Раздел 1.1 Климатические зоны
Под климатом понимается характерная для данной области (региона) совокупность типичных изменений атмосферных процессов, обусловливаемых географическими координатами, уровнем солнечной радиации, строением земной поверхности, вертикальным теплообменом и другими метеорологическими факторами за длительный (20…30 лет) период.
Основными климатическими факторами окружающей среды являются:
- солнечная радиация;
- температура и относительная влажность воздушной среды, ее плотность;
- движение и наличие в ней твердых и газообразных примесей: снег, иней, туман, роса, плесневые грибки и т.п.
Нормальными климатическими условиями являются:
- температура +25±10 0С;
- относительная влажность 45…80%;
- атмосферное давление (8.3…10.6) ·104 Па (630…800 мм рт. ст.).
Солнечная радиация, поступающая на земную поверхность, является одним из основных климатических факторов. Уровень солнечной радиации и свойства окружающей среды в данном конкретном месте земной поверхности определяют температуру окружающей среды. Для ЭС с естественным воздушным охлаждением за температуру окружающей среды принимается температура воздуха на уровне расположения ЭС и на расстоянии, на котором влиянием теплоты, выделяемой ЭС, можно пренебречь. Для ЭС с принудительным охлаждением за температуру внешней среды принимают температуру охлаждающего реагента на входе системы охлаждения.
В результате остывания атмосферного давления ниже точки росы образуются жидкие (дождь, туман, роса) и твердые (снег, град, иней) осадки.
В результате горизонтального движения воздуха образуется ветер. Его характеризуют направлением, силой в баллах или скоростью м/с. Как правило, атмосферный воздух содержит различные примеси в виде газа и взвешенных частиц. Частицы диаметром до 75 мкм классифицируются как пыль. Для характеристики условий эксплуатации изделий определены три уровня концентрации пыли: 0.18; 1; 2 г/м3. Из газообразных примесей в воздухе наиболее опасны для ЭС сернистый газ и хлористые соли. По их содержанию в воздухе установлены три типа атмосферы:
- атмосфера сельской местности (содержание сернистого газа не более 0.02 мг/м3);
- атмосфера промышленного района (содержание сернистого газа 0.02…2 мг/м3, хлористые соли не более 0.3 мг/м2 в сутки);
- морская атмосфера ( хлористые соли 2…2000 мг/м2 в сутки ).
В воздухе содержатся различные бактерии, грибковые споры. Плесневелые грибки, попадая на ЭС, способны разлагать высокомолекулярные соединения как естественного, так и искусственного происхождения.
По установленному климатическому районированию весь земной шар делится на семь зон, климат которых определяется как:
- очень холодный;
- холодный;
- умеренный;
- тропический влажный;
- тропический сухой;
- умеренно холодный морской;
- тропический морской.
Очень холодный регион расположен в Антарктиде. Средняя минимальная температура – 60 0С. Характерная особенность зоны - сочетание низкой температуры и сильного ветра. Число дней в году со скоростью ветра более 25 м/с достигает 70.
Холодный регионвключает в себя большую часть Росси и Канады, Аляску и Гренландию. Средняя минимальная температура воздуха –45 0С, относительная влажность воздуха, при температуре +20 °С и выше, редко превышает 80%. Особенностью зоны является высокая прозрачность атмосферы, что способствует интенсивной ионизации воздуха под воздействием солнечной радиации и, как следствие, накоплению на поверхности ЭС высокого уровня статического электричества. Обычными явлениями для холодного региона являются:
- обледенение;
- иней;
- ветер с мелкой снежной пылью.
В умеренном регионерасположены часть территории России, большая часть Европы, США, прибрежные территории Австралии, Южной Африки и Южной Америки. Средняя максимальная температура в регионе +40°С, а средняя минимальная –45°С. Особенностью региона является наибольшее по сравнению с другими регионами число переходов температуры через точку замерзания воды, что способствует возникновению значительных напряжений в ограниченных объемных конструкциях, содержащих влагу, и может приводить к их разрушению.
Влажный тропический регионрасположен вблизи экватора. К нему относятся большая часть Центральной и Южной Америки, средняя часть Африки, Юг Индии, часть Юго-восточной Азии, Индонезия. Средняя минимальная температура составляет +1°С, а максимальная +45°С. Особенностью региона является обилие ливневых дождей, высокая относительная влажность воздуха, значительная конденсация влаги в виде росы. Сочетание высоких температур и влажности делает климат данного региона очень коррозионно-агрессивным. Климатические условия региона весьма благоприятны для существования и интенсивного размножения плесневых грибов.
Регион с сухим тропическим климатомвключает в себя северную часть Африки, центральную Австралию, Аравийский полуостров, часть Северной Америки. Средняя максимальная температура +40°С при низкой относительной влажности воздуха. Особенность региона – интенсивное солнечное излучение. Воздушная среда характеризуется высоким содержанием пыли и песка, способных оказывать абразивное и химическое воздействие на ЭС вследствие наличия агрессивных примесей на поверхности песчинок.
Умеренно холодный морской регион включает моря, океаны и прибрежные районы, расположенные севернее 30° северной широты и южнее 30° южной широты. Средняя минимальная температура –30 °С, а максимальная +40 °С. Особенность климата данной зоны – высокая коррозионная активность из-за постоянной высокой влажности (выше 80%) и значительной концентрации хлоридов в атмосфере.
Тропический морской регионвключает в себя все остальные моря, океаны и прибрежные районы, что не вошли в умеренный морской регион. Средняя минимальная температура –1 °С, а максимальная +45 °С. Особенность климата данной зоны – высокая коррозионная активность из-за постоянной высокой влажности (выше 80%) и значительной концентрации хлоридов в атмосфере.
Данное разнообразие климатов предполагает проведение испытаний с учетом места эксплуатации ЭС, т.е. планы проведения испытаний составляются с учетом региона использования данного ЭС.