Коэффициент теплоотдачи

Коэффициент пропорциональности   — коэффициент теплоотдачи (англ.) - плотность теплового потока при перепаде температур на 1K, измеряется в Вт/(м²·К). В реальности он не всегда постоянен и может даже зависеть от разности температур, делая закон приблизительным. Если рассматривать тепловой поток как вектор, то он направлен перпендикулярно площадке поверхности, через которую протекает.

 — количество теплоты, отдаваемое с 1 м² поверхности за единицу времени при единичном температурном напоре. Он зависит:

• от вида теплоносителя и его температуры;

• от температуры напора, вида конвекции и режима течения;

• от состояния поверхности и направления обтекания;

• от геометрии тела.

Поэтому   — функция процесса теплоотдачи; величина расчётная, а не табличная; определяется экспериментально.

Эквивалентная запись:

Закон Ньютона служит одним из видов граничных условий (синоним — «условия третьего рода»), которые ставятся в задачах теплопроводности. В этом случае он записывается так (учтён также закон Фурье):

Заметим, что данный закон описывает ситуацию только на границе тела, внутри же температура определяется температуропроводностью тела. Тепловой поток внутри тела определяется по закону Фурье, что позволяет найти распределение, решив уравнение теплопроводности.

Если внутренняя теплопроводность намного больше, чем коэффициент теплоотдачи (иначе: маленькое число Био), то внутри устанавливается почти однородная температура (если на всей поверхности также она одинакова) и тогда можно записать уравнение охлаждения тела в виде:

Здесь коэффициент  , где   — теплоёмкость тела.

Из этого уравнения несложно получить, что температура тела в такой ситуации будет приближаться по экспоненте к температуре окружающей среды  :

29.Определение тепловых потерь,через ограждающие(основные и добавочные).Правила обмена поверхностей охлаждения.

Тепловую энергию, бесцельно уходящую за пределы здания, называют теплопотерями.

Общие теплопотери здания слагаются из потерь теплоты через наружные стены, пол, потолок, оконные и дверные заполнения, а также из теплоты, расходуемой на подогрев холодного воздуха, поступающего в помещения через притворы окон и дверей. Приток воздуха через ограждающие конструкции здания называют инфильтрацией. Если инфильтрация незначительна, ее в расчет теплопотерь не включают.

Система печного отопления эффективно функционирует, если соблюдается уравнение теплового баланса:

ΣQ₀ = Q_п + Q_вн,

где ΣQ₀- суммарные тепловые потери, Вт; Q_п - теплота, которая должна выделяться печами, Вт; Q_вн - теплота, поступающая в помещение от тепловыделяющих бытовых приборов, людей, а в животноводческих фермах - скота, Вт.

Теплопроизводительность печей Q определяют из уравнения

Q_п=ΣQ₀-Q_вн.

Суммарные тепловые потери складываются из основных и добавочных. Основные теплопотери (СНиП П-ЗЗ-75*) ΣQ₀ определяют путем суммирования утечек теплоты через ограждающие конструкции помещения (с округлением до 10 Вт) по формуле

ΣQ₀=KF(t_B-t_H)n,

где F- расчетная площадь ограждающей конструкции, м², К - коэффициент теплопередачи, Вт/(м²-°С) (табл. 10); t_B - расчетная внутренняя температура помещения, зависящая от его назначения, °С (приведена ниже); t_н - расчетная температура наружного воздуха (табл. 11); n - коэффициент, зависящий от ориентации наружной поверхности ограждающей конструкции и от скорости наружного воздуха.

Добавочные теплопотери зависят от ориентации ограждающих конструкций по странам света, а также от расположения здания на открытой местности, скорости ветра в данном географическом районе и инфильтрации. В зависимости от ориентации наружных конструктивных элементов здания (стены, окна, двери) дополнительные теплопотери составляют: 10%, если они обращены на север, северо-восток, восток и северо-запад, 5 % - на юго-восток и запад.

Расход теплоты, необходимый для нагрева воздуха, поступающего в жилые помещения за счет инфильтрации qB (Вт), вычисляют по формуле

q_B = F_пл (t_в - t_На)

где F_пл - площадь пола отапливаемого помещения, м²; t_Ha - наружная расчетная температура (средняя температура наиболее холодного периода, см. табл. 11).

При расчете общие теплопотери помещений жилых зданий следует уменьшить на величину бытовых тепловыделений QBH, определяемых из расчета 21 Вт на 1 м²площади пола помещений, для которых предусматривается установка печей:

Q_BH = 21 F_пл

Таким образом, для определения расчетной теплопроизводительности системы печного отопления необходимо: вычислить теплопотери через ограждающие конструкции, к ним прибавить дополнительные потери теплоты, а из полученной суммы вычесть величину, характеризующую бытовые тепловыделения.