwa ndani ya miili ya maji. Kwa kubwa kiasi hufikia 90 m3. Hii ina maana kwamba mtiririko wa joto unaoendelea huingia kwenye hifadhi.

Uharibifu kutokana na uchafuzi wa mazingira ya majini

Matokeo yote ya uchafuzi wa joto wa miili ya maji husababisha madhara ya janga kwa viumbe hai na kubadilisha mazingira ya binadamu. Kama matokeo ya uchafuzi wa mazingira, uharibifu unasababishwa na:

• aesthetic (iliyokiukwa mwonekano mandhari);
• kiuchumi (kuondolewa kwa matokeo ya uchafuzi wa mazingira, kutoweka kwa aina nyingi za samaki);
• kiikolojia (aina za mimea ya majini na viumbe hai vinaharibiwa).

Kiasi cha maji ya joto yanayotolewa na mimea ya nguvu inakua kila wakati, kwa hivyo, joto la miili ya maji pia litaongezeka. Katika mito mingi, kulingana na wanaikolojia, itaongezeka kwa 3-4 ° C. Mchakato huu tayari unaendelea. Kwa mfano, katika mito fulani huko Amerika joto la maji ni karibu 10-15 ° C, nchini Uingereza - 7-10 ° C, nchini Ufaransa - 5 ° C.

Uchafuzi wa joto wa mazingira

Uchafuzi wa joto (uchafuzi wa kimwili wa joto) ni aina ambayo hutokea kutokana na ongezeko la joto la mazingira. Sababu zake ni uzalishaji wa viwanda na kijeshi wa hewa yenye joto, moto mkubwa.

Uchafuzi wa joto wa mazingira unahusishwa na kazi ya makampuni ya biashara katika kemikali, majimaji na karatasi, metallurgiska, viwanda vya mbao, mimea ya nguvu ya mafuta na mitambo ya nyuklia, ambayo inahitaji kiasi kikubwa cha maji kwa vifaa vya baridi.

Usafiri ni uchafuzi mkubwa wa mazingira. Takriban 80% ya uzalishaji wote wa kila mwaka hutoka kwa magari. Nyingi vitu vyenye madhara kutawanya kwa umbali mkubwa kutoka kwa chanzo cha uchafuzi wa mazingira.

Wakati wa kuchoma gesi kwenye mimea ya nguvu ya joto, pamoja na athari za kemikali kwenye anga, uchafuzi wa joto pia hutokea. Kwa kuongeza, ndani ya eneo la takriban kilomita 4 kutoka kwa tochi, mimea mingi iko katika hali ya huzuni, na ndani ya eneo la mita 100, kifuniko cha mimea hufa.

Kila mwaka, karibu tani milioni 80 za taka za viwandani na za nyumbani hutolewa kwenye eneo la Urusi, ambazo ni chanzo cha uchafuzi wa kifuniko cha mchanga, mimea, ardhi na maji ya uso. hewa ya anga. Aidha, wao ni chanzo cha mionzi na uchafuzi wa joto wa vitu vya asili.

Maji ya ardhini yamechafuliwa na taka mbalimbali za kemikali ambazo hufika pale zinapomwagika mbolea za madini, dawa za kuulia wadudu kutoka kwenye udongo, maji taka na maji machafu ya viwandani. Uchafuzi wa joto na bakteria hutokea katika miili ya maji, na aina nyingi za mimea na wanyama hufa.

Utoaji wowote wa joto katika mazingira ya asili husababisha mabadiliko katika joto la vipengele vyake, hasa ushawishi mkubwa wanakabiliwa na tabaka za chini za angahewa, udongo na vitu vya hydrosphere.

Kulingana na wanamazingira, uzalishaji wa joto katika mazingira Bado hawawezi kushawishi usawa wa sayari, lakini wana athari kubwa kwenye eneo maalum. Kwa mfano, joto la hewa ndani miji mikubwa Kawaida juu kidogo kuliko nje ya jiji, utawala wa joto wa mito au maziwa hubadilika wakati maji machafu kutoka kwa mimea ya nguvu ya joto hutolewa ndani yao. Muundo wa spishi za wenyeji wa nafasi hizi unabadilika. Kila spishi ina kiwango chake cha joto ambacho spishi zinaweza kuzoea. Kwa mfano, trout inaweza kuishi ndani maji ya joto, lakini haiwezi kuzaliana.

Kwa hivyo, kutokwa kwa mafuta pia kuna athari kwenye ulimwengu, ingawa hii sio kwa kiwango cha sayari, lakini pia inaonekana kwa wanadamu.

Uchafuzi wa joto wa kifuniko cha udongo husababisha mwingiliano wa karibu na wanyama, mimea na viumbe vidogo. Joto la udongo linapoongezeka, kifuniko cha mimea hubadilika na kuwa spishi zinazopenda joto zaidi, na vijidudu vingi hufa, haviwezi kukabiliana na hali mpya.

Uchafuzi wa joto wa maji ya chini ya ardhi hutokea kutokana na maji machafu yanayoingia kwenye vyanzo vya maji. Hii inathiri vibaya ubora wa maji, yake muundo wa kemikali, hali ya joto.

Uchafuzi wa joto wa mazingira unazidisha hali ya maisha na shughuli za binadamu. Katika miji na joto la juu pamoja na unyevu mwingi, watu hupata maumivu ya kichwa mara kwa mara; malaise ya jumla, mbio za farasi shinikizo la damu. Unyevu mwingi husababisha kutu ya metali, uharibifu wa mifereji ya maji taka, mabomba ya kupokanzwa, mabomba ya gesi na mengi zaidi.

Matokeo ya uchafuzi wa mazingira

Inawezekana kutaja matokeo yote ya uchafuzi wa joto wa mazingira na kuonyesha shida kuu zinazohitaji suluhisho:

1. Visiwa vya joto huunda katika miji mikubwa.

2. Fomu za smog, unyevu wa hewa huongezeka na fomu za mara kwa mara za mawingu katika megacities.

3. Matatizo hutokea katika mito, maziwa na maeneo ya pwani ya bahari na bahari. Kutokana na ongezeko la joto, usawa wa kiikolojia unasumbuliwa, aina nyingi za samaki na mimea ya majini hufa.

4. Kemikali na mali za kimwili maji. Inakuwa haifai hata baada ya kusafisha.

5. Viumbe hai vya miili ya maji hufa au ni katika hali ya huzuni.

6. Joto la maji chini ya ardhi linaongezeka.

7. Muundo wa udongo na utungaji wake huvunjwa, mimea na microorganisms wanaoishi ndani yake hukandamizwa au kuharibiwa.

Uchafuzi wa joto. Kinga na hatua za kuzuia

Hatua kuu ya kuzuia uchafuzi wa joto wa mazingira ni kuachwa kwa taratibu kwa matumizi ya mafuta, mpito kamili kwa nishati mbadala mbadala: jua, upepo na umeme wa maji.

Ili kulinda maeneo ya maji kutokana na uchafuzi wa joto katika mfumo wa baridi wa turbine, ni muhimu kujenga hifadhi - baridi, ambayo maji, baada ya baridi, yanaweza kutumika tena katika mfumo wa baridi.

Katika miongo ya hivi karibuni, wahandisi wametafuta kuondoa turbine ya mvuke katika mitambo ya nguvu ya joto, kwa kutumia njia ya magnetohydrodynamic ya kubadilisha nishati ya joto kuwa nishati ya umeme. Hii inapunguza kwa kiasi kikubwa uchafuzi wa joto wa eneo jirani na miili ya maji.

Wanabiolojia wanajitahidi kutambua mipaka ya utulivu wa biosphere kwa ujumla na aina ya mtu binafsi viumbe hai, pamoja na mipaka ya usawa wa mifumo ya kibiolojia.

Wanaikolojia, kwa upande wake, husoma kiwango cha ushawishi shughuli za kiuchumi watu juu michakato ya asili katika mazingira na kujitahidi kutafuta njia za kuzuia athari mbaya.

Kulinda mazingira kutokana na uchafuzi wa joto

Ni desturi ya kugawanya uchafuzi wa joto katika sayari na ndani. Kwa kiwango cha sayari, uchafuzi wa mazingira sio mkubwa sana na ni sawa na 0.018% tu ya kile kinachoingia kwenye sayari. mionzi ya jua, yaani ndani ya asilimia moja. Lakini uchafuzi wa joto una athari kubwa kwa asili katika ngazi ya ndani. Ili kudhibiti ushawishi huu, nchi nyingi zilizoendelea kiviwanda zimeanzisha mipaka juu ya uchafuzi wa joto.

Kama sheria, kikomo kimewekwa kwa serikali ya miili ya maji, kwani ni bahari, maziwa na mito ambayo huteseka sana kutokana na uchafuzi wa joto na kupokea wingi wake.

Katika nchi za Ulaya, miili ya maji haipaswi joto zaidi ya 3 ° C kutoka kwa joto lao la asili.

Nchini Marekani, inapokanzwa maji katika mito haipaswi kuwa zaidi ya 3 °C, katika maziwa - 1.6 °C, katika bahari na bahari - 0.8 °C.

Katika Urusi, joto la maji katika hifadhi haipaswi kuongezeka kwa zaidi ya 3 ° C ikilinganishwa na wastani wa joto la mwezi wa joto zaidi. Katika hifadhi zinazokaliwa na lax na spishi zingine za samaki wanaopenda baridi, halijoto haiwezi kuongezeka kwa zaidi ya 5 °C, katika msimu wa joto sio zaidi ya 20 °C, wakati wa msimu wa baridi - 5 °C.

Kiwango cha uchafuzi wa joto karibu na vituo vikubwa vya viwanda ni muhimu sana. Kwa hivyo, kwa mfano, kutoka kituo cha viwanda kilicho na idadi ya watu milioni 2, na kiwanda cha nguvu za nyuklia na kisafishaji cha mafuta, uchafuzi wa mafuta huenea kilomita 120 kwa umbali na kilomita 1 kwa urefu.

Wanamazingira wanapendekeza kutumia taka za mafuta kwa mahitaji ya kaya, kwa mfano:

• kwa umwagiliaji wa ardhi ya kilimo;
• katika kilimo cha chafu;
• kudumisha maji ya kaskazini katika hali isiyo na barafu;
• kwa kunereka kwa bidhaa za tasnia ya mafuta nzito na mafuta ya mafuta;
• kwa kuzaliana aina za samaki wanaopenda joto;
• kwa ajili ya ujenzi wa mabwawa ya bandia, moto wakati wa baridi, kwa ndege wa mwitu.

Kwa kiwango cha sayari, uchafuzi wa joto wa mazingira asilia huathiri kwa njia isiyo ya moja kwa moja ongezeko la joto duniani. Uzalishaji kutoka kwa makampuni ya viwanda hauathiri moja kwa moja kupanda kwa joto, lakini husababisha ongezeko la joto kutokana na athari ya chafu.

Ili kutatua matatizo ya mazingira na kuyazuia katika siku zijazo, ubinadamu lazima kutatua idadi ya matatizo ya kimataifa na kuelekeza juhudi zote za kupunguza uchafuzi wa hewa na uchafuzi wa joto wa sayari.

Kuna njia zifuatazo za mwili kutoa joto: katika mazingira: mionzi, upitishaji wa joto, convection Na uvukizi.

Mionzi- hii ni njia ya kuhamisha joto kwa mazingira kwa uso wa mwili wa binadamu kwa namna ya mawimbi ya umeme katika safu ya infrared (a = 5-20 microns). Kiasi cha joto kinachotolewa na mwili kwenye mazingira na mionzi ni sawia na eneo la uso wa mionzi na tofauti kati ya joto la wastani la ngozi na mazingira. Sehemu ya uso wa mionzi ni jumla ya eneo la sehemu hizo za mwili ambazo hugusana na hewa. Katika joto la kawaida la 20 ° C na unyevu wa hewa wa 40-60%, mwili wa binadamu mzima hutawanyika na mionzi kuhusu 40-50% ya jumla ya joto iliyotolewa. Uhamisho wa joto kwa mionzi huongezeka kadri halijoto iliyoko inavyopungua na kupungua kadri inavyoongezeka. Chini ya hali ya joto la kawaida la mazingira, mionzi kutoka kwa uso wa mwili huongezeka kadiri joto la ngozi linavyoongezeka na kupungua kadri inavyopungua. Ikiwa joto la wastani la uso wa ngozi na mazingira ni sawa (tofauti ya joto inakuwa sifuri), uhamisho wa joto na mionzi hauwezekani. Inawezekana kupunguza uhamishaji wa joto wa mwili kwa mionzi kwa kupunguza eneo la mionzi ("kukunja mwili kuwa mpira"). Ikiwa hali ya joto ya mazingira inazidi wastani wa joto la ngozi, mwili wa binadamu, unachukua mionzi ya infrared iliyotolewa na vitu vinavyozunguka, hu joto.

Uendeshaji wa joto- njia ya uhamisho wa joto ambayo hutokea wakati wa kuwasiliana au kuwasiliana na mwili wa binadamu na miili mingine ya kimwili. Kiasi cha joto kinachotolewa na mwili kwa mazingira kwa njia hii ni sawa na tofauti ya joto la wastani la miili inayowasiliana, eneo la nyuso za kuwasiliana, wakati wa kuwasiliana na joto na conductivity ya mafuta ya kuwasiliana. mwili. Hewa kavu tishu za adipose inayojulikana na conductivity ya chini ya mafuta na ni vihami joto. Matumizi ya nguo zilizofanywa kutoka kwa vitambaa vyenye idadi kubwa ya "Bubbles" ndogo, iliyosimama ya hewa kati ya nyuzi (kwa mfano, vitambaa vya sufu) inaruhusu mwili wa binadamu kupunguza uharibifu wa joto kwa njia ya uendeshaji. Hewa yenye unyevunyevu na maji yaliyojaa mvuke wa maji yana sifa ya conductivity ya juu ya mafuta. Kwa hiyo, kukaa kwa mtu katika mazingira yenye unyevu wa juu na joto la chini hufuatana na kuongezeka kwa kupoteza joto kutoka kwa mwili. Mavazi ya mvua pia hupoteza sifa zake za kuhami.

Convection- njia ya uhamisho wa joto kutoka kwa mwili, unaofanywa kwa kuhamisha joto kwa kusonga chembe za hewa (maji). Ili kuondokana na joto kwa convection, mtiririko wa hewa na joto la chini kuliko joto la ngozi inahitajika juu ya uso wa mwili. Katika kesi hiyo, safu ya hewa inayowasiliana na ngozi huwaka, hupunguza wiani wake, huinuka na kubadilishwa na hewa baridi na mnene zaidi. Chini ya hali wakati joto la hewa ni 20 ° C na unyevu wa jamaa ni 40-60%, mwili wa mtu mzima hutawanya kuhusu 25-30% ya joto kwenye mazingira kwa njia ya uendeshaji wa joto na convection (convection ya msingi). Kadiri kasi ya mtiririko wa hewa (upepo, uingizaji hewa) inavyoongezeka, kiwango cha uhamishaji wa joto (convection ya kulazimishwa) pia huongezeka sana.

Kutolewa kwa joto kutoka kwa mwili kwa upitishaji wa joto, convection Na nje ya njia maana, zilizoitwa pamoja "kavu" uhamisho wa joto, huwa haifanyi kazi wakati wastani wa viwango vya joto vya uso wa mwili na mazingira vinasawazishwa.

Uhamisho wa joto kwa uvukizi- Hii ni njia ya mwili ya kusambaza joto kwenye mazingira kwa sababu ya matumizi yake juu ya uvukizi wa jasho au unyevu kutoka kwa uso wa ngozi na unyevu kutoka kwa utando wa mucous. njia ya upumuaji("mvua" uhamisho wa joto). Kwa wanadamu, jasho hutolewa mara kwa mara na tezi za jasho za ngozi ("palpable," au glandular, kupoteza maji), na utando wa mucous wa njia ya kupumua ni unyevu ("imperceptible" hasara ya maji) (Mchoro 13.4). . Katika kesi hii, upotezaji wa maji "unaoonekana" na mwili una athari kubwa zaidi kwa jumla ya joto linalotolewa na uvukizi kuliko ile "isiyoonekana".

Kwa joto la nje la karibu 20 "C, uvukizi wa unyevu ni kuhusu 36 g / h. Kwa kuwa 0.58 kcal ya nishati ya joto hutumiwa kwenye uvukizi wa 1 g ya maji ndani ya mtu, ni rahisi kuhesabu kuwa kwa njia ya uvukizi. mwili wa mtu mzima hutoa kuhusu 20% ya jumla ya joto dissipated Ongezeko la joto nje, kazi ya kimwili, na mfiduo wa muda mrefu wa kuhami joto kuongeza jasho na inaweza kuongezeka kwa 500-2000 g/h. joto la nje inazidi wastani wa joto la ngozi, basi mwili hauwezi kutoa joto kwa mazingira ya nje kwa mionzi, convection na upitishaji wa joto. Chini ya hali hizi, mwili huanza kunyonya joto kutoka nje, na njia pekee ya kuondokana na joto ni kuongeza uvukizi wa unyevu kutoka kwenye uso wa mwili. Uvukizi kama huo unawezekana mradi tu unyevu wa hewa iliyoko unabaki chini ya 100%. Kwa jasho kali, unyevu wa juu na kasi ya chini ya hewa, wakati matone ya jasho, bila kuwa na muda wa kuyeyuka, kuunganisha na mtiririko kutoka kwenye uso wa mwili, uhamisho wa joto kwa uvukizi huwa chini ya ufanisi.

Kubadilishana joto kati ya mwili wa binadamu na mazingira.

Kutoka kwa uchambuzi wa kujieleza (1) inafuata kwamba katika mchakato wa mtengano wa hidrokaboni tata (chakula) kiasi fulani cha nishati ya kibiolojia huundwa. Sehemu ya nishati hii, kama matokeo ya kutoweza kubadilika kwa michakato inayotokea katika mwili wa mwanadamu, inabadilika kuwa joto, ambalo lazima liondolewe kwenye mazingira.

Kuondolewa kwa joto kutoka kwa mwili wa binadamu kwa ujumla hutokea kutokana na convection, mionzi ya joto (mionzi) na uvukizi.

Convection - (kutoka kwa uhamisho wa Kilatini, utoaji) - hutokea kutokana na harakati ya chembe za microscopic za kati (gesi, kioevu) na inaambatana na uhamisho wa joto kutoka kwa mwili wa joto zaidi hadi kwenye mwili usio na joto. Tofauti inafanywa kati ya convection ya asili (bure) inayosababishwa na inhomogeneity ya kati (kwa mfano, mabadiliko ya joto katika msongamano wa gesi) na kulazimishwa. Kama matokeo ya kubadilishana joto la kawaida, joto huhamishwa kutoka kwa uso wazi wa mwili wa mwanadamu hadi hewa iliyoko. Uhamisho wa joto kwa convection kwa mwili wa binadamu kawaida ni ndogo na hufikia takriban 15% ya jumla ya kiasi cha joto iliyotolewa. Wakati joto la hewa iliyoko hupungua na kasi ya harakati zake huongezeka, mchakato huu unakua kwa kiasi kikubwa na unaweza kufikia hadi 30%.

Mionzi ya joto(mionzi) - Huu ni utupaji wa joto ndani ya mazingira kutoka kwa uso wa joto wa mwili wa mwanadamu; Sehemu ya mionzi hii, kama sheria, haizidi 10%.

Uvukizi - Hii ndiyo njia kuu ya kuondoa joto kutoka kwa mwili wa binadamu kwa joto la juu la mazingira. Hii ni kutokana na ukweli kwamba katika mchakato wa kupokanzwa mwili wa binadamu kuna upanuzi wa pembeni mishipa ya damu, ambayo kwa upande husaidia kuongeza kasi ya mzunguko wa damu katika mwili na, kwa hiyo, kuongeza kiasi cha joto kinachohamishwa kwenye uso wake. Wakati huo huo wanafungua tezi za jasho ngozi(eneo la ngozi ya binadamu, kulingana na saizi yake ya anthropolojia, inaweza kutofautiana kutoka 1.5 hadi 2.5 m2), ambayo husababisha uvukizi mkubwa wa unyevu (jasho). Mchanganyiko wa mambo haya huchangia baridi ya ufanisi ya mwili wa binadamu.

Wakati joto la hewa linapungua juu ya uso wa mwili wa binadamu, ngozi inakuwa nene (matuta ya goose) na kupungua kwa mishipa ya damu ya pembeni. tezi za jasho. Matokeo yake, conductivity ya mafuta ya ngozi hupungua, na kiwango cha mzunguko wa damu katika maeneo ya pembeni hupungua kwa kiasi kikubwa. Matokeo yake, kiasi cha joto kinachoondolewa kutoka kwa mwili wa binadamu kutokana na uvukizi hupungua kwa kiasi kikubwa.

Imeanzishwa kuwa mtu anaweza kufanya kazi kwa ufanisi mkubwa na kujisikia vizuri tu chini ya mchanganyiko fulani wa joto, unyevu na kasi ya hewa.

Mwanasayansi wa Kirusi I. Flavitsky alionyesha mwaka wa 1844 kwamba ustawi wa mtu hutegemea mabadiliko ya joto, unyevu na kasi ya hewa. Aligundua kuwa kwa mchanganyiko fulani wa vigezo vya microclimate (joto, unyevu wa jamaa na kasi ya hewa), inawezekana kupata thamani ya joto ya hewa iliyo na utulivu na iliyojaa kikamilifu ambayo inajenga hisia sawa ya joto. Katika mazoezi, kupata uhusiano huu, njia inayoitwa hutumiwa sana joto la ufanisi(ET) na halijoto sawa sawa (EET). Kiwango cha ushawishi wa mchanganyiko mbalimbali wa joto, unyevu na kasi ya harakati ya hewa kwenye mwili wa binadamu hupimwa kwa kutumia nomogram iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 3.

Mhimili y wa kushoto unaonyesha thamani za halijoto ya balbu kavu, na mhimili y wa kulia unaonyesha viwango vya joto vya balbu ya mvua. Familia ya mikunjo inayokatiza katika sehemu moja inalingana na mistari kasi ya mara kwa mara harakati za hewa. Mistari iliyoinama huamua maadili ya halijoto inayofaa-sawa. Kwa kasi ya hewa ya sifuri, thamani ya joto la ufanisi sawa inafanana na thamani ya joto la ufanisi.

Kubadilishana kwa nishati ya joto kati ya mwili na mazingira inaitwa kubadilishana joto. Moja ya viashiria vya kubadilishana joto ni joto la mwili, ambayo inategemea mambo mawili: malezi ya joto, yaani, ukubwa wa michakato ya kimetaboliki katika mwili, na kutolewa kwa joto kwa mazingira.

Wanyama ambao joto la mwili hutofautiana kulingana na hali ya joto ya mazingira ya nje huitwa poikilothermic, au damu baridi. Wanyama wenye joto la kawaida la mwili huitwa homeothermic(wenye damu ya joto). Uthabiti wa hali ya joto mwili unaitwa mwingine Mia. Yeye inahakikisha uhurumichakato ya metabolic katika tishu na viungo kutoka kwa kushuka kwa joto mazingira.

Joto la mwili wa binadamu.

Joto la sehemu za kibinafsi za mwili wa mwanadamu ni tofauti. Joto la chini la ngozi huzingatiwa kwenye mikono na miguu, juu - ndani kwapa, ambapo kwa kawaida hufafanuliwa. Katika mtu mwenye afya joto katika hili eneo ni sawa na 36-37° C. Wakati wa mchana, kuongezeka kidogo na kushuka kwa joto la mwili wa binadamu huzingatiwa kwa mujibu wa biorhythm ya kila siku:joto la chini huzingatiwa saa 2- masaa 4 usiku, kiwango cha juu - saa 16-19.

T joto ya misuli vitambaa ndani hali ya kupumzika na kazi inaweza kubadilika ndani ya 7 ° C. Joto la viungo vya ndani hutegemea juu ya ukali wa metabolic taratibu. Kali zaidi michakato ya metabolic hufanyika katika ini, ambayo ni kiungo "moto zaidi" cha mwili: joto katika tishu za ini ni 38-38.5 °. NA. Joto katika rectum ni 37-37.5 ° C. Hata hivyo, inaweza kubadilika ndani ya 4-5 ° C kulingana na kuwepo kwa kinyesi ndani yake, utoaji wa damu kwa mucosa yake na sababu nyingine. Katika wakimbiaji wa mbio ndefu (marathon), mwisho wa shindano, joto kwenye rectum linaweza kuongezeka hadi 39-40 ° C.

Uwezo wa kudumisha hali ya joto kwa kiwango cha mara kwa mara huhakikishwa kupitia michakato iliyounganishwa - kizazi cha joto Na kutolewa kwa joto kutoka kwa mwili hadi mazingira ya nje. Ikiwa kizazi cha joto ni sawa na uhamisho wa joto, basi joto la mwili linabaki mara kwa mara. Mchakato wa malezi ya joto katika mwili huitwa kemikali thermoregulation, mchakato ambao huondoa joto kutoka kwa mwili - thermoregulation ya kimwili.

Kemikali thermoregulation. Kimetaboliki ya joto katika mwili inahusiana sana na kimetaboliki ya nishati. Wakati vitu vya kikaboni vinaoksidishwa, nishati hutolewa. Sehemu ya nishati huenda kwa awali ya ATP. Nishati hii inayowezekana inaweza kutumika na mwili katika shughuli zake zaidi.Tishu zote ni chanzo cha joto katika mwili. Damu inayopita kupitia tishu huwaka.

Kuongezeka kwa joto la kawaida husababisha kupungua kwa reflex katika kimetaboliki, kama matokeo ambayo uzalishaji wa joto katika mwili hupungua. Wakati joto la mazingira linapungua, ukubwa wa michakato ya kimetaboliki huongezeka kwa reflexively na kizazi cha joto huongezeka. Kwa kiwango kikubwa, ongezeko la kizazi cha joto hutokea kutokana na kuongezeka kwa shughuli za misuli. Misuli ya misuli bila hiari (kutetemeka) ni aina kuu ya kuongezeka kwa uzalishaji wa joto. Kuongezeka kwa kizazi cha joto kunaweza kutokea katika tishu za misuli na kutokana na ongezeko la reflex katika ukali wa michakato ya kimetaboliki - thermogenesis ya misuli isiyo ya contractile.

Thermoregulation ya kimwili. Utaratibu huu unafanywa kutokana na uhamisho wa joto kwenye mazingira ya nje kwa njia ya convection (uendeshaji wa joto), mionzi (mionzi ya joto) na uvukizi wa maji.

Convection - uhamisho wa moja kwa moja wa joto kwa vitu au chembe za mazingira karibu na ngozi. Tofauti kubwa ya joto kati ya uso wa mwili na hewa inayozunguka, uhamisho wa joto ni mkali zaidi.

Uhamisho wa joto huongezeka na harakati za hewa, kama vile upepo. Nguvu ya uhamisho wa joto kwa kiasi kikubwa inategemea conductivity ya joto ya mazingira. Uhamisho wa joto hutokea kwa kasi katika maji kuliko hewa. Nguo hupunguza au hata kuacha uendeshaji wa joto.

Mionzi - Joto hutolewa kutoka kwa mwili na mionzi ya infrared kutoka kwenye uso wa mwili. Kutokana na hili, mwili hupoteza wingi wa joto. Nguvu ya upitishaji wa joto na mionzi ya joto imedhamiriwa kwa kiasi kikubwa na joto la ngozi. Uhamisho wa joto umewekwa na mabadiliko ya reflex katika lumen ya vyombo vya ngozi. Wakati joto la mazingira linapoongezeka, arterioles na capillaries hupanua, na ngozi inakuwa ya joto na nyekundu. Hii huongeza taratibu za uendeshaji wa joto na mionzi ya joto. Wakati joto la hewa linapungua, arterioles na capillaries ya ngozi hupungua. Ngozi inakuwa ya rangi, kiasi cha damu inapita kupitia vyombo vyake hupungua. Hii inasababisha kupungua kwa joto lake, uhamisho wa joto hupungua, na mwili huhifadhi joto.

Uvukizi wa maji kutoka kwa uso wa mwili (2/3 unyevu), na pia wakati wa kupumua (1/3 unyevu). Uvukizi wa maji kutoka kwenye uso wa mwili hutokea wakati jasho linatolewa. Hata kwa kutokuwepo kabisa kwa jasho inayoonekana, hupuka kupitia ngozi kwa siku. hadi 0.5 l maji - jasho lisiloonekana. Uvukizi wa lita 1 ya jasho kwa mtu mwenye uzito wa kilo 75 unaweza kupunguza joto la mwili kwa 10°C.

Katika hali ya kupumzika kwa jamaa, mtu mzima hutoa 15% ya joto kwenye mazingira ya nje kwa njia ya upitishaji wa joto, karibu 66% kupitia mionzi ya joto, na 19% kupitia uvukizi wa maji.

Kwa wastani, mtu hupoteza kwa siku kuhusu 0.8 l ya jasho, na kwa hiyo 500 kcal ya joto.

Wakati wa kupumua mtu pia hutoa kuhusu lita 0.5 za maji kila siku.

Kwa joto la chini la mazingira ( 15°C na chini) kuhusu 90% ya uhamisho wa joto wa kila siku hutokea kutokana na uendeshaji wa joto na mionzi ya joto. Chini ya hali hizi, hakuna jasho linaloonekana hutokea.

Kwa joto la hewa 18-22 ° Kwa uhamisho wa joto kutokana na conductivity ya mafuta na mionzi ya joto hupungua, lakinihasara inaongezekajoto la mwili kupitia uvukiziunyevu kutoka kwa uso wa ngozi.Katika unyevu wa juu wa hewa, wakati uvukizi wa maji ni vigumu, overheating inaweza kutokea.mwili na kukuzajoto piga.

Upenyezaji mdogo wa mvuke wa maji kitambaa huzuia jasho la ufanisi na inaweza kuwa sababu overheating ya mwili wa binadamu.

Katika hali ya hewa ya joto nchi, wakati wa kutembea kwa muda mrefu, ndani moto katika warsha watu hupoteza kiasi kikubwa kioevu kutoka kwa jasho. Wakati huo huo kuna hisia kiu isiyokatwa kwa kuchukua maji. Hii kutokana na ukweli kuna nini basi kiasi kikubwa cha chumvi za madini hupotea. Ikiwa unaongeza chumvi kwenye maji ya kunywa, hisia hiyo ya kiu itatoweka Na ustawi wa watu utaimarika.

Vituo vya udhibiti wa kubadilishana joto.

Thermoregulation unafanywa reflexively. Kushuka kwa joto la kawaida hugunduliwa thermoreceptors. Thermoreceptors ziko kwa idadi kubwa katika ngozi, mucosa ya mdomo, na njia ya juu ya kupumua. Thermoreceptors zimegunduliwa ndani viungo vya ndani, mishipa, na pia katika baadhi ya malezi ya mfumo mkuu wa neva.

Thermoreceptors ya ngozi ni nyeti sana kwa kushuka kwa joto katika mazingira. Wanasisimka wakati halijoto ya mazingira inapoongezeka kwa 0.007 ° C na inapungua kwa 0.012 ° C.

Misukumo ya neva inayotokana na vipokea joto pamoja na afferent nyuzi za neva ingia uti wa mgongo. Kando ya njia hufikia thalamus ya kuona, na kutoka kwao huenda kwenye eneo la hypothalamic na kwenye kamba ya ubongo. Matokeo yake ni hisia za joto au baridi.

Katika uti wa mgongo ni vituo vya baadhi ya reflexes thermoregulatory. Hypothalamus ni kituo kikuu cha reflex cha thermoregulation. Sehemu za mbele za hypothalamus hudhibiti mifumo ya udhibiti wa joto la mwili, i.e. kituo cha uhamisho wa joto. Sehemu za nyuma za hypothalamus hudhibiti thermoregulation ya kemikali na ni kituo cha uzalishaji wa joto.

Inachukua jukumu muhimu katika kudhibiti joto la mwili gamba la ubongo. Mishipa ya efferent ya kituo cha thermoregulation ni hasa nyuzi za huruma.

Inashiriki katika udhibiti wa kubadilishana joto utaratibu wa homoni, hasa homoni za tezi na adrenali. Homoni ya tezi - thyroxine, kuongeza kimetaboliki katika mwili, huongeza kizazi cha joto. Mtiririko wa thyroxine ndani ya damu huongezeka wakati mwili unapopoa. Homoni ya adrenal - adrenalini- huongeza michakato ya oksidi, na hivyo kuongeza kizazi cha joto. Kwa kuongeza, chini ya ushawishi wa adrenaline, vasoconstriction hutokea, hasa vyombo vya ngozi, kutokana na hili, uhamisho wa joto hupungua.

Kubadilika kwa mwili kwa joto la chini la mazingira. Wakati joto la mazingira linapungua, msisimko wa reflex wa hypothalamus hutokea. Kuongezeka kwa shughuli zake huchochea pituitary , na kusababisha kuongezeka kwa kutolewa kwa thyrotropini na corticotropini, ambayo huongeza shughuli za tezi ya tezi na tezi za adrenal. Homoni kutoka kwa tezi hizi huchochea uzalishaji wa joto.

Hivyo, wakati wa baridi Taratibu za ulinzi wa mwili zimeanzishwa, kuongeza kimetaboliki, uzalishaji wa joto na kupunguza uhamisho wa joto.

Vipengele vinavyohusiana na umri wa thermoregulation. Katika watoto wa mwaka wa kwanza wa maisha, taratibu zisizo kamili zinazingatiwa. Matokeo yake, wakati joto la kawaida linapungua chini ya 15 ° C, hypothermia hutokea katika mwili wa mtoto. Katika mwaka wa kwanza wa maisha, kuna kupungua kwa uhamisho wa joto kwa njia ya conductivity ya joto na mionzi ya joto na ongezeko la uzalishaji wa joto. Hata hivyo, hadi umri wa miaka 2, watoto hubakia thermolabile (joto la mwili huongezeka baada ya kula kwenye joto la juu la mazingira). Kwa watoto kutoka umri wa miaka 3 hadi 10, taratibu za thermoregulation zinaboreshwa, lakini utulivu wao unaendelea kuendelea.

Katika umri wa kabla ya kubalehe na wakati wa kubalehe (balehe), wakati kuongezeka kwa ukuaji wa mwili na urekebishaji wa udhibiti wa neurohumoral wa kazi hutokea, kukosekana kwa utulivu wa taratibu za udhibiti wa joto huongezeka.

Katika uzee, kuna kupungua kwa malezi ya joto katika mwili ikilinganishwa na watu wazima.

Tatizo la ugumu wa mwili. Katika vipindi vyote vya maisha ni muhimu kuimarisha mwili. Ugumu unaeleweka kama kuongeza upinzani wa mwili kwa ushawishi mbaya wa mazingira na, kwanza kabisa, kwa baridi. Ugumu unapatikana kwa kutumia mambo ya asili - jua, hewa na maji. Wanafanya kazi kwenye mwisho wa ujasiri na mishipa ya damu ya ngozi ya binadamu, huongeza shughuli za mfumo wa neva na kusaidia kuimarisha michakato ya metabolic. Kwa mfiduo wa mara kwa mara kwa mambo ya asili, mwili huwa unawazoea. Kuimarisha mwili ni bora ikiwa hali zifuatazo za msingi zinakabiliwa: a) matumizi ya utaratibu na mara kwa mara ya mambo ya asili; b) ongezeko la taratibu na la utaratibu kwa muda na nguvu ya athari zao (ugumu huanza na matumizi ya maji ya joto, kupunguza hatua kwa hatua joto lake na kuongeza muda wa taratibu za maji); c) ugumu na matumizi ya vichocheo tofauti katika hali ya joto (joto - maji baridi); d) mbinu ya mtu binafsi ya ugumu.

Matumizi ya mambo ya ugumu wa asili lazima yawe pamoja na elimu ya kimwili na michezo. Mazoezi ya asubuhi kwa ugumu hewa safi au katika chumba kilicho na dirisha wazi, na mfiduo wa lazima wa sehemu kubwa ya mwili na taratibu za maji zinazofuata (dousing, oga). Ugumu ndio njia inayopatikana zaidi ya kuboresha afya ya watu.

Uwiano wa joto wa kitengo cha boiler huanzisha usawa kati ya kiasi cha joto kinachoingia kwenye kitengo na matumizi yake. Kulingana na usawa wa joto wa kitengo cha boiler, matumizi ya mafuta yanatambuliwa na mgawo huhesabiwa hatua muhimu, ambayo ni sifa muhimu zaidi ufanisi wa nishati uendeshaji wa boiler.

Katika kitengo cha boiler, nishati ya kemikali ya mafuta inabadilishwa kuwa joto la kimwili la bidhaa za mwako zinazowaka wakati wa mchakato wa mwako. Joto hili hutumiwa katika kuzalisha na kuongeza joto la mvuke au inapokanzwa maji. Kutokana na hasara zisizoweza kuepukika wakati wa uhamisho wa joto na uongofu wa nishati, bidhaa inayozalishwa (mvuke, maji, nk) inachukua sehemu tu ya joto. Sehemu nyingine ina hasara, ambayo inategemea ufanisi wa shirika la michakato ya uongofu wa nishati (mwako wa mafuta) na uhamisho wa joto kwa bidhaa inayozalishwa.

Usawa wa joto wa kitengo cha boiler hujumuisha kuanzisha usawa kati ya kiasi cha joto kinachotolewa kwa kitengo na jumla ya joto linalotumiwa na hasara za joto. Uwiano wa joto wa kitengo cha boiler hukusanywa kwa kilo 1 ya mafuta imara au kioevu au kwa 1 m 3 ya gesi. Equation ambayo usawa wa joto wa kitengo cha boiler kwa hali ya kutosha ya joto ya kitengo imeandikwa kwa fomu ifuatayo:

Q r / r = Q 1 + ∑Q n

Q p / p = Q 1 + Q 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 + Q 6 (19.3)

Ambapo Q r / r ni joto inapatikana; Q 1 - joto lililotumiwa; ∑Q n - jumla ya hasara; Q 2 - kupoteza joto na gesi za kutolea nje; Q 3 - kupoteza joto kutoka kwa kuchomwa kwa kemikali; Q 4 - kupoteza joto kutoka kwa mwako usio kamili wa mitambo; Q 5 - kupoteza joto kwa mazingira; Q 6 - kupoteza joto na joto la kimwili la slag.

Ikiwa kila neno upande wa kulia wa equation (19.3) umegawanywa na Q p/ p na kuzidishwa na 100%, tunapata aina ya pili ya equation ambayo usawa wa joto wa kitengo cha boiler ni:

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

Katika mlinganyo (19.4), thamani q 1 inawakilisha ufanisi wa jumla wa usakinishaji. Haizingatii gharama za nishati kwa ajili ya kutumikia ufungaji wa boiler: kuendesha gari za moshi, mashabiki, pampu za kulisha na gharama nyingine. Ufanisi wa "wavu" ni chini ya ufanisi wa "jumla", kwani inachukua kuzingatia gharama za nishati kwa mahitaji ya ufungaji mwenyewe.

Upande wa kushoto unaoingia wa mlinganyo wa usawa wa joto (19.3) ni jumla ya kiasi kifuatacho:

Q p / p = Q p / n + Q v.vn + Q mvuke + Q kimwili t (19.5)

ambapo Q B.BH ni joto linaloletwa kwenye kitengo cha boiler na hewa kwa kila kilo 1 ya mafuta. Joto hili linazingatiwa wakati hewa inapokanzwa nje ya kitengo cha boiler (kwa mfano, katika hita za mvuke au umeme zilizowekwa kabla ya joto la hewa); ikiwa hewa inapokanzwa tu kwenye joto la hewa, basi joto hili halizingatiwi, kwani linarudi kwenye tanuru ya kitengo; Q mvuke - joto huletwa ndani ya tanuru na mvuke iliyopigwa (nozzle) kwa kilo 1 ya mafuta; Q joto la kimwili - joto la kimwili la kilo 1 au 1 m 3 ya mafuta.

Joto lililoletwa na hewa linahesabiwa kwa usawa

Q B.BH = β V 0 C p (T g.in - T x.in)

ambapo β ni uwiano wa kiasi cha hewa kwenye ghuba kwa hita ya hewa kwa ile inayohitajika kinadharia; с р - wastani wa volumetric isobaric joto uwezo wa hewa; kwa joto la hewa hadi 600 K inaweza kuchukuliwa na p = 1.33 kJ / (m 3 K); T g.v - joto la hewa ya joto, K; T hewa baridi ni joto la hewa baridi, kawaida huchukuliwa kuwa 300 K.

Joto lililoletwa na mvuke kwa mafuta ya atomizi (mvuke ya pua) hupatikana kwa kutumia fomula:

Jozi za Q = W f (i f - r)

ambapo W f - matumizi ya mvuke ya nozzle sawa na 0.3 - 0.4 kg / kg; i f - enthalpy ya mvuke ya pua, kJ / kg; r ni joto la mvuke, kJ / kg.

Joto la mwili la kilo 1 ya mafuta:

Q kimwili t - s t (T t - 273),

ambapo c t ni uwezo wa joto wa mafuta, kJ/(kgK); Tt - joto la mafuta, K.

Thamani ya Q kimwili. t kawaida sio muhimu na mara chache huzingatiwa katika hesabu. Isipokuwa ni mafuta ya mafuta na gesi inayoweza kuwaka yenye kalori ya chini, ambayo thamani ya Q kimwili t ni muhimu na lazima izingatiwe.

Ikiwa hakuna preheating ya hewa na mafuta na mvuke haitumiwi atomize mafuta, basi Q p / p = Q p / n. Masharti ya kupoteza joto katika usawa wa usawa wa joto wa kitengo cha boiler huhesabiwa kulingana na usawa uliotolewa hapa chini.

1. Kupoteza joto na gesi za kutolea nje Q 2 (q 2) imedhamiriwa kama tofauti kati ya enthalpy ya gesi kwenye kituo cha kitengo cha boiler na hewa inayoingia kwenye kitengo cha boiler (heater ya hewa mbili), i.e.

ambapo V r ni kiasi cha bidhaa za mwako wa kilo 1 ya mafuta, imedhamiriwa na formula (18.46), m 3 / kg; c р.r, с р.в - wastani wa uwezo wa joto wa isobariki wa volumetric wa bidhaa za mwako wa mafuta na hewa, hufafanuliwa kama uwezo wa joto wa mchanganyiko wa gesi (§ 1.3) kwa kutumia meza (angalia kiambatisho 1); Tx, Tx.in - joto la gesi za kutolea nje na hewa baridi; a ni mgawo unaozingatia hasara kutokana na uchomaji moto wa mitambo wa mafuta.

Vitengo vya boiler na tanuu za viwanda kawaida hufanya kazi chini ya utupu fulani, ambao hutengenezwa na watoaji wa moshi na chimney. Matokeo yake, kwa njia ya uvujaji katika ua, pamoja na kupitia hatches za ukaguzi, nk. kiasi fulani cha hewa huingizwa kutoka anga, kiasi ambacho lazima zizingatiwe wakati wa kuhesabu Ix.

Enthalpy ya hewa yote inayoingia kwenye kitengo (ikiwa ni pamoja na vikombe vya kunyonya) imedhamiriwa na mgawo wa hewa ya ziada kwenye pato la ufungaji α ух = α t + ∆α.

Jumla ya uvujaji wa hewa katika mitambo ya boiler haipaswi kuzidi ∆α = 0.2 ÷ 0.3.

Kati ya hasara zote za joto, thamani ya Q 2 ndiyo muhimu zaidi. Thamani ya Q 2 huongezeka kwa ongezeko la mgawo wa ziada wa hewa, joto la gesi za kutolea nje, unyevu wa mafuta imara na ballasting ya mafuta ya gesi na gesi zisizoweza kuwaka. Uingizaji hewa uliopunguzwa na uboreshaji wa ubora wa mwako husababisha kupungua kidogo kwa upotezaji wa joto Q 2 . Sababu kuu ya kuamua inayoathiri kupoteza joto kutoka kwa gesi za flue ni joto lao. Ili kupunguza Tx, eneo la nyuso za joto zinazotumia joto - hita za hewa na wachumi - huongezeka.

Thamani ya Tx huathiri sio tu ufanisi wa kitengo, lakini pia gharama za mtaji zinazohitajika kwa ajili ya kufunga hita za hewa au wachumi. Kadiri Tx inavyopungua, ufanisi huongezeka na matumizi ya mafuta na gharama hupungua. Walakini, hii huongeza eneo la nyuso zinazotumia joto (kwa shinikizo la chini la joto, eneo la uso wa kubadilishana joto lazima liongezwe; ona § 16.1), kama matokeo ambayo gharama za ufungaji na gharama za uendeshaji huongezeka. Kwa hivyo, kwa vitengo vipya vya boiler vilivyoundwa au mitambo mingine inayotumia joto, thamani ya Tx imedhamiriwa kutoka kwa hesabu ya kiufundi na kiuchumi, ambayo inazingatia ushawishi wa Tx sio tu juu ya ufanisi, lakini pia kwa kiasi cha gharama za mtaji na uendeshaji. gharama.

Mwingine jambo muhimu, inayoathiri uchaguzi wa Tx, ni maudhui ya sulfuri katika mafuta. Kwa joto la chini (chini ya joto la umande wa gesi ya flue), condensation ya mvuke wa maji kwenye mabomba ya uso wa joto inawezekana. Wakati wa kuingiliana na anhydrides ya sulfuri na sulfuriki, ambayo iko katika bidhaa za mwako, asidi ya sulfuri na sulfuriki huundwa. Matokeo yake, nyuso za joto zinakabiliwa na kutu kali.

Vitengo vya kisasa vya boiler na tanuu vifaa vya ujenzi kuwa na Tx = 390 - 470 K. Wakati wa kuchoma gesi na mafuta imara na unyevu wa chini Tx - 390 - 400 K, makaa ya mvua

Tx = 410 - 420 K, mafuta ya mafuta Tx = 440 - 460 K.

Unyevu wa uchafu wa mafuta na gesi isiyoweza kuwaka ni ballast ya kutengeneza gesi, ambayo huongeza kiasi cha bidhaa za mwako zilizopatikana wakati wa mwako wa mafuta. Katika kesi hii, hasara Q 2 huongezeka.

Wakati wa kutumia formula (19.6), inapaswa kukumbushwa katika akili kwamba kiasi cha bidhaa za mwako huhesabiwa bila kuzingatia uchomaji wa mitambo ya mafuta. Kiasi halisi cha bidhaa za mwako, kwa kuzingatia kutokamilika kwa mitambo ya mwako, itakuwa chini. Hali hii inazingatiwa kwa kuanzisha kipengele cha kusahihisha a = 1 - p 4 / 100 katika fomula (19.6).

2. Kupoteza joto kutokana na kuungua kwa kemikali Q 3 (q 3). Gesi kwenye exit kutoka tanuru inaweza kuwa na bidhaa za mwako usio kamili wa mafuta CO, H 2, CH 4, joto la mwako ambalo halitumiwi kwa kiasi cha mwako na zaidi kwenye njia ya kitengo cha boiler. Joto la jumla la mwako wa gesi hizi husababisha kuungua kwa kemikali. Sababu za kuungua kwa kemikali zinaweza kuwa:

• ukosefu wa wakala wa vioksidishaji (α<; 1);
• mchanganyiko mbaya wa mafuta na oxidizer (α ≥ 1);
• ziada kubwa ya hewa;
• kutolewa kwa nishati mahususi kwa kiwango cha chini au cha juu kupita kiasi katika chumba cha mwako q v, kW/m 3.

Ukosefu wa hewa husababisha ukweli kwamba baadhi ya vipengele vinavyoweza kuwaka vya bidhaa za gesi za mwako usio kamili wa mafuta haziwezi kuchoma kabisa kutokana na ukosefu wa oxidizer.

Mchanganyiko mbaya wa mafuta na hewa husababisha ukosefu wa oksijeni wa ndani katika eneo la mwako, au, kinyume chake, ziada yake kubwa. Kiasi kikubwa cha hewa husababisha kupungua kwa joto la mwako, ambayo hupunguza kasi ya athari za mwako na hufanya mchakato wa mwako kuwa imara.

Utoaji wa joto maalum wa chini katika tanuru (q v = BQ p / n / V t, ambapo B ni matumizi ya mafuta; V T ni kiasi cha tanuru) husababisha uharibifu wa joto kali katika kiasi cha mwako na husababisha kupungua kwa joto. Thamani nyingi za qv pia husababisha kuonekana kwa kuchomwa kwa kemikali. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba kukamilika kwa mmenyuko wa mwako kunahitaji muda fulani, na kwa thamani iliyoongezeka kwa kiasi kikubwa ya qv, wakati mchanganyiko wa mafuta-hewa unabaki katika kiasi cha mwako (yaani, katika ukanda wa joto la juu zaidi). inageuka kuwa haitoshi na inaongoza kwa kuonekana kwa vipengele vinavyoweza kuwaka katika bidhaa za mwako wa gesi. Katika tanuu za vitengo vya kisasa vya boiler, thamani ya qv inaruhusiwa kufikia 170 - 350 kW / m 3 (angalia § 19.2).

Kwa vitengo vipya vya boiler vilivyoundwa, maadili ya qv huchaguliwa kulingana na data ya kawaida kulingana na aina ya mafuta yaliyochomwa, njia ya mwako na muundo wa kifaa cha mwako. Wakati wa vipimo vya usawa wa vitengo vya boiler ya uendeshaji, thamani ya Q 3 inahesabiwa kulingana na data ya uchambuzi wa gesi.

Wakati wa kuchoma mafuta dhabiti au kioevu, thamani ya Q 3, kJ/kg, inaweza kubainishwa kwa fomula (19.7)

3. Kupoteza joto kutokana na mwako usio kamili wa mitambo ya mafuta Q 4 (g 4). Wakati wa kuchoma mafuta imara, mabaki (majivu, slag) yanaweza kuwa na kiasi fulani cha vitu visivyoweza kuwaka (hasa kaboni). Matokeo yake, nishati iliyofungwa na kemikali ya mafuta hupotea kwa sehemu.

Kupoteza joto kutokana na mwako usio kamili wa mitambo ni pamoja na hasara za joto kutokana na:

• kushindwa kwa chembe ndogo za mafuta kwa njia ya mapungufu katika wavu Q pr (q pr);
• kuondolewa kwa baadhi ya sehemu ya mafuta ambayo hayajachomwa na slag na ash Q shl (q shl);
• uingizwaji wa chembe ndogo za mafuta kwa gesi za flue Q un (q un)

Q 4 - Q pp + Q un + Q shl

Upotezaji wa joto qyn huchukua maadili makubwa wakati wa kuwaka kwa mafuta yaliyopondwa, na vile vile wakati wa kuchoma makaa yasiyo ya keki kwenye safu kwenye grates zisizohamishika au zinazoweza kusongeshwa. Thamani ya q un kwa tanuu za safu inategemea kutolewa kwa nishati maalum (voltage ya joto) ya kioo cha mwako q R, kW/m 2, i.e. juu ya kiasi cha nishati ya mafuta iliyotolewa kwa 1 m 2 ya safu ya mafuta inayowaka.

Thamani inayokubalika ya q R BQ p / n / R (B - matumizi ya mafuta; R - eneo la uso wa mwako) inategemea aina ya mafuta imara iliyochomwa, muundo wa tanuru, mgawo wa ziada wa hewa, nk. Katika tanuu zilizowekwa za vitengo vya kisasa vya boiler, thamani ya q R ina maadili katika anuwai ya 800 - 1100 kW/m 2. Wakati wa kuhesabu vitengo vya boiler, maadili q R, q 4 = q np + q shl + q un huchukuliwa kulingana na vifaa vya kawaida. Wakati wa vipimo vya usawa, upotezaji wa joto kutoka kwa kuchomwa kwa mitambo huhesabiwa kulingana na matokeo ya uchambuzi wa kiufundi wa maabara ya mabaki kavu ngumu kwa maudhui yao ya kaboni. Kwa kawaida kwa masanduku ya moto yenye upakiaji wa mafuta ya mwongozo q 4 = 5 ÷ 10%, na kwa masanduku ya moto ya mitambo na nusu q 4 = 1 ÷ 10%. Wakati wa kuchoma mafuta yaliyopigwa kwenye moto katika vitengo vya boiler vya nguvu za kati na za juu, q 4 = 0.5 ÷ 5%.

4. Kupoteza joto kwa mazingira Q 5 (q 5) inategemea idadi kubwa ya mambo na hasa juu ya ukubwa na muundo wa boiler na tanuru, conductivity ya mafuta ya nyenzo na unene wa kuta za bitana, utendaji wa mafuta. ya kitengo cha boiler, joto la safu ya nje ya bitana na hewa inayozunguka, nk d.

Hasara za joto kwa mazingira katika utendaji wa kawaida huamua kulingana na data ya kawaida kulingana na nguvu ya kitengo cha boiler na kuwepo kwa nyuso za ziada za joto (economizer). Kwa boilers za mvuke na pato la mvuke hadi 2.78 kg / s q 5 - 2 - 4%, hadi 16.7 kg / s - q 5 - 1 - 2%, zaidi ya 16.7 kg / s - q 5 = 1 - 0 .5% .

Upotevu wa joto kwa mazingira husambazwa kati ya mifereji mbalimbali ya gesi ya kitengo cha boiler (tanuru, superheater, economizer, nk) kwa uwiano wa joto linalotolewa na gesi katika ducts hizi za gesi. Hasara hizi huzingatiwa kwa kuanzisha mgawo wa kuhifadhi joto φ = 1 q 5 /(q 5 + ȵ k.a) ambapo ȵ k.a ni ufanisi wa kitengo cha boiler.

5. Upotevu wa joto na joto la kimwili la majivu na slag iliyoondolewa kwenye tanuri Q 6 (q 6) haina maana, na inapaswa kuzingatiwa tu kwa mwako wa safu na chumba cha mafuta ya majivu mengi (kama vile makaa ya kahawia). , shale), ambayo ni 1 - 1, 5%.

Kupoteza joto kutoka kwa majivu ya moto na slag q 6,%, huhesabiwa kwa kutumia formula

ambapo shl ni uwiano wa majivu ya mafuta kwenye slag; C shl - uwezo wa joto wa slag; T slag - joto la slag.

Wakati wa kuwasha mafuta yaliyopondwa, sh = 1 - a un (un ni sehemu ya majivu ya mafuta yaliyochukuliwa kutoka kwa tanuru na gesi).

Kwa masanduku ya moto yenye safu, sl shl = a shl + a pr (a pr ni uwiano wa majivu ya mafuta katika "dip"). Kwa kuondolewa kwa slag kavu, joto la slag linachukuliwa kuwa Tsh = 870 K.

Kwa kuondolewa kwa slag ya kioevu, ambayo wakati mwingine huzingatiwa wakati wa kuwaka kwa mafuta yaliyopigwa, T ash = T ash + 100 K (T ash ni joto la majivu katika hali ya kioevu ya kuyeyuka). Wakati wa kuchoma shale ya mafuta katika tabaka, marekebisho huletwa kwa maudhui ya majivu ya Ar kwa maudhui ya kaboni dioksidi ya carbonates, sawa na 0.3 (CO 2), i.e. Maudhui ya majivu yanachukuliwa kuwa sawa na AR + 0.3 (CO 2) r / k Ikiwa slag iliyoondolewa iko katika hali ya kioevu, basi thamani ya q 6 hufikia 3%.

Katika tanuu na dryers kutumika katika sekta ya vifaa vya ujenzi, pamoja na hasara ya joto kuchukuliwa, ni muhimu pia kuzingatia hasara inapokanzwa ya vifaa vya usafiri (kwa mfano, trolleys) ambayo nyenzo ni chini ya matibabu ya joto. Hasara hizi zinaweza kufikia 4% au zaidi.

Kwa hivyo, ufanisi wa "jumla" unaweza kufafanuliwa kama

ȵ k.a = g 1 - 100 - ∑q hasara (19.9)

Tunaashiria joto linalofyonzwa na bidhaa inayozalishwa (mvuke, maji) kama Qк.a, kW, kisha tuna:

kwa boilers ya mvuke

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

kwa boilers ya maji ya moto

Swali la 1 = Q c.a = M katika c r.v (T nje - T in) (19.11)

Ambapo D ni tija ya boiler, kg/s; i p.p - enthalpy ya mvuke yenye joto kali (ikiwa boiler hutoa mvuke iliyojaa, basi badala ya i p.v inapaswa kuwekwa (i p.v) kJ/kg; i p.v - enthalpy ya maji ya malisho, kJ/kg; p - kiasi cha maji kuondolewa kutoka kitengo cha boiler ili kudumisha yaliyomo ya chumvi inayoruhusiwa katika maji ya boiler (kinachojulikana kama kupigwa kwa boiler),% i - enthalpy ya maji ya boiler, kJ / kg - mtiririko wa maji kupitia kitengo cha boiler; kg/s , kJ/(kgK) - joto la maji ya moto kwenye plagi ya boiler;

Matumizi ya mafuta B, kg/s au m 3 / s, imedhamiriwa na formula

B = Q k.a /(Q r / n ȵ k.a) (19.12)

Kiasi cha bidhaa za mwako (tazama § 18.5) imedhamiriwa bila kuzingatia hasara kutoka kwa kuchomwa kwa mitambo. Kwa hivyo, hesabu zaidi ya kitengo cha boiler (kubadilishana joto kwenye tanuru, uamuzi wa eneo la nyuso za kupokanzwa kwenye bomba, heater ya hewa na mchumi) hufanywa kulingana na kiasi kinachokadiriwa cha mafuta B p:

(19.13)

Wakati wa kuchoma gesi na mafuta ya mafuta, B p = B.