Контрольна робота
Основи теплофізики
Варіант № 3
1. Коефіцієнт теплопровідності
Коефіцієнт теплопровідності ? характеризує ступінь теплопровідності матеріалів. Його фізичний зміст можна зафіксувати таким чином: ? - це кількість теплової енергії, що проходить через 1 м2 перетину матеріалу товщиною 1 м за 1 с при різниці температур на його краях, рівної 1 оС або ? - це щільність теплового потоку, що припадає на одиничний градієнт температури. Тобто, чим більше ? матеріалу, тим він краще пропускає тепло через свою масу. Одиниця виміру коефіцієнта теплопровідності - Вт/Мос (або Вт/мк). Величина коефіцієнта теплопровідності будівельних матеріалів варіюється в межах від 0,04 (для пінистих матеріалів) до 3,5 (для граніту, базальту) і не є постійною навіть для одного й того ж матеріалу, тому що залежить від його об'ємної ваги, вологості, температури , а також напрями теплового потоку, що проходить через нього.
. Коефіцієнт тепловіддачі біля зовнішньої поверхні огородження
Повітря обмінюється теплом з охолодженими і нагрітими поверхнями огорож і приладів систем опалення та охолодження. Нагріті потоки повітря піднімаються вгору, охолоджені опускаються вниз, викликаючи загальну рухливість і перемішування повітря в приміщенні. Подача та видалення повітря системами вентиляції посилює цей процес. Такий рух повітря і є основою конвективного теплообміну. У більшості приміщень в результаті перемішування повітря спостерігається порівняно рівномірний розподіл температури повітря tв в плані і по висоті, що дозволяє приймати однакове значення температури tв при розрахунку теплообміну на всіх поверхнях. Винятки становлять приміщення з великими теплонадлишки або струменевого подачею повітря, при яких має місце нерівномірність розподілу температури по висоті або в плані приміщення. У результаті різних аеродинамічних явищ в приміщенні можуть бути різні форми конвективного теплообміну. У багатьох випадках обмін теплом повітря з нагрітими або охолодженими поверхнями відбувається в режимі природної конвекції, при якій рух частинок середовища обумовлюється різницею температур і, як наслідок, неоднаковою щільністю середовища. В умовах примусового руху повітря вздовж поверхонь, пов'язаного, наприклад, з впливом вітру, продуванням повітря вентилятором, теплообмін визначається закономірностями вимушеної конвекції. Вимушена конвекція в загальному випадку може супроводжуватися і природною конвекцією, але через те, що інтенсивність вимушеного процесу помітно більше, то при його розгляді природною конвекцією часто нехтують. Кількість тепла, переданого конвекцією, залежить від характеру руху середовища, її щільності, в'язкості і температури, стану поверхні твердого тіла, величини температурного перепаду між рідиною або газом і поверхнею. У практичних розрахунках для визначення кількості тепла, переданого при конвективному теплообміні між рідиною або газом і поверхнею твердого тіла, можна користуватися формулою
, Дж (або, Вт/м2),
де? t - різниця температур між газом або рідиною і поверхнею тіла;? к - коефіцієнт тепловіддачі конвекцією, що показує кількість тепла, що передається від рідини чи газу до 1 м2 поверхні твердого тіла за 1 секунду при одиничної різниці температур між рідиною і газом і поверхнею. Для визначення величини? К для різних випадків конвективного теплообміну можна користуватися або емпіричними формулами, що мають, однак, обмежену область застосування, або В«критеріями подібностіВ», витікаючими з диференціальних рівнянь теплопередачі. Необхідно відзначити, що характер передачі тепла конвекцією різний у внутрішньої і зовнішньої поверхонь огорожі. У внутрішньої поверхні - природна конвекція, що викликається різницею температур повітря і поверхні, біля зовнішньої поверхні превалює вимушена конвекція, що викликається дією вітру. Тому і формули для визначення? До будуть різними для внутрішньої і зовнішньої поверхонь огорожі. Тобто, а. На зовнішніх поверхнях огороджувальних конструкцій конвективний теплообмін більшою мірою пов'язаний з вимушеним рухом повітря, тому для визначення коефіцієнта потрібно знати розрахункову швидкість вітру для зимових умов. Найчастіше цей коефіцієнт знаходять за такою формулою:
В
(е - основа натуральних логарифмів).
3. Коефіцієнт випромінювання
изл = 1/Т изл
Випромінювання може відбуватися в газоподібному середовищі або в порожнечі. Теплове випромінювання являє собою...
