热方面

社保基金湿地床的实际热状态可以是一个非常复杂的情况。热收益或损失可能发生在底层土壤、污水流经系统和大气。基本热机制包括传导或从地面传导或废水,传导和对流或大气中的辐射或从大气中。它可以表明,能量损益在地上是一个较小的组件,因此可以忽略。是保守忽略任何能源来自太阳辐射,但适当的北部地点的温度条件是最重要的。在西南地区,太阳辐射可以在全年的基础上非常重要,这个因素可能包括在计算中。对流损失可以明显由于风行动开放水面,但是不应该这样对大多数社保基金湿地植被茂密的立场,枯枝落叶层,一层相对干燥砾石通常的礼物。这些潮湿的风影响底层水湿地,和,因此,对流损失会相对较小,可以忽略热模型。只有下面的简化模型是基于大气和传导损失是保守的。这个过程是由基本传热关系(查普曼,1974)的协助下主题专家(卡尔金斯,1995; Ogden, 1994).

温度在任何点在社保基金可以预测湿地比较估计热量损失能量系统中可用。假设损失通过传导到大气中,唯一的能量来源可以被认为是通过湿地水流。水的冷却,它释放能量,这种能量被定义为比热。水的比热容是储存或释放的能量随着温度而增加或减少。比热是依赖于温度压力和一个较小的程度上。因为大气压强会获胜的水面系统在这本书中所讨论的,因为温度影响小,比热是假定为一个常数为实际目的。计算在这本书中,比热是作为1.007 BTU /磅-°F (4215 J /公斤-°C)。比热关系应用到水的冰点(32°F;0°C)。水在32°F将仍然没有冻结,直到可用潜热是丢失。潜热也假定为常数和等于144 BTU /磅(334944 J /公斤)。实际上,潜热是最后的安全系数,保护系统对冻结;然而,当温度降到32°F (0°C),冻结迫在眉睫和系统物理失败的边缘。确保一个保守的设计,潜热只是作为一个因素在这些计算确定潜在的冰深度。

可用的能量流经湿地的水是由方程定义7.4:

路上= cp (S)(是)(y) (n) (7.4)

在路上=能源获得水(Btu /°F;J /°C)。

cp =水的比热容(Btu /磅- 1.007°F;4215 J / kg -°C)。S =水的密度(62.4磅/发生;1000公斤/立方米)。=表面积的湿地(ft2;m2)。y =水深在湿地(英国《金融时报》;米)。n =湿地媒体的孔隙度(%)。

如果需要计算每日温度变化的水,因为它流经湿地,AJt代替是一词在方程7.4:

在路上1 d期间获得的能量流(Btu / d -°F;J / d -°C), t是液压系统中的停留时间(d),和前面定义的其他条款。热损失整个社保基金由方程7.6:湿地可以定义

qL = (T0 - Tak) (U) (a)(是)(t) (7.6)

qL =能量损失通过传导大气(Btu;J)。T0 =进入湿地水温(°F;°C)。Tair =期间平均气温的担忧(°F;°C)。U =在湿地床的表面传热系数(Btu / ft2-hr -°F;W / m2 -°C)。

O =时间换算(24小时/天;86400 s / d)。=表面积的湿地(ft2;m2)。t =湿地的水力停留时间(d)。

表7.2

热导率的地下流湿地组件

表7.2

地下流湿地组件的热导率

材料	k (Btu / ft2hr°F)	k (W / m°C)
空气(无对流)	0.014	0.024
松散的雪(新)	0.046	0.08
雪(长期)	0.133	0.23
冰(在0°C)	1.277	2.21
水在0°C ()	0.335	0.58
湿地枯枝落叶层	0.029	0.05
干水分(25%)砾石	0.867	1。5
饱和砂砾	1.156	2。0
干土	0.462	0.8

rair值方程7.6中可以获得当地的天气从最近的气象站记录或提出湿地网站。今年冬天最低温度在过去20或30年的记录被选中作为计算的“设计”的目的。应该使用平均空气温度超过时间等于设计水力停留时间(HRT)这些湿地的热计算。如果每月平均温度的“设计”都是可用的,他们通常会先给一个可接受的近似计算的目的。如果热计算的结果表明,略可接受的条件将会主导进一步细化对于最终的系统设计是必要的。

方程7.6的电导(U)价值的导热能力湿地概要文件。这是一个组合的每个主要组件的热导率除以它的厚度如公式7.7所示:

U = 1 /((日元/ fe1) + (y2lk2) + (y ^) + (yn / kn)) (7.7)

电导(Btu / ft2-hr -°F;W / m2 -°C)。导层1到n (Btu / ft2-hr -°F;W / m -°C)。1到n层的厚度(英国《金融时报》;米)。

材料的电导率值通常出现在社保基金湿地展示在表7.2。材料的电导率值,除了湿地枯枝落叶层,是良好的,可以发现在许多文献来源。社保基金的电导率湿地枯枝落叶层被认为是保守的,但比另一方更完善的值在表7.2。

例7.1

确定一个社保基金的电导湿地床具有以下特点:8。枯枝落叶层,6。干燥砾石,18。饱和砂砾。比较价值与震后电导。一层雪。

解决方案

1。计算使用方程7.7 U值没有雪:

U = 1 / ((0.67/0.029) + (0.5/0.867) + (1.5/1.156)) = 0.040 Btu / ft2-hr -°F

2。计算与雪U值:

U = 1 / ((1/0.133) + (0.67/0.029) + (0.5/0.867) + (1.5/1.156)) = 0.031 Btu / ft2-hr -°F

评论

雪的存在减少了热量损失了23%。虽然积雪是经常出现在寒冷的气候raybet雷竞技最新,谨慎的设计目的是假定雪不存在。

温度的变化由于定义的热损失和收益方程7.5和7.6方程可以发现通过结合两个方程:

Tc = qjqo = (T -尾)(U) (c)(是)(T) / (cp)(8)(是)(y) (n) (7.8)

在Tc湿地中的温度变化(°F;°C),前面定义的其他条款。

从湿地污水温度(Te):

T = T0 - (T0 - Tair) [(U) (o) (T) / (cp) (5) (y) (n)) (7.10)

计算必须每天执行。T0值的温度的水进入湿地,Te从湿地污水的温度段,和Tair日均气温时间期间。

社保基金的平均水温(Tw)湿地,然后:

这个平均温度比气温值假设当大小和湿地的荷尔蒙替代疗法的测定生化需氧量(BOD)或氮去除模型。如果两个温度不密切对应,那么这些计算是必要的,直到认为进一步的迭代收敛计算温度。

进一步优化这个过程是可能的,包括能源损益从太阳辐射和传导到或从地面。在冬季,从地面传导可能代表一个小净收益的能量,因为土壤温度可能高于水温的湿地。从地面的能量输入可以通过方程计算7.6;一个合理的U值是0.056 Btu / ft2-hr -°F (0.32 W / m2 -°C),和一个合理的地面温度可能是50°F (10°C)。

太阳能增益可以通过确定估计净每日太阳能获得感兴趣的位置从适当的记录。方程7.12可以用来估计热量输入从这个来源。结果从方程7.12应该小心使用。可能大部分太阳能实际上可能不会达到社保基金湿地的水因为辐射首先影响植被和枯枝落叶层,可能反映积雪,所以方程7.12的调整是必要的。正如前面指出,保守忽视任何热量输入湿地从这些来源:

qsolar =能源获得太阳辐射(Btu;J)。

O =太阳辐射站点(Btu / ft2-d;J / m2-d)。

s =一部分太阳辐射能量达到社保基金湿地的水,通常0.05或更少。

如果这些额外的热量计算收益,他们应该被添加到结果方程7.4或方程7.5和7.10总分母的方程确定系统中的温度变化。

如果社保基金湿地的热模型预测持续的内部水温低于33.8°F (1°C),湿地可能不是身体的能力考虑冬季运营网站在设计荷尔蒙替代疗法。氮去除可能是可以忽略不计的温度。

人工湿地可以成功地在冬季温带北部的大部分。在这一节中给出的热模型应该用于验证湿地时设想的温度大小与BOD生物模型或氮去除。几次迭代计算过程可能是必要的假设和计算温度收敛。

继续阅读:流程设计土地应用程序

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