77.Распространение тепла в ограждающих конструкциях:теплопотери, тепловой поток, теплопроводность, теплопередача

Теплопрово́дность— это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

Закон теплопроводности Фурье

В установившемся режиме поток энергии, передающейся посредством теплопроводности, пропорционален градиенту температуры:

q=-λgrad(T)

где q — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, λ— коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью), T — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). Это выражение известно как закон теплопроводности Фурье.

В интегральной форме это же выражение запишется так (если речь идёт о стационарном потоке тепла от одной грани параллелепипеда к другой):

P=-λ*S∆T/h

где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, h — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.

Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K).

Теплопередача — физический процесс передачи тепловой энергии от более горячего тела к более холодному либо непосредственно (при контакте), либо через разделяющую (тела или среды) перегородку из какого-либо материала. Когда физические тела одной системы находятся при разной температуре, то происходит передача тепловой энергии, или теплопередача от одного тела к другому до наступления термодинамического равновесия. Самопроизвольная передача тепла всегда происходит от более горячего тела к более холодному, что является следствием второго закона термодинамики (однако возможно передать тепло от холодного тела с помощью вспомогательных устройств, таких как холодильник). Теплопередачу невозможно остановить, возможно только замедлить её.

В общем случае тепловой поток Q, проходящий через сечение теплофизически однородной ограждающей конструкции, вычисляется по формуле

Q=∆t/R, где ∆t-разность температур на поверхности ограждения,°C

R-термическое сопротивление ограждения м²*°К/Вт

Основные теплопотери помещения слагаются из потерь тепла через отдельные ограждающие констр и определ по формуле

Q=КF(t_в-t_н⁵)(1+∑β)n, Вт, где

К – коэф теплопер огражд констр, F-площадь огр констр, t_н⁵-темпер наружного воздуха самой холодной пятидневки, ∑β-дополн потери теплоты в частях от осн теплопотерь, кот учитываются для наружных, вертик и наклонных огр констр, n-коэф, кот зависит от положения внешней поверхности огражд констр по отношению к внешнему воздуху