Физика в строительстве

     Отсюда для HТ = 0,029 Кг/м2 получим V = 0,69 м/сек.

Объем проходящего воздуха  для данных параметров и площади S = 0,00837 м2 получим L= 0,004 м3/сек = 0,24 м3/мин.

Это для h =0,25м.

      Исходя из формулы (1) тепловая мощность выводимая за пределы корпуса с помощью естественной вентиляции равна:

W = L (tвых - tвх) ρ C (Дж/сек, Вт)

W – отводимая мощность  дж/сек,

L – объем проходящего  воздуха м3/сек,

ρвх – уд вес приточного воздуха Кг/м3, (1,19 Кг/м3)

С – теплоемкость входящего  воздуха дж/Кг град (1008 дж/Кг град),

tвх – температура воздуха на входе град (22°С),

tвых – температура воздуха на выходе (55°С).

W = 158,3 Дж/сек = 158,3 Вт.

        Результаты вычислений для h=0,25м и h =0,42м ρвх = 1,19 Кг/м3 сведены в таблицу 1;

tвых oC (tвх=22 оС)	W Дж/сек  (h=0,25м)	W  Дж/сек   (h=0,42м)
30	21,1	26,9
35	40,5	53,0
40	64,8	84,2
45	93,8	121,4
50	124,3	161,2
55	158,3	205,8

     Полученные результаты сведены в график зависимости отводимой мощности от температуры выходного воздуха и показаны на рисунке 4.

     В данном случае увеличение h получено на одном и том же корпусе, но с измененной конструкцией вентиляционного канала. Это изменение дало 30% увеличение эффективности системы охлаждения.

                                   рисунок 4

     Если Вам интересно и для практики посчитайте W для h=0,5 м.

 

2.3 Принудительная вентиляция.

 

       Принудительная вентиляция, как уже писалось выше, это вентиляция где воздушные потоки, обеспечивающие теплообмен создаются и существуют за счет внешнего нагнетающего (вытяжного) электромеханического устройства – вентилятора.

      Этот вид вентиляции требует дополнительных энергозатрат, повышает уровень шума и снижает надежность конструкции РЭА.

      Понятно, что в данном случае охлаждение полностью зависит от характеристик применяемых вентиляторов. Низко профильные корпуса, как правило, имеют большое аэродинамическое сопротивление, его величина имеет существенное значение.

     Аэродинамическое сопротивление корпусов ПК, для обеспечения эффективного охлаждения, должно быть много меньше избыточного давления создаваемого вентилятором. Это подробно описано в статье «Схемы включения вентиляторов для охлаждения системных блоков персональных компьютеров».

      Для принудительной вентиляции в ПК применяются осевые и центробежные вентиляторы, имеющие разные характеристики.

      Чтобы понять преимущества и недостатки этих двух систем, сравним характеристики осевого и центробежного вентилятора. Для сравнения возьмем по одному из наиболее близких по характеристикам представитель каждого вида. Это осевой вентилятор AFB1212L и центробежный вентилятор (бловер) BFB159x165x40.

Рис.5

     Сразу бросаются  в глаза главное отличие. 

     При расходах  имеющих один порядок, центробежный  вентилятор - имеет максимальное  давление в 5,5 раза выше осевого.

Отсюда вытекают его:

-более высокая потребляемая  мощность ( более чем в 5,5 раза),

-высокий уровень шума.

      Это позволяет  рекомендовать центробежный вентилятор  для применения в системах  принудительного охлаждения (вентиляции) с высоким аэродинамическим сопротивлением.

Модель	Размер	Рабочее напряжение	Предельные напряжения	Потр. ток	Потребляемая мощность	Скорость вращения	Макс.расход	Максимальное давление воздуха	Уровень шума
Тип	мм	Вольт	Вольт	Ампер	Вт	об/мин	м3/час	мм. Н20	дб
BFB16L	159x165x40	12	7,0-13,2	0,8	9,6	1800	1,41	21,5	51,5
AFB12L	120x120x25.4	12	7,0-13,8	0,14	1,68	1900	1,782	3,93	32,5

таблица 3

      Например - при потерях давления в охлаждаемой системе равном 4 мм.H2O осевой вентилятор модели L будет иметь стремящийся к нулю расход, а у центробежного вентилятора расход составит 1,3 м3/мин для модели L.

     Та же формула [2.1] позволяет посчитать и величину выводимой за пределы корпуса тепловой мощности с помощью принудительной вентиляции.

W = Lпр *(tух - tпр) ρпрС   (Вт)

     Получаем - W – отводимые избытки тепла  Дж/сек или Вт,

     При:

tух – температура воздуха уходящего из вентилируемого объема (град.С),

tпр –температура приточного воздуха (град.С),

ρпр – удельный вес приточного воздуха в кг/м3,

С – теплоемкость воздуха  в Дж/кг град,

Lпр – объем приточного воздуха м3/сек.

      Для вентилятора 120 мм типа  AFB12L виде графика это выглядит так:

 

 

рисунок 6

Здесь:

Δt=10град.С - зеленая линия,

Δt=20град.С - красная линия,

Δt=30град.С - синяя линия.

      Из формулы и рис.6 видим, что вывод тепла пропорционален расходу охлаждающего воздуха Lпр (конечно W определяется еще и разностью температур, но мы ведем расчет для заданной температуры выходящего воздуха). Поэтому главной задачей вентиляции корпусов для систем принудительного и естественного охлаждения является обеспечение максимального расхода охлаждающего воздуха.

     Особо следует сказать об особенностях применения осевых вентиляторов в системах охлаждения, определяемых их низким избыточным давлением.

     Низкое избыточное давление осевого вентилятора подразумевает его применение в системах с низким аэродинамическим сопротивлением. Причем для его эффективного применения (с расходами близкими к заявленным в документации) требует, чтобы это аэродинамическое сопротивление составляло менее 10% от паспортного расхода вентилятора.

      В связи с этим следует обратить особое внимание на монтаж осевых вентиляторов. Часто их ставят в перфорацию корпуса, площадь отверстий которой (Sперф) много меньше проходного сечения вентилятора (Sвент).

K= S_вент/S_перф

       При таком монтаже, для наших скоростей воздушных потоков, реальный расход примерно в K раз меньше паспортного.

        В связи с тем, что современные конструкции отличаются большим тепловыделением, технические решения в проектировании систем вентиляции, должны отличаются применением оптимальных решений.

     Аналогичная ситуация и в охлаждении РЭА.

     Так конструкции с малым тепловыделением могут быть выполнены в низкопрофильных корпусах, и иметь малый уровень шума. Примером может быть корпус ноутбука.

      Конструкции с тепловыделением средним и выше могут выполняться в корпусах типа «Десктоп» или низкопрофильных стоечных корпусах. Но при высоких тепловыделениях присущих серверам и высокопроизводительным ПК и рабочим станциям, в низкопрофильных корпусах стоечного типа, приходится применять эффективную систему принудительной вентиляции. В этом случае мы вынуждены мириться с повышенным шумом, снижением надежности. Причем снижение надежности конструкции в большой мере определяется надежностью системы вентиляции. Поскольку практически всегда выход из строя системы вентиляции низкопрофильных корпусов с большим тепловыделением приводит к перегреву элементов конструкции РЭА и выходу их из строя.

      Иная ситуация с вертикальными корпусами - для компьютеров это корпуса типа "Tower" ("Башня"). Эти корпуса наиболее приспособлены для систем со средним и большим тепловыделением, даже при естественной вентиляции. Это позволяет иметь низкий уровень шума.

      При большом тепловыделении грамотно спроектированный корпус способен обеспечить нормальные температурные условия работы узлов компьютера при приемлемом уровне шума. (Например: изготовлен корпус, который при тепловыделении 500 Вт, имеет уровень шума до 25 дб, перегрев воздуха в корпусе – несколько градусов).

       В перспективе для грядущих тепловыделений в районе 1000-1200 Вт только в таких корпусах можно обеспечить нормальные температурные условия работы узлов компьютера при уровне шума до 40 дб.

 

3. Геодезическое оборудование, созданное на основании

законов оптики, применяемое  в строительстве.

 

     Геодезия –  одна из древнейших прикладных  наук, история цивилизации неразрывно  связана с геодезией. Путешественникам  были необходимы карты, подробные  топографические планы и приборы  навигации для определения собственного  положения (координат). Хозяйственная  деятельность на земле породила  межевание и кадастр. Важной  частью кадастровых работ является  определение координат границ  землевладений. А для военного  дела всегда нужны были подробные,  точные и достоверные карты.  Геодезические работы невозможны  без качественного геодезического  оборудования (электронные тахеометры, спутниковые приемники, нивелиры, лазерные дальномеры и т.д.) и  программного обеспечения.

    В строительстве  с помощью геодезических инструментов, решают задачи связанные с  составлением топографических планов  местности, составлением генерального  плана участка застройки. Также  геодезическое оборудование основанное  преимущественно на законах оптики  необходимо при строительстве  промышленных и гражданских объектов, так как с помощью них решаются  вопросы вертикальности зданий, определяются проектные значения высот и положения основных осей, что позволяет исключить большую погрешность строительства, связанную с несовершенством строительных процессов.

 

3.1 Тахеометр и его устройство.

 

     Тахеометр — геодезический прибор для измерения расстояний, горизонтальных и вертикальных углов. Используется для вычисления координат и высот точек местности при топографической съёмке местности, при разбивочных работах, переносе на местность высот и координат проектных точек.

 

 

 

  Тахеометр ТП: 1 — цилиндрический уровень; 2 — окуляры зрительной трубы и микроскопа; 3 и 4 — закрепительный и наводящий винты вертикального круга; 5 и 6 — то же горизонтального круга.

   Тахеометры, в которых все устройства (угломерные, дальномерные, зрительная труба, клавиатура, процессор) объединены в один механизм, называют интегрированными тахеометрами.

     Тахеометры, которые состоят из отдельно сконструированного теодолита (электронного или оптического) и светодальномера, называют модульными тахеометрами.

    Рис.1.

    Плоскости колонок должны быть параллельны и перпендикулярны плоскости основания корпуса.

    Основной деталью тахеометра является корпус. На нем смонтированы все жизненно важные блоки. Поэтому к корпусу тахеометра предъявляются определенные требования.

       Геометрия  корпуса

1. Плоскости колонок должны  быть параллельны и перпендикулярны  плоскости основания (рис. 1).

2. Посадочные места под  ось зрительной трубы должны  быть параллельны между собой  и расположены на одной высоте  над основанием корпуса. Ось  посадочных мест - строго перпендикулярна плоскости колонок, должна пересекаться с осью вращения тахеометра и быть перпендикулярна ей.

 

 Рис. 2. Эксцентрическая шайба.

 

 

    Поскольку корпуса  приборов отливаются, а у форм  есть пределы допуска, на правой  колонке корпуса посадочное место  под ось трубы делают подвижным  для юстировки неравенства колонок.