8. Теплопередача конвекцией. Коэффициент теплоотдачи конвекцией. Примеры расчета

-конвекций – твердое тело с жидкостью, или газом. При этом виде теплопередачи осуществляется передача энергии молекул, часть из которых физически перемещаются q=ά(альфа)к(tповерхности-tвоздуха). Ά(альфа)к – коэффициент конвекционного теплообмена. Вт/м²°С

Одновременно с конвекцией происходит молярный перенос веществ и теплопроводность, т.е. количество теплоты, передаваемое конвекцией зависит:

-от характера движения жидкой или газообразной среды.

-от плотности, вязкости, t жидкой или газообразной среды.

-от состояния поверхности твердого тела

-от температурного перепада

ά(альфа)к – коэффициент конвекционного обмена, сложный коэффициент,зависящий от множества факторов.

Для расчетов теплообмена внутри поверхностей с воздухом. ά(альфа)к =1,66³√∆t (формула Богославского)

∆t=tв-tп – разность между температурой воздуха и поверхности.

Для расчета теплообмена наружной поверхности с воздухом (ф-ла Франка)

α_нк =7,34ν^0,656 + 3,78e^-1,91ν

V – скорость ветра принимать(м/с), принимают для зимы среднюю скорость из тех румбов, повторяемость которых составляет 16% и более; е = 2,718 — основание логарифма.

Пример расчета: Рассчитать άк, дано – tв=18, tпов=12. по формуле Богославского ά(альфа)к =1,66³√18-12

Пример 2: Рассчитать άк при скорости ветра 4,9 м/c. По формуле Франка.

8. Теплопередача излучением. Коэффициенты излучения тел. Коэффициент теплоотдаче излучением. Пример расчета. Принцип действия тепловизора.

теплопередача-передача энергии от одного тела к другому. Излучением – между телами на расстоянии. Этот вид теплопередачи осуществляется вследствие излучения и поглощения электромагнитных волн инфракрасного диапазона.

q=α_Λ (t поверх 1 –tповерх2)

α_Λ – коэффициент лучистого теплообмена.Вт/м² ˚С

Если 2 плоских тела расположены параллельно друг от друга на большом расстоянии, то плотность потока теплоты между телами опред формулой:

Тепловизор – это оптико-электронная система, предназначенная для получения видимого изображения объектов, испускающих невидимое тепловое (инфракрасное) излучение.

Действие всех тепловизоров основано на фиксировании разности температр объект-фон и на преобразовании полученной разницы в изображение, видимое глазом.

10. Коэффициенты теплоотдачи поверхностей ограждающих конструкций. Нормируемые значения. Термическое сопростивление и сопротивление теплопередаче однослойной ограждающей конструкции. Примеры этих сопротивлений.

теплообмен поверхностей ограждения с окружающей средой.

α-коеффициент теплоотдачи

q=α (t поверх 1 –t возд и окр предм)

отдача тепла поверхностью ограждения может происходить конвекцией и излучением, поэтому

α=α_{к(конвекц)}+α_{Λ(излучен)}

для внутр поверхности ограждения коэффициент теплоотдачи обознается α_в

для наружной - α_в

q =α_в(t _в -t_п1)

q=α_н(t_п2-t_н)

α_в = 8,7 Вт/м²˚С

α_н=23 Вт/м²˚С

анализ составляющих элементов теплообмена.

- доля участия излучения в α_в составляет 60%, в α_н 14%

- величина α_н в 3,2 раза больше α_в , что явилось следствием воздействия ветра

- в коэф α_к для наружной пов-ти естеств конвекция (второе слагаемое в формуле для α_к) даже при несильном ветре не снижается до нуля.

- на величину α_в главное влияние оказывает разность температур (t _в - t_п1) и коэф излучения поверхности.

-.на величину α_н оказывает влияние скорость ветра

Сопротивление теплопередаче ограждения

q=t₁-t₂/Rk

t – темп пов-ти ограждения, Rk термическое сопротивление

q=t_в-t_н/Rо где Rо сопротивление теплопередаче, t внутреннего и наружного воздуха

Rо – физическая величина, численно равная разности температур воздуха по разные стороны ограждения при плотности потока теплоты через ограждение в 1 Вт/м²

Формула сопротивления теплопередачи ограждения без теплопроводных включений

11.Теплофизические свойства строительных материалов. Плотность материала. Пористость материала. Плотность скелета материала. Влажность материала. Водопоглощение материала. Теплопроводность строительных материалов. Режим эксплуатации ограждающих конструкций. Расчетная теплопроводность строительных материалов.

Плотность строительного материала – это масса материала в сухом составе в единице объема.

Пористость материала – это объем пор, приходящийся на единицу объема материала.

Р = Vпор/V в м3/м3 или в процентах.

Откачивают воздух из материала и заполняют водой для определения пористости.

Плотность скелета материала – это масса образца материала,отнесенная к его объему без учета объема пор, в кг/м3.

Влажность материала – по массе кг на кг или в процентах.

W = m влажного образца – m сухого / m сухого

Объемная влажность в м3 на м3 или в процентах.

V = Vвлаги/Vобразца

- кубометр воды, содержащийся в материале на кубометр образца.

Максимальная влажность материала заполняется при полном заполнении пор.

Vmax = v пор/v образца = p

Максимальная возможная влажность по массе:

Wmax = 1000/p сух * V max =( 1000/p сух) * p = 1000 *(1/p cух – 1/гамма – плотность скелета)

Водопоглощение материала – это влажность материала по массе, которую образец материала приобретает при определенных условиях увлажнения (к примеру – при погружении в воду на 24 часа.)

Максимальное водопоглощение = максимально возможной влажности.

Теплопроводность материала является средней между теплопроводностью воздуха и теплопроводностью скелета.

С повышением температуры теплопроводность увеличивается, так как увеличивается конвективный и лучистый теплообмены)

Определениерасчетной теплопроводности материалов(СНип Строительная теплотехника)

1. Определяется режим эксплуатации помещения (нормальный,сухой,влажный,мокрый)

2. Определяется зона влажности региона (по карте – 1,2,3)

3. определяется условия эксплуатации(по таблице – а или в)

4. выбираем расчетное значение теплопроводности по таблице.