Фактор формы

Отношение Б/S является гео­метрическим параметром, характеризующим область (двумерного тем­пературного поля) определенной конфигурации. Для одномерного поля стенки с шириной поверхности в один калибр (один калибр равен толщине стены) Б/S = 1, а шириной поверхности в два калибра равно 2 и т. д. Для двумерной области с такой же шириной поверх­ности эти отношения другие. Отношение геометрических параметров для двумерной и одномерной областей одинаковой ширины показы­вает, во сколько раз изменяется тепловой поток через поверхность определенной ширины в двумерной области по сравнению с одно­мерной.

Обычно угол, стык, откос, включение и другие изменения в одно­мерной конструкции вызывают нарушение одномерности темпера­турного поля на расстоянии до двух калибров по ширине ограждения, поэтому для всех случаев двумерных полей в ограждении необходимо учитывать участок ограждения шириной в два калибра.

За один калибр для реальных ограждений (многослойных, имею­щих конечные значения сопротивлений теплообмена) принимают ус­ловную толщину однородного ограждения с сопротивлением тепло­проводности и коэффициентом теплопроводности теплоизоляци­онного материала λ. Ширина a_f в два калибра равна:

a_f =2λ R₀ (24)

При расчете передачи тепла через двумерные элементы в ограж­дении (участки конструкций с двумерным температурным полем) удобно пользоваться так называемым фактором формы. Фактором формы f двумерного элемента ограждения называется отношение гео­метрических параметров Б/S двумерной и одномерной частей ограж­дения при их одинаковой ширине по поверхности, равной двум ка­либрам:

f = (Б/S)/2, (25)

где Б/S — отношение числа трубок тока к числу изотермических по­лос (интервалов между изотермами) в ортогональной сетке криво­линейных квадратов, расположенных в области двумерного температурного поля на ширине поверхности в два калибра; 2 — это же отношение для области одномерного температурного поля в кон­струкции при той же ширине поверхности в два калибра.

Фактор формы показывает, во сколько раз больше проводимость тепла двумерным элементом по сравнению с одномерным. Или при одинаковой разности температур и прочих условиях он показывает, во сколько раз больше теряется тепла через двумерный элемент ог­раждения по сравнению с теплопотерями через его гладь.

Для некоторых двумерных элементов (угла, стыка ограждений) фактор формы может быть вычислен относительно внутренней и на­ружной поверхностей. В расчете потерь тепла помещением площади ограждений принимают по наружному обмеру; в этом случае f сле­дует определять по наружной поверхности.

Общее количество тепла, проходящее через эту часть конструкции, будет равно:

(26)

а сопротивление теплопроводности этой части:

R_т = S/(Бλ) (27)