Hyödyllisiä vinkkejä

Tuulen chill vaikutus

Pin
Send
Share
Send
Send


Bibliografinen linkki artikkeliin:
Karandeev D.Yu. Tehokas lämpötila kaupungin energiankulutukseen vaikuttavana tekijänä // Nykyaikaiset laitteet ja tekniikat. 2015. nro 2 [sähköinen resurssi]. URL: http://technology.snauka.ru/2015/02/5728 (näytetty: 02/07/2019).

Kaupungin energiankulutukseen vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa vuoden ajanjakso, päivätyyppi, sosiaaliset tekijät sekä säätekijät, pääasiassa ilman lämpötila. Sen lisäksi muut meteorologiset tekijät, kuten tuulen nopeus, kosteus, vaikuttavat energiankulutukseen.

Tutkimuksen kohteena on Abakanin kaupungin rajoissa oleva sähköjärjestelmä, joka vastaa alueellisen energian vähittäismyyntiyhtiön LLC Abakanenergosbytin toiminta-aluetta. Alkutietoina käytettiin ajanjakson 2009 - 2014 tietoja energiankulutuksesta ja vaikuttavista tekijöistä.

Tuuli vaikuttaa merkittävästi konvektiolämmönsiirtoon ja havaittuun lämpötilaan, mutta se on erittäin tärkeä henkilökohtaisen mukavuuden kannalta, lisäksi on tärkeää ottaa huomioon ilmamassan liikkumisen nopeus valittaessa tarvittavaa jäähdytysnesteen lämpötilatilaa.

Pelkän ilman lämpötilan ja tuulen nopeuden huomioon ottaminen on kuitenkin riittämätöntä, koska ilman lämpötilan ja tuulen nopeuden lisäksi ilmankosteus on tärkeä kuumana vuodenaikana. Se on raskauttava tekijä ilman lämpötilan noustessa, koska se hidastaa kosteuden haihtumista ihmisen ihosta.

Efektiivinen lämpötila (jäljempänä ET) on yksi biometeorologisista indekseistä, jotka kuvaavat yhden ilmaisimen - niin sanotun tehollisen ilman lämpötilan, toisin sanoen ET: n lämpötila-arvon - vaikutuksesta ihmisen vaikutusta meteorologisten tekijöiden, kuten lämpötilan, ilmankosteuden ja tuulen nopeuden, alaan, eli ET: n lämpötila-arvoa, jolla tulisi olla kuiva ilma rauhallisena, jotta sillä olisi sama vaikutus ihmiskehoon kuin ilmalla, jolla on tämä kosteus tietyllä tuulen nopeudella.

Useiden tekijöiden kokonaisvaikutusten laskentamenetelmä perustuu tietoihin meteorologisten tekijöiden vaikutuksista suoraan ihmiskehoon. Johdonmukaisessa kehityksessään tutkimus koostui kahdesta kokeesta ET: stä liikkumattomassa ilmassa ja ET: stä liikkuvassa ilmassa, minkä seurauksena mukavuuden tunnetta vastaavat asteikot korostettiin.

Ensimmäisenä kokeena oli selvittää ilman eri lämpötilojen ja kosteuden yhdistelmän vaikutus, kun taas koehenkilöiden oli kuvailtava tunteitaan sanoilla kylmä, miellyttävän kylmä, hyvä, miellyttävän lämmin, kuuma, samalla kun ET-arvot, jotka eniten kuvaavat positiivisilla tunneilla ja menivät mukavuusvyöhykkeelle seurauksena paljastui, että tämä vyöhyke on 16,5–20,5 °: n sisällä, kun taas mukavuusviiva on –17,7 °.

Toinen koe oli selvittää ilman liikkumisen jäähdytysvaikutuksen vaikutus. Tämä koe suoritettiin tunneleissa, joissa asetettiin sama t ° ja kosteus, sitten puhaltimet käynnistettiin, minkä vuoksi tunnelien ilman lämpötila laski. Tämän kokeen tuloksena ET-asteikko koottiin erilaisille ilmanopeuksille.

Seurauksena on kehitetty ”normaalien efektiivisten lämpötilojen asteikko”, kun taas tämän asteikon mukavuusalue on välillä 17,1–21,5 ° C.

On syytä huomata, että kylmällä säällä tuulen ja korkean kosteuden ollessa ET on aina alhaisempi kuin todellinen lämpötila, kuumalla säällä kostean ilman ET on korkeampi kuin todellinen lämpötila ja tuulen ET voi olla pienempi kuin todellinen. Useiden efektiivisen lämpötilan laskemista varten tarkoitettujen algoritmien vertailevassa analyysissä ryhmä amerikkalaisia ​​tutkijoita havaitsi, että täydellisin on Robert Stedmanin kehittämä algoritmi.

Tämän mallin kehittämiseksi käytettiin monenlaisia ​​biometrisiä mittauksia, jotka suoritettiin monissa maissa vuosina 1940-1995. Tehokas lämpötilamalli yhdistää kehon ja ihon fysiologiset tekijät sekä meteorologiset ympäristötekijät. Tämän mallin perusteella australialainen tutkija Robert Steadman laski yksinkertaisen kaavan efektiivisen lämpötilan laskemiseksi. 95%: n luottamusvälissä sen virhe ei ylitä yhtä kelvin-astetta:

jossa T - ilman lämpötila (° C),

P - vesihöyryn osapaine (kPa),

v - tuulen nopeus 10 m maanpinnasta.

On syytä huomata, että efektiivisessä lämpötilassa yhdistyvät kaksi indeksiä: ilman lämpötila ottaen huomioon tuulen vaikutukset (Wind Chill) ja ilman lämpötila ottaen huomioon kosteus (Heat index).

Tietoja päivittäisen tunnin jokaisen tunnin energiankulutuksesta otettiin lähtöaineistona ajanjaksolta 2009–2014. Abakanenergosbyt LLC toimitti tiedot Abakanin kaupungin sähkönkulutuksesta, samoin kuin tiedot ilman lämpötilasta ja muista meteorologisista tekijöistä päivän jokaisena tunnina samalla ajanjaksolla. , tiedot otettiin sivustolta rp5.ru. Koska Abakanin sääaseman tiedot rp5.ru-tiedosta eivät sisällä osapainearvoja, se on kuitenkin laskettava, jotta sitä voidaan käyttää Steadman-kaavassa tulevaisuudessa.

Suhteellinen kosteus J:

Vesihöyryn osapaine (Pa) kyllästetyssä kosteassa ilmassa löytyy lausekkeesta:

jossa T - ilman lämpötila (kaupunki. Celsius).

Osapaine tunnetussa suhteellisessa kosteudessa ja lämpötilassa saadaan kaavasta:

Korvauksen seurauksena Steadman-kaava efektiivisen lämpötilan laskemiseksi on seuraavassa muodossa:

Taulukko 1 esittää tulokset ilman lämpötilan uudelleenlaskennasta Steadman-kaavan mukaisesti kahden vuoden ajan.

Taulukko 1 - Tehokas ilman lämpötila

Päivämäärä, aikaIlman lämpötila ° CSuhteellinen kosteus%Tuulen nopeus, m / sOsittainen paine, kPaStedmanin mukainen efektiivinen lämpötila, ° C
01-01-2012 0:00-13.108522.00-13.42
01-01-2012 1:00-12.308522.02-12.75
01-01-2012 2:00-11.778712.08-11.65
31-12-2013 22:001.003530.99-1.64
31-12-2013 23:00-2.005131.39-3.95
01-01-2014 0:000.004491.23-6.10

Korrelaatiokertoimien laskeminen tehonkulutuksen ja normaalin ja tehokkaan lämpötilan välillä.

Meteorologisten tekijöiden, kuten suhteellisen kosteuden ja tuulen nopeuden, vaikutuksen analysoimiseksi Abakanin kaupungin energiankulutukseen käytettiin korrelaatiokerrointa, joka on kahden satunnaismuuttujan lineaarisen riippuvuuden mitta. Analyysi suoritettiin ohjelmointikielellä R, joka on myös ilmainen tilastollinen ympäristö avoimen lähdekoodin kanssa.

Seurauksena oli, että korrelaatiokerroin Abakanin kaupungin energiankulutuksen ja normaalin ilman lämpötilan välillä viiden vuoden aikana oli 0,73 ja Robert Stedmanin kaavalla lasketun tehonkulutuksen ja efektiivisen ilman lämpötilan välillä ottaen huomioon suhteellinen kosteus ja tuulen nopeus, 0,81.

Selvyyden vuoksi kuvissa 1 ja 2 on esitetty hajontakaaviot tehonkulutuksen ja normaalin ilman lämpötilan ja tehonkulutuksen ja tosiasiallisen ilman lämpötilan välillä, joiden avulla voimme arvioida energiankulutuksen muodon ja asteen riippuvuuden yksinkertaisesta ilmanlämpötilasta ja efektiivisestä lämpötilasta ottaen huomioon kosteuden ja tuulen nopeuden.

Kuva 1 - Virrankulutuksen ja normaalin ilman lämpötilan välinen sirontakaavio

Kuva 2 - Virrankulutuksen ja tosiasiallisen ilman lämpötilan välinen sirontakaavio

Kuten näette, Robert Steadmanin kaavan mukaan lasketulla tehollisella lämpötilalla on suurempi vaikutus Abakanin kaupungin energiankulutukseen kuin lämpötilalla, jossa ei oteta huomioon tuulen nopeutta ja suhteellista kosteutta. Tämä puolestaan ​​viittaa siihen, että tuulen nopeuden ja suhteellisen kosteuden huomioon ottaminen kaupungin energiankulutusta ennustettaessa voi parantaa ennusteen laatua.

Bibliografinen luettelo

  1. Suunnitteluviite [Elektroninen resurssi]: Tuulen jäähdytysvaikutus. Tuulen nopeuden vaikutus havaittuun ilman lämpötilaan ja konvektiolämmönsiirtoon - Käyttötila: http://www.dpva.info.
  2. Maailmasää [elektroninen resurssi]: Tehokas lämpötila - Pääsytila: http://www.hmn.ru.
  3. Iso lääketieteellinen tietosanakirja [Elektroninen lähde]: Tehokas lämpötila - käyttötila: http://bigmeden.ru/article/ Tehokas_lämpötila.
  4. Meteoclub: itsenäinen meteorologian ystävien yhteisö: foorumi säästä ja luonnosta [sähköinen resurssi]: Tehokas lämpötila ja mukavuus - Käyttötila: http://meteoclub.ru.
  5. Shipunov, A.B. Visuaaliset tilastot. Käytämme R: tä! / A.B. Shipunov, E.M. Baldin, P.A. Volkova ym. - M .: DMK Press, 2012 - 298 s.

Katso video: Vale - En enää takas tuu (Kesäkuu 2020).

Pin
Send
Share
Send
Send