Циклон что это такое в вентиляции: Циклон что это такое в вентиляции

alexxlab | 29.12.1990 | 0 | Разное

Содержание

Циклонные фильтры.

Принцип работы Циклона:

 Мусор, образующийся в процессе различной работы, попадает в вытяжную систему вентиляции.  Далее воздушный поток с крупным и мелкими частичками, передвигаясь  по воздуховодам, попадает  в систему фильтрации в виде Циклона. В ней воздушная масса  начинает  двигаться спирально по оси циклонного фильтра и  закручивается в конусообразном  корпусе, постепенно наращивая скорость. Возникающая при этом центробежная сила выбрасывает к стенкам частички мусора (опилки, стружка металла, окалины, песок, не большие камни), которые после этого теряют скорость и проваливаются в мусоросборник, прикреплённый к циклону. 

Мы можем произвести любые циклоны под Ваши проекты. 

Достаточно отправить чертеж  с размерами, и мы изготовим  циклоны по Вашим параметрам.

Примеры стандартных эскизов для заказа циклонов:

Область применения и характеристика: 


Цн – 350/50/80 

– используется в бытовых условиях.
Система всасывания: с помощью пылесоса

Мощность: от 900 Вт
Производительность: от 50 л/сек
Сила всасывания: 100 мбар

Цн- 600/100/160

 

Используется: в столярных мастерских для удаления опилок и прочего мусора. 
Система всасывания :
Вентилятор радиальный
Мощность: от 1 до 3 кВт
Производительность: от 1000м3/час до 3000 м3/час

Цн – 800/200/250- используется в столярных мастерских для удаления опилок и прочего мусора 
Система всасывания :
Вентилятор радиальный
Мощность: от 2 до 4 кВт
Производительность: от 3000м3/час до 6000 м3/час

 


У нас вы можете приобрести циклоны стандартных размеров или нестандартных размеров (под Ваши индивидуальные чертежи). 

Стоимость циклонов рассчитывается индивидуально и зависит от параметров и характеристик изделия. Позвоните нам и мы рассчитаем стоимость. Наши цены приятно удивят Вас, так как заказ будет направлен прямо на производство, а не через посредников.

 

 Возможна порошковая покраска в любые цвета RAL.

 

Если вас интересует наша продукция, звоните  +7 (495) 150- 06- 90

[email protected]

 


Отправим в любой регион  России.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Циклоны для систем аспирации, газоочистки. Промышленные фильтры в Челябинске.-ТеплоВентКом

Циклоны для систем аспирации, газоочистки. Промышленные фильтры в Челябинске.-ТеплоВентКом

TEPLOVENTKOM.RU

Челябинск, ул. Валдайская, д.15,

+7 (351) 240-02-39, 231-70-05, [email protected]

Change is a constant that impacts everyone in some shape or form. In the NFL, players have to be ready to shift with the change that comes on their team. The Carolina Panthers made one of those changes is the addition of Christian McCaffrey in the backfield. Jonathan Stewart has served as the primary option for running the ball and now it’s apparent that his designation is Cam Newton Jerseys about to change. His response to such has been the type to indicate a true leader for the organization.“Stop talking about that. Who cares?” Stewart said, as reported by David Newton of ESPN when asked about the potential to receive less carries. “We want to Kelvin Benjamin Jerseys win the Super Bowl, right? That’s the bottom line. It’s not about people getting carries. It’s Star Lotulelei Jerseys not about people getting catches or touchdowns. It’s about what can you contribute to get us to the Super Bowl.” McCaffrey is expected to have Greg Olsen Jerseys a major impact on both the offense and special teams. If his time in college tells anything, it’s that he has the ability to play multiple positions and this fits right into Carolina’s play style.On paper, the Panthers have a compelling lineup of weapons in this offense. The duo of McCaffrey and Stewart when paired with Cam Newton present a dangerous running attack. Then there’s the passing options with Kelvin Benjamin, Devin Jonathan Stewart Jerseys Funchess, Greg Olsen and newcomer Curtis Samuel, adds another layer that opposing defenses must concern themselves with. While there may not be enough touches to go around for everyone, the key is for these players to make the biggest contribution each time their number is called. “We get guys in here that can add value, guys can do different things, add speed, youth … it gives defenses something to think about,” Stewart said, again per ESPN. “At the end of the day that’s what you want. You want the defense to think so that way you can get by them.”

циклоны вентиляции деревообрабатывающих цехов

главная

подробности

фотографии

контакты

форум

 

Циклон – великое изобретение 19-го века. Нет трудяги скромней, неприхотливей, проще и надёжней чем циклон. Однажды поставленный, стоит он в одиночестве всю свою циклонную жизнь под дождями и ветрами, под палящим солнцем и в трескучие морозы и безответно служит неблагодарному человеку как верный пёс.
Циклоны стали применяться с 80-х годов позапрошлого столетия. Благодаря простоте конструкции, малым габаритам и надежности в эксплуатации циклоны продолжают оставаться суперпопулярными в практике воздухоочистки. Подробнее посмотреть на основные: разновидности циклонов здесь

Как работают циклоны:

Твёрдые частицы так называемой газовой смеси, войдя во входной патрубок, начинают вращаться (обозначено красным цветом). Далее они откидываются к краям внутренней поверхности циклона, как на карусели, и бьются о них. По этой причине, теряя кинетическую энергию, осыпаются в конус циклона, а затем и в бункер. Но в полости бункера появляется избыточное давление напора и, поэтому входной воздух продолжая вращаться, плавно переходит в выходной вихрь (на рисунке синим цветом) и

    

Относительные размеры циклонов ЦН -15 см. здесь

На рисунке слева схема циклона УЦ -38, который проще в изготовлении чем ЦН -15, его улитка не требует сложного раскроя и проста в сварке, Но циклон УЦ -38 хуже чистит и у него большее сопротивление чем у 15 -го. По многолетним наблюдениям Стольвента “по жизни пятнашка” лучше, хотя сложный раскрой её улитки, как вы заметили у УЦ -38 нет наклона входного патрубка, является непреодолимой трудностью для многих изготовителей и наверное в этом основная причина большой популярности УЦ-38. В принципе, его можно сварить из большой бочки, сочинив и приварив к нему длинный конус не очень напрягаясь в аэродинамических соответствиях. Но обязательно следует вварить стакан – разделитель (вихрей), это уменьшит сопротивление и увеличит степень очистки. Проверено и пристреляно. И, по нашему опыту, он будет служить верой и правдой не намного хуже чем “фирменные”.

подробная схема и размеры циклона УЦ-38 смотреть здесь

По поводу способности очищать у циклона, поговорим подробнее.

Никакой циклон не способен очищать воздух на 100%., т.е. полностью. 3% проскока считается максимальным и отличным результатом. Обычно намного больше. Тем более сложно “чистить” в деревообрабатывающем производстве, где фракции (то, от чего очищают воздух в своих отличиях) сильно различаются. Стружка твёрдых пород с большой подачей, или мельчайшая пыль хвойных деревьев на шлифовальных станках, согласитесь – две огромные разницы. Первую можно выносить совковыми лопатами или делать для неё простой ящик -ссыпник вместо бункера и сыпать без циклона, по – чёрному (Стольвент видел такое), вторая почти газ и требует газовых циклонов тонкой очистки. Но в одном цехе бывает и то и другое, какой же тут циклон следует выбирать? Если Ваш цех (см.) рядом с жилыми домами, то жди наездов экологов, санинспекций, которые как напёрсточники всегда вытащат Вам тот приказ, про который вы ничего не слышали. И здесь следует чистить по максимуму. Для этого циклон следует делать как можно уже, степень очистки повышается. Но повышается и сопротивление. А, значит, вертушка нужна мощнее, но тогда и рёв будет как от Ниагарского водопада. “Ах, бабоньки, не знаю, как дальше жить!”. Но, с другой стороны, циклон иногда “блюёт”, это когда бункер переполнен. И Стольвент ещё не видел цеха, с которым бы это не случалось систематически. И когда убеждаешь в этом, то все “хлестаются как пьяные зайцы”: ” У нас никогда этого не будет, у нас никогда…!” Так вот, циклоны всегда блюют, и за каких -нибудь 10 -30 минут а то и больше Вам будет столько “проскоков”, “что и не сосчитать”. Но тогда как же ?… Готовые и всегда точные решения выдаёт банкомат. У него работа такая.

Теперь о циклонах типа “К” (“груши”) Клайпедского разлива

Размеры и технические характеристики циклонов типа К смотреть здесь

“Башни молчания”. Горы металла и минимум здравого смысла. И часто мелькает информация, что их запрещают как неэкологичные. Но их всё-таки продолжают делать, но самое смешное – их продолжают покупать! У богатых свои причуды.
Недостатки: дорогие, громоздские, сложные в изготовлении, неэкологичные,трудные в
монтаже и обслуживании: попробуйте их обвязять, а потом полазить, у них, некудышная очистка, вокруг всегда жёлтые луга стружек.

Важные итоговые замечания о циклонах:

Наблюдая за тем, как многие сладострастно мечтают о какой-то конкретной, экзотической модели циклона, желая быть счастливыми с ним на долгие года, хочется сказать: “Мужики, не парьтесь, циклоны– это не меньшее шаманство, чем компьютер!” На работу циклона влияет очено много факторов, которые делают его поведенияе почти не предсказуемым. Это: открывание дверей и окон в помещении, количество одновременно работающих станков и их одномоментное расположение, сезон года, погода, метериал поступающий в циклон, состояние бункера (его наполненность, плотность крышек и дырки в нём), изменение расположения станков, приобретение нового обрудования, перестройки в цехе и т.д и т.п.. Поэтому попасть в десятку – можно только по счастливой случайности и только на короткое время, потому что в циклонах десятки практически быть не может, а бывают только “её направления”.

Лучший подход к выбору циклона–практический: подсмотреть у тех, у кого он работает нормально, при примерно похожих условиях. Но особый кайф Вы словите, когда подсмотрите у своего прямого и удачливого конкурента, напр. прикинувшись лохом-покупателем! А ещё лучше, спросите у человека, который наблюдал их тысячи ( а количество переходит в качество) и всегда их щупал, то есть у меня.

вентиляторная барахолка: куплю/продам б/у вентилятор, бункер, циклон

Производство циклонов в Новосибирске

Циклоны — это пылеуловители. Служат они для сухой очистки газов или жидкостей от крупно- и мелкодисперсной пыли. Пылевые выбросы, в частности в промышленном производстве, опасны для окружающей среды и могут угрожать здоровью работников предприятий различных отраслей.

Вот почему изготовление циклонов для современной промышленности — ответственное и востребованное дело. Профессионально занимаясь изготовлением циклонов, мы отвечаем за качество производимого оборудования. Делать воздух чистым — это наша работа, которой мы гордимся, и стараемся делать её максимально хорошо. Мы изготавливаем циклоны нескольких типоразмеров, а значит, у нас Вы сможете найти оборудование для очистки воздуха на различных производственных площадках.

Каким образом циклон очищает воздух?

Циклоны — самая массовая группа среди пылеулавливающей аппаратуры. Почему они так популярны? Дело в том, что циклоны просты в изготовлении и разработке, но при этом надежны и имеют высокую производительность. Если перед Вами стоит задача сухой очистки воздуха от взвешенных частиц, а также отделения золы от сухой пыли — циклоны станут оптимальным вариантом.

Механизм работы аппарата достаточно прост. Внутри циклона взвешенные частицы отделяются от воздушного потока и оседают в специальных отсеках. Чистый же воздух выходит из аппарата через специальный выходной патрубок. Те циклоны, которые изготавливаем мы, имеют не только эффективный механизм очистки воздуха, основанный на использовании центробежного (для крупных частиц) и инерциального принципа (для мелкодисперсной пыли), но и механизм очистки насадок от золы, что повышает долговечность оборудования.

Где Вам не обойтись без циклона?

Область применения циклонов достаточно широка. Они используются для очистки газа (воздуха) от взвешенных частиц:

– в черной и цветной металлургии;
– в химической и нефтяной промышленности;
– в сфере производства строительных материалов;
– в энергетике;
– в сельском хозяйстве.

Основное назначение циклонов, изготовлением которых мы занимаемся, заключается в очистке воздуха от взвешенных частиц. Однако возможно также использование оборудования для предварительной очистки при условии его установки перед рукавным или электрофильтром.

Циклон деревообрабатывающего цеха – В помощь хозяину

Вентиляция деревообрабатывающих цехов

Очистка воздуха в циклонах и фильтрах с рециркуляцией

И. М. Квашнин, канд. техн. наук, ведущий специалист НПП «Энергомеханика»

Тема очистки воздуха от древесной пыли индивидуальными пылеуловителями была поднята в статье [1]. Они хорошо зарекомендовали себя в небольших мастерских. Для станков и линий с большим количеством образующихся отходов (шлифовальной пыли, опилок, стружек) следует применять централизованные аспирационные системы с выносом вентилятора и пылеочистного оборудования за пределы обслуживаемого помещения. В некоторых случаях, на наш взгляд, в холодный период года возможен частичный возврат теплого воздуха для повторного использования в этом или других помещениях.

Классическая схема организации воздухообмена в советское время была следующая: воздух местными отсосами-пылеприемниками забирается от станков и удаляется наружу пылевым вентилятором с последующей очисткой в циклонах, в редких случаях в рукавных фильтрах. С целью соблюдения уравновешенного воздушного баланса для компенсации аспирационного воздуха в верхнюю зону воздухораспределителями равномерной раздачи типа ВК или других типов подается приточный воздух. Воздухообмен осуществляется по схеме «сверху-вниз».

Подача воздуха компактными сосредоточенными струями не допускалась, для того чтобы пыль, в том числе осевшая на пол, не распространялась по всему помещению. Экологические требования и нормы были простыми. Экологическая отчетность (инвентаризация, проект нормативов ПДВ и др.) согласовывалась со службами Гидрометеоцентра. Аспирационная установка, оснащенная циклоном, вопросов не вызывала. Лишь в 1988 году образовался Комитет по охране природы (сейчас Росприроднадзор и Ростехнадзор).

Авторы [4, с. 11] в 1988 году писали: «На деревообрабатывающих предприятиях нашей страны в настоящее время применяются в основном прямоточные системы аспирации, чаще всего централизованные с постоянной производительностью. Рециркуляционные системы аспирации применяются крайне ограниченно из-за отсутствия отечественных рециркуляционных пылеуловителей, предназначенных для очистки аспирационного воздуха от древесных отходов». Следует отметить, что многие приточные вентиляционные установки работали неудовлетворительно или не включались. Громоздкие приточные камеры в соответствии с проектом требовали огромного количества теплоты. Сейчас, в условиях значительного роста цен на энергоносители и смены собственника, проблема поддержания температурных условий в цехе встала в полный рост.

В 90-х годах прошлого столетия произошел качественный скачок к допустимым требованиям по уровню концентрации древесной пыли в воздухе населенных мест. Ориентировочный безопасный уровень воздействия (ОБУВ), который играет роль предельно допустимой концентрации (ПДК), ужесточился с 0,5 до 0,1 мг/м 3 , т. е. в 5 раз! Автор этих строк много лет занимался разработкой проектов нормативов ПДВ. На одной из мебельных фабрик было установлено 14 различных циклонов, суммарный выброс от которых вполне укладывался в допустимые нормативы. После введения нового ОБУВ при разработке очередного проекта норматива ПДВ, срок действия которого ограничен пятью годами, в плане мероприятий по снижению выбросов пришлось записать, что часть циклонов типа «К» следует заменить на более эффективные типа «УЦ», а на семи источниках установить вторую ступень очистки – рукавные фильтры. Проблематично было даже не вернуть, а произвести выброс пылевоздушной смеси в атмосферу. Притом что концентрация пыли на выходе из циклона в десятки раз может превышать ОБУВ, его соблюдение требуется после рассеивания выброса в приземном слое атмосферы на границе (и далее) санитарно-защитной зоны предприятия.

В 2002 году вышли новые гигиенические нормативы Роспотребнадзора (бывший Госсанэпиднадзор) ГН 2.1.6.1125–02, замененные позже на ГН [2], в которых произошла метаморфоза: ОБУВ для древесной пыли вновь увеличился с 0,1 до 0,5 мг/м 3 . Трудно однозначно сказать, с чем это связано, но даже неспециалисту ясно, что эта пыль не вреднее, чем, например, цементная, ПДК для которой 0,3 мг/м 3 . Возможно, предприятия стали массово штрафовать за невыполнение мероприятий по снижению выбросов, которые нереально выполнить как с финансовых, так и с технологических позиций. Под рукавный фильтр требуется достаточная площадь. Нужно увеличивать мощность вентилятора или ставить последовательно еще один.

1. Обеспечение ПДК древесной пыли в воздухе рабочей зоны

Для рабочей зоны производственных помещений существуют свои нормативы качества воздуха – среднесменная, или максимально разовая ПДК. У древесной пыли среднесменная ПДК равна Срз = 6 мг/м 3 [6] и сохраняется много лет. По СНиП [7] допустимая концентрация вредностей в приточном воздухе составляет 30 % от ПДК в воздухе рабочей зоны, т. е. в нашем случае Спр = 1,8 мг/м 3 .

При работе станков образуется пыль (размеры частиц до 200 мкм), опилки, стружка. Зону выделения пыли локализуют путем использования различных видов кожухов, укрытий. Кожух имеет выходной патрубок для подключения к аспирационной системе. Его ориентация в пространстве по возможности должна совпадать с траекторией движения образующихся частиц. Все это устройство называют пылеприемником, или местным отсосом. У одного станка может быть до пяти и более пылеприемников. Диаметр патрубка пылеприемника зависит от двух факторов:

— степени укрытия режущей части инструмента станка;

— количества выделяющихся отходов.

Полностью укрыть зону обработки не удается, т. к. необходимо подавать заготовку и убирать обработанную деталь. Путем отсоса воздуха в зазорах между кожухом и деталью требуется создать такую скорость движения воздуха, подсасываемого из помещения, чтобы воспрепятствовать выбиванию пыли наружу. Чем меньше зазоры и неплотности, тем меньше объем отсасываемого воздуха. В пылеприемнике, таким образом, создается пониженное давление – разрежение. Некоторые зарубежные станки оборудуются датчиками давления и вообще не включаются без эффективной работы аспирационной системы. Пылеприемники конструируют, испытывают и устанавливают на заводе-изготовителе.

Факел всасывания, в отличие от приточной струи, имеет очень маленький размер. Например, для круглой трубы на расстоянии одного диаметра (калибра) скорость всасывания составляет 7 % от скорости во входном сечении. По-этому эффективность улавливания пыли может резко снизиться при зазорах уже в несколько сантиметров. В реальности часть пыли все равно попадает в воздух помещения и на пол. До недавнего времени в нормативных документах эффективность пылеприемников устанавливалась на уровне 90 % [3]. Если учесть, что выделения пыли именно в деревообработке очень большие, то это очень низкий показатель. Четких цифр по эффективности работы местных отсосов ни в нормативной, ни в технической литературе автором не обнаружено.

Другой фактор, определяющий диаметр выходного патрубка, – это количество отходов, образующихся в единицу времени. В системах аспирации используются пылевые вентиляторы, развивающие относительно небольшое полное давление – до 4 000–5 000 Па. Поэтому масса отходов, перемещаемых 1 м 3 воздуха, ограничена. Напомним, что отношение массы перемещаемых отходов, кг/ч, к массовому расходу воздуха, кг/ч, называется расходной массовой характеристикой μ – безразмерная величина (1 м 3 воздуха при стандартных условиях, t = 20 ºС, имеет массу 1,2 кг). Если величина μ 3 /ч, от каждого местного отсоса. В качестве отходов в данной статье подразумеваются пыль, опилки, стружка, удаляемые аспирационной системой, но не крупные обрезки заготовок, удаляемые вручную или иным способом. Для транспортирования щепы используют, например, воздуходувки.

Исходя из уравнения расхода

можно выразить площадь патрубка пылеприемника F, м 2 , и, соответственно, его диаметр. Важной величиной является скорость воздуха в патрубке. Если определяющим фактором является большая масса образующихся отходов, то она должна быть больше или равна скорости их транспортирования, предотвращающей оседание отходов во избежание «забивания». По справочнику проектировщика [4] скорость транспортирования древесных отходов равна 17–18 м/с. Именно такую скорость, как правило, принимают в патрубках станков, в которых образуются опилки и стружка. При таком подходе не достигается высокая герметизация кожуха, мелкие фракции пыли попадают в рабочую зону помещения. В соответствии с конструктивными особенностями станка эту скорость иногда принимают равной 25 м/с, редко 30 м/с.

При операциях шлифования образуется мелкая пыль, которая долгое время может находиться во взвешенном состоянии. Именно ее присутствие нежелательно в рабочей зоне помещения. Скорость в зазорах кожуха и создаваемое разрежение должны быть по возможности максимальными. Однако достичь этого удается не всегда. Скорости в патрубках станков отечественного производства могут даже понижаться до 16 м/с, в соответствии со скоростью транспортирования этой пыли. Могут и увеличиваться до 30–35 м/с. Рекомендуемые значения L и υ приведены в [3, 4, 5]. Следует отметить, что в подавляющем большинстве станков зарубежного производства скорость высокая и равна 28–35 м/с.

Скорость воздуха в патрубке пылеприемника или объем удаляемого воздуха, реже – требуемое разрежение, определяются производителем и приводятся в паспорте станка.

Скорость движения воздуха в воздуховодах может отличаться от скорости в патрубках пылеприемников. Они соединяются между собой плавно расширяющимся переходом – диффузором. Как отмечалось, достаточная величина, υ = 17–18 м/с, может быть повышена до 20 м/с. Дальнейшее увеличение скорости связано со значительным повышением потерь давления в сети воздуховодов и соответствующими затратами электроэнергии на привод вентилятора. Мало того, при скорости в воздуховодах 30–35 м/с и их длине в несколько десятков метров давления, создаваемого отечественным пылевым вентилятором, может не хватить, с учетом потерь давления в циклоне.

Таким образом, мы установили, что даже при эффективной работе аспирационных систем часть выделяющейся при работе станков пыли поступает в воздух помещения. Далее пыль распространяется по помещению в соответствии с движением воздушных потоков, вновь попадает частично в этот и другие пылеприемники, частично оседает на пол, стены и оборудование.

Проанализируем пример, приведенный в [3, с. 119] по расчету выбросов древесной пыли в атмосферу системой аспирации и общеобменной вытяжной вентиляции. На участке имеется пять станков, которые выделяют 32,4 кг/ч опилок и пыли. С учетом неполной загруженности станков в расчетный 20-минутный интервал времени, одновременности их работы (три из пяти станков), удаления 95 % вредностей системой аспирации и 80 % оседаний неуловленной пылеприемниками пыли в воздух помещения поступает m = 0,0287 г/с = 103320 мг/ч. Это составляет 0,32 % от начальной величины отходов. Порядок цифр реальный для небольшой мастерской. Требуемый воздухообмен на разбавление вредностей до ПДК [7]:

(2)

где Lмо – объем воздуха, удаляемого местными отсосами, принимаем по прил. 12.1 [3].

Суд – концентрация пыли в удаляемом воздухе, мг/м 3 . Считаем, что пыль равномерно распределена в помещении, поэтому Суд = Срз = 6 мг/м 3 .

(3)

То есть дополнительно к системе аспирации должна быть предусмотрена мощная общеобменная система вентиляции, что на практике не делается. Для удаления всей пыли из воздуха помещения производительность системы аспирации должна быть

(4)

вместо имеющихся 4 400 м 3 /ч, т. е от каждого небольшого станка примерно по 5 000 м 3 /ч, что также нереально.

Заключение по части 1: Достижение ПДК воздуха рабочей зоны традиционно применяющимся оборудованием – трудновыполнимая задача.

Литература

2. ГН 2.1.6.1339–03. Ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

4. Александров А. Н., Козорис Г. Ф. Пневмотранспорт и пылеулавливающие сооружения на деревообрабатывающих предприятиях: справочник / Под ред. А. Н. Александрова. – М. : Лесная промышленность, 1988.

5. Справочник проектировщика. Внутренние санитарно-технические устройства: в 3 ч. Ч. 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Кн. 1 /

В. Н. Богословский, А. И. Пирумов, В. Н. Посохин и др.; Под ред. Н. Н. Павлова, Ю. И. Шиллера. – 4-е изд. – М.: Стройиздат, 1992.

6. ГН 2.2.5.1313-03. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны.

7. СНиП 41-01–2003. Отопление, вентиляция и кондиционирование.

Вентиляция

Циклоны вентиляции деревообрабатывающих цехов

Циклон – великое изобретение 19-го века. Нет трудяги скромней, неприхотливей, проще и надёжней чем циклон. Однажды поставленный, стоит он в одиночестве всю свою циклонную жизнь под дождями и ветрами, под палящим солнцем и в трескучие морозы и безответно служит неблагодарному человеку как верный пёс.
Циклоны стали применяться с 80-х годов позапрошлого столетия. Благодаря простоте конструкции, малым габаритам и надежности в эксплуатации циклоны продолжают оставаться суперпопулярными в практике воздухоочистки.

Как работают циклоны:

Твёрдые частицы так называемой газовой смеси, войдя во входной патрубок, начинают вращаться (обозначено красным цветом). Далее они откидываются к краям внутренней поверхности циклона, как на карусели, и бьются о них. По этой причине, теряя кинетическую энергию, осыпаются в конус циклона, а затем и в бункер. Но в полости бункера появляется избыточное давление напора и, поэтому входной воздух продолжая вращаться, плавно переходит в выходной вихрь (на рисунке синим цветом) и выходит в разделительный стакан, а затем и “на свободу с чистой вытяжкой”, но продолжая по прежнему вращаться. На фоне тёмных сосен хорошо видны светлые спиральные “вымахи” мелкой пыли, которые совершенно невидимы на фоне неба и облаков. И становится обидно за экологию державы. Если бункер без дырок, опилки ложаться стогом, если с дырками-подсосами–воронкой (практически всегда) и это не есть хорошо.

По поводу способности очищать у циклона, поговорим подробнее .

Никакой циклон не способен очищать воздух на 100%., т.е. полностью. 3% проскока считается максимальным и отличным результатом. Обычно намного больше. Тем более сложно “чистить” в деревообрабатывающем производстве, где фракции (то, от чего очищают воздух в своих отличиях) сильно различаются. Стружка твёрдых пород с большой подачей, или мельчайшая пыль хвойных деревьев на шлифовальных станках, согласитесь – две огромные разницы. Первую можно выносить совковыми лопатами или делать для неё простой ящик -ссыпник вместо бункера и сыпать без циклона, по – чёрному (Стольвент видел такое), вторая почти газ и требует газовых циклонов тонкой очистки. Но в одном цехе бывает и то и другое, какой же тут циклон следует выбирать? Если Ваш цех рядом с жилыми домами, то жди наездов экологов, санинспекций, которые как напёрсточники всегда вытащат Вам тот приказ, про который вы ничего не слышали. И здесь следует чистить по максимуму. Для этого циклон следует делать как можно уже, степень очистки повышается. Но повышается и сопротивление. А, значит, вертушка нужна мощнее, но тогда и рёв будет как от Ниагарского водопада. “Ах, бабоньки, не знаю, как дальше жить!”. Но, с другой стороны, циклон иногда “ блюёт “, это когда бункер переполнен. И Стольвент ещё не видел цеха, с которым бы это не случалось систематически. И когда убеждаешь в этом, то все “хлестаются как пьяные зайцы”: ” У нас никогда этого не будет, у нас никогда…!” Так вот, циклоны всегда блюют, и за каких -нибудь 10 -30 минут а то и больше Вам будет столько “проскоков”, “что и не сосчитать”. Но тогда как же ?… Готовые и всегда точные решения выдаёт банкомат. У него работа такая.

Теперь о циклонах типа “К” (”груши”) Клайпедского разлива

“Башни молчания”. Горы металла и минимум здравого смысла. И часто мелькает информация, что их запрещают как неэкологичные. Но их всё-таки продолжают делать, но самое смешное – их продолжают покупать! У богатых свои причуды.
Недостатки: дорогие, громоздские, сложные в изготовлении, неэкологичные,трудные в
монтаже и обслуживании: попробуйте их обвязять, а потом полазить, у них, некудышная очистка, вокруг всегда жёлтые луга стружек.

Важные итоговые замечания о циклонах:

Наблюдая за тем, как многие сладострастно мечтают о какой-то конкретной, экзотической модели циклона, желая быть счастливыми с ним на долгие года, хочется сказать: “Мужики, не парьтесь, циклоны– это не меньшее шаманство, чем компьютер!” На работу циклона влияет очено много факторов, которые делают его поведенияе почти не предсказуемым. Это: открывание дверей и окон в помещении, количество одновременно работающих станков и их одномоментное расположение, сезон года, погода, метериал поступающий в циклон, состояние бункера (его наполненность, плотность крышек и дырки в нём), изменение расположения станков, приобретение нового обрудования, перестройки в цехе и т.д и т.п.. Поэтому попасть в десятку – можно только по счастливой случайности и только на короткое время, потому что в циклонах десятки практически быть не может, а бывают только “её направления”.

Лучший подход к выбору циклона–практический: подсмотреть у тех, у кого он работает нормально, при примерно похожих условиях. Но особый кайф Вы словите, когда подсмотрите у своего прямого и удачливого конкурента, напр. прикинувшись лохом-покупателем!

Вентиляция деревообрабатывающего цеха

Для чего нужна вентиляция деревообрабатывающего цеха?

Такое объединение функций стало возможным благодаря тому, что выделяющиеся вредности являются механическими частицами, образующимися при переработке материала. Летучих компонентов, требующих отдельных мероприятий по удалению, при этом не выделяется.

Защита здоровья

Процесс деревообработки тесно сопряжен с выбросами в воздух больших количеств мелких древесных отходов и пыли. При попадании в легкие работника, эти частицы начинают разлагаться и вызывают различные заболевания. Кроме того, мелкие органические частицы попадают в органы зрения, раздражают гортань и становятся причиной кожных раздражений. Более крупные частицы травмоопасны — они втыкаются в кожу и причиняют значительные страдания.

Пожаробезопасность

Необходимость удаления пыли и мелких частиц обусловлена не только необходимостью обеспечить санитарные требования в производственных помещениях. Отходы деревообработки огнеопасны, а пыль, полученная от шлифовки, в определенных условиях может быть взрывоопасной. Эти свойства требуют немедленного удаления отходов, а форма и специфика их образования позволяют использовать аспирационные системы.

Защита от влаги

К дополнительным вредным компонентам можно отнести излишки влаги. Они присутствуют не в самостоятельном виде, а находятся в составе волокон древесины. Если не обеспечить удаление, начнется образование плесени, грибка и прочей микрофлоры, которые заразят готовую продукцию синевой и прочими дефектообразующими болезнями. От этого падает качество готовой продукции, снижается сортность, большая часть материала идет в отходы. Своевременное удаление опилок и стружки вместе с древесным мусором позволяет сохранить продукцию в надлежащем виде.

Основные требования и нормы

Все деревообрабатывающие цеха оснащены системами аспирации и дополнительной общеобменной вентиляционной системой . Специфика аспирации такова, что удаление отходов практически полностью обеспечивает удаление всех вредностей, выделенных в процессе работы. Для общеобменной приточной системы считается достаточным компенсировать производительность аспирационных систем , а для вытяжки — обеспечить вывод остатков пыли (порядка 5 % пыли после аспирационных систем все равно остается в воздухе и подлежит выводу с помощью общеобменной вытяжной системы).

Кратность воздухообмена принимают равной максимум 3, а для аспирационных рукавов требования подчинены специфике оборудования и используемой технологии. Большое значение имеет сорт и степень влажности обрабатываемой древесины.

Если производится обработка хвойных пород, то система обустраивается обычным способом. Для работы со специфическими сортами дерева, содержащими эфирные масла или иные компоненты, мощность аспирации увеличивают для более интенсивного удаления вредной пыли. Необходимо учесть, что в российских условиях преобладают хвойные и частично лиственные породы, произрастающие на территории РФ. Экзотические породы прибывают в состоянии полуфабрикатов и обрабатываются в специализированных предприятиях с собственными системами вентиляции.

Типы вентиляции и особенности

Вентиляционная система деревообрабатывающего цеха делится на 2 части:

  • аспирационно-вытяжные линии, установленные на каждой единице оборудования
  • общеобменная приточная линия, обеспечивающая компенсацию оттока воздуха от вытяжных элементов

Вытяжные рукава

Вытяжные рукава выполняют параллельно две функции — вытягивают отработанный воздух вместе с пылью и мелкими частицами, и удаляют более крупные отходы — стружку, опилки, щепу и т. д. Никакого деления вытяжных линий нет, все они соединяются в общий рукав, ведущий в циклон или приемный бункер.

Мелкая пыль улавливается специальными пылеуловительными камерами или бункерами. Однако, полностью удалить мелкие частицы не удается, поэтому обустраивается общеобменная вентиляционная система, которая выводит оставшиеся частицы, распространенные по всему объему внутреннего воздуха цеха. Она обеспечивает кратность воздухообмена от 1 до 3, чего вполне достаточно для удаления остатков пыли.

Циклон

Для создания напорного воздушного потока используются пылевые вентиляторы с малым количеством лопаток. Это важно, так как вместе с мелкими частицами часто перемещаются и более крупные обломки, ветки или щепки. Они застревают между лопатками обычных рабочих колес и создают угрозу остановки двигателя, что чревато его выходом из строя.

Основными особенностями вентиляции деревообрабатывающих цехов являются:

  • приоритет аспирационных линий
  • конструкция отсосов такова, что попадание отходов деревообработки в воздух практически исключено (рукава герметично вводятся в кожух станка)
  • характеристики местных отсосов должны соответствовать возможностям оборудования
  • для удаления пыли используются фильтры, специальные пылеосадительные камеры или циклоны
  • отрицательное давление в аспирационных рукавах создается при помощи специально подобранного пылевого вентилятора (одного или нескольких)
  • компенсацию выводимого аспирационными рукавами воздуха обеспечивает общеобменная вентиляция
  • по всей длине воздуховодов должны иметься ревизионные люки, позволяющие устранять засоры

Подача общеобменного потока производится рассредоточенно. Обычно приток поступает сверху, а в летнее время можно использовать естественное поступление воздуха через окна.

Пример расчета

Основные правила расчета вентиляции деревообрабатывающих цехов изложены в СНиП 41.01.2003. При проектировании в первую очередь определяют производительность и мощности аспирационной системы. Специфика ее работы заключается в подключении нескольких рукавов к одному всасывающему вентилятору. Это несколько упрощает расчет общеобменной приточной линии — она должна компенсировать производительность пылевого вентилятора и дополнительно вытяжной части общеобменной системы.

Определение мощности пылевого вентилятора производится в соответствии с технологическими показателями и параметрами действующего оборудования. Необходимо закладывать 10-15% запаса на случай установки дополнительного оборудования или потери эффективности имеющихся установок.

Рекомендуемое оборудование

Система вентиляции деревообрабатывающего цеха преимущественно состоит из аспирационных линий (рукавов), обеспечивающих удаление отходов производства, которые и являются вредностями. Специфика удаления стружки или опилок такова, что мелкая пыль и частицы выводятся из воздуха вполне эффективно. От общеобменной вентиляционной системы потребуется компенсация выведенных аспирацией объемов и дополнительная вытяжка остатков пыли. Обе части работают в связке, дополняя друг друга.

Аспирация и вентиляция цеха деревообработки

Аспирация и вентиляция цеха деревообработки

Воздухообмен промышленных помещений призван обеспечить санитарную норму свежего воздуха для работников и способствовать ходу технологического процесса. Тип и специфика системы обусловлены технологией производства, выдвигающей собственные требования, нередко расходящиеся с общепринятыми нормативами. Деревообрабатывающие предприятия сильно отличаются друг от друга и выполняют разные задачи, поэтому системы вентиляции для каждого из них имеют собственный состав и конфигурацию.

Особенности вентиляции деревообрабатывающих цехов

Конструкция и состав вентиляционной системы деревообрабатывающего цеха выбираются исходя из технологии и вида обработки.

Основная задача системы — удаление выделяющихся вредностей, основной из которых является древесная пыль. При этом, цеха, работающие с сырой древесиной, не прошедшей сушку, нуждаются лишь в системах аспирации, отводящих опилки и мелкий мусор.

Монтажные люки

Особенностью транспортируемых отходов является большое содержание древесной смолы, из-за которой мелкие частицы прилипают к внутренним стенкам воздуховодов. На изгибах или примыканиях появляются скопления пыли и мусора, которые быстро увеличиваются в размерах и перекрывают сечение воздушного канала. Для устранения засоров по всей длине воздуховодов устанавливаются монтажные люки, через которые производится очистка.

Аспирация

Поскольку общеобменная вентиляционная система не используется для удаления пыли, основное внимание уделяется созданию качественной системы аспирации и местных отсосов. Роль общеобменной системы сводится к организации небольшой депрессии внутри технологических помещений. Это обеспечивает вытяжная линия, в результате чего исключается распространение пыли пол смежным помещениям или неконтролируемый вывод на улицу.

Учитывая условия и технологические требования, основной особенностью вентиляции деревообрабатывающих цехов можно назвать упор на местные отсосы и аспирацию, второстепенную роль общеобменной системы. Это обусловлено также и наличием больших технологических проемов для доставки материала, удаления крупных отходов и мусора. Поэтому большую часть воздушных потоков образует естественная вентиляция, оставляя для принудительных комплексов задачи по удалению пыли и мусора.

Расчет системы вентиляции

Общепринятой методики расчета вентиляционных систем деревообрабатывающего производства не существует. В задачу проектировщика входит решение конкретных вопросов, основанных на конструкции и производительности станочного парка, свойствах материала и технологических особенностях.

Вентиляция деревообрабатывающего цеха проектируется по техническому заданию от технологов или исходя из общих данных по параметрам оборудования. Основной расчет происходит по вытяжным и аспирационным комплектам, удаляющим отходы и пыль.

Объемы вытяжки, обеспечиваемые ими, чаще всего намного перекрывают потребности помещений, поэтому для компенсации излишнего перепада внутреннего и наружного давлений устанавливают приточную линию.

Основанием для выполняемых расчетов являются технические характеристики используемого оборудования, в особенности — пылеобразование. Кроме того, на каждую единицу оборудования приходится местный отсос, расположенный непосредственно в зоне образования отходов и оперативно их удаляющий. Существуют общие требования, оптимальным образом соответствующие условиям работы и технологическим особенностям производства:

  • скорость движения воздушных потоков не должна превышать 0,2-0,4 м/с
  • влажность — в пределах 65-75%
  • температура — 17-27°

Необходимо учитывать, что задачей расчетов в первую очередь становится организация вывода отходов. Местные отсосы образуют мощную и производительную вытяжку, поэтому для общеобменной линии остается лишь обеспечить достаточный приток (если он нужен), или снизить перепад внутреннего и наружного давлений. Кроме того, мощная вытяжка способствует активному выводу тепла, что требует качественной рекуперации в сочетании с фильтрацией.

Какие решения являются оптимальными?

Местные отсосы, рукава или отводы аспирационной системы должны обеспечить полноценное удаление мелких частиц, пыли и отходов. При этом, их разрешается подключать к общеобменным линиям, но только при условии отсутствия мелкой пыли, частиц лакокрасочных материалов и клеевых составов, подлежащих фильтрации.

Для удаления пыли и частиц с пола устанавливаются напольные или подпольные отсосы. Фильтрацию выводимого потока производят с помощью специальных пылеосадительных камер или, для более крупных отходов, циклонов.

Подача приточного потока не должна происходить сосредоточенным порядком. Это может повысить скорость движения воздуха внутри помещения, образовать турбулентные воронки, поднимающие пыль. Она обладает большой летучестью и вредна для здоровья человека, поэтому соблюдение санитарных требований очень важно. Необходимо обеспечить рассредоточенную подачу свежего воздуха, исключить образование потоков с высокой скоростью.

Для организации воздухообмена в больших или средних цехах рекомендованы потолочные вентиляторы (или душевая подача приточки), способствующие удержанию пыли и мелких частиц на уровне пола и предотвращающие ее распространение по смежным помещениям.

Использование естественной вентиляции производится при отсутствии противопоказаний и возможности исключить теплопотери. Необходимо следить за отсутствием сквозняков, распространяющих пыль и мусор по всему цеху.

Принцип действия аспирационных установок

Действие аспирационных установок аналогично принципу работы обычного бытового пылесоса, но установленного стационарно. Система воздуховодов распределена по всему цеху с подключением к каждому станку. Все воздуховоды объединяются в общий канал, подключенный к специальному пылевому вентилятору, который на выходе присоединяется к приемному бункеру и циклону.

При включении вентилятора в воздуховодах создается вакуум, образующий всасывание воздуха и захват мелких частиц мусора и пыли. Они транспортируются по каналам, проходят сквозь рабочее колесо вентилятора и попадают в приемный бункер. Из-за резкого увеличения объема энергия потока падает, частицы под действием силы тяжести оседают на дно бункера, откуда, по мере наполнения, перегружаются в транспортировочные емкости, либо направляется на брикетирование и утилизацию.

Активный вывод теплого воздуха требует повышенной подачи притока. Для сохранения температуры приходится нагревать большое количество свежего воздуха, что нерационально и требует крупных расходов. Поэтому чаще всего применяют рекуперацию, то есть повторное использование выведенного теплого воздушного потока, прошедшего фильтрацию.

Этот способ эффективен, позволяет экономит большое количество тепловой энергии и, соответственно, денег. При этом, режим рекуперации необходимо тщательно настраивать, как и фильтрацию возвращаемого воздуха.

Конструкция вентилятора должна соответствовать техническим требованиям и специфике выполняемой работы. Пылевые вентиляторы имеют собственную конструкцию рабочего колеса с малым числом лопаток. Это позволяет исключить застревание между ними крупных частиц мусора, способствующее скоплению материала и образованию засора. Все воздуховоды также имеют конструкционные отличия, связанные с наличием люков для устранения засоров. Они располагаются равномерно по всей длине на расстоянии, позволяющем устранить образовавшиеся скопления в любой точке.

голоса

Рейтинг статьи

Системы промышленной аспирации для покрасочных линий собственного производства: моно циклоны или двойные циклоны для систем рекуперации.

Оборудование для вентиляции и аспирации для покрасочных линий собственного производства: Моно-циклоны или двойные циклоны для систем рекуперации.

   Компания SPECO производит и поставляет оборудование для вентиляции и аспирации для покрасочных линий. 

   


Циклонные системы рекуперации

Для повышения эффективности линий порошковой окраски применяется технология рекуперации порошка с помощью циклона. Благодаря циклону происходит возврат частичек краски, которые уходят с потоком воздуха в вентиляцию. По существующим расчетам, это 30-40% от общего количества. Учитывая высокую стоимость краски, данная система позволяет существенно сократить расход и повысить рентабельность производства.

Основным преимуществом данной системы является  возможность частого смена краски без привлечения дополнительного оборудования. При продувке, воздух с частицами краски на большой скорости  засасывается в систему и попадает в циклон, где большая часть краски отсеивается и опадает в бункер в нижней части циклона.

Порошок проходит через сито для удаления возможных загрязнений, а затем удаляется из циклона посредством встроенного пневмотранспорта. Далее воздух попадает в рукавный фильтр, где задерживаются частицы краски размером меньше 10 мкм, и в итоге, после тонкой очистки, воздух уходит обратно в помещение, а краска используется для повторного окрашивания.

Моно-циклоны или Двойные циклоны собственного производства для систем рекуперации

Циклоны изготавливаются из углеродистой или нержавеющей стали, что облегчает их очистку и продувку при смене цвета. В зависимости от производительности линий циклоны имеют модели с расходом воздуха 6 000, 8 000, 12 000, 16 000, 18 000, 20 000, 22 000 м³ в час. Основной особенностью данных циклонов, является механическая шлифовка их внутренней поверхности. Это позволяет легко и быстро производить очистку системы аспирации при смене краски. Циклоны эффективно выделяют твердые фракции с размером частицы не менее 10 микрон. 

Внутренняя поверхность циклонов не имеет видимых неровностей или сварных швов. КПД данных циклонов, на указанных размерах частиц, составляет 96%.

Фотографии и модели циклонов и системы аспирации

Система очистки воздуха под кодовым именем Циклон

Его величество Циклон

Всем привет! В прошлой статье мы уже беседовали на тему аспирации воздуха. Тем кто не читал, можно глянуть тут. Сегодня мы продолжим эту тему, но немного в узком смысле. Давайте познакомимся с системой аспирации воздуха циклон.

Циклон — понятие не новое. Впервые оно появилось в далеком 19-м веке, но по сей день циклон является наиболее популярным средством очистки воздуха. Этот трудяга, похожий на космический корабль пришельцев, способен и в зной, и в стужу служить верой и правдой своему хозяину, ничего не требуя взамен. Циклон добился своей популярности с самого зарождения, благодаря простой и надежной конструкции. В нем нет ничего лишнего, только функционал, который обеспечивает практичную форму воздухоочистки.

Принцип работы циклона

Принцип работы циклона

Принцип работы циклона достаточно прост, но по своему уникален. Без его участия вентилятор способен просто высасывать частицы отходов из рабочего помещения и выбрасывать их куда-нибудь на улицу. Такой вариант развития событий экологам явно не понравится. Но стоит только задействовать в системе циклон, как картинка кардинально меняется. Давайте более подробно рассмотрим, как все происходит. Так вот, вентилятор засасывает воздух вместе с различными твердыми частицами во входной канал циклона. Благодаря особой конструкции, эти частицы начинают вращаться с бешеной скоростью внутри корпуса. В результате вращения частицы врезаются во внутренние стенки, тем самым теряя кинетическую энергию. Обессиленные они осыпаются в конус циклона, а затем и в бункер. В то же время, в бункере образуется избыточное давление и входной воздух, продолжая вращаться, вихрем выходит наружу через выходной канал. Если циклон работает правильно, то на выходе получается чистый воздух практически без всяких частиц. Естественно о 100% очистке речи быть не может. Небольшая утечка имеет место быть, но ничто, как говорится, не совершенно. Если конструкторы добились результата с 3% погрешности — этот вариант чуть ли не идеальный. Однако на практике эта цифра, как правило, больше.

Циклон спасет мир?

Ну а теперь давайте поговорим начистоту. Такие ли они всемогущие эти циклоны?! Сухие цифры на бумаге — это всегда красиво и многие руководители довольно ухмыляются, когда видят простые и не особо затратные решения проблемы. Что ж придется вас немножечко огорчить. В реальности добиться на выходе идеально чистого воздуха — задача не из легких. Ну давайте, к примеру, рассмотрим деревообрабатывающую промышленность. Вы установили циклон, рассчитали мощность вентилятора и все вроде бы должно работать, но… Но вы совершенно позабыли о том, что один и тот же циклон по-разному реагирует на отходы, отличающихся операций обработки древесины. Грубая стружка при распиле и мелкая при шлифовке — это разные вещи для вашего подопечного. Если стружки будут послушно осыпаться в бункер, то мельчайшая пыль будет благополучно осыпаться на головы и жилые дома ваших ближайших соседей. Хорошо, если вы работаете где-нибудь в лесу, да и там вас могут настигнуть вездесущие экологи, которые грудью встанут на защиту матушки природы. Вам же в свою очередь придется расплачиваться не совсем «деревянными» рублями.

Как же быть с более тонкой очисткой? Можно использовать достаточно узкий циклон, но и тут есть свои минусы. Вместе с эффектом повышения очистки воздуха повышается и сопротивление, что в свою очередь требует использования мощного вентилятора. «Все нормально, деньги есть — купим и такой» — скажете вы. А вы слышали рев турбины самолета? Вот по шуму будет нечто подобное. Если вас этот фактор ничуть не заботит, то вперед и с песней, для тех же предприятий, которые предъявляют к уровню шума повышенные требования, стоит поискать другой вариант.

Соломоново решение

Мы уже ощущаем даже через монитор, как в наш адрес летит нецензурная брань руководителей предприятий… «Дайте нам идеальный вариант!» — кричите вы. Коллеги, расслабьтесь! Идеального варианта использования циклона просто не существует. Речь не идет о тех небольших предприятиях, на которых осуществляется какая-нибудь определенная операция по обработке. Там можно найти вариант, который обеспечит функциональную работу циклона. В случаях с цехами по многопрофильной обработке можно скорее найти золотую середину, нежели справиться с проблемой на все 100%. На работу циклона влияет огромное количество факторов, которые просто не возможно учесть. Перечислим некоторые из них для наглядности: наличие окон и дверей в рабочем помещении, количество работающего одновременно оборудования, профиль используемых станков и размер отходов, пора года, температура в помещении и снаружи, погода, состояние самого бункера (его наполненность, герметичность люков и наличие отверстий в нём), изменение местоположения станков, замена оборудования, изменения интерьера производственных помещений и многие многие другие.

Для достижения оптимального результата, навестите своих конкурентов, у которых уже работает такая штуковина. Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Если у вас будет такая возможность, присмотритесь к параметрам и условиям работы. Возможно, у вас тоже будет все отлично работать. В ином случае можно прибегнуть к более дорогостоящему варианту — использование комбинированной системы. Модульная система аспирации обеспечит очистку непосредственно каждого небольшого станка, а уже циклон будет делать то, с чем он способен отлично справляться.

Заказать монтаж циклона или получить консультацию можно позвонив по телефонам, указанным на сайте.
Хороших вам циклонов!

Циклон Вентиляшн Продактс Инк

Циклонная вентиляция — ваш выбор остановка для всех ваших потребностей в вентиляции. Мы несем Жалюзи, Дренажные Жалюзи, Шторм Жалюзи, заслонки, пентхаусы, кирпичные вентиляционные отверстия, регулирующие заслонки, обратная тяга Демпферы, моторизованные демпферы, центробежные крышные вытяжные трубы, центробежные настенные вытяжные трубы, центробежная подача с фильтрацией, потолок/шкаф Вентиляторы, пропеллерные крышные вентиляторы, пропеллерные настенные выхлопные трубы, барабанные вентиляторы, осевые трубы, прямоугольные, циркуляционные вентиляторы, обратные Наклонные воздуходувки, прямонаправленные воздуходувки, центробежные встроенные вентиляторы, коммерческие потолочные вентиляторы, крышные вытяжки, одобренные для ресторанов Вытяжные вентиляторы, Вытяжные рукава, Системы вытяжки выхлопных газов транспортных средств, Элементы управления обнаружением газа, Специальные композитные линии вентиляторов, Plastec Ventilation Blowers, Вентиляторы и воздуходувки из нержавеющей стали, Алюминиевые вентиляторы и воздуходувки, Трубчатые воздухонагреватели, Открытый змеевик Канальные нагреватели, Нагреватели с принудительной подачей воздуха, Решетки, Регистры, Диффузоры, Вентиляторы для сплит-систем, Портативное охлаждение, Вентиляторы осушителя, Взрыв Надежные вентиляторы, воздушные завесы и многое другое.

 

Даже если вы не видите, что вам нужно на нашем веб-сайте, не стесняйтесь обращаться в наш офис за помощью. Наш персонал имеет более 30 лет опыта работы в отрасли HVAC и может помочь вам во всех ваших вентиляционных проектах.

 

Циклонная вентиляция — это универсальное решение для всех ваших потребности в вентиляции.

Естественная вентиляция способствует смягчению последствий стихийных бедствий, вызванных циклонами

Использование естественной вентиляции в зонах циклонов не ограничивается только установкой вентиляторов и жалюзи, рассчитанных на циклоны.Естественная вентиляция сама по себе может принести множество преимуществ в борьбе с разрушительными силами циклонов и помочь смягчить ущерб, который часто остается позади. Здесь, в Airocle, мы находимся в авангарде систем вентиляции в Австралии, и обращаем внимание на важную роль, которую естественная вентиляция играет в регионах с циклонами.

Ветровые области для проектирования

Циклоны можно широко классифицировать в соответствии с их метеорологическими параметрами. Эти изменения описаны в AS/NZS 1170.2:2002 и делят Австралию на несколько циклонических регионов (категории от A до D) вместе с их годовой вероятностью превышения (уровни важности от 1 до 4).Понимание строительных норм и окружающей среды для вашего проекта позволяет вам указать систему естественной вентиляции, которая создана для работы.

Ветровая нагрузка

На конкретном участке должны учитываться факторы, которые могут увеличить или уменьшить местную скорость ветра. К ним относятся высота здания, топография, экранирование от построек и пригородной местности. Проектирование естественной вентиляции с учетом соответствующего давления ветра обеспечивает оптимальную производительность и структурную целостность.

Повышение давления в здании

Понимание давления, действующего на конструкцию, имеет решающее значение.Внутреннее давление действует вместе с внешним давлением всасывания, чтобы значительно изменить нагрузку на облицовку и конструкции. Использование естественной вентиляции в качестве системы сброса давления может помочь сбалансировать давление и нагрузку на здание, снижая риск повреждения конструкции во время циклонов.

Продукция Airocle и системы естественной вентиляции пережили некоторые из самых известных циклонов в истории Австралии.

9004
Cyclone Gust Speeds Статус
YASI 300 км / ч выжил
Ларри 240 км / ч Выжил
Trace 250 км /ч Выжил
Ингрид 325 км/ч Выжил

Мы часто обнаруживаем, что наши крышные проветриватели обеспечивают бесперебойную работу в районах, пострадавших от циклонов наши естественные вентиляторы рассчитаны на длительный срок службы.

Польза для вашего проекта

Системы естественной вентиляции в зонах циклонов обеспечивают четыре явных преимущества, поскольку они способны:

  • Улучшать комфорт для жителей вашего здания
  • Надежно обеспечивать пассивное управление опасностью задымления здание и
  • Снижают риск повреждения или отказа конструкции при сильном ветре.

Лидерство

Airocle предлагает ряд естественных вентиляторов и жалюзи, рассчитанных на циклоны, для всех регионов циклонов.Наш опыт в области проектирования, инженерные возможности и постоянные исследования в этой области благодаря нашему отраслевому партнерству с Университетом Нового Южного Уэльса гарантируют, что вы сможете найти правильный совет для вашего следующего проекта.

Мы предлагаем бесплатные консультации по проектированию для всех проектов, которые хотят использовать естественную вентиляцию, пассивную защиту от задымления и сброс давления. Позвоните в Airocle по телефону +61 2 4677 7300 и поговорите с одним из членов нашей команды дизайнеров уже сегодня.

Система естественной вентиляции с защитой от ураганов

Аппарат ИВЛ, способный выдержать ураган

Низкопрофильный вентилятор естественной вентиляции стал удачным вложением средств для компании Evonik Stockhausen.Этот специализированный химический завод приобрел несколько установок для своего предприятия. Вскоре после установки агрегаты в течение трех дней подвергались жестокому ветру и дождю урагана «Исаак». В итоге вода в здание не попала, и агрегаты не пострадали. Руководство завода было очень приятно, что они выбрали ураганостойкую вентиляцию с этими естественными вентиляторами.

В конечном счете, принятие мер по предотвращению повреждения водой с помощью соответствующей системы вентиляции может защитить ваше здание от непогоды.Соответственно, довольно часто именно крыша здания проявляет первые признаки износа после сильного ветра и дождя. Кроме того, ураганы могут быть особенно опасны как для жилых, так и для коммерческих объектов.

Для владельцев бизнеса ущерб от урагана может обойтись еще дороже, особенно если какие-либо утечки своевременно не устраняются и эти последствия начинают негативно сказываться на бизнесе. Прежде всего, важно действовать как можно раньше, а не позже, поскольку ущерб от воды, если его не устранить, может привести к более сложным проблемам в будущем.

Компания Evonik Stockhausen, расположенная в Гэривилле, штат Луизиана, установила низкопрофильную систему Moffitt незадолго до сезона ураганов в 2012 году. Цель состояла в том, чтобы сделать их здание более прохладным и комфортным. Однако самой важной заботой было обеспечение того, чтобы вода не попадала в помещение через отверстие.

Завод расположен в Гэривилле, штат Луизиана, примерно в 45 минутах езды к северо-западу от Нового Орлеана. Находясь в этом районе и испытав ужасные последствия урагана Катрина за несколько лет до этого, все знали реальную угрозу, которую ураганы представляли для этого района.Нужно было, чтобы их люк на крыше мог функционировать при ураганном ветре. Новые инвестиции также должны были выйти из шторма целыми и невредимыми.

Завод находился прямо посреди урагана Исаак. Буря прошла прямо над головой. Вентилятор с защитой от ураганов выдерживал устойчивые ветры до 70 миль в час и порывы до 80 миль в час. Паводковые воды поднялись на 12 дюймов. Несмотря на все это, ни одна капля не попала через вентиляционное отверстие на крыше, вентиляционное отверстие эффективно отводило всю воду из салона.В окрестностях были сильные паводковые воды и повреждения от ветра, но вентиляционное отверстие не пострадало.

Вентиляция с защитой от ураганов

Компания Evonik смогла пережить бурю, выбрав ураганостойкую вентиляцию с низкопрофильным вентилятором. Прочная алюминиевая конструкция позволяет ему выдерживать даже самые суровые условия. Получив бесплатный проект вентиляции, они сделали первый шаг к лучшему, более безопасному и надежному решению для вентиляции.

Чувствительность интенсивности тропического циклона к вентиляции в осесимметричной модели

 

Заголовок

АННОТАЦИЯ

Чувствительность интенсивности тропического циклона к вентиляции более холодного и сухого воздуха во внутреннем ядре исследуется с использованием осесимметричной модели тропического циклона с параметризованной моделью тропического циклона. вентиляция.Достаточно сильная вентиляция вызывает охлаждение теплого ядра верхнего уровня, сдвиг вторичной циркуляции радиально наружу и уменьшение моделируемой интенсивности. Увеличение мощности вентиляции и размещение вентиляции на уровне от среднего до нижнего приводит к большему снижению квазистационарной интенсивности, в то время как вентиляция верхнего уровня мало влияет на интенсивность. При сильной вентиляции реализуется колебательный режим интенсивности, связанный с переходными конвективными всплесками и сильными нисходящими потоками в пограничный слой.

Чувствительность интенсивности тропических циклонов к вентиляции можно рассматривать в контексте механической эффективности внутреннего ядра или модифицированного соотношения теплового ветра. В первом случае вентиляция снижает механический КПД, поскольку генерация доступной потенциальной энергии тратится впустую из-за энтропийного перемешивания над пограничным слоем. В последнем случае вентиляция ослабляет фронт энтропии стенки глаза, что приводит к снижению интенсивности за счет аргументов теплового ветра.

Эксперименты также подтверждают существование порога вентиляции, за которым не может поддерживаться тропический циклон.Нисходящие потоки подавляют поверхностные потоки, что в таком сценарии приводит к резкому падению интенсивности и серьезному разрушению конструкции. Для данного объема вентиляции ниже порога существует минимальная начальная интенсивность, необходимая для усиления до квазистационарной интенсивности.

(ProQuest: … означает, что формулы опущены.)

1. Введение

Тропические циклоны (ТЦ) часто аппроксимируются как осесимметричные явления первого порядка, но асимметричные черты, несомненно, являются фундаментальной частью структуры ТЦ.Хотя есть хорошее понимание типов волн, поддерживаемых TC, остается неясным, как эти волны взаимодействуют с вихрем, чтобы повлиять на среднюю интенсивность TC. Это исследование направлено на то, чтобы лучше понять одно конкретное термодинамическое взаимодействие, а именно эффект смешивания энтропии между стенкой глаза TC и окружающей средой за счет асимметричных движений.

Особое подмножество волн, называемых вихревыми волнами Россби, составляет большую часть мощности с низким волновым числом во внутреннем ядре ТЦ, особенно вдоль резкого радиального градиента потенциальной завихренности сразу за пределами радиуса максимального ветра.Предполагается, что вихревые волны Россби возбуждаются различными механизмами, такими как разрушение кольца завихренности с высоким потенциалом (Schubert et al. 1999), асимметричный диабатический нагрев (Wang 2002) и вертикальный сдвиг ветра в окружающей среде (Reasor et al. 2000). .

Вертикальный сдвиг ветра в окружающей среде возбуждает два типа вихревых волн Россби: квазимодовые и сдвиговые вихревые волны Россби. Квазимода представляет собой дискретную вихревую волновую моду Россби с номером один, описывающую наклон и прецессию вихря (Reasor and Montgomery 2001; Schecter et al.2002). Затем квазимода может распасться при проекции на сдвиговые вихревые волны Россби (Reasor et al. 2004). Сдвиговые вихревые волны Россби также могут возникать в результате любых возмущений потока или температуры, таких как асимметричная распределенная конвекция из-за вертикального сдвига ветра (Corbosiero et al. 2006).

Азимутальные возмущения, вызванные вихревыми волнами Россби, могут распространяться далеко за пределы внутреннего ядра. Например, Riemer et al. (2010) обнаружили, что возмущения, вызванные наклоном внутреннего ядра при моделировании вертикально сдвинутого ТЦ, достигают 40-50 км от центра, а возмущения, вызванные наклоном внешнего вихря, достигают 150-200 км. .Дисперсионные характеристики сдвинутых вихревых волн Россби также позволяют им влиять на структуру ТЦ от их радиусов возбуждения до их радиуса торможения, или радиуса, на котором радиальная групповая скорость обращается в нуль (Монтгомери и Калленбах, 1997). Радиус стагнации примерно в 3 раза больше радиуса максимального ветра.

Вихревые волны Россби, как и их аналоги в средних широтах, адвектируют и смешивают трассеры. Смешивание в ТЦ изучалось путем изучения топологии стационарного потока (Ример и Монтгомери, 2011), топологии зависящего от времени течения (Сапсис и Халлер, 2009; Резерфорд и др.2010a,b) и диагностика эффективной диффузии (Hendricks and Schubert 2009). Зависящие от времени исследования показали, что вихревые волны Россби (и другие нестационарные процессы) вызывают перемешивание, которое не может быть выполнено средним во времени потоком, поскольку сильные вихри создают барьер для бокового перемешивания (McIntyre 1989). Вихри перемешивают две важные величины: импульс и энтропию.

Это исследование будет сосредоточено на влиянии смешивания энтропии на ТЦ, но также важны потоки вихревых импульсов и их влияние на средний поток ТЦ.Взаимодействие вихревого импульса со средним потоком изучалось в идеализированных моделях ТЦ. Монтгомери и Калленбах (1997) впервые выдвинули гипотезу о том, что осевая симметризация сдвинутых вихревых волн Россби ускоряет средние тангенциальные ветры ТЦ. Эта гипотеза поддерживается как в баротропной, так и в бароклинной моделях для изначально заданных положительных возмущений потенциальной завихренности вблизи радиуса максимального ветра (Möller, Montgomery, 1999, 2000). Диагностика потоков Элиассена-Палма для усиливающегося ТЦ также показывает, что вихревые потоки импульса ускоряют и сжимают максимальные тангенциальные ветры в нижней тропосфере (Chen et al.2003). Напротив, растущие дискретные вихревые моды волн Россби, такие как вызванные баротропной неустойчивостью, ослабляют интенсивность за счет извлечения энергии из среднего состояния (Квон и Франк, 2005). Кроме того, Nolan and Grasso (2003) и Nolan et al. (2007) обнаружили, что возмущения, вызванные асимметричным нагревом, ослабляют ТЦ из-за нисходящих потоков вихревого импульса, и вместо этого симметричный отклик на усредненный по азимуту нагрев намного больше и ответственен за усиление.

В дополнение к вихревым потокам импульса вихри влияют на распределение энтропии и бюджет внутреннего ядра через вентиляцию.Вентиляция – это поток низкоэнтропийного окружающего воздуха во внутреннее ядро ​​ТЦ (Simpson and Riehl, 1958). Достаточно сильный вертикальный сдвиг, или, точнее, относительный поток, может вентилировать ТЦ, деформируя топологию потока, позволяя окружающему воздуху проникать внутрь по спирали (Ример и Монтгомери, 2011). Однако окружающий воздух не сможет проникнуть во внутреннее ядро, если только относительный поток не будет достаточно сильным или вихрь не будет слабым. Вместо этого возмущения потока, вызванные квазимодовыми и сдвиговыми вихревыми волнами Россби, являются одним из возможных посредников, которые могут адвективно перемещать и смешивать воздух окружающей среды с низкой энтропией дальше внутрь.

Вихревые потоки энтропии во внутреннее ядро ​​важно учитывать, потому что воздух с низкой энтропией расстраивает тепловую машину TC и ограничивает интенсивность. Танг и Эмануэль (2010 г., далее TE10) использовали осесимметричную, стационарную и наклонно нейтральную структуру, чтобы показать, что вентиляция снижает выработку механической энергии, необходимой для управления ветром в ТЦ. Основные выводы из идеализированной схемы: 1) увеличение вентиляции нелинейно снижает стационарную интенсивность ниже потенциальной интенсивности; 2) вентиляция увеличивает начальную интенсивность, необходимую для усиления TC; 3) существует вентиляционный порог, выше которого возможны только ослабляющие ТК.Кроме того, вентиляция увеличивает температуру выходящего потока или, что то же самое, снижает термодинамическую эффективность.

Несколько трехмерных численных симуляций влажной среды изучали вентиляцию в TC с вертикальным сдвигом, но исследования различаются в зависимости от предлагаемого «аромата» вентиляционного пути. Первый аромат — это путь верхнего уровня. Франк и Ричи (2001 г.) и Квон и Франк (2008 г.) обнаружили, что вертикальный сдвиг ветра возбуждает асимметрии посредством как баротропных, так и бароклинных процессов в верхней части вихря.Они предположили, что асимметрия со временем ослабевает, ослабляя вихрь сверху вниз. Ослабление происходит по мере того, как теплое ядро ​​верхнего уровня подвергается эрозии вихревыми тепловыми потоками, что приводит к гидростатическому увеличению центрального минимального давления. Второй вариант — это путь среднего уровня. Анализ лагранжевой обратной траектории сдвинутого TC показывает, что стенка глаза вентилируется посылками, происходящими на средних уровнях. Вентиляция среднего уровня приводит к снижению эквивалентной потенциальной температуры стенки глаза примерно на 1 К (Cram et al.2007). Третий вариант — путь низкого уровня. Ример и др. (2010) и Riemer and Montgomery (2011) обнаружили, что воздух окружающей среды с низкой энтропией подрывает конвекцию ТЦ в их моделировании. Впоследствии нисходящие потоки уносят воздух с низкой энтропией вниз в пограничный слой, где он втягивается во внутреннее ядро ​​ТЦ через вторичную циркуляцию. Тем не менее, поверхностные потоки могут существенно изменить воздух с низкой энтропией к тому времени, когда он достигнет стенки глаза (Пауэлл, 1990). Неясно, какие пути наиболее вредны для TC.Кинетическая энергия вихрей может быть выше на верхних уровнях, но градиент энтропии слаб, и вихревые движения могут лежать вдоль изоэнтроп. Наоборот, кинетическая энергия вихря может быть не такой большой на средних уровнях, но градиент энтропии гораздо более выражен.

Чтобы решить эту проблему, мы оцениваем чувствительность интенсивности TC к различным ароматам вентиляции в осесимметричной, негидростатической модели TC с конечным объемом, которая описана в разделе 2. После контрольного запуска, представленного в разделе 3, набор Эксперименты и диагностика интенсивности используются для изучения чувствительности интенсивности ТК к амплитуде и высоте фиксированной области вентиляции в секции 4.Другой набор экспериментов с адаптивной областью вентиляции, следующей за стенкой глаза, используется для оценки основных результатов TE10 в разделе 5. Выводы следуют в разделе 6.

2. Описание модели

Текущая модель разработана с использованием двух разум. Во-первых, модель спроектирована так, чтобы быть простой в вычислительном отношении и, таким образом, сохраняет некоторые черты модели Ротунно и Эмануэля (1987, далее RE87), которые сделали ее полезной для изучения осесимметричных процессов ТЦ.Во-вторых, поскольку бюджеты энтропии и энергии являются мощными диагностическими инструментами для анализа ТС, модель разработана таким образом, чтобы масса, энергия и энтропия строго сохранялись в отсутствие источников или стоков.

а. Управляющие уравнения

Как и модель RE87, текущая модель выражена в цилиндрических координатах … на плоскости f и является негидростатической, сжимаемой и осесимметричной. Прогностическими переменными, выбранными в этой модели, являются радиальный, тангенциальный и вертикальный импульс на единицу объема…. псевдоадиабатическая энтропия на единицу объема … и плотности сухого воздуха, водяного пара и жидкой воды … где qy – коэффициент смешивания водяного пара, а ql – коэффициент смешивания жидкой воды. Управляющие уравнения для этих переменных в форме потока:

… (1)

… (2)

… (3)

… (4)

… (5)

… (6)

… (7)

Остальные переменные – параметр Кориолиса f , ускорение свободного падения g, удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном давлении cpd, функция Экснера P, потенциальная температура u, виртуальная потенциальная температура uy и конечная скорость дождевых капель … и M относятся к турбулентному, радиационному, диссипативному нагреву и терминам микрофизики соответственно. Подробности этих условий можно найти в приложении.

Виртуальная потенциальная температура определяется как

… (8)

, где Ry — газовая постоянная водяного пара, а Rd — газовая постоянная сухого воздуха. Кроме того, функция Экснера теперь является диагностической переменной. При использовании закона идеального газа …

… (9)

где p – давление, pb – базовое давление на поверхности, а cyd – удельная теплоемкость сухого воздуха при постоянном объеме.

Суммирование (5)-(7) дает уравнение сохранения для полной массы:

… (10)

где … – полная плотность. Второй член в правой части (10) отражает влияние выпадающих осадков на бюджет массы.

УРАВНЕНИЕ ЭНТРОПИИ

Ряд моделей облаков использовали влажную энтропию в качестве прогностической переменной, чтобы воспользоваться тем фактом, что она сохраняется для обратимых влажных адиабатических процессов и освобождает от необходимости явно вычислять диабатический нагрев из-за фазовых переходов. .Например, Ooyama (1990, 2001) предложил формулировку энтропии двойного состояния для численных моделей влажности в зависимости от наличия конденсата, а Zeng et al. (2005) разработали модель с исчерпывающим уравнением энтропии влаги для изучения взаимодействия между облаками и крупномасштабными циркуляциями.

Обычно делаются аппроксимации полной энтропии или другого адиабатического инварианта, чтобы получить более понятное выражение и сэкономить вычислительные затраты (Липпс и Хемлер, 1980; Триполи и Коттон, 1981; Брайан и Фрич, 2004).Допущение, используемое в этой модели, состоит в том, чтобы пренебречь вкладом жидкой воды и энтропии льда, также известным как псевдоадиабатическое приближение.

Уравнение энтропии модели, заданное формулой (4), теперь получено. Пренебрегая вкладом жидкой воды, первый закон термодинамики для влажного воздуха можно записать в виде

… (11)

где cl – удельная теплоемкость жидкой воды, Ly – скрытая теплота парообразования, T – температура, pd — сухое давление, H — относительная влажность (Emanuel 1994).Брайан (2008) отметил, что член qycld ln (T) можно игнорировать для широкого диапазона атмосферных условий, компенсируя его фиксированным завышенным значением … Следуя этому подходу и интегрируя (11) от заданного исходного состояния до быть при температуре 1 К, соотношении водяного пара 0 кг кг21 и сухом давлении 1 Па – до уровня насыщения получается

… (12)

, где переменные с индексом L оцениваются при уровень насыщения.

Окончательное упрощение (12) заключается в замене TL эмпирическим соотношением, поскольку простой аналитической формулы для TL не существует.Температура уровня насыщения является функцией как u, так и qy, но наиболее чувствительна к qy для интересующего диапазона атмосферных условий, а именно для средних тропиков. Чтобы продемонстрировать это, на рис. 1 показаны значения TL в зависимости от qy. Каждый набор символов относится к разным парам температур и давлений из среднего сезона ураганов в Иордании (Jordan 1958), но с относительной влажностью от 10% до 100%; TL рассчитывается по эмпирической формуле Bolton (1980):

… (13)

где e — давление пара. В разумной степени каждый набор символов перекрывается друг с другом, что указывает на небольшую чувствительность TL к комбинациям средней температуры и давления, встречающимся в тропиках. Следовательно, TL можно аппроксимировать только как функцию qy. Применение логарифмической аппроксимации данных по методу наименьших квадратов приводит к следующей эмпирической параметризации для TL, которая определяется как TL:

… (14)

, где … и … Эмпирическая кривая, представляющая TL нанесен на рис.1 в виде пунктирной черной линии. Позже станет ясно, почему нельзя допустить, чтобы TL опускалась ниже A. Кроме того, следует подчеркнуть, что (14) откалиброван для средней тропической среды и должен быть откалиброван для других целей.

Использование (14) и определение потенциальной температуры приводит к упрощенному выражению для sp:

… (15)

или, в терминах псевдоэквивалентной потенциальной температуры uep:

… (16)

такой, что …

Есть явное преимущество в выражении TL только через qy, так как это делает второй член в правой части (15) или показатель степени в (16) только функцией qy. Эта простая зависимость от qy допускает такое же простое уравнение сохранения для sp, которое можно вывести, взяв полную производную от (15):

… (17)

Ясно, что TL не может быть меньше A, так как это соответствовало бы отрицательной скрытой энергии. Для ненасыщенных адиабатических смещений сохраняются как u, так и qy, что приводит к желаемому свойству сохранения sp.Для насыщенных адиабатических перемещений конденсация (испарение) и латентный нагрев (охлаждение) ограничены для сохранения sp.

Фиксированное значение скрытой теплоты парообразования является оставшимся параметром, который необходимо откалибровать. Брайан (2008) и Дэвис-Джонс (2009) оптимизировали аппроксимацию sp, используя завышенные значения Lyo, чтобы минимизировать ошибку в sp. Здесь используется аналогичный подход путем сравнения (16) с высокоточной формулой, разработанной Дэвисом-Джонсом. .1 Подобно TL, оптимизация выполняется для профилей температуры, которые составляют 65 K вокруг среднего сезона ураганов в Иордании, а также для всего диапазона относительной влажности.Минимизация среднеквадратичной ошибки (RSME) в этом фазовом пространстве дает значение для Lyo 2,678 3 106 Дж кг21 со RMSE 0,24 K, сравнимое по точности с другими приближениями uep.

Используя оптимизированное значение Lyo, разница в профилях температуры и отношения смешивания водяного пара между двумя изначально идентичными участками (T 5 28°C, H 5 75% и p 5 1015 гПа), поднятая с использованием (17) и (11), равна показано на рис. 2. Ошибки малы ниже подъемного уровня конденсации. Выше подъемного уровня конденсации посылка имеет тенденцию быть слишком теплой и влажной.Ошибка температуры является самой большой в средней и верхней тропосфере, в то время как ошибка отношения смешивания водяного пара является самой большой на средних уровнях.

б. Численные методы

Прогностические переменные расположены в шахматном порядке с использованием сетки Аракавы C (Arakawa and Lamb 1977) с радиальным шагом сетки 2 км и вертикальным шагом сетки 300 м. Члены потока рассчитываются с использованием метода углового переноса конечного объема с монотонизированным центральным ограничителем потока (Durran 1999; LeVeque 2002), который имеет желаемое качество сохранения импульса, массы и энтропии, когда на границах расчетной области нет потоков. ни внутренних источников.Шаг по времени выполняется с использованием явного метода Рунге-Кутты третьего порядка с разделенным временным шагом и акустическим фильтром в терминах давления, аналогично тому, который используется в модели исследования погоды и прогнозирования (Wicker and Skamarock 2002; Klemp et al. 2007). ). Отражение гравитационных волн на внешней границе (r 5 1000 км) предотвращается заданием граничного условия «оттока» в соответствии с Klemp and Wilhelmson (1978) и RE87. Ниже вершины области (z 5 24 км) используется слой губки толщиной примерно 5 км с неявным рэлеевским демпфированием (Klemp et al.2008).

3. Инициализация и раскрутка

Модель инициализируется зондированием, показанным на рис. 3, нейтральным по отношению к неразбавленному всплытию пакетов подоблачного слоя. В этом исследовании зондирование производилось от поверхностного участка с начальным давлением 1015 мбар, начальной температурой, равной температуре поверхности моря 288°C, и начальной относительной влажностью 75%. Посылка поднимается таким образом, чтобы сохранить sp. Чтобы иметь тропопаузу и стратосферу, используется профиль средней температуры сезона ураганов в Иордане над высотой, где поднятый пакет впервые становится холоднее, чем зондирование Джордана.Соотношение смешивания водяного пара ниже уровня подъемной конденсации посылки сохраняется. Выше уровня подъемной конденсации относительная влажность устанавливается на уровне 50%, так что могут происходить испарения и нисходящие потоки воздуха.

Вихрь силы тропического шторма вставлен в область с параметром Кориолиса, установленным на 5 3 1025 с21. Вихрь имеет максимальную скорость тангенциального ветра 20 м с21 в радиусе 100 км, а радиальный профиль тангенциального ветра соответствует параметрической формуле Эмануэля (2004) с внешним радиусом 500 км.По вертикали тангенциальный ветер максимален у поверхности и исчезает в тропопаузе. Кроме того, поля температуры и массы корректируются так, чтобы они находились в балансе теплового ветра с начальным вихрем в соответствии с неупругим приближением Смита (2006).

ТЦ раскручивается от своего начального состояния до тех пор, пока не достигнет устойчивого состояния через семь дней, как показано на рис. 4. Максимальные тангенциальные ветры составляют 67 м с21 на высоте 1 км и радиусе 25 км. Радиус максимального ветрового уклона наружу до 50 км на высоте 12 км.Вторичная циркуляция, очерченная функцией тока массы на рис. 4а, состоит из сильного притока в самом нижнем 1 км, глубокого косого восходящего движения в стенке глаза по радиальному кольцу примерно 20 км вокруг радиуса максимального ветра и сильного оттока вокруг высота 13-15 км. Волнистость функции тока, когда она поднимается вверх по стенке глаза, указывает на инерционные колебания, вызванные неуравновешенным потоком. В стенке глаза существует столбец высокой, почти постоянной энтропии. Гораздо более низкие значения энтропии обнаруживаются на средних уровнях за стенкой глаза, а самые низкие значения наблюдаются на высоте 2-3 км.На этом уровне относительно сухой воздух с алофт оседал и радиационно охлаждался. В других местах за стенкой глаза происходит неглубокая конвекция, но стабилизация, вызванная оседанием из-за термически прямой циркуляции ТЦ, и возникающее в результате конвективное торможение предотвращает образование глубоких конвективных дождевых полос.

4. Эксперименты с фиксированной вентиляцией

Набор экспериментов, перечисленных в таблице 1, используется для оценки чувствительности TC к мощности и высоте вентиляции.После того, как TC достигает установившегося состояния, область вентиляции вводится путем добавления члена к параметризации турбулентного потока энтропии, отражающего фиксированную область усиленного смешения энтропии между стенкой глаза и окружающей средой: 2

, где r1, r2, z1 и z2 — заданные границы области вентиляции, rm — радиус максимального ветра. Функция локализации ограничивает площадь вентиляции и выбирается как кусочно-линейная функция по радиусу. Функция локализации достигает максимального значения, равного единице, при начальном радиусе максимального ветра, когда кинетическая энергия вихря максимальна (Ванг, 2002), и линейно уменьшается до нуля при r1 и r2.Радиальная протяженность вентиляционной области отражает заданное кольцо, в котором вихревые волны Россби способны смешивать энтропию между стенкой глаза и окружающей средой в пределах радиуса застоя вихревой волны Россби (Монтгомери и Калленбах, 1997). В то время как ширина вентиляционной области поддерживается постоянной на уровне 40 км во всех экспериментах, r1, rm и r2 смещаются в зависимости от начального положения радиуса максимального ветра в каждом эксперименте. В вертикальном направлении функция локализации ограничивает смешивание между z1 и z2.Радиусы и высоты в L для каждого из следующих экспериментов в этом разделе приведены в таблице 1.

Эффективная вихревая вязкость объясняет способность вихревых волн Россби переносить трассеры на конечные расстояния до того, как диффузионные эффекты вызовут необратимое перемешивание. Таким образом, эффективная вихревая вязкость обычно больше, чем обычная вихревая вязкость параметризации турбулентности в подсеточном масштабе в модели.С помощью простого масштабирования порядок эффективной вязкости можно оценить, умножив приблизительный радиальный масштаб вихря (104 м) на разницу в средней тангенциальной скорости поперек вихря (10 м·с21). Это дает значения эффективной турбулентной вязкости O(105) м2 с21. Для сравнения Хендрикс и Шуберт (2009) обнаружили, что разрушающиеся вихревые волны Россби способны смешивать трассеры на радиальных расстояниях 60–80 км, при этом эффективная вихревая вязкость находится в диапазоне от O(103) до O(104) м2 с21. возможных значений ne отражает высокую степень неопределенности, и в экспериментах выбирается большой диапазон.

а. Амплитуда вентиляции

В первой серии экспериментов по вентиляции «А» амплитуда вихревой вязкости варьировалась от 1,0 3 104 м2 с21 до 5,0 3 105 м2 с21. Перемешивание происходит между высотами 2 и 4 км и первоначально концентрируется вдоль большого радиального градиента энтропии внешнего края стенки глаза. В дальнейшем ТК претерпевает существенные интенсивные и структурные изменения, если вентиляция достаточно сильная. На рис.5. Прямое влияние вентиляции заключается в перераспределении энтропии в пределах функции локализации, так что происходит уменьшение энтропии в глазной стенке и увеличение в околовнутренней области ядра между высотой 2 и 4 км. Кроме того, существуют различия в энтропии в других местах, включая снижение энтропии через глубокий слой стенки глаза, увеличение энтропии на средних уровнях до 200 км из-за конвективной детренировки, значительное снижение энтропии в глазу на верхних уровнях, связанное с деградацией. теплого ядра верхнего уровня и увеличение энтропии в тонкой полосе на высоте 16 км, связанное с потеплением конвективной холодной вершины (Holloway, Neelin, 2007).Векторы на рис. 5 указывают на различия во вторичной циркуляции ТС между А50 и контрольным опытом. Вентиляция ослабила вторичную циркуляцию и сместила ее радиально наружу и вертикально вниз вверх. Радиус максимального ветра смещается радиально наружу от 25 до 40 км на высоте 1 км, а поток массы стенки глаза слабее из-за подмешивания менее плавучих частиц в стенку глаза через вентиляционный слой (не показан). Графики различий для других экспериментов показывают аналогичные закономерности, хотя и в меньшей степени.Следовательно, сильное локализованное перемешивание в небольшой области стенки глаза вызывает системные изменения в термодинамических и кинематических структурах.

Как видно из структурных изменений, происходит соответствующее снижение интенсивности ТЦ увеличению амплитуды вентиляции, как показано на рис. 6. Для эксперимента А01 ослабление максимальных тангенциальных ветров по сравнению с контрольным прогоном едва заметно различимы, тогда как ТЦ в экспериментах А30 и А50 ослабевают примерно на 15 м с21 в первые 10 ч.После этого возникают два резко различающихся режима интенсивности: квазистационарный режим и колебательный режим. Все эксперименты являются квазистационарными в течение 40 часов. Затем эксперименты А30 и А50 резко переходят в высокочастотный колебательный режим, где интенсивность быстро меняется на 5-12 м с21 в течение нескольких часов. Кроме того, средняя интенсивность в колебательный период ниже, чем в квазистационарный период.

Различия в квазистационарной интенсивности можно объяснить, исследуя механический КПД h внутреннего ядра.Механический КПД представляет собой отношение скорости работы, выполняемой системой, к скорости работы, которая потенциально может быть достигнута за счет энергии, подведенной к системе. В стационарном состоянии первую можно измерить интегральной скоростью диссипации механической энергии. Последний представляет собой скорость генерации доступной потенциальной энергии, которая включает как потоки поверхностной энтропии, так и диссипативный нагрев (Pauluis and Held 2002). Таким образом, механический КПД равен

… (20)

где D — скорость диссипации, Tref — эталонная температура, зависящая от состояния, а F sp z50 — поверхностный поток энтропии. Опорную температуру для каждой точки в области можно оценить, вычислив температуру каждой посылки на уровне нейтральной плавучести при зондировании, используемом для инициализации модели. По построению начальное зондирование имеет нулевую доступную потенциальную энергию и, таким образом, является эталонным состоянием модели.

Оценка слагаемых в (20) по всей области контрольного эксперимента показывает, что скорость генерации доступной потенциальной энергии намного больше, чем скорость диссипации механической энергии.В устойчивом состоянии это означает, что другой процесс должен откачивать доступную потенциальную энергию. Ответственным процессом является диффузия энтропии. В частности, диффузия энтропии представлена ​​турбулентным перемешиванием и поверхностной конвекцией вне внутреннего ядра, которые увлажняют и нагревают окружающую среду. Это приводит к разрушению доступной потенциальной энергии, которая в противном случае могла бы быть преобразована в среднюю кинетическую энергию вихря. Следовательно, диффузия энтропии приводит к механической неэффективности.Поэтому разумно ожидать, что вентиляция приведет к дальнейшему снижению механической эффективности, поскольку доступная потенциальная энергия тратится впустую на борьбу с вторжением воздуха из окружающей среды с низкой энтропией во внутреннее ядро.

Для диагностики влияния вентиляции на механическую эффективность, область интегрирования (20) выбрана так, чтобы она составляла самые внутренние 60 км и самые нижние 17 км, усредненные за 24-48 часов. Эта область охватывает как вентиляционную область, так и внутреннее ядро. Механический КПД для экспериментов по вентиляции «А» показан на рис.7а. При увеличении амплитуды вентиляции эффективность монотонно снижается от 75 % в контрольном цикле до 57 % в эксперименте А50.

Изменение доступной потенциальной энергии из-за вентиляции можно количественно определить как потери мощности из-за смешения энтропии. Потери мощности равны интегралу произведения дивергенции потока энтропии, включая параметры турбулентности и вентиляции, а также разность между температурой посылки и эталонной температурой (Pauluis 2007):

… (21)

Чтобы увидеть, как смешение энтропии приводит к разрушению доступной потенциальной энергии, представьте себе две посылки с изначально одинаковыми температурами, которые обмениваются энтропией. Первая посылка представляет собой насыщенную посылку, прикрывающую глаза, с высокой энтропией и эталонной температурой, характерной для холодной тропической тропопаузы. Второй участок представляет собой сухой участок окружающей среды с низкой энтропией и эталонной температурой, близкой к текущей температуре. Теперь небольшое количество энтропии перетекает от участка стенки глаза к участку окружающей среды, так что эталонные температуры не изменяются заметно: DSp равно и противоположно для каждого участка, при этом DSp равно 0 для участка стенки глаза.Однако, поскольку (T 2 Tref) посылки глазного дна намного больше, чем посылки окружающей среды, (21) является отрицательным при суммировании по обеим посылкам.

На рис. 7b показаны потери мощности из-за смешивания энтропии, нормализованные по значению контрольного прогона в той же области интегрирования, которая использовалась для расчета механического КПД, за исключением самых низких 2 км, чтобы предотвратить учет поверхностных потоков. По мере увеличения вентиляции значительно возрастают потери мощности. Например, в эксперименте A50 потери мощности возрастают до 3.в 5 раз больше, чем в контрольном эксперименте, или примерно на 60% больше мощности, генерируемой поверхностными потоками в том же регионе. Таким образом, большой процент доступной потенциальной генерации энергии во внутреннем ядре уничтожается вентиляцией. Это требует более низкого механического КПД и, следовательно, более низкой интенсивности.

б. Высота вентиляции

Во второй серии экспериментов высота вентиляции варьируется от 0 до 16 км, а эффективная вязкость поддерживается на уровне 5.03 105 м2 с21. В этом наборе экспериментов проверяется ослабляющая эффективность вентиляции на различной высоте путем размещения функции локализации в разных точках вдоль внешнего края стенки глаза. Временные ряды интенсивности TC для этих экспериментов показаны на рис. 8.

Вентиляция наиболее эффективна, когда она происходит на средних и низких уровнях. Первоначально наибольшее ослабление происходит для экспериментов H03 и H06, при этом заметно меньшее ослабление происходит по мере перемещения вентиляционного слоя вверх.Эксперимент H01 меньше ослабевает в первые 24 часа, чтобы ослабеть, и становится примерно таким же слабым, как эксперимент H03 через 40 часов. В экспериментах h22 и h25 интенсивность TC очень мало отличается от контрольного опыта. Таким образом, вентиляция выше 11 км не является механизмом, который может существенно ослабить ТЦ в этих рамках.

Степень, в которой вентиляция влияет на интенсивность ТК в экспериментах ”Н”, во многом определяется способностью вихревого смешения вызывать фронтолиз на энтропийном фронте стенки глаза.На средних уровнях этот потенциал максимален, поскольку в ближней к внутренней области ядра существует большой низкоэнтропийный резервуар относительно сухого воздуха, к которому могут получить доступ вихри (см. рис. 4b). На верхних уровнях радиальный градиент энтропии очень слаб, что снижает вентиляционный потенциал. Таким образом, кинетическая энергия вихря может быть очень велика на верхних уровнях, но она практически бесполезна для термодинамического ослабления. Это противоречит выводам Frank и Ritchie (2001), которые предположили, что TC с вертикальным сдвигом сначала ослабевает из-за вентиляции на верхних уровнях.

Баланс теплового ветра дает простой способ объяснить, как изменение высоты вентиляции влияет на квазистационарную интенсивность. Объединяя выражения для гидростатического баланса и градиентного баланса ветра путем перекрестного дифференцирования и используя определение углового момента, M 5 ry 1 0,5fr2, соотношение теплового ветра равно

… (22)

, где a – удельный объем (Эмануэль 1986). Поскольку a может быть выражено как функция s*p и p, используя соотношение Максвелла,

… (23)

приводит к тому, что (22) становится

… (24)

Кроме того, поскольку s*p ограничено функцией M при постоянном давлении,

… (25)

При делении (25) на ∂M/∂r,

… (26)

Выражение для максимальной скорости тангенциального ветра можно получить, интегрируя (26) по поверхности углового момента, проходящей через радиус максимального ветра в верхней части пограничного слоя. Чтобы получить простое выражение, двухслойная система, изображенная на рис.9 используется. Предполагается, что вентиляция происходит только при одном уровне давления ру. Посылки, поднимающиеся через стенку глаза из области I в область II, мгновенно смешиваются при пересечении уровня вентиляции, что приводит к мгновенному уменьшению величины градиента энтропии на стенке глаза. Кроме того, предполагается, что нейтральность сохраняется выше и ниже уровня вентиляции, так что поверхности углового момента и энтропии насыщения конгруэнтны друг другу в каждой отдельной области.В результате градиент энтропии насыщения по угловому моменту может быть выражен как

… (27)

, где cI и cII — (постоянные) градиенты энтропии на стенке глаза в области I и области II и F( py 2p) — ступенчатая функция Хевисайда с центром на уровне вентиляции.

При таком наборе предположений (26) можно кусочно проинтегрировать по поверхности углового момента, проходящей через радиус максимального ветра:

…(28)

где ro — внешний радиус, po — давление уровня истечения, pb — давление в кровле пограничного слоя. Вычислив интегралы и приняв … и …

… (29)

где Tb, Ty, To – температуры в кровле пограничного слоя, уровень проветривания и уровень оттока соответственно. Однако (29) не учитывает неуравновешенные эффекты, приводящие к суперградиентности тангенциальных ветров в верхней части пограничного слоя.Брайан и Ротунно (2009a) представили модификацию теории потенциальной интенсивности для учета несбалансированных эффектов. Применив их модификацию и позволив … становится

… (30)

, где z – азимутальная завихренность, а w – вертикальная скорость. Любая переменная с нижним индексом m оценивается в радиусе максимального ветра в верхней части пограничного слоя. Первый член в скобках в правой части представляет собой классическое выражение Эмануэля (1986), где максимальная скорость тангенциального ветра пропорциональна постоянному градиенту энтропии в стенке глаза.Второй член в скобках представляет собой поправку на вентиляцию. Увеличение Dc, то есть раздвигание контуров энтропии поперек уровня вентиляции, приводит к уменьшению величины члена в скобках, что приводит к уменьшению ym. Повышение температуры, при которой происходит вентиляция, увеличивает вес второго члена и также приводит к уменьшению ym. Наконец, последний член в правой части представляет собой вклад несбалансированных эффектов.

Теоретическая максимальная скорость тангенциального ветра на высоте 1 км в экспериментах по вентиляции «H» рассчитывается с помощью (30) с использованием осредненных по вертикали градиентов энтропии насыщения вдоль Mm над и под вентиляционным слоем.3 На рис. 10 показаны результаты этого расчета, а также модельная максимальная скорость тангенциального ветра на высоте 1 км, усредненная за 24–48 часов. Модифицированное уравнение теплового ветра хорошо подходит для оценки максимальной тангенциальной скорости ветра модели с завышением оценки на 10 м с21 для h22, h25 и контрольных экспериментов и занижением на 10 м с21 для экспериментов H03 и H06.

Поведение экспериментов ”H” можно объяснить, используя модифицированную зависимость теплового ветра. Размещение вентиляции на расстоянии 3 или 6 км приводит к большому Dc, поскольку воздух с очень низкой энтропией смешивается со стенкой глаза, что приводит к резкому скачку градиента энтропии в вентиляционном слое.Более того, Ty 2 To больше, когда вентиляция происходит ниже стенки глаза, что увеличивает эффект вентиляции. Сочетание этих двух эффектов приводит к существенному уменьшению максимальной скорости тангенциального ветра в верхней части пограничного слоя. По мере ослабления шторма возникает положительная обратная связь, поскольку cI также уменьшается по величине из-за более слабого притока пограничного слоя и поверхностных потоков, которые уменьшают фронтогенез на более низких уровнях. С другой стороны, фоновый радиальный градиент энтропии ослабевает, когда вентиляция перемещается вверх, что приводит к меньшему скачку градиента энтропии поперек вентиляционного слоя.Это особенно верно, когда вентиляция размещается выше 10 км, что объясняет, почему опыты h22 и h25 мало отличаются от контрольного опыта. Кроме того, по мере приближения Ty к To второй член в (30) обращается в нуль, и, таким образом, вентиляция в слое оттока мало влияет на максимальные тангенциальные ветры.

в. Колебательный режим интенсивности

Квазистационарный режим интенсивности достаточно хорошо описывается диагностикой механического КПД и теплового ветра, поскольку временные тенденции в балансах энтропии и энергии пренебрежимо малы.Кроме того, глазная стенка остается преимущественно нейтральной в косом направлении. Напротив, колебательный режим экспериментов А30 и А50 характеризуется быстрыми сдвигами осесимметричной структуры бури. Каждое колебание интенсивности определяется жизненным циклом конвективного взрыва. Во-первых, сильное перемешивание приводит к выбросу воздуха с высокой энтропией в окружающую среду вблизи ядра, что приводит к потенциальной наклонной нестабильности (не показано). В дальнейшем с высоты 3 км вспыхивает приподнятая косая конвекция, и осадки, выпадающие от конвективного всплеска, испаряются в сухой воздух внизу, вызывая интенсивный нисходящий поток 2—3 м с21.Нисходящие потоки переносят карман воздуха с низкой энтропией вниз в пограничный слой и вызывают компенсирующий приток через среднюю тропосферу, что приводит к дополнительному притоку внутрь потока воздуха из окружающей среды с низкой энтропией. Затем воздух с низкой энтропией в пограничном слое уносится внутрь радиальным притоком, стабилизируя атмосферный столб и вызывая временное прекращение конвекции до тех пор, пока поверхностные потоки не восстановят энтропию пограничного слоя. Процесс повторяется с периодом около 5-8 часов. Аналогичное поведение отмечено у Riemer et al.(2010) в их 3D-моделировании вертикально сдвинутого ТЦ, в частности, вымывания воздуха с низкой энтропией в приточный слой и связанного с этим снижения интенсивности (см. их рис. 13).

Жизненный цикл нескольких таких конвективных всплесков из эксперимента A50 показан на графике Ховмеллера на рис. 11а. Серая заливка — энтропия на самом низком уровне модели (z5150 м), а белые контуры — значительные потоки нисходящей энтропии на высоте 1,5 км. Каждый нисходящий поток переносит большое количество воздуха с низкой энтропией в пограничный слой, который затем перемещается внутрь.Поверхностные потоки восстанавливают энтропию, но не полностью, пока измененный нисходящим потоком воздух не достигнет радиуса максимального ветра ≥ 30 км. Результатом является уменьшение радиального градиента энтропии через глубокий слой стенки глаза. В ответ интенсивность резко снижается, о чем свидетельствуют провалы тангенциальной скорости ветра после каждого нисходящего потока на рис. 11б. Только после того, как эти большие нисходящие потоки прекратятся через 100 ч, ТЦ начнет восстанавливаться до более высокой средней интенсивности.

5. Эксперименты по адаптивной вентиляции

В предыдущих экспериментах вентиляция фиксируется в пространстве функцией локализации.Однако вентиляция не является постоянной во времени, поскольку она является функцией градиента энтропии, который меняется со временем. В следующей серии экспериментов наша цель — сравнить интенсивность ТК при разных, но постоянных значениях вентиляции во времени. Кроме того, вместо указания фиксированной области вентиляции, вентиляция адаптируется к состоянию TC, перемещаясь с местоположением радиуса максимального ветра, где кинетическая энергия вихря максимальна.

Для этого задается максимальный поток вихревой энтропии через поверхность момента импульса Mo на 10 км радиально наружу от радиуса максимального ветра с высоты 2-6 км.Эта поверхность углового момента примерно ограничивает внешний край стенки глаза. Величина потока энтропии в Мо поддерживается постоянной между значениями 0-30 Дж К21 с21 м22 и линейно убывает в обе стороны, так что она обращается в нуль на радиусе максимального ветра и на внешней границе области. Таким образом, воздух с низкой энтропией, направленный радиально наружу от стенки глаза, впрыскивается в стенку глаза с постоянной скоростью.

Вентиляция л рассчитывается по следующей формуле:

… (31)

где rb — плотность в верхней части пограничного слоя, а dr — характерная ширина стенки глаза. Характерная ширина стенки глаза установлена ​​равной 20 км, что является приблизительной шириной восходящей области стенки глаза в 1 м s21 на начальном этапе. Здесь l можно интерпретировать как поток вихревой энтропии через внешний край стенки глаза, нормированный на площадь кольца стенки глаза.

Эксперименты закончились через 10 дней, и на рис. 12 показаны последние 12-часовые средние максимальные тангенциальные ветры в зависимости от l.Затем экспериментальные результаты можно сравнить с теоретической стационарной интенсивностью вентилируемого ТК от ТЭ10, полученной из решения

… (32)

, где ym — максимальная скорость тангенциального ветра, yPI — потенциальная интенсивность , Ts – температура поверхности, To – средняя температура на выходе. Подходящей интенсивностью потенциала для использования в этом случае является интенсивность потенциала модели или стационарная интенсивность контрольного эксперимента. Реальные решения (32) показаны сплошной и штриховой серыми линиями на рис.12. Сплошная серая линия — единственное устойчивое равновесие и, следовательно, единственное физически наблюдаемое решение.

Первый постулат из ТЕ10 состоит в том, что усиление вентиляции вызывает монотонное снижение стационарной интенсивности. Ясно, что это имеет место и в экспериментах.

Второй постулат состоит в том, что существует вентиляционный порог, выше которого возможно только ослабляющее решение. На основе выходных данных модели порог вентиляции оценивается в 4,7 м с21 Дж кг21 К21.Эксперименты, которые превышают порог вентиляции, имеют резкое падение интенсивности, что указывает на превышение порога. Эксперименты выше вентиляционного порога очень неорганизованы, без четко определенного радиуса максимального ветра и когерентной вторичной циркуляции.

Резкое падение интенсивности может быть связано с нисходящими потоками, переносящими огромное количество воздуха с низкой энтропией в пограничный слой, так что генерация доступной механической энергии поверхностными потоками не может поддерживать ветры ТЦ как против рассеяния, так и против нисходящих потоков.Поток энтропии нисходящего потока определяется как

… (33)

, где функция Хевисайда F(2W) гарантирует, что в подынтегральную функцию включаются только нисходящие потоки. Штрихи относятся к возмущениям от медленно меняющегося среднего значения, определяемого путем запуска фильтра нижних частот через W и sp в каждой точке области.

На рис. 13 показан интегральный поток нисходящей энтропии на высоте 1,5 км и интегральный поток поверхностной энтропии для эксперимента с вентиляцией чуть менее 5 м с21 Дж кг21 К21.Обе величины оцениваются по кольцевому пространству между 20 и 60 км. В первые 140 ч поток нисходящей энтропии мал по сравнению с потоком поверхностной энтропии, а интенсивность ТЦ только медленно спадает с 67 до 55 м с21. Однако медленное скольжение по интенсивности вызывает одновременное уменьшение потоков поверхностной энтропии, что делает ТЦ все более восприимчивым к разрушительному воздействию нисходящих потоков. Начиная со 148 ч происходит очень большой нисходящий поток. Во время этого события поток энтропии нисходящего потока превышает поток поверхностной энтропии на короткий период времени.Отметим, что наблюдается временное увеличение приземных потоков энтропии, несмотря на уменьшение скорости ветра. Это увеличение является следствием большего неравновесия воздуха и моря, увеличивающего поверхностные потоки, что в небольшой степени смягчает влияние нисходящих потоков. Однако степени смягчения недостаточно, чтобы предотвратить резкое падение интенсивности. Другой крупный нисходящий поток происходит примерно через 160 часов, после чего следует череда умеренных нисходящих потоков, при этом максимальное ослабление отстает от нисходящего потока на несколько часов.После этого повышенный средний поток энтропии нисходящего потока в сочетании со значительным падением поверхностных потоков вызывает непрерывное затухание TC.

В экспериментах, где вентиляция превышает порог вентиляции, TC не ослабевает быстро до тех пор, пока вентиляция не передается в пограничный слой через сильные нисходящие потоки. В экспериментах с адаптивной вентиляцией наблюдается некоторая диффузия энтропии через стенку глаза, но, поскольку вентиляция всегда направлена ​​радиально наружу от радиуса максимального ветра, смешивание энтропии через стенку глаза не так сильно, как в экспериментах с фиксированной вентиляцией.Таким образом, возникает важный вывод о способности вентиляции ослаблять ТК. Если вентиляция не распространяется через всю стенку глаза, чтобы повлиять на радиальный градиент энтропии в более глубоком слое или не передается вниз к пограничному слою, где она может повлиять на энергетический баланс в пограничном слое TC, тогда вентиляция оказывает лишь незначительное влияние на интенсивность в этих рамках.

Третий постулат из ТЕ10 заключается в том, что существует минимальная начальная интенсивность, необходимая для усиления при данном объеме вентиляции.Теория предсказывает, что ТЦ с начальной интенсивностью ниже пунктирной линии на рис. 12 будут затухать, в то время как ТЦ с начальной интенсивностью выше нее будут усиливаться до стационарной интенсивности, указанной сплошной линией на рис. 12. В этой серии экспериментов вентиляция начинается в разное время на этапе интенсификации контрольного прогона. Вентиляция устанавливается на значение … для всех экспериментов, что соответствует теоретической минимальной интенсивности 27 м·с21, необходимой для усиления после начала вентиляции.На рис. 14 показаны временные ряды интенсивности из этого набора экспериментов. Буря с начальной интенсивностью 20 м с21 не усиливается. При всех остальных начальных интенсивностях ТЦ усиливается и сходится примерно к одной и той же интенсивности. Таким образом, результаты этой серии экспериментов подтверждают существование минимального порога интенсивности между 20 и 30 м с21 для заданного значения вентиляции, что согласуется с теорией. Однако, поскольку эволюция интенсивности имеет стохастическую составляющую, возможно, существует серая зона вокруг теоретического минимального порога интенсивности, которая содержит как усиливающие, так и ослабляющие ТЦ.

6. Выводы

Предполагается, что вентиляция ограничивает интенсивность ТЦ за счет притока низкоэнтропийного окружающего воздуха во внутреннее ядро ​​ТЦ. Несколько разновидностей гипотезы вентиляции включают вентиляцию теплого ядра верхнего уровня (Франк и Ричи, 2001; Квон и Франк, 2008), вентиляцию стенки глаза на среднем уровне (Симпсон и Риль, 1958; Крам и др., 2007) и модификацию нисходящего потока пограничный слой из-за вентиляции конвекции вблизи внутреннего ядра (Powell 1990; Riemer et al.2010 г.; Ример и Монтгомери, 2011). Осесимметричная модель разработана для оценки чувствительности интенсивности TC к этим возможным путям вентиляции.

Модель основана на модели RE87, но имеет некоторые заметные отличия и улучшения. Некоторые из этих отличий включают гораздо более строгое сохранение бюджетов, использование псевдоадиабатической энтропии в качестве прогностической переменной и улучшенные численные методы.

Вентиляция параметризована в модели с помощью простого нисходящего диффузионного потока энтропии, который нагнетает низкоэнтропийный воздух из окружающей среды в глазную стенку над заданной областью.Фиксированная область используется для изучения чувствительности интенсивности TC к амплитуде и высоте вентиляции, а адаптивная область, основанная на расположении стенки глаза, используется для оценки результатов TE10.

Начиная со зрелого ТК, вентиляция применяется к фиксированной области на среднем уровне стенки глаза с различной интенсивностью. В опытах с сильной вентиляцией происходит значительное выхолаживание теплого ядра верхнего уровня и смещение вторичной циркуляции радиально наружу. Кроме того, сильная вентиляция быстро ослабляет TC, что приводит к более низкой квазистационарной интенсивности.Снижение интенсивности является результатом более низкой механической эффективности из-за энтропийного перемешивания над пограничным слоем (Pauluis and Held 2002; Goody 2003). Через некоторое время моделирование с сильной вентиляцией переходит в колебательный режим, характеризующийся быстрыми колебаниями интенсивности до 12 м с21 с периодом 5-8 ч. Показано, что эти колебания связаны со вспышками косой конвекции, за которыми следует поток низкоэнтропийного воздуха вниз в пограничный слой нисходящими потоками.Кумулятивный эффект нисходящих потоков еще больше снижает среднюю интенсивность.

Чувствительность интенсивности ТК к высоте вентиляции также оценивают путем проведения экспериментов, в которых вентиляция перемещается вверх вдоль стенки глаза. Ослабление уменьшается по мере увеличения высоты вентиляции. Это поведение объясняется с помощью модифицированного соотношения теплового ветра. По мере того, как вентиляция перемещается вверх, изменение радиального градиента энтропии в вентиляционном слое уменьшается по величине, что приводит к меньшему влиянию на тангенциальную скорость ветра в верхней части пограничного слоя.Кроме того, по мере уменьшения разницы температур между вентиляционным слоем и отводящим слоем вентиляция становится менее эффективной в отношении ослабления. Наибольшее ослабление происходит, когда вентиляция происходит на средних и нижних уровнях, где разница энтропии между стенкой глаза и окружающей средой наибольшая, а разница температур между вентиляционным слоем и слоем оттока также относительно велика.

На основании этих данных вентиляция на средних уровнях представляется эффективным механизмом, с помощью которого может происходить снижение максимальной интенсивности.Кроме того, модификация пограничного слоя с нисходящим потоком также эффективно снижает эффективность тепловой машины урагана и ослабляет шторм. Тем не менее, вентиляция верхних этажей, по-видимому, не является эффективным механизмом ослабления в этой структуре.

В экспериментах по адаптивной вентиляции вентиляция отслеживает расположение стенки глаза таким образом, что стенка глаза вентилируется с постоянной скоростью. Эти эксперименты позволяют проверить ключевые аспекты теоретической формулировки TE10.Поддерживаются три компонента теории вентиляции: монотонное снижение интенсивности при увеличении вентиляции; наличие вентиляционного порога, за которым ТК существовать не может; и бифуркация интенсивности ТЦ в зависимости от силы начального вихря.

Простое приближение воздуха с низкой энтропией к внутреннему ядру мало что дает в этих экспериментах. Чтобы повлиять на энергетический баланс ТЦ и значительно ослабить шторм, должно происходить существенное необратимое смешение низкоэнтропийного окружающего воздуха с высокоэнтропийной магистралью вторичной циркуляции путем либо непосредственного перемешивания по всей стенке глаза, либо образования нисходящих потоков.В частности, в последнем случае ТЦ быстро ослабевает, когда поток энтропии нисходящего потока становится сравнимым с потоком поверхностной энтропии, так что генерация механической энергии поверхностными потоками не может поддерживать ветры ТЦ как против рассеяния, так и против нисходящих потоков.

Постановка экспериментов сильно идеализирована, поскольку сложные детали того, как на самом деле происходит вихревое энтропийное смешивание, не совсем понятны. Во-первых, параметризация вентиляции не отражает возможности нелокального перемешивания, когда энтропия может переноситься на большие расстояния, прежде чем необратимо смешаться в меньших масштабах.Во-вторых, существует большая неопределенность в соответствующих значениях эффективной турбулентной вязкости. Весьма полезными были бы оценки эффективных турбулентных вязкостей в бароклинном вихре, особенно находящемся под влиянием вертикального сдвига ветра. В-третьих, вентилируемая область не полностью зависит от состояния, тогда как дисперсионные характеристики вихревых волн Россби сильно зависят от характеристик вихря (Монтгомери и Калленбах, 1997), таких как радиальный градиент потенциальной завихренности.Наконец, обработка микрофизики в этой модели весьма упрощена, и детали испарения и таяния льда критически влияют на характеристики нисходящего потока (Srivastava 1987). Таким образом, существует неопределенность в отношении того, какая часть результатов переносится на трехмерное моделирование или на природу. По крайней мере, результаты этих идеализированных экспериментов показывают необходимость более тщательной оценки гипотезы вентиляции верхнего уровня и обеспечивают основу для исследования вентиляции в более сложных моделях.

Эффективность, с которой вертикальные сдвиговые вихревые волны Россби способны втягивать низкоэнтропийный воздух во внутреннее ядро ​​ТЦ, также необходимо изучить в 3D-моделях. Всесторонний анализ зависящей от времени топологии потока или эффективного коэффициента диффузии вертикально сдвинутых ТЦ мог бы внести ясность.

Благодарности. Мы благодарим Майка Монтгомери, Джона Молинари, Рича Ротунно, Джорджа Брайана и трех анонимных рецензентов за их предложения, которые помогли улучшить более раннюю версию этой рукописи, которая была одной из первых глав диссертации автора.Эта работа была поддержана NSF Grant ATM-0850639.

Ссылки

Ссылки

Аракава, А. и В. Лэмб, 1977: Расчетный дизайн основного динамического процесса модели общей циркуляции Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Методы вычислительной физики, Vol. 17, J. Chang, Ed., Academic Press, 173–265.

Бистер М. и К. Эмануэль, 1998 г.: Рассеивающий нагрев и интенсивность ураганов. Метеор. Атмос. Phys., 65, 233-240.

Блэк, П., и соавторы, 2007: Обмен воздух-море во время ураганов: синтез наблюдений из эксперимента переноса воздуха-моря в сопряженном пограничном слое.Бык. амер. Метеор. Соц., 88, 357-374.

Болтон, Д., 1980: Расчет эквивалентной потенциальной температуры. Пн. Wea. Обр., 108, 1046-1053.

Брайан, Г., 2008: О вычислении псевдоадиабатической энтропии и эквивалентной потенциальной температуры. Пн. Wea. Обр., 136, 5239-5245.

_____, и Дж. Фрич, 2004: Переоценка потенциальной температуры ледяной воды. Пн. Wea. Обр., 132, 2421-2431.

_____ и Р. Ротунно, 2009a: Оценка аналитической модели максимальной интенсивности тропических циклонов.Дж. Атмос. наук, 66, 3042-3060.

_____ и _____, 2009b: Максимальная интенсивность тропических циклонов в осесимметричном численном моделировании. Пн. Wea. Обр., 137, 1770-1789.

Чен Ю., Г. Брюнет и М. Яу, 2003 г.: Спиральные полосы в имитации урагана. Часть II: Диагностика волновой активности. Дж. Атмос. наук, 60, 1239-1256.

Корбозиеро, К., Дж. Молинари, А. Айер и М. Блэк, 2006 г.: Структура и эволюция урагана Елена (1985 г.). Часть II: Конвективные асимметрии и свидетельства существования вихревых волн Россби.Пн. Wea. Обр., 134, 3073-3091.

Крам, Т., Дж. Персинг, М. Монтгомери и С. Браун, 2007: Лагранжево траекторный взгляд на процессы переноса и смешивания между глазом, стенкой глаза и окружающей средой с использованием моделирования урагана Бонни с высоким разрешением (1998). Дж. Атмос. наук, 64, 1835-1856.

Дэвис-Джонс, Р., 2009: О формулах эквивалентной потенциальной температуры. Пн. Wea. Обр., 137, 3137-3148.

Durran, D., 1999: Численные методы для волновых уравнений в геофизической гидродинамике.Springer, 465 стр.

Эдсон, Дж. и соавторы, 2007: Эксперимент по сопряженным пограничным слоям и переносу воздух-море при слабом ветре. Бык.Амер. Метеор. Соц., 88, 341-356.

Эмануэль, К., 1986: Теория взаимодействия воздуха и моря для тропических циклонов. Часть I: Стационарное обслуживание. Дж. Атмос. наук, 43, 585-604.

_____, 1994: Атмосферная конвекция. Oxford University Press, 580 стр.

_____, 2004: Энергетика и структура тропических циклонов. Атмосферная турбулентность и мезомасштабная метеорология, Э.Федорович, Р. Ротунно и Б. Стивенс, ред., издательство Кембриджского университета, 165–192.

Frank, W., and E. Ritchie, 2001: Влияние вертикального сдвига ветра на интенсивность и структуру ураганов, моделируемых численно. Пн. Wea. Обр., 129, 2249-2269.

Гуди, Р., 2003: О механическом КПД глубокой тропической конвекции. Дж. Атмос. наук, 60, 2827-2832.

Gunn, R., and G. Kinzer, 1949: Конечная скорость падения капель воды в стоячем воздухе. Дж. Метеор., 6, 243-248.

Хартманн, Д., Дж. Холтон и К. Фу, 2001: Тепловой баланс тропической тропопаузы, перистых облаков и обезвоживания стратосферы. Геофиз. Рез. Письма, 28, 1969-1972.

Хендрикс, Э., и В. Шуберт, 2009: Перенос и перемешивание в идеализированных баротропных ураганоподобных вихрях. кв. Дж. Рой. Метеор. Соц., 135, 1456-1470.

Холлоуэй, К., и Дж. Нилин, 2007: Конвективная холодная вершина и квазиравновесие. Дж. Атмос. наук, 64, 1467-1487.

Джин Ю., В. Томпсон, С. Ван и К. Лиоу, 2007: Численное исследование влияния диссипативного нагрева на интенсивность тропических циклонов. Wea. Прогнозирование, 22, 950-966.

Джордан, К., 1958 г.: Средние измерения для района Вест-Индии. Ж. Метеор., 15, 91-97.

Кинзер Г. и Р. Ганн, 1951: Испарение, температура и время термической релаксации свободно падающих капель воды. Ж. Метеор., 8, 71-83.

Клемп Дж. и Р. Вильгельмсон, 1978 г.: Моделирование трехмерной динамики конвективных штормов.Дж. Атмос. наук, 35, 1070-1096.

_____, В. Скамарок и Дж. Дудхия, 2007: Консервативные методы интегрирования по времени с разделением и явным временем для сжимаемых негидростатических уравнений. Пн. Wea. Обр., 135, 2897-2913.

_____, Дж. Дудхия и А. Хассиотис, 2008 г.: Верхний слой, поглощающий гравитационные волны, для применений ЧПП. Пн. Wea. Обр., 136, 3987-4004.

Квон, Ю., и В. Франк, 2005: Динамическая нестабильность смоделированных ураганоподобных вихрей и их воздействие на основную структуру ураганов.Часть I: Сухие эксперименты. Дж. Атмос. Sci., 62, 3955-3973.

_____ и _____, 2008 г.: Динамическая нестабильность смоделированных ураганоподобных вихрей и их воздействие на основную структуру ураганов. Часть II: Влажные эксперименты. Дж. Атмос. наук, 65, 106-122.

Левек, Р., 2002: Методы конечного объема для гиперболических задач. Издательство Кембриджского университета, 558 стр.

Липпс, Ф. и Р. Хемлер, 1980: Еще один взгляд на термодинамическое уравнение для глубокой конвекции. Пн. Wea. преп., 108, 78-84.

Макинтайр, М., 1989: Об антарктической озоновой дыре. Дж. Атмос. Терр. физ., 51, 29-43.

Мёллер, Дж., и М. Монтгомери, 1999: Вихревые волны Россби и усиление урагана в баротропной модели. Дж. Атмос. наук, 56, 1674-1687.

_____ и _____, 2000: Эволюция тропических циклонов через потенциальные аномалии завихренности в трехмерной модели баланса. Дж. Атмос. наук, 57, 3366-3387.

Монтгомери, М., и Р. Калленбах, 1997: Теория вихревых волн Россби и ее применение к спиральным полосам и изменениям интенсивности ураганов.кв. Дж. Рой. Метеор. Соц., 123, 435-465.

Нолан, Д., и Л. Грассо, 2003: Негидростатические, трехмерные возмущения сбалансированных ураганоподобных вихрей. Часть II: Симметричный отклик и нелинейное моделирование. Дж. Атмос. наук, 60, 2717-2745.

_____, Ю. Мун и Д. Стерн, 2007 г.: Интенсификация тропических циклонов из-за асимметричной конвекции: Энергетика и эффективность. Дж. Атмос. наук, 64, 3377-3405.

Ooyama, K., 1990: Термодинамическая основа для моделирования влажной атмосферы.Дж. Атмос. наук, 47, 2580-2593.

_____, 2001: Динамическая и термодинамическая основа для моделирования влажной атмосферы с помощью параметризованной микрофизики. Дж. Атмос. наук, 58, 2073-2102.

Pauluis, O., 2007: Источники и поглотители доступной потенциальной энергии во влажной атмосфере. Дж. Атмос. наук, 64, 2627-2641.

_____ и И. Хелд, 2002: Энтропийный баланс атмосферы в радиационно-конвективном равновесии. Часть I: Максимальная работа и диссипация трения. Дж. Атмос. наук, 59, 125-139.

Пауэлл, М., 1990: Структура и динамика пограничного слоя во внешних полосах дождя ураганов. Часть II: Модификация нисходящего потока и восстановление смешанного слоя. Пн. Wea. Обр., 118, 918-938.

_____, П. Викери и Т. Рейнхольд, 2003 г.: Уменьшенный коэффициент лобового сопротивления при высоких скоростях ветра в тропических циклонах. Природа, 422, 279-283.

Ризор, П., и М. Монтгомери, 2001: Трехмерное выравнивание и коротация слабых TC-подобных вихрей с помощью линейных вихревых волн Россби. Дж. Атмос. наук, 58, 2306-2330.

_____, _____, Ф. Маркс и Дж. Гамаш, 2000: Структура с низким волновым числом и эволюция внутреннего ядра урагана, наблюдаемая с помощью бортового двойного доплеровского радара. Пн. Wea. Rev., 128, 1653-1680.

_____, _____, и Л. Грассо, 2004 г.: Новый взгляд на проблему тропических циклонов в вертикальном сдвиговом потоке: устойчивость вихрей. Дж. Атмос. наук, 61, 3-22.

Ример М. и М. Монтгомери, 2011 г.: Простые кинематические модели взаимодействия тропических циклонов с окружающей средой при вертикальном сдвиге ветра.Атмос. хим. Phys., 11, 9395-9414.

_____, _____ и М. Николлс, 2010 г.: Новая парадигма изменения интенсивности тропических циклонов: термодинамическое воздействие вертикального сдвига ветра на приточный слой. Атмос. хим. Phys., 10, 3163-3188.

Ротунно, Р., и К. Эмануэль, 1987: Теория взаимодействия воздуха и моря для тропических циклонов. Часть II: Эволюционное исследование с использованием негидростатической осесимметричной численной модели. Дж. Атмос. наук, 44, 542-561.

Резерфорд, Б., Г. Дангельмайр, Дж.Персинг, М. Кирби и М. Монтгомери, 2010a: лагранжево перемешивание в осесимметричной модели урагана. Атмос. хим. Phys., 10, 6777-6791.

_____, _____, _____, В. Шуберт и М. Монтгомери, 2010b: Адвективное смешение в модели недивергентного баротропного урагана. Атмос. хим. Phys., 10, 475-497.

Сапсис Т. и Г. Халлер, 2009 г.: Инерционная динамика частиц в урагане. Дж. Атмос. наук, 66, 2481-2492.

Шектер, Д., М. Монтгомери и П. Ризор, 2002: Теория вертикального выравнивания квазигеострофического вихря.Дж. Атмос. наук, 59, 150-168.

Шуберт В., М. Монтгомери, Р. Тафт, Т. Гуинн, С. Фултон, Дж. Коссин и Дж. Эдвардс, 1999 г.: Многоугольные стенки глаз, асимметричное сужение глаз и потенциальная завихренность при ураганах. Дж. Атмос. наук, 56, 1197-1223.

Симпсон Р. и Р. Риль, 1958 г. Вентиляция в средней тропосфере как фактор, препятствующий развитию и поддержанию ураганов. Препринты, Тех. конф. на ураганах, Майами-Бич, Флорида, амер. Метеор. соц., Д4-1-Д4-10.

Смит, Р., 2006: Точное определение уравновешенного осесимметричного вихря в сжимаемой атмосфере. Tellus, 58A, 98-103.

Шривастава, Р., 1987: Модель интенсивных нисходящих потоков, вызванных таянием и испарением осадков. Дж. Атмос. наук, 44, 1752-1774.

Танг Б. и К. Эмануэль, 2010 г.: Ограничение вентиляции среднего уровня на интенсивность тропических циклонов. Дж. Атмос. наук, 67, 1817-1830.

Триполи, Г. и В. Коттон, 1981: Использование потенциальной температуры ледяной воды в качестве термодинамической переменной в моделях глубокой атмосферы.Пн. Wea. Обр., 109, 1094-1102.

Wang, Y., 2002: Вихревые волны Россби в численно моделируемом тропическом циклоне. Часть I: Общая структура, потенциальная завихренность и запасы кинетической энергии. Дж. Атмос. наук, 59, 1213-1238.

Wicker, L., and W. Skamarock, 2002: Методы временного расщепления для эластичных моделей с использованием схем опережающего времени. Пн. Wea. Обр., 130, 2088-2097.

Зенг, X., В. Тао и Дж. Симпсон, 2005: Уравнение для энтропии влаги в осаждающей и ледяной атмосфере.Дж. Атмос. наук, 62, 4293-4309.

Чжан Д. и Э. Альтшулер, 1999 г.: Влияние диссипативного нагрева на интенсивность ураганов. Пн. Wea. Rev., 127, 3032-3038.

9000, 3032-3038.

Brian Tang

Национальный центр Brian Tang

для исследования атмосферы, * Boulder, Colorado

Kerry Emanuel

Massachusetts Институт технологий, Кембридж, Массачусетс

(Рукопись получила 8000 Сентябрь 2011 г., в окончательной форме 16 марта 2012 г.)

* Национальный центр атмосферных исследований поддерживается Национальным научным фондом.

Адрес для корреспонденции автора: Брайан Танг, Национальный центр атмосферных исследований, P.O. Box 3000, Boulder, CO 80307.

E-mail: [Email Protected]

DOI: 10.1175 / JAS-D-11-0232.1

Приложение

Приложение

Модель специфики

A. Микрофизика

Как и в модели RE87, облачная и дождевая вода не рассматриваются отдельно. Когда… вся жидкая вода находится в виде облачных капель с конечной скоростью, равной нулю.С другой стороны, когда … вся жидкая вода превращается в дождевую воду и падает с конечной скоростью 27 м·с21. Хотя это радикальное упрощение, оно устраняет прогностическую переменную и необходимость включения микрофизической параметризации, которая преобразует облака в дождевую воду и наоборот. Таким образом, вся конденсация и испарение происходят в масштабе сетки. Вывод алгоритма конденсации следует алгоритму Клемпа и Вильхельмсона (1978) с новым требованием, чтобы sp, как определено в этой модели, сохранялось.

Скорость конденсации/испарения … равна

… (A1)

где q*y – коэффициент смешивания водяного пара при насыщении, Dt – временной шаг модели, H – относительная влажность, evap – испарение ограничитель (поясняется ниже), а x определяется как

… (A2)

Константы в (A2) возникают в результате использования формулы Bolton (1980) для давления насыщенного пара. В модели RE87 предполагается, что испарение происходит так же быстро, как и конденсация, и ограничивается только количеством присутствующей жидкой воды; то есть относительная влажность ограничивается 100% в присутствии жидкой воды.Хотя это предположение подходит для облачных капель, оно завышает скорость испарения дождевых капель, падающих через ненасыщенный воздух, который может иметь шкалу времени испарения порядка десятков минут.

В качестве поправки на завышенную оценку испарения включается ограничитель испарения, когда ql превышает 1 г кг21. Ограничитель испарения можно получить, рассматривая изменение массы капли дождя, свободно падающей в воздухе, которое определяется уравнением

… (A3)

где m — масса капли, cy — макроскопический коэффициент диффузии, D — микроскопический коэффициент диффузии, Dry — изменение плотности водяного пара от поверхности капли к окружающей среде, a — радиус капли, rw — плотность жидкой воды (Кинзер и Ганн, 1951). Принимая однородное число капель в единице объема и постоянную сухую плотность локальной среды в процессе испарения, m можно заменить на ql. Более того, если предположить, что правая часть (A3) постоянна, то ее обратная величина представляет собой e-кратную шкалу времени для изменения ql из-за испарения:

… (A4)

Параметры в (A4) оценены эмпирически в Таблице 1 и Таблице 2 Kinzer and Gunn (1951). Предполагая, что диаметр капель дождя составляет 2,2 мм, что примерно соответствует конечной скорости 27 м·с21 (Ганн и Кинзер, 1949) и температуре 20°С, tиспар становится функцией только относительной влажности, как показано на рис. А1 крестиками. . Шкала времени испарения увеличивается с относительной влажностью, особенно когда окружающая среда приближается к насыщению. Для относительной влажности 10% шкала времени составляет около 6 минут и увеличивается примерно до часа, когда относительная влажность составляет 90%.

Поскольку данные Кинцера и Ганна (1951) дискретны, они подгоняются к касательной кривой, как показано линией на рис. A1, с уравнением касательной кривой:

… (A5)

б. Турбулентность

ТЦ содержат полный спектр неосесимметричных явлений, которые не может представить осесимметричная модель. Следовательно, их эффекты должны быть параметризованы. Параметризация турбулентности точно соответствует параметризации RE87, но должна быть скорректирована таким образом, чтобы насыщенное смешивание сохраняло sp.Более того, для формулировки параметризации турбулентности вместо уравнений несжимаемой жидкости используются сухие уравнения сжимаемой жидкости. Это позволяет результирующим условиям турбулентности более точно вписаться в численную схему модели. Результирующие турбулентные члены в (1)-(7) таковы:

… (A6)

… (A7)

… (A8)

… (A9)

где .. , и … Компоненты тензора напряжений равны

… (A10)

, где показана только верхняя правая часть тензора, поскольку она симметрична.Эти уравнения аналогичны используемым в моделях RE87 и Bryan and Rotunno (2009b), за исключением добавления расхождения в диагональных членах тензора напряжений и замены кинематической вязкости динамической вязкостью m. Турбулентные потоки остальных скалярных переменных равны

… (A11)

Динамическая вязкость и ее горизонтальный аналог mh определяются как

… (A12)

… (A13)

где l — длина вихревого перемешивания, lh — горизонтальная длина вихревого перемешивания, s — деформация, sh — горизонтальная деформация, Ri — число Ричардсона потока.Если …, то поток динамически стабилен и m устанавливается равным нулю. Для местоположений, где m превышает mh, mh устанавливается на значение m так, чтобы смешивание было изотропным. Основываясь на выводах Брайана и Ротунно (2009b), l установлено равным 100 м, а lh — 1500 м. Эти масштабы длины перемешивания вихрей, по-видимому, дают разумное представление об эволюции интенсивности в текущей модели. В глазу в верхней части пограничного слоя mh может достигать 104 кг м21 с21 для сильного шторма.

На нижней границе касательные напряжения и турбулентные потоки определяются формулами объемной аэродинамики:

… (A14)

… (A15)

… (A16)

… (A17)

где CD — коэффициент лобового сопротивления, а Ck — коэффициент энтальпийного обмена. Псевдоадиабатическая энтропия насыщения s*p и коэффициент смешивания водяного пара насыщения оцениваются при температуре поверхности моря, тогда как все остальные переменные оцениваются на самом низком уровне модели. Здесь CD задается модифицированной формулой Дикона:

… (A18)

, которая предполагает линейное увеличение CD со скоростью ветра: максимальное значение CD ограничено 3.031023, что является простым способом учета того факта, что CD не увеличивается неограниченно при высоких скоростях ветра (Powell et al. 2003). Величина предела выбрана достаточно высокой, учитывая неопределенность точных значений CD при высоких скоростях ветра.

Кроме того, существуют большие неопределенности в отношении значения Ck, особенно относительно CD при высоких скоростях ветра (Эдсон и др., 2007; Блэк и др., 2007). Для целей данного исследования Ck устанавливается равным CD, чтобы предотвратить введение дополнительной степени свободы, которая затруднила бы интерпретацию результатов.

Следуя Бистеру и Эмануэлю (1998), в модель добавлен диссипативный нагрев, вызванный турбулентной диссипацией кинетической энергии. Диссипативный нагрев в приземном слое возвращает тепло в теплый резервуар тепловой машины ТЦ, что приводит к увеличению скорости ветра и снижению давления. Чжан и Альтшулер (1999) и Джин и др. (2007) также обнаружили, что нагрев, вызванный внутренней диссипацией турбулентной кинетической энергии, важен для интенсивности ТЦ.

в. Излучение

Излучение является частью идеализированного термодинамического цикла ТЦ и обычно представляет собой сток энтропии.Радиационное охлаждение уравновешивает адиабатическое нагревание, вызванное оседанием, связанным с вторичной циркуляцией, а также помогает поддерживать резервуар доступной потенциальной энергии для питания ТЦ. Следуя RE87, излучение задается через ньютоновское охлаждение обратно к исходному профилю потенциальной температуры в дальней зоне. Шкала времени релаксации выбрана равной 12 часам, что является тем же значением, которое используется в RE87. Чтобы предотвратить чрезмерное охлаждение теплого ядра ТЦ, похолодание ограничено 2 К в день21, что является приблизительной верхней границей радиационного охлаждения в условиях ясного неба в тропиках (Hartmann et al.2001). Влияние облаков и водяного пара на баланс радиации не рассматривается.

300 мм 12 дюймов Циклонный пылеуловитель Japan Maker New 1 + Вентилятор 110 В Вентиляция

300 мм 12 дюймов Cyclone Dust Japan Maker Новый вытяжной дымосос 1 + Вентилятор 110 В Вентиляция + 1 Аппаратное обеспечение Оборудование для ванной Вентиляторы для ванной 300 мм 12 “Циклон Пыль Япония Производитель Новый вытяжной вентилятор 1 + Вентилятор 110 В Вентиляционный циклон, * 110 В *, +, 300 мм / 12 дюймов, Пыль, 1, $ 168, Аппаратное обеспечение, Оборудование для ванной комнаты, Вентиляторы для ванной комнаты, корона .jogjaprov.go.id, Вентилятор, Вытяжка/Вентиляция,/люди-и-планета/разнообразие-и-включение, Дым $168 300 мм/12 дюймов Циклонный пылеудаляющий вытяжной/вентиляционный вентилятор *110 В* + 1 Аппаратное обеспечение Ванная комната Вентиляторы для ванной Циклон, * 110 В *, +, 300 мм / 12 дюймов, Пыль, 1, 168 долларов США, Оборудование, Оборудование для ванной комнаты, Вентиляторы для ванной комнаты, corona.jogjaprov.go.id, Вентилятор, Вытяжка / Вентиляция, / люди и планета / разнообразие-и- включение, дым 300 мм 12 “циклонная пыль Япония производитель новый вытяжка дыма 1 + вентилятор 110 В вентиляция

168 долларов

300-мм/12-дюймовый циклонный вытяжной вентилятор/вытяжной вентилятор *110 В* + 1

  • Питание: 110 В, 1 фаза ~ Мощность: 380 Вт
  • Диаметр вентилятора: 300 мм/12 дюймов + 10 м воздуховода
  • Скорость вентилятора: 2800 об/мин Подача воздуха: 3400 м3/ч
  • Статическое давление: 350 Па/Шум: 80 дБА
|||

300-мм/12-дюймовый циклонный вытяжной вентилятор/вытяжной вентилятор *110 В* + 1

IMG Artists — мировой лидер в области исполнительского искусства, социальных сетей, организации фестивалей и мероприятий.На протяжении более тридцати лет компания устанавливает стандарты качества в таких областях, как управление артистами и знаменитостями, гастроли, танцы и аттракционы, управление фестивалями и мероприятиями и культурный консалтинг. Их специалисты в офисах на четырех континентах предлагают артистам, клиентам и партнерам компании беспрецедентный международный охват и богатый опыт.

Подпишитесь на информационный бюллетень IMG Artists сегодня, чтобы получать наши последние новости, информацию о событиях и многое другое прямо на ваш почтовый ящик.

Мощный вентилятор Cyclone 7 Белый

Технология циклонного разделения

В Cyclone 7 используется новейшая запатентованная технология циклонного разделения (№ 0402041.8). Это гарантирует, что все частицы, влага и пыль в воздухе втягиваются в вентилятор и удаляются за пределы объекта без необходимости использования фильтров, которые могут засориться. Это позволяет вентилятору обеспечивать максимальную производительность для контроля влажности и влажности при минимальном потреблении энергии.

Более того, эта уникальная технология получила Королевскую премию за инновации, отмеченную за выдающиеся преимущества и устойчивые характеристики.

 

На все случаи жизни

Cyclone 7 идеально подходит для установки в туалетах, ванных комнатах, кухнях и подсобных помещениях, обеспечивая высокоэффективную вытяжную вентиляцию в соответствии со строительными нормами и за их пределами.

Вентилятор Cyclone 7 подходит для всех: от простой установки через стену до встроенной установки на окнах и потолках благодаря использованию простых в установке комплектов принадлежностей.

Для дополнительной безопасности в ванных комнатах доступна версия для низкого напряжения.

 

Легкая очистка

Cyclone 7 был разработан с учетом простоты очистки и обслуживания. Вот почему это может быть выполнено безопасно и без проблем резидентом. Есть небольшой магнит, который отключает вентилятор, как только снимается передняя крышка.

Переднюю крышку и крыльчатку можно мыть в раковине или посудомоечной машине, а спираль вентилятора можно быстро и легко протереть тканью.

После повторной установки крыльчатки и замены передней крышки вентилятор продолжает работать в обычном режиме.

 

Простое обслуживание

Все техническое обслуживание и ремонт выполняются в одно мгновение простой заменой вставного/вставного центрального картриджа. Затем старый можно вернуть на завод для переработки или переработки. Нет никаких проблем с косметическим ремонтом или изменением проводки, а базовая установка вентилятора остается неизменной в течение всего срока службы объекта.Вентилятор восстановлен с еще одной 7-летней гарантией, что позволяет избежать попадания тысяч тонн пластика на наши быстро переполненные свалки.

Без вмешательства пользователя

В Cyclone 7 встроена интеллектуальная система отслеживания паров, которая постоянно контролирует уровень влажности. По мере повышения и понижения влажности скорость двигателя увеличивается и падает в прямой зависимости.

Это тихо и эффективно контролирует конденсацию, устраняя проблему шумных вытяжных вентиляторов и сокращая периоды времени, когда вентилятор работает на максимальной скорости, экономя энергию.

 

Удостоенный наград

Концепция Cyclone 7, известная своими уникальными и устойчивыми характеристиками, была удостоена Королевской премии за инновации.

Философия создания Cyclone 7 заключалась в разработке вытяжного вентилятора на всю жизнь, а не на свалку. Полностью пригодный для повторного использования, он рассчитан на срок службы здания, в котором он установлен, и потребляет лишь часть энергии, потребляемой традиционным вентилятором.

Вентилятор работает непрерывно с низкой скоростью, известной как струйка, чтобы гарантировать, что ваша кухня или ванная комната проветриваются на соответствующем уровне.Cyclone 7 автоматически изменит скорость вытяжки, когда обнаружит увеличение уровня влажности, проходящей через вентилятор.

Встраиваемая система вентиляции влажных помещений HIB Cyclone без подсветки – хром

Статус COVID-19 (июнь 2021 г.)
  • Наш веб-сайт, склад и все партнеры-курьеры открыты и полностью готовы к работе
  • Наши отделы обслуживания клиентов и продаж доступны по электронной почте и в чате
  • .
  • Доступность на складе для некоторых товаров, для которых указано время выполнения заказа (например,грамм. 3–7 дней) или дата отложенного заказа (например, ожидаемая поставка с [дата]) иногда не выполняется, и мы хотели бы принести искренние извинения, если это вас задело. Если вы работаете в очень сжатые сроки, рассмотрите возможность заказа строк «На складе» .

Прочитайте наше полное заявление о Covid-19 здесь.


БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА заказов на сумму более 500 фунтов стерлингов в большую часть Великобритании.
– При заказе на сумму более 500 фунтов стерлингов стандартная доставка в континентальную Великобританию БЕСПЛАТНА
– Заказы на сумму менее 500 фунтов стерлингов:

Для заказов на сумму менее 500 фунтов стерлингов стоимость* стандартной доставки отображается на каждой странице продукта сразу под кнопкой «Добавить в корзину» и зависит от размера товара.Мы также предлагаем варианты премиум-класса, такие как доставка на следующий день, в первой половине дня и в выходные дни для товаров, имеющихся в наличии, за дополнительную плату.

* Дополнительные надбавки обычно применяются к некоторым районам Северной Шотландии и Шотландских островов, Нормандских островов и Северной Ирландии; а также в некоторые районы материковой части Великобритании для крупных и хрупких предметов, которые отправляются специальным транспортом. Доплаты отображаются при оформлении заказа до подтверждения или вы можете ввести свой почтовый индекс на вкладке доставки на любой странице продукта , чтобы увидеть все доступные варианты и стоимость на ваш адрес для этого конкретного товара.Вы будете платить только один раз, независимо от того, сколько продуктов вы покупаете.


Сколько времени это займет?

Из более чем 5000 товаров, которые мы предлагаем, около 2000 позиций готовы к немедленной отправке прямо с нашего склада — эти товары помечены как «В наличии» или «Доставка на следующий день». , например 2–4 или 3–7 рабочих дней, и сразу же заказываются по запросу у наших партнеров по бренду. Эта информация отображается на каждой странице продукта на веб-сайте, а также в корзине перед оформлением заказа и в самом процессе оформления заказа.

При желании вы сможете разделить свой заказ на несколько доставок во время оформления заказа, если у них разное время выполнения.
Товары с пометкой «Доставка с [Дата]» доступны для предварительного заказа и будут размещены при предварительном заказе. Не нужно беспокоиться о двойных расходах на доставку: любых товаров по предварительному заказу в вашей корзине будут бесплатно отделены от вашей основной доставки, поэтому не будут задерживать ваш основной заказ. Они будут доставлены, как только поступят на наш склад.

В настоящее время мы наблюдаем снижение точности информации о запасах, которую мы получаем от наших торговых партнеров, а также неожиданные задержки с поступлением товаров в Великобританию. Несмотря на то, что мы по-прежнему соблюдаем подавляющее большинство этих сроков выполнения заказа, мы советуем заказывать товара «В наличии», если вы работаете в сжатые сроки. Мы гарантируем, что делаем все, что в наших силах, чтобы свести к минимуму любые задержки, но мы просим вас понять влияние Covid-19 и Brexit на нашу цепочку поставок.

Наш отдел продаж будет рад специально проверить любые продукты, которые не отображаются как «В наличии» — просто откройте чат с нами или отправьте нам электронное письмо.


Как узнать, когда ожидать доставку?

Мелкие заказы (например, смесители, аксессуары, душевые принадлежности, зеркала, зеркальные шкафы и радиаторы)

Если ваш заказ размером с посылку, мы отправим его, когда он будет готов, и отправим вам электронное письмо об отправке. Большинство наших небольших заказов отправляются через DHL, и при этом вы получите 1-часовой временной интервал утром в день доставки для удобства, а также возможность переупорядочить или оставить в целости у соседа и т. д.

Крупногабаритные заказы (ванна, умывальник, туалет, душевая кабина, мебель и т. д.)

Большие или громоздкие предметы тщательно проверяются и надежно размещаются на поддоне или в специальном транспортном средстве для доставки хрупких предметов (если вы не местный житель, тогда мы можем использовать собственные транспортные средства). Мы отправим вам электронное письмо, чтобы сообщить, что ваш товар покинул нас. В этом электронном письме о доставке вы найдете все, что вам нужно знать о хрупких поставках.

Перед доставкой курьер свяжется с вами, чтобы договориться о подходящем дне доставки.Пожалуйста, убедитесь, что вы оставили нам лучший контактный номер для себя.

Обратите внимание, что водитель не сможет забрать товары к вам, поэтому мы рекомендуем вам иметь трудоспособных людей по адресу доставки, которые помогут получить ваши товары, если вы заказали большие или тяжелые предметы. Поставки на поддонах будут разгружаться до ближайшей обочины к адресу доставки, а также потребуются трудоспособные люди, чтобы поднять их в собственность, за исключением водителя. Водитель подождет 15 минут, пока вы проверите наличие повреждений.Пожалуйста, сообщите нам о любых повреждениях при транспортировке либо в накладной, либо, если нет времени тщательно проверить товар при доставке, то в течение 48 часов с момента получения. Это не влияет на ваши законные права в отношении производственных дефектов и неисправностей.

Обратите внимание: если вы договоритесь о времени доставки и вас не будет на месте, когда прибудет команда доставки, будет взиматься плата за повторную доставку в размере 30 фунтов стерлингов.


Могу ли я вместо этого забрать свой заказ?

Из-за текущей ситуации с Covid-19 мы не можем предлагать коллекции со склада в настоящее время.


Международная доставка

Мы доставляем мелкие предметы (краны, смесители для душа, аксессуары, небольшие кухонные раковины, зеркала и т. д.) в большую часть Европы. Вы будете проинформированы, если какой-либо из товаров в вашей корзине не сможет быть отправлен в вашу страну во время процесса оформления заказа.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.