Контрольна робота
з теплофізики
№ 7
1. Опір теплопередачі
Так як тепловий потік, що проходить через огорожу, зустрічає на своєму шляху деякий перешкоду вільному переміщенню, в практичних розрахунках зручно користуватися величинами опорів, які висловлюють різниця температур на межах того чи іншого шару, що припадає на одиничну щільність теплового потоку:, м2К/ Вт Розрізняють такі опору:
В
термічний опір шару (опір при проходженні тепла через шар конструкції);
термічний опір огородження, що складається з декількох шарів;
опір Тепловоспріятіе (опір при переході тепла від внутрішнього повітря до внутрішньої поверхні огородження), зазвичай при розрахунках коефіцієнт тепловоспріятія не розраховується за наведеними вище формулами, а приймається за довідником;
опір тепловіддачі (опір при переході тепла від зовнішньої поверхні до зовнішнього повітря), коефіцієнт тепловіддачі приймається за довідником;
опір теплопередачі огородження, крім того,.
Опору Тепловоспріятіе і тепловіддачі часто об'єднують загальною назвою опорів теплообміну у внутрішньої і зовнішньої поверхонь. Незважаючи на те, що їх чисельні значення малі в порівнянні з опором теплопередачі (наприклад, для стін Rв = 0,115, Rн = 0,043 м2К/Вт), але вони співставні з термічними опорами матеріальних шарів (так, опір 15-ти міліметрового шару сухої штукатурки приблизно дорівнює 0,08 м2К/Вт, а опір глиняної цегли складає близько 0,16 - 0,22 м2К/Вт). Для визначення термічного опору огорожі необхідно знати коефіцієнти теплопровідності матеріалів, що становлять огорожу, а також розміри шарів. R не залежить від порядку розташування шарів, але інші теплотехнічні показники огорожі (теплостійкість, розподіл температури в огородженні і його вологісний режим) залежать, тому прийнято нумерувати шари багатошарового огорожі, і нумерація ведеться послідовно від внутрішньої поверхні огородження до зовнішньої. Користуючись рівнянням опору теплопередачі огородження можна визначити товщину одного з його шарів (найчастіше утеплювача - матеріалу з найменшим коефіцієнтом теплопровідності), при якому огорожу матиме задану (необхідну) величину опору теплопередачі. Тоді необхідний опір утеплювача можна обчислити як
,
де - сума термічних опорів шарів з відомими товщинами, а мінімальну товщину утеплювача - так:. Для подальших розрахунків товщину утеплювача необхідно округляти в більшу сторону кратно уніфікованим (заводським) значенням товщини того чи іншого матеріалу. Наприклад, товщину цегли - кратно половині його довжини (60 мм), товщину бетонних шарів - кратно 50 мм, а товщину шарів з інших матеріалів - кратно 20 або 50 мм залежно від кроку, з яким вони виготовляються на заводах. При веденні розрахунків опорами зручно користуватися через те, що розподіл температур по опорам буде лінійним, а значить розрахунки зручно вести графічним способом. У цьому випадку кут нахилу ізотерми до горизонту в кожному шарі однаковий і залежить тільки від співвідношення різниці розрахункових температур і опору теплопередачі конструкції. А тангенс кута нахилу є не що інше як щільність теплового потоку, що проходить через дане огорожу:
. br/>
При стаціонарних умовах щільність теплового потоку постійна в часі, і значить,
,
де Rх - опір частини конструкції, що включає опір теплообміну внутрішньої поверхні і термічні опори шарів конструкції від внутрішнього шару до площини, на якій шукається температура. Тоді. Наприклад, температура між другим і третім шаром конструкції може бути знайдена так:
.
2. Коефіцієнт теплопроніцанія
Кількість теплоти, що проходить через огорожу, пропорційно різниці температур повітря з одного і з іншого боку огорожі, площі огородження і часу, протягом якого відбувається передача теплоти, і, крім того, залежить від теплотехнічних властивостей самого огородження . Кількість теплоти Q, переданої огорожею, визначається за формулою
Q = k * (tвн-Тн) * F * t
де k - коефіцієнт, що залежить від теплотехнічних властивостей огорожі та званий коефіцієнтом теплопередачі, Вт/(м2 В° С); вн - температура повітря з внутрішньої сторони огорожі, В° С ;
Тн - температура повітря із зовнішнього боку огорожі, В° С; - площа огородження, м2;
t - тривалість передачі теплоти, с. p align="justify"> Для з'ясування фізичного сенсу коефіцієнта теплопередачі огородження покладемо у формулі, що
вн-Тн = 1 В° С, F = 1 м2, t = 1 с,
тоді k = Q,
Отже, коефіцієнт теплопер...
