Test
Termofizika br. 11
Toplotni otpor zračnog raspora
1. Dokazati da je linija pada temperature u debljini višeslojne ograde u koordinatama "temperatura - toplotni otpor" prava linija
2. Šta određuje toplinski otpor zračnog raspora i zašto
3. Razlozi za nastanak razlike pritisaka na jednoj i drugoj strani ograde
međuslojna ograda otpora na temperaturu zraka
1. Dokazati da je linija pada temperature u debljini višeslojne ograde u koordinatama "temperatura - toplotni otpor" prava linija
Koristeći jednadžbu otpora prijenosu topline ograde, moguće je odrediti debljinu jednog od njenih slojeva (najčešće izolacije - materijala najniže toplinske provodljivosti), pri kojoj će ograda imati zadatu (potrebnu) vrijednost otpornosti na prenos toplote. Tada se potrebni otpor izolacije može izračunati kao, gdje je zbir toplinskih otpora slojeva poznatih debljina, a minimalna debljina izolacije je sljedeća:. Za daljnje proračune, debljina izolacije mora se zaokružiti u višestruke objedinjene (tvorničke) vrijednosti debljine određenog materijala. Na primjer, debljina cigle je višestruka od polovine njene dužine (60 mm), debljina slojeva betona je višestruka od 50 mm, a debljina slojeva drugih materijala je višestruka od 20 ili 50 mm, ovisno na stepenu sa kojim se prave u fabrikama. Prilikom izvođenja proračuna pogodno je koristiti otpore zbog činjenice da će raspodjela temperature preko otpora biti linearna, što znači da je zgodno izvršiti proračune na grafički način. U ovom slučaju, kut nagiba izoterme prema horizontu u svakom sloju je isti i ovisi samo o omjeru razlike između projektnih temperatura i otpora prijenosa topline konstrukcije. A tangenta ugla nagiba nije ništa drugo do gustina toplotnog toka koji prolazi kroz datu ogradu:.
U stacionarnim uslovima, gustina toplotnog fluksa je konstantna u vremenu, a samim tim i gde R X- otpor dijela konstrukcije, uključujući otpor prijenosu topline unutrašnje površine i toplinski otpor slojeva konstrukcije od unutrašnjeg sloja do ravni na kojoj se traži temperatura.
Onda. Na primjer, temperatura između drugog i trećeg sloja strukture može se naći ovako:
Smanjene otpore na prijenos topline nehomogenih ogradnih konstrukcija ili njihovih presjeka (fragmenata) treba odrediti prema priručniku, a smanjene otpore ravnih obložnih konstrukcija sa toplovodnim inkluzijama također prema priručniku.
2. Šta određuje toplinski otpor zračnog raspora i zašto
Osim prijenosa topline provođenjem topline i konvekcijom u zračnom prostoru, postoji i direktno zračenje između površina koje ograničavaju zračni raspor.
Jednačina prijenosa topline zračenjem:, gdje b l - koeficijent prijenosa topline zračenjem, u većoj mjeri u zavisnosti od materijala površina međusloja (što je niža emisivnost materijala, to je manja i b l) i prosječna temperatura zraka u međusloju (sa povećanjem temperature raste koeficijent prijenosa topline zračenjem).
Pa gde l eq - ekvivalentni koeficijent toplotne provodljivosti vazdušnog raspora. Znajući l eq, možete odrediti toplinski otpor zračnog raspora. Međutim, otpor R VP se može odrediti i referentnom knjigom. Oni ovise o debljini zračnog raspora, temperaturi zraka u njemu (pozitivna ili negativna) i vrsti sloja (vertikalni ili horizontalni). Količina toplote koja se prenosi vođenjem, konvekcijom i zračenjem kroz vertikalne vazdušne prostore može se proceniti iz sledeće tabele.
|
Debljina međusloja, mm |
Gustoća toplotnog toka, W / m 2 |
Količina prenesene topline u % |
Ekvivalentni koeficijent toplotne provodljivosti, m o S / W |
Toplotni otpor međusloja, W/m 2o S |
|||
|
toplotna provodljivost |
konvekcija |
radijacije |
|||||
|
Napomena: vrijednosti date u tabeli odgovaraju temperaturi zraka u međusloju jednakoj 0 °C, temperaturnoj razlici na njegovim površinama od 5 °C i emisivnosti površina C = 4,4. |
Stoga, kada projektirate vanjske barijere s zračnim otvorima, uzmite u obzir sljedeće:
1) povećanje debljine zračnog raspora ima mali utjecaj na smanjenje količine topline koja prolazi kroz njega, a slojevi male debljine (3-5 cm) su efikasni u termotehnici;
2) racionalnije je napraviti nekoliko slojeva male debljine u ogradi nego jedan sloj velike debljine;
3) preporučljivo je puniti debele međuslojeve materijalima koji slabo provode toplotu kako bi se povećala toplotna otpornost ograde;
4) vazdušni zazor mora biti zatvoren i ne komunicira sa spoljnim vazduhom, odnosno vertikalni slojevi moraju biti blokirani horizontalnim dijafragmama u nivou međuspratne etaže (češće blokiranje slojeva po visini nema praktičnu vrednost). Ako postoji potreba za uređajem međuslojeva ventiliranih vanjskim zrakom, oni su podložni posebnom proračunu;
5) zbog činjenice da se najveći deo toplote koja prolazi kroz vazdušni zazor prenosi zračenjem, preporučljivo je postaviti slojeve bliže spoljnoj strani ograde, čime se povećava njihov toplotni otpor;
6) pored toga, preporučuje se da se toplija površina međusloja prekrije materijalom sa niskom emisivnošću (na primjer, aluminijskom folijom), koji značajno smanjuje fluks zračenja. Pokrivanje obje površine takvim materijalom praktički ne smanjuje prijenos topline.
3. Razlozi za nastanak razlike pritisaka na jednoj i drugoj strani ograde
Zimi, zrak u grijanim prostorijama ima temperaturu veću od vanjskog zraka, te stoga vanjski zrak ima veću zapreminsku težinu (gustinu) u odnosu na unutrašnji zrak. Ova razlika u zapreminskim težinama vazduha stvara razlike u njegovim pritiscima sa obe strane ograde (termalna glava). Zrak ulazi u prostoriju kroz donji dio vanjskih zidova, a izlazi kroz gornji dio. U slučaju hermetičnosti gornje i donje ograde i sa zatvorenim otvorima, razlika pritiska vazduha dostiže svoje maksimalne vrednosti na podu i ispod plafona, a na sredini visine prostorije je nula (neutralna zona).
Slični dokumenti
Protok topline kroz ogradu. Otpornost na apsorpciju i prijenos topline. Gustina toplotnog fluksa. Toplinska otpornost ograde. Distribucija temperatura prema otporu. Normalizacija otpornosti na prijenos topline ograda.
test, dodano 23.01.2012
Prenos toplote kroz vazdušni raspor. Nizak koeficijent toplotne provodljivosti vazduha u porama građevinskih materijala. Osnovni principi projektovanja zatvorenog vazdušnog prostora. Mjere za povećanje temperature unutrašnje površine ograde.
sažetak, dodan 23.01.2012
Otpor trenja u osovinskim kutijama ili ležajevima osovinskih osovina trolejbusa. Povreda simetrije raspodjele deformacija po površini kotača i šine. Otpornost na kretanje usled izlaganja vazduhu. Formule za određivanje otpornosti.
predavanje dodato 14.08.2013
Proučavanje mogućih mjera za povećanje temperature unutrašnje površine ograde. Određivanje formule za izračunavanje otpora prijenosu topline. Procijenjena vanjska temperatura i prijenos topline kroz kućište. Koordinate temperatura-debljina.
test, dodano 24.01.2012
Projekat relejne zaštite dalekovoda. Proračun parametara dalekovoda. Specifični induktivni otpor. Reaktivna i specifična kapacitivna provodljivost nadzemnog voda. Određivanje maksimalnog režima u slučaju nužde pri jednofaznoj struji kratkog spoja.
seminarski rad, dodan 04.02.2016
Diferencijalna jednadžba provođenja toplote. Uslovi za nedvosmislenost. Specifični toplotni tok Toplotni otpor toplotne provodljivosti troslojnog ravnog zida. Grafička metoda za određivanje temperatura između slojeva. Određivanje konstanti integracije.
prezentacija dodata 18.10.2013
Utjecaj Biotovog broja na raspodjelu temperature u ploči. Unutrašnji, spoljašnji toplotni otpor tela. Promjena energije (entalpije) ploče u periodu njenog potpunog zagrijavanja i hlađenja. Količina toplote koju daje ploča tokom procesa hlađenja.
prezentacija dodata 15.03.2014
Gubitak glave trenja u horizontalnim cjevovodima. Ukupni gubitak glave kao zbir otpora trenja i lokalnog otpora. Gubitak pritiska tokom kretanja tečnosti u aparatu. Sila otpora medija tokom kretanja sferne čestice.
prezentacija dodana 29.09.2013
Provjera toplinske zaštite vanjskih ograda. Provjerite ima li kondenzacije na unutrašnjoj strani vanjskih zidova. Proračun topline za grijanje zraka koji se dovodi infiltracijom. Određivanje prečnika cevi. Toplinska otpornost.
seminarski rad dodan 22.01.2014
Električni otpor je glavna električna karakteristika vodiča. Razmatranje mjerenja otpora na DC i AC. Proučavanje metode ampermetar-voltmetar. Izbor metode u kojoj će greška biti minimalna.
Praznine dostupne protoku zraka su otvori za ventilaciju koji narušavaju karakteristike toplinske izolacije zidova. Zatvorene šupljine (kao i zatvorene pore pjene) su toplinski izolacijski elementi. Praznine izazvane vjetrom se široko koriste u građevinarstvu za smanjenje gubitaka topline kroz ogradne konstrukcije (pukotine u cigli i blokovima, kanali u betonskim pločama, praznine u prozorima s dvostrukim staklom, itd.). Praznine u obliku vjetrootpornih zračnih slojeva također se koriste u zidovima kupatila, uključujući i okvire. Ove šupljine su često glavni elementi termičke zaštite. Konkretno, prisutnost šupljina na vrućoj strani zida omogućava upotrebu polistirena niske temperature (ekspandirani polistiren i polietilenska pjena) u dubokim zonama zidova visokotemperaturnih kupki.
U isto vrijeme, praznine u zidovima su najpodmukliji elementi. Vrijedi u najmanjoj mjeri razbiti izolaciju od vjetra, a cijeli sistem šupljina može postati jedan uduvani rashladni zrak koji isključuje sve vanjske toplotnoizolacijske slojeve iz sistema zidne izolacije. Stoga pokušavaju učiniti praznine male veličine i zajamčeno će se izolirati jedna od druge.
Nemoguće je koristiti koncept toplotne provodljivosti vazduha (a još više koristiti ultra-nisku vrednost koeficijenta toplotne provodljivosti mirnog vazduha od 0,024 W/m deg) za procenu procesa prenosa toplote kroz pravi vazduh, jer vazduh u velikim prazninama je izuzetno pokretna supstanca. Stoga se u praksi za proračune toplotnog inženjeringa procesa prijenosa topline, čak i kroz konvencionalno "stacionarni" zrak, koriste empirijski (eksperimentalni, eksperimentalni) odnosi. Najčešće (u najjednostavnijim slučajevima) u teoriji prijenosa topline vjeruje se da je toplotni tok iz zraka na površinu tijela u zraku Q = α∆T, gdje α - empirijski koeficijent prenosa toplote "mirnog" vazduha, ∆T- razlika u temperaturi između površine tijela i zraka. U normalnim životnim uslovima, koeficijent prolaza toplote je približno α = 10 W/m2 hail. Upravo te brojke ćemo se pridržavati prilikom izračunavanja zagrijavanja zidova i ljudskog tijela u kadi. Uz pomoć strujanja zraka brzinom V (m/s), protok topline se povećava za vrijednost konvektivne komponente Q = βV∆T, gdje β otprilike jednaka 6 W sec / m³ deg... Sve količine ovise o prostornoj orijentaciji i hrapavosti površine. Dakle, prema važećim normama SNiP 23-02-2003, koeficijent prijenosa topline iz zraka na unutrašnje površine ogradnih konstrukcija uzima se jednakim 8,7 W / m2 stepena za zidove i glatke stropove sa blago izbočenim rebrima (sa omjer visine rebara "h" i udaljenosti "a »Između strana susjednih ivica h / a< 0,3); 7,6 Вт/м² град для потолков с сильно выступающими рёбрами (при отношении h/a >0,3); 8,0 W / m² stepena za prozore i 9,9 W / m² stepena za krovna svjetla. Finski stručnjaci uzimaju koeficijent prolaza topline u "mirnom" zraku suhih sauna jednakim 8 W/m2 deg (što se, u okviru greške mjerenja, poklapa sa vrijednošću koju prihvatamo) i 23 W/m2 deg u prisustvu strujanja zraka sa prosječnom brzinom od 2 m/s.
Tako mala vrijednost koeficijenta prijenosa topline u konvencionalno "mirnom" zraku α = 10 W/m2 tuča odgovara konceptu zraka kao toplotnog izolatora i objašnjava potrebu korištenja visokih temperatura u saunama za brzo zagrijavanje ljudskog tijela. Što se tiče zidova, to znači da sa karakterističnim gubicima toplote kroz zidove kupatila (50-200) W/m2, razlika u temperaturi vazduha u kadi i temperaturama unutrašnjih površina zidova kupatila može dostići ( 5-20) °C. Ovo je vrlo velika vrijednost, koju često niko ne uzima u obzir. Prisustvo jake konvekcije zraka u kadi omogućava da se pad temperature prepolovi. Imajte na umu da su tako visoki padovi temperature, tipični za kupke, neprihvatljivi u stambenim prostorijama. Dakle, temperaturna razlika između zraka i zidova, standardizirana u SNiP 23-02-2003, ne bi trebala prelaziti 4 ° C u stambenim prostorijama, 4,5 ° C u javnim i 12 ° C u industrijskim prostorijama. Veći padovi temperature u stambenim prostorijama neminovno dovode do osjećaja hladnoće sa zidova i rose na zidovima.
Koristeći uvedeni koncept koeficijenta prijenosa topline sa površine na zrak, šupljine unutar zida se mogu smatrati sekvencijalnim rasporedom površina za prijenos topline (vidi sliku 35). Vazdušne zone uz zid, u kojima se uočavaju gornje temperaturne razlike ∆T, nazivaju se graničnim slojevima. Ako postoje dva prazna prostora u zidu (ili staklenoj jedinici) (na primjer, tri stakla), onda zapravo postoji 6 graničnih slojeva. Ako toplotni tok od 100 W / m2 prolazi kroz takav zid (ili staklenu jedinicu), tada se na svakom graničnom sloju temperatura mijenja za ∆T = 10 °S, a na svih šest slojeva temperaturna razlika je 60°C. S obzirom na to da su toplotni tokovi kroz svaki pojedinačni granični sloj i kroz cijeli zid u cjelini međusobno jednaki i još uvijek iznose 100 W/m2, rezultirajući koeficijent prolaza topline za zid bez šupljina („prozor sa duplim staklom“ sa jednim staklo) će biti 5 W/m2 stepena, za zid sa jednim praznim slojem (dvostakljena jedinica sa dva stakla) 2,5 W/m2 stepena, a sa dva međusloja šupljina (dvostruko staklo sa tri stakla) 1,67 W/m2 deg. Odnosno, što je više praznina (ili više stakla), to je zid topliji. U ovom slučaju je toplinska provodljivost materijala zidova (stakla) u ovom proračunu pretpostavljena beskonačno velikom. Drugim riječima, čak i od vrlo "hladnog" materijala (na primjer, čelika), u principu je moguće napraviti vrlo topao zid, osiguravajući samo prisustvo mnogih slojeva zraka u zidu. Zapravo, svi stakleni prozori rade na ovom principu.
Da bi se pojednostavili procijenjeni proračuni, prikladnije je koristiti ne koeficijent prijenosa topline α, već njegovu inverznu vrijednost - otpor prijenosa topline (toplinski otpor graničnog sloja) R = 1 / α... Toplinski otpor dvaju graničnih sloja koji odgovaraju jednom sloju zidnog materijala (jednom staklu) ili jednom zračnom otvoru (međusloju) jednak je R = 0,2 m2 deg/W, i tri sloja zidnog materijala (kao na slici 35) - zbir otpora šest graničnih slojeva, odnosno 0,6 m² deg/W. Iz definicije pojma otpora na prijenos topline Q = ∆T / R proizilazi da će sa istim toplotnim fluksom od 100 W/m² i toplotnom otpornošću od 0,6 m² deg/W, pad temperature na zidu sa dva vazdušna prostora biti istih 60°C. Ako se broj slojeva zraka poveća na devet, tada će pad temperature na zidu s istim toplotnim tokom od 100 W/m2 biti 200 °C, odnosno izračunata temperatura unutrašnje površine zida u kadi sa toplotni tok od 100 W / m2 će se povećati sa 60 ° C na 200 ° C (ako je 0 ° C vani).
Koeficijent prolaza toplote je rezultantni pokazatelj koji sveobuhvatno sažima posledice svih fizičkih procesa koji se dešavaju u vazduhu na površini tela koje prenosi ili apsorbuje toplotu. Pri malim temperaturnim razlikama (i malim toplotnim tokovima), konvektivni tokovi zraka su mali, prijenos topline se uglavnom odvija konduktivno zbog toplinske provodljivosti stacionarnog zraka. Samo bi debljina graničnog sloja bila mala a = λR = 0,0024 m gdje λ = 0,024 W/m st- koeficijent toplotne provodljivosti mirnog vazduha, R = 0,1 m2 deg/W- toplotni otpor graničnog sloja. Unutar graničnog sloja vazduh ima različite temperature, usled čega, usled gravitacionih sila, vazduh na vrućoj vertikalnoj površini počinje da lebdi (a na hladnoj - da se potapa), dobija na brzini i da se turbulizuje (vrti) . Vrtlozi povećavaju prijenos topline zraka. Ako se doprinos ove konvektivne komponente formalno uvede u vrijednost koeficijenta toplinske provodljivosti λ, tada će povećanje ovog koeficijenta toplinske provodljivosti odgovarati formalnom povećanju debljine graničnog sloja a = λR(kao što ćemo vidjeti u nastavku, otprilike 5-10 puta od 0,24 cm do 1-3 cm). Jasno je da ova formalno povećana debljina graničnog sloja odgovara veličini strujanja zraka i vrtloga. Ne ulazeći u zamršenost strukture graničnog sloja, napominjemo da je mnogo važnije shvatiti da toplina koja se prenosi u zrak može "odletjeti" prema gore uz konvektivni tok, a da ne stigne do sljedeće ploče višeslojnog zida ili sljedeća čaša staklene jedinice. Ovo odgovara slučaju grijača zraka, koji će se razmotriti u nastavku prilikom analize zaštićenih metalnih peći. Ovdje razmatramo slučaj kada strujanja zraka u međusloju imaju ograničenu visinu, na primjer, 5-20 puta veću od debljine međusloja δ. U tom slučaju u zračnim prostorima nastaju cirkulirajući tokovi, koji zapravo sudjeluju u prijenosu topline zajedno sa provodljivim tokovima topline.
Sa malim debljinama vazdušnih slojeva, suprotni tokovi vazduha na suprotnim zidovima otvora počinju da utiču jedni na druge (mešaju se). Drugim riječima, debljina zračnog raspora postaje manja od dva neporemećena granična sloja, zbog čega se povećava koeficijent prijenosa topline, a otpor prijenosa topline shodno tome smanjuje. Osim toga, pri povišenim temperaturama zidova zračnih slojeva, procesi prijenosa topline zračenjem počinju igrati ulogu. Revidirani podaci u skladu sa službenim preporukama SNiP P-3-79 * dati su u tabeli 7, iz koje se vidi da je debljina neporemećenih graničnih slojeva 1-3 cm, ali značajna promjena u prijenosu topline javlja se samo kada je debljina zračnih slojeva manja od 1 cm. To posebno znači da zračni zazor između stakla u staklenoj jedinici ne smije biti manji od 1 cm.
Tabela 7. Toplotni otpor zatvorenog zračnog raspora, m2 deg/W
| Debljina zračnog raspora, cm | za horizontalni sloj sa protokom toplote odozdo prema gore ili za vertikalni sloj | za horizontalni sloj sa toplotnim tokom od vrha do dna | ||
| na temperaturi vazduha u međusloju | ||||
| pozitivno | negativan | pozitivno | negativan | |
| 1 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 2 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 3 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 5 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 10 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 20-30 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
Njihova tabela 7 također pokazuje da topliji slojevi zraka imaju manji toplinski otpor (bolje prolaze toplinu). To je zbog utjecaja mehanizma zračenja na prijenos topline, što ćemo razmotriti u sljedećem odjeljku. Imajte na umu da viskoznost vazduha raste sa temperaturom, tako da je topli vazduh manje turbulizovan.
 |
|
| Rice. 36.. Oznake su iste kao na slici 35. Zbog niske toplotne provodljivosti materijala zida nastaju temperaturne razlike ∆Tc = QRc, gdje je Rc toplinski otpor zida Rc = δc / λc(δc - debljina zida, λc - koeficijent toplotne provodljivosti materijala zida). Sa povećanjem c, padovi temperature ∆Tc opadaju, ali padovi temperature na graničnim slojevima ∆T ostaju nepromijenjeni. To ilustruje distribucija Tvinta koja se odnosi na slučaj veće toplotne provodljivosti materijala zida. Protok topline kroz cijeli zid Q = ∆T / R = ∆Tc / Rc = (Tvnutr - Tout) / (3Rc + 6R)... Toplinski otpor graničnih slojeva R i njihova debljina a ne ovise o toplinskoj vodljivosti materijala zida λc i njihovom toplinskom otporu Rc. | |
 |
|
| Rice. 37 .: a - tri sloja metala (ili stakla) razmaknutih jedan od drugog sa razmacima od 1,5 cm, što odgovara drvetu (drvena ploča) debljine 3,6 cm; b - pet slojeva metala sa prazninama od 1,5 cm, što je ekvivalentno drvu debljine 7,2 cm; c - tri sloja šperploče debljine 4 mm sa razmacima od 1,5 cm, što odgovara drvu debljine 4,8 cm; d - tri sloja polietilenske pjene debljine 4 mm sa razmacima od 1,5 cm, što odgovara drvu debljine 7,8 cm; e - tri sloja metala sa razmacima od 1,5 cm, ispunjeni efikasnom izolacijom (ekspandirani polistiren, polietilenska pjena ili mineralna vuna), ekvivalentni su drvu debljine 10,5 cm, veličine praznina unutar (1-30) cm. |
Ako konstrukcijski materijal zida ima nisku toplinsku provodljivost, tada je u proračunima potrebno uzeti u obzir njegov doprinos toplinskoj otpornosti zida (Sl. 36). Iako je doprinos šupljina, po pravilu, značajan, popunjavanje svih praznina efikasnom izolacijom omogućava (zbog potpunog zaustavljanja kretanja vazduha) značajno (3-10 puta) da se poveća toplotni otpor zida (Sl. 37). ).
Sama mogućnost dobijanja sasvim prikladnih za kupatila (barem ljeto) toplih zidova od nekoliko slojeva "hladnog" metala je, naravno, zanimljiva i koriste je, na primjer, Finci za protivpožarnu zaštitu zidova u saunama u blizini peći. . U praksi se, međutim, pokazalo da je ovakvo rješenje vrlo teško zbog potrebe za mehaničkim fiksiranjem paralelnih metalnih slojeva sa brojnim mostovima, koji igraju ulogu nepoželjnih "mostova" hladnoće. Na ovaj ili onaj način, čak i jedan sloj metala ili tkanine "zagrije" ako ga ne duva vjetar. Šatori, jurte, pošasti zasnovani su na ovom fenomenu, koji se, kao što znate, još uvijek koriste (i koriste se vekovima) kao kupke u nomadskim uslovima. Dakle, jedan sloj tkanine (bez obzira na sve, ako je samo otporan na vjetar) je samo dva puta "hladniji" od zida od cigle debljine 6 cm, a zagrijava se stotine puta brže. Ipak, tkanina šatora ostaje mnogo hladnija od zraka u šatoru, što ne dozvoljava provedbu dugotrajnih parnih režima. Osim toga, bilo koji (čak i mali) udari tkiva odmah dovode do snažnog konvektivnog gubitka topline.
Vazdušni otvori u prozorima su od najveće važnosti u kupatilu (kao iu stambenim zgradama). U ovom slučaju, smanjena otpornost na prijenos topline prozora mjeri se i izračunava za cijelu površinu prozorskog otvora, odnosno ne samo za stakleni dio, već i za poklopac (drvo, čelik, aluminij, plastika ), koje po pravilu ima bolje termoizolacione karakteristike od stakla. Za orijentaciju predstavljamo standardne vrijednosti toplinske otpornosti prozora različitih tipova prema SNiP P-3-79 * i materijala saća, uzimajući u obzir toplinsku otpornost vanjskih graničnih slojeva unutar i izvan prostorije (vidi tabela 8).
Tabela 8. Smanjena otpornost na prijenos topline prozora i prozorskih materijala
| Vrsta konstrukcije | Otpor prijenosa topline, m2stepen/W | |
| Jednostruko zastakljivanje | 0,16 | |
| Dvostruko staklo u dvostrukim krilima | 0,40 | |
| Dvostruko staklo sa odvojenim vezovima | 0,44 | |
| Trostruko ostakljenje u dvostrukim vezovima | 0,55 | |
| Četvoroslojno ostakljenje u dva dupla krila | 0,80 | |
| Dvostruko staklo sa razmakom od 12 mm između stakla: | jednokomorni | 0,38 |
| dvokomorni | 0,54 | |
| Šuplji stakleni blokovi (sa širinom spoja od 6 mm) dimenzija: | 194x194x98 mm | 0,31 |
| 244x244x98 mm | 0,33 | |
| Debljina celularnog polikarbonata "Akuueg": | dvoslojni 4 mm | 0,26 |
| dvoslojni 6 mm | 0,28 | |
| dvoslojni 8 mm | 0,30 | |
| dvoslojni 10 mm | 0,32 | |
| troslojni 16 mm | 0,43 | |
| višeslojni 16 mm | 0,50 | |
| višeslojni 25 mm | 0,59 | |
| Ćelijski polipropilen "Akuvops!" debljina: | dvoslojni 3,5 mm | 0,21 |
| dvoslojni 5 mm | 0,23 | |
| dvoslojni 10 mm | 0,30 | |
| Debljina drvenog zida (za poređenje): | 5 cm | 0,55 |
| 10 cm | 0,91 | |
| Debljina zračnog raspora, m | Toplotni otpor zatvorenog zračnog raspora R vp, m 2 °C / W | |||
| horizontalno sa protokom toplote odozdo prema gore i okomito | horizontalno sa protokom toplote odozgo prema dole | |||
| na temperaturi vazduha u međusloju | ||||
| pozitivno | negativan | pozitivno | negativan | |
| 0,01 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 0,02 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 0,03 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 0,05 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 0,10 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 0,15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 0,20-0,30 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
Početni podaci za slojeve ograđenih konstrukcija;
- drveni pod(žljebljena ploča); δ 1 = 0,04 m; λ 1 = 0,18 W/m°C;
- parna barijera; nevažno.
- vazdušni jaz: Rpr = 0,16 m2 °C/W; δ 2 = 0,04 m λ 2 = 0,18 W / m ° C; ( Toplotni otpor zatvorenog zračnog raspora >>>.)
- izolacija(stiropor); δ ut =? m; λ ut = 0,05 W/m°C;
- podloga(daska); δ 3 = 0,025 m; λ 3 = 0,18 W / m ° C;
| Drveni pod u kamenoj kući. |
Kao što smo već napomenuli, da bi se pojednostavio proračun toplotne tehnike, koeficijent množenja ( k), što dovodi vrijednost izračunate toplinske otpornosti do preporučene toplinske otpornosti ogradnih konstrukcija; za podrumske i podrumske etaže ovaj koeficijent je 2,0. Potrebni toplotni otpor se izračunava na osnovu činjenice da je temperatura spoljašnjeg vazduha (u podpolju) jednaka; -10°C. (međutim, svako može podesiti temperaturu koju smatra potrebnom za njegov konkretan slučaj).
smatramo:
Gdje Rtr- potrebna termička otpornost,
tv- projektna temperatura unutrašnjeg vazduha, ° C. Usvojen je prema SNiP-u i iznosi 18 ° C, ali pošto svi volimo toplinu, predlažemo povećanje unutrašnje temperature zraka na 21 ° C.
tn- projektna temperatura vanjskog zraka, °C, jednaka prosječnoj temperaturi najhladnijeg petodnevnog perioda u datom području izgradnje. Nudimo temperaturu u potpolju tn prihvatite "-10 ° C", ovo je naravno velika rezerva za moskovsku regiju, ali ovdje je, po našem mišljenju, bolje ponovo obećati nego ne računati. Pa, ako se pridržavate pravila, tada se vanjska temperatura zraka tn uzima prema SNiP "Građevinska klimatologija". Takođe, potrebnu standardnu vrijednost možete saznati u lokalnim građevinskim organizacijama, odnosno regionalnim odjelima za arhitekturu.
δt n α in- proizvod u nazivniku razlomka jednak je: 34,8 W / m2 - za vanjske zidove, 26,1 W / m2 - za premaze i podove potkrovlja, 17,4 W / m2 ( u našem slučaju) - za podrumske etaže.
Sad izračunavamo debljinu izolacije od ekstrudirane polistirenske pjene (stiropor).
Gdjeδ ut - debljina izolacionog sloja, m;
δ 1 …… δ 3 - debljine pojedinih slojeva ogradnih konstrukcija, m;
λ 1 …… λ 3 - koeficijenti toplotne provodljivosti pojedinih slojeva, W / m ° C (vidi Priručnik za građevinara);
Rpr - toplotni otpor zračnog raspora, m2 ° C / W. Ako zračni kanal nije predviđen u ograđenoj konstrukciji, tada se ova vrijednost isključuje iz formule;
α in, α n - koeficijenti prolaza topline unutrašnje i vanjske površine poda jednako 8,7 i 23 W / m2 ° C, respektivno;
λ ut - koeficijent toplotne provodljivosti izolacionog sloja(u našem slučaju stiropor je ekstrudirana polistirenska pjena), W/m°C.
Zaključak; Da bi se ispunili zahtjevi za temperaturni režim rada kuće, debljina izolacijskog sloja od ploča od ekspandiranog polistirena koji se nalazi u preklopu poda podruma duž drvenih greda (debljina greda je 200 mm) mora biti najmanje 11 cm. . Pošto smo inicijalno postavili precijenjene parametre, opcije mogu biti sljedeće; to je ili torta od dva sloja stiropora debljine 50 mm (minimalno) ili torta od četiri sloja stiropora debljine 30 mm (maksimalno).
Izgradnja kuća u Moskovskoj regiji:
- Izgradnja kuće od pjene u Moskovskoj regiji. Debljina zidova kuće od blokova pjene >>>
- Proračun debljine zidova od opeke pri izgradnji kuće u moskovskoj regiji. >>>
- Izgradnja drvene brvnare u Moskovskoj regiji. Debljina zida kuće od brvnara. >>>
U tabeli su prikazane vrijednosti toplinske provodljivosti zraka λ zavisno od temperature pri normalnom atmosferskom pritisku.
Vrijednost koeficijenta toplinske provodljivosti zraka neophodna je prilikom izračunavanja prijenosa topline i uključena je u brojeve sličnosti, na primjer, kao što su Prandtl, Nusselt, Bio brojevi.
Toplotna provodljivost je izražena u dimenzijama i data je za gasoviti vazduh u temperaturnom opsegu od -183 do 1200°C. Na primjer, na temperaturi od 20°C i normalnom atmosferskom pritisku, toplotna provodljivost vazduha je 0,0259 W/(m deg).
Pri niskim negativnim temperaturama, ohlađeni zrak ima nisku toplinsku provodljivost, na primjer, na temperaturi od minus 183 ° C, iznosi samo 0,0084 W / (m · deg).
Prema tabeli, to se vidi s povećanjem temperature povećava se toplinska provodljivost zraka... Dakle, s povećanjem temperature od 20 do 1200 ° C, vrijednost toplinske provodljivosti zraka raste sa 0,0259 na 0,0915 W / (m · deg), odnosno više od 3,5 puta.
| t, ° S | λ, W / (m · stepen) | t, ° S | λ, W / (m · stepen) | t, ° S | λ, W / (m · stepen) | t, ° S | λ, W / (m · stepen) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -183 | 0,0084 | -30 | 0,022 | 110 | 0,0328 | 450 | 0,0548 |
| -173 | 0,0093 | -20 | 0,0228 | 120 | 0,0334 | 500 | 0,0574 |
| -163 | 0,0102 | -10 | 0,0236 | 130 | 0,0342 | 550 | 0,0598 |
| -153 | 0,0111 | 0 | 0,0244 | 140 | 0,0349 | 600 | 0,0622 |
| -143 | 0,012 | 10 | 0,0251 | 150 | 0,0357 | 650 | 0,0647 |
| -133 | 0,0129 | 20 | 0,0259 | 160 | 0,0364 | 700 | 0,0671 |
| -123 | 0,0138 | 30 | 0,0267 | 170 | 0,0371 | 750 | 0,0695 |
| -113 | 0,0147 | 40 | 0,0276 | 180 | 0,0378 | 800 | 0,0718 |
| -103 | 0,0155 | 50 | 0,0283 | 190 | 0,0386 | 850 | 0,0741 |
| -93 | 0,0164 | 60 | 0,029 | 200 | 0,0393 | 900 | 0,0763 |
| -83 | 0,0172 | 70 | 0,0296 | 250 | 0,0427 | 950 | 0,0785 |
| -73 | 0,018 | 80 | 0,0305 | 300 | 0,046 | 1000 | 0,0807 |
| -50 | 0,0204 | 90 | 0,0313 | 350 | 0,0491 | 1100 | 0,085 |
| -40 | 0,0212 | 100 | 0,0321 | 400 | 0,0521 | 1200 | 0,0915 |
Toplotna provodljivost vazduha u tečnom i gasovitom stanju pri niskim temperaturama i pritiscima do 1000 bara
U tabeli su prikazane vrijednosti toplotne provodljivosti zraka pri niskim temperaturama i pritiscima do 1000 bara.
Toplotna provodljivost se izražava u W/(m·deg), raspon temperature je od 75 do 300K (od -198 do 27°C).
Vrijednost toplotne provodljivosti vazduha u gasovitom stanju raste sa povećanjem pritiska i temperature.
Vazduh u tečnom stanju sa povećanjem temperature teži smanjenju koeficijenta toplotne provodljivosti.
Crta ispod vrijednosti u tabeli označava prijelaz tekućeg zraka u plin - brojevi ispod linije odnose se na plin, a iznad - na tekućinu.
Promjena agregatnog stanja zraka značajno utiče na vrijednost koeficijenta toplotne provodljivosti - toplotna provodljivost tečnog vazduha je mnogo veća.
Toplotna provodljivost u tabeli je naznačena u snazi od 10 3. Ne zaboravite podijeliti sa 1000!
Toplotna provodljivost gasovitog vazduha na temperaturama od 300 do 800K i različitim pritiscima
U tabeli su prikazane vrijednosti toplinske provodljivosti zraka pri različitim temperaturama u zavisnosti od pritiska od 1 do 1000 bara.
Toplotna provodljivost se izražava u W/(m·deg), raspon temperature je od 300 do 800K (od 27 do 527°C).
Prema tabeli, može se vidjeti da se povećanjem temperature i pritiska povećava toplinska provodljivost zraka.
Budi pazljiv! Toplotna provodljivost u tabeli je naznačena u snazi od 10 3. Ne zaboravite podijeliti sa 1000!
Toplotna provodljivost vazduha pri visokim temperaturama i pritiscima od 0,001 do 100 bara
U tabeli je prikazana toplotna provodljivost vazduha pri visokim temperaturama i pritiscima od 0,001 do 1000 bara.
Toplotna provodljivost je izražena u W/(m·deg), temperaturni raspon od 1500 do 6000K(od 1227 do 5727 °C).
Sa povećanjem temperature, molekuli zraka se disociraju i maksimalna vrijednost njegove toplinske provodljivosti se postiže pri pritisku (pražnjenju) od 0,001 atm. i temperaturu od 5000K.
Napomena: Budite oprezni! Toplotna provodljivost u tabeli je naznačena u snazi od 10 3. Ne zaboravite podijeliti sa 1000!
AIR GAP, jedan od tipova izolacionih slojeva koji smanjuju toplotnu provodljivost medija. U posljednje vrijeme posebno je povećan značaj zračnog raspora u vezi sa upotrebom šupljih materijala u građevinarstvu. U okolini odvojenoj zračnim rasporom, toplina se prenosi: 1) zračenjem površina koje se nalaze uz zračni raspor i prijenosom topline između površine i zraka i 2) prijenosom topline zrakom, ako je mobilan. , ili prijenosom topline s jednih čestica zraka na druge zbog toplinske provodljivosti on ako je nepomičan, a Nuseltovi eksperimenti dokazuju da tanji slojevi, u kojima se zrak može smatrati gotovo nepomičnim, imaju niži koeficijent toplinske provodljivosti k od debljih slojeva , ali sa konvekcijskim strujama koje nastaju u njima. Nusselt daje sljedeći izraz za određivanje količine topline koju po satu prenosi zračni raspor:
gdje je F jedna od površina koje ograničavaju zračni zazor; λ 0 je uslovni koeficijent čije su numeričke vrijednosti, u zavisnosti od širine zračnog raspora (e), izražene u m, date u priloženoj pločici:
s 1 i s 2 - koeficijenti zračenja obe površine vazdušnog raspora; s je emisivnost apsolutno crnog tijela, jednaka 4,61; θ 1 i θ 2 su temperature površina koje ograničavaju vazdušni zazor. Zamjenom odgovarajućih vrijednosti u formulu, mogu se dobiti vrijednosti k (koeficijent toplinske vodljivosti) i 1 / k (izolacijski kapacitet) slojeva zraka različitih debljina potrebnih za proračune. S.L. Prokhorov je napravio dijagrame prema Nusseltovim podacima (vidi sliku), pokazujući promjenu vrijednosti k i 1/k slojeva zraka ovisno o njihovoj debljini, a najpovoljniji presjek je presjek od 15 do 45 mm.
Manje vazdušne prostore je praktično teško realizovati, a veliki već daju značajan koeficijent toplotne provodljivosti (oko 0,07). Sljedeća tabela daje vrijednosti k i 1/k za različite materijale, sa nekoliko vrijednosti za zrak u zavisnosti od debljine sloja.
To. vidi se da je često povoljnije napraviti nekoliko tanjih vazdušnih slojeva nego koristiti jedan ili drugi izolacioni sloj. Zračni jaz debljine do 15 mm može se smatrati izolatorom sa fiksnim slojem zraka, debljine 15-45 mm - sa gotovo fiksnim slojem i, konačno, slojevima zraka debljine više od 45- 50 mm treba prepoznati kao slojeve sa konvekcijskim strujama koje nastaju u njima i stoga podliježu proračunu za zajedničko tlo.
