ויקיפדיה

אפקט ארובה – הבדלי גרסאות

עיון אינטראקטיבי בהיסטוריה
→ העריכה הקודמתהעריכה הבאה ←
תוכן שנמחק תוכן שנוסף
חזותיקוד ויקי
מ הוספת קטגוריה אדריכלות
מ הוספת השוואה למדריך ASHRAE, תיקונים
שורה 1:
'''אפקט ארובה''' הוא הכינוי לתופעה [[פיזיקה|פיזיקלית]] [[תרמודינמיקה|תרמודינמית]] של הסעת [[חומר]] [[גז|גזי]], בעיקר [[אויראוויר]] וגזי [[בעירה]] ו[[שריפה]] בתוך [[בניין (מבנה)|בניינים]] ו[[ארובה|ארובות]]. ה[[הכוח]] המניע לתנועת הגז הוא ציפה הנובעת מהפרש ב[[צפיפות החומר]] וה[[לחות]] בין הפנים והחוץ של המבנה. ככל שהפרש ה[[טמפרטורה|טמפרטורות]] גדול יותר וככל שהמבנה גבוה יותר, הכוח חזק יותר. התופעה מסייעת לאיוורור טבעי, ול[[בעירה]].
תופעה דומה ב[[נוזל]]ים נקראת בשם '''[[תרמוסיפון]]'''.
ב[[אנגלית]] התופעה נקראת
שורה 7:
 
==הסבר התופעה==
ה[[כח]] המניע הוא הציפה של [[גז]] חם על פני הגז הקר. ברוב החומרים [[צפיפות החומר]] יורדת עם עליית ה[[טמפרטורה]], כתוצאה ה[[זורם]] הקל יותר עולה למעלה ב[[כוח (פיזיקה)|כוח]] ששיעורו יחסי ישר להפרש ב[[צפיפות החומר]]. הפרש ה[[לחץ|לחצים ]] בין תחתית הארובה לאוירלאוויר שבחוץ נקבע על ידי [[משוואת ברנולי]]
{{הערה|
Frank M. White, Fluid Mechanics, 6th Ed, McGraw Hill 2008, p.11 ISBN 978-0-07-128645-9
שורה 25:
 
כאשר:
* <math>\rho</math> - [[צפיפות החומר|צפיפות]] בתוך הארובה או המבנה,
* <math>\rho_a</math> - [[צפיפות החומר|צפיפות]] מחוץ למבנה (ambient)
 
בתחום הטמפרטורות ולחצים המצויים בארובה או בבניין, כולל במקרה שריפה, ז"א לחץ של 1 עד 5 אטמוספירות, טמפרטורה של 0 עד 700 מעלות צלזיוס, האוויר מתנהג בקירוב טוב כמו [[גז אידיאלי]]{{הערה|
אם שינויי הלחץ ה[[אטמוספירה|אטמוספירי]] לגובה הארובה נמוך
http://en.wikipedia.org/wiki/Compressibility_factor טבלת נתונים לאויר}} ולכן {{הערה| עמוד 21 במקור הנ"ל1}}
<center><math>\rho=\frac{P}{RT}</math></center>
כאשר:
שורה 47:
<center>:<math>\Delta P ={101,325 \cdot 9.807 \over 287}\bigg(\frac {1}{T_o} - \frac {1}{T_i}\bigg)\Delta h=3474\bigg(\frac {1}{T_o} - \frac {1}{T_i}\bigg)\Delta h</math>
</center>
 
(במדריך ASHRAE
{{הערה|
2007 ASHRAE Handbook – HVAC Applications p. 52.2
}}
במקום 3474 רשום 3460)
 
 
הספיקה נקבעת על ידי הנוסחה
{{הערה|
http://www.wbdg.org/resources/naturalventilation.php
 
פרק A, פסקה Buoyancy
}}
שורה 67 ⟵ 73:
 
===[[ארובה|ארובות]]===
ארובה משמשת לשני תפקידים בו זמנית, האחד לסלק גזים שרופים ו[[עשן]] מ[[קמין|קמינים]], [[תנור]]ים, [[כבשן|כבשנים]], [[מנוע]]ים ועוד. והשני, משיכת האוירהאוויר המשמש ל[[בעירה]]. עוצמת המשיכה היא לפי הנוסחאות דלעיל. במקרים רבים הארובה היא הכוח המניע היחיד לאספקת אויראוויר לבעירה. שימוש ב[[מפוח]]ים ו[[משאבה|משאבות]] מצמצם את תפקיד הארובה כמניע לאספקת האוירהאוויר.
[[File:RMS Titanic 3.jpg |ממוזער|[[טיטאניק]] – ארובות ענק הן מאפיין של אמצעי הנעה של ראשית המאה ה-20]]
ככל שהארובה גבוהה יותר, משיכת האוירהאוויר חזקה יותר. ארובות בגובה של מאות מטרים נבנות משיקולי [[איכות הסביבה]], כדי שהגזים השרופים יתפזרו טוב יותר.
ארובות בדרך כלל עטופות ב[[בידוד תרמי]], וזאת כדי שהגז באורבה לא יתקרר. כפי שרואים בנוסחאות, המשיכה של הארובה גבוהה ככל שהטמפרטורה בתוך הארובה גבוהה יותר. קירור הגז בארובה עלול להביא להיפוך כיוון הזרימה, עד כדי כניסת גזים שרופים חזרה לחלל הבעירה או לחדר בו נמצא ה[[קמין]].
החתך האופייני לארובות גבוהות, הולך וקטן עם הגובה, הארובה נראית כמו [[קונוס]] קטום. התכנון הזה נובע משיקולים של [[מכניקת הזורמים]] ו[[תרמודינמיקה]], וגם, במידה פחותה, משיקולים של [[חוזק חומרים|חוזק המבנה]]. הגז עולה בארובה אל האויר הפתוח, שהוא בלחץ נמוך יותר מאשר בבסיס הארובה, ירידת הלחץ גורמת לקירור האויר {{הערה|ראה הסבר בערך [[גז אידיאלי]]}}, ובהתאם אפקט הארובה נחלש. הצרת החתך שומרת על לחץהלחץ מספיק גבוה כדיכך שהטמפרטורה לא תרד יותרעד כדי פגיעה ביעילות מדיהארובה.
 
===[[בניין (מבנה)|ביניינים]]===
מכיוון ובניין בדרך כלל אינו אטום, הרי שבמזגשב[[מזג אויראוויר]] חם תיווצר תנועת אויראוויר מחלקו התחתון של הבניין אל עבר הגג{{הערה|http://www.bgu.ac.il/CDAUP/guidebook.pdf המדריך לבנייה ביו-אקלימית בישראל, היחידה לאדריכלות ובינוי ערים במדבר, [[אוניברסיטת בן-גוריון]], יוני 2010. פסקה 4.2.3}}
{{הערה|
Low-Energy Building Design Guidelines, U.S. DEPARTMENT OF ENERGY, DOE/EE-0249
שורה 80 ⟵ 86:
עמוד 16
}}
התופעה מורגשת במיוחד בימים חמים – תנועה של אויראוויר קריר במעלה המדרגות.
המבנה האופייני של [[חאן (מבנה)]] נועד להשיג איוורור טבעי. החאן סגור מכל הצדדים. השמש מכה על חצר החאן, האוויר החם עולה ויוצא מתחום החאן, כי מעל החצר אין גג, ובמקומו, מהפתחים שבהיקףבקומת הקרקע, בהיקף החאן, נכנס אויראוויר קרהמגיע יותרמחוץ לחאן. משב הרוחה[[רוח]] מקל על [[נוחות אקלימית|עומס החום]].{{הערה|
Fuller Moore, ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEMS: HEATING COOLING LIGHTING, McGraw-Hill 1993. p.52 ISBN 0-07-112724-0
}}
[[קובץ:Chanel.jpg|ממוזער|[[חאן אל-עומדאן]] ב[[עכו]], הצלם עם גבו אל הקיר הרביעי הסוגר את חצר החאן]]
 
===התפשטות אש ועשן===
אוחזר מתוך "https://he.wikipedia.org/wiki/אפקט_ארובה"