Pagsusulit
sa thermal physics No. 11
Thermal resistance ng air gap
1. Patunayan na ang linya ng pagbaba ng temperatura sa kapal ng multilayer fence sa mga coordinate na "temperatura - thermal resistance" ay isang tuwid na linya
2. Ano ang tumutukoy sa thermal resistance ng air gap at bakit
3. Mga sanhi na nagiging sanhi ng paglitaw ng pagkakaiba sa presyon sa isa at sa kabilang panig ng bakod
temperatura pagtutol air interlayer bantay
1. Patunayan na ang linya ng pagbaba ng temperatura sa kapal ng multilayer fence sa mga coordinate na "temperatura - thermal resistance" ay isang tuwid na linya
Gamit ang equation ng heat transfer resistance ng bakod, maaari mong matukoy ang kapal ng isa sa mga layer nito (pinaka-madalas na pagkakabukod - ang materyal na may pinakamababang thermal conductivity), kung saan ang bakod ay magkakaroon ng ibinigay (kinakailangang) halaga ng paglipat ng init paglaban. Kung gayon ang kinakailangang paglaban sa pagkakabukod ay maaaring kalkulahin bilang, kung saan ang kabuuan ng mga thermal resistance ng mga layer na may kilalang kapal, at pinakamababang kapal pampainit - kaya:. Para sa karagdagang mga kalkulasyon, ang kapal ng pagkakabukod ay dapat na bilugan sa isang maramihang ng pinag-isang (pabrika) na halaga ng kapal ng isang partikular na materyal. Halimbawa, ang kapal ng isang brick ay isang multiple ng kalahati ng haba nito (60 mm), ang kapal ng mga kongkretong layer ay isang multiple na 50 mm, at ang kapal ng mga layer ng iba pang mga materyales ay isang multiple ng 20 o 50 mm, depende sa hakbang kung saan sila ay ginawa sa mga pabrika. Kapag nagsasagawa ng mga kalkulasyon, maginhawang gumamit ng mga resistensya dahil sa ang katunayan na ang pamamahagi ng temperatura sa mga resistensya ay magiging linear, na nangangahulugan na ito ay maginhawa upang magsagawa ng mga kalkulasyon nang graphic. Sa kasong ito, ang anggulo ng pagkahilig ng isotherm sa abot-tanaw sa bawat layer ay pareho at nakasalalay lamang sa ratio ng pagkakaiba sa pagitan ng mga kinakalkula na temperatura at ang paglaban ng paglipat ng init ng istraktura. At ang padaplis ng anggulo ng pagkahilig ay walang iba kundi ang density ng heat flux na dumadaan sa bakod na ito: .
Sa ilalim ng mga nakatigil na kondisyon, ang density ng heat flux ay pare-pareho sa oras, at samakatuwid, kung saan R X- ang paglaban ng isang bahagi ng istraktura, kabilang ang paglaban sa paglipat ng init ng panloob na ibabaw at ang thermal resistance ng mga layer ng istraktura mula sa panloob na layer hanggang sa eroplano kung saan hinahanap ang temperatura.
Pagkatapos. Halimbawa, ang temperatura sa pagitan ng pangalawa at pangatlong layer ng istraktura ay matatagpuan tulad ng sumusunod: .
Ang mga pinababang resistensya sa paglipat ng init ng mga hindi magkakatulad na istrukturang nakapaloob o ang kanilang mga seksyon (mga fragment) ay dapat na matukoy mula sa reference na libro, ang mga pinababang resistensya ng mga flat na nakapaloob na mga istraktura na may mga inklusyon na nagdadala ng init ay dapat ding matukoy mula sa reference book.
2. Ano ang tumutukoy sa thermal resistance ng air gap at bakit
Bilang karagdagan sa paglipat ng init sa pamamagitan ng thermal conduction at convection sa air gap, mayroon ding direktang radiation sa pagitan ng mga ibabaw na naglilimita sa air gap.
Radiation heat transfer equation: , kung saan b l - heat transfer coefficient sa pamamagitan ng radiation, na higit na nakadepende sa mga materyales ng interlayer surface (mas mababa ang radiation coefficient ng mga materyales, mas mababa at b k) at ang average na temperatura ng hangin sa interlayer (na may pagtaas ng temperatura, ang koepisyent ng paglipat ng init sa pamamagitan ng pagtaas ng radiation).
Saan l eq - katumbas na koepisyent ng thermal conductivity ng air layer. Alam l eq, posibleng matukoy ang thermal resistance ng air gap. Gayunpaman, paglaban R Ang vp ay maaari ding matukoy mula sa reference book. Nakasalalay sila sa kapal ng layer ng hangin, ang temperatura ng hangin sa loob nito (positibo o negatibo) at ang uri ng layer (vertical o horizontal). Ang dami ng init na inililipat ng thermal conduction, convection at radiation sa pamamagitan ng vertical air gaps ay maaaring hatulan mula sa sumusunod na talahanayan.
|
Kapal ng layer, mm |
Densidad ng heat flux, W / m 2 |
Dami ng init na inilipat sa % |
Katumbas na koepisyent ng thermal conductivity, m o C / W |
Thermal resistance ng interlayer, W / m 2o C |
|||
|
thermal conductivity |
kombeksyon |
radiation |
|||||
|
Tandaan: ang mga halagang ibinigay sa talahanayan ay tumutugma sa temperatura ng hangin sa interlayer na katumbas ng 0 o C, ang pagkakaiba sa temperatura sa mga ibabaw nito 5 o C at ang emissivity ng mga ibabaw C = 4.4. |
Kaya, kapag nagdidisenyo ng mga panlabas na hadlang na may mga puwang sa hangin, ang mga sumusunod ay dapat isaalang-alang:
1) ang pagtaas sa kapal ng puwang ng hangin ay may kaunting epekto sa pagbawas ng dami ng init na dumadaan dito, at ang mga manipis na layer (3-5 cm) ay epektibo sa mga tuntunin ng heat engineering;
2) mas makatwiran na gumawa ng ilang mga layer ng maliit na kapal sa bakod kaysa sa isang layer ng malaking kapal;
3) ito ay kapaki-pakinabang upang punan ang makapal na mga layer na may mababang init-conducting materyales upang madagdagan ang thermal resistensya ng bakod;
4) ang layer ng hangin ay dapat na sarado at hindi nakikipag-usap sa hangin sa labas, iyon ay, ang mga vertical na layer ay dapat na hinarangan ng mga pahalang na diaphragm sa antas mga sahig(mas madalas na paghahati ng mga layer sa taas ay walang praktikal na kahalagahan). Kung may pangangailangan na mag-install ng mga layer na may bentilasyon sa labas ng hangin, pagkatapos ay napapailalim sila sa espesyal na pagkalkula;
5) dahil sa ang katunayan na ang pangunahing bahagi ng init na dumadaan sa puwang ng hangin ay ipinadala ng radiation, ito ay kanais-nais na ilagay ang mga layer na mas malapit sa sa labas fencing, na nagpapataas ng kanilang thermal resistance;
6) bilang karagdagan, higit pa mainit na ibabaw inirerekumenda na takpan ang mga interlayer na may isang materyal na may mababang emissivity (halimbawa, aluminum foil), na makabuluhang binabawasan ang nagliliwanag na pagkilos ng bagay. Ang pagtakip sa parehong mga ibabaw na may tulad na materyal ay halos hindi binabawasan ang paglipat ng init.
3. Mga sanhi na nagiging sanhi ng paglitaw ng pagkakaiba sa presyon sa isa at sa kabilang panig ng bakod
AT panahon ng taglamig ang hangin sa mga pinainit na silid ay may mas mataas na temperatura kaysa sa hangin sa labas, at, samakatuwid, ang hangin sa labas ay may mas mataas na volumetric na timbang (densidad) kumpara sa hangin sa loob. Ang pagkakaibang ito volumetric na kaliskis hangin at lumilikha ng pagkakaiba sa presyon nito sa magkabilang panig ng bakod (thermal pressure). Ang hangin ay pumapasok sa silid sa pamamagitan ng ibabang bahagi ng mga panlabas na dingding nito, at iniiwan ito sa itaas na bahagi. Sa kaso ng higpit ng hangin sa itaas at mas mababang mga bakod at may mga saradong pagbubukas, ang pagkakaiba ng presyon ng hangin ay umabot sa pinakamataas na halaga nito malapit sa sahig at sa ilalim ng kisame, at katumbas ng zero sa gitna ng taas ng silid (neutral zone ).
Mga Katulad na Dokumento
Heat flux na dumadaan sa bakod. Paglaban sa pagsipsip ng init at paglipat ng init. Densidad ng heat flux. Thermal resistance ng bakod. Pamamahagi ng temperatura sa mga resistensya. Pagrarasyon ng paglaban sa paglipat ng init ng mga bakod.
pagsubok, idinagdag noong 01/23/2012
Ang paglipat ng init sa pamamagitan ng air gap. Mababang koepisyent ng thermal conductivity ng hangin sa mga pores mga materyales sa gusali. Mga pangunahing prinsipyo ng pagdidisenyo ng mga closed air gaps. Mga hakbang upang mapataas ang temperatura ng panloob na ibabaw ng bakod.
abstract, idinagdag noong 01/23/2012
Friction resistance sa mga axle box o bearings ng mga axle shaft ng mga trolleybus. Paglabag sa simetrya ng pamamahagi ng mga deformation sa ibabaw ng gulong at tren. Paglaban sa paggalaw mula sa pagkakalantad sa hangin. Mga formula para sa pagtukoy ng resistivity.
lecture, idinagdag noong 08/14/2013
Ang pag-aaral posibleng mga hakbang upang mapataas ang temperatura ng panloob na ibabaw ng bakod. Pagpapasiya ng formula para sa pagkalkula ng paglaban sa paglipat ng init. Tinantyang panlabas na temperatura ng hangin at paglipat ng init sa pamamagitan ng enclosure. Mga coordinate ng kapal ng temperatura.
pagsubok, idinagdag noong 01/24/2012
Proyekto ng proteksyon ng power line relay. Pagkalkula ng mga parameter ng linya ng paghahatid. Tukoy na inductive resistance. Reaktibo at tiyak na capacitive conductance ng linya ng hangin. Pagpapasiya ng emergency maximum mode sa isang single-phase short-circuit current.
term paper, idinagdag 02/04/2016
Differential equation thermal conductivity. mga kondisyon para sa hindi malabo. Tukoy na daloy ng init Thermal resistance ng thermal conductivity ng isang three-layer flat wall. Paraan ng graphic pagpapasiya ng temperatura sa pagitan ng mga layer. Kahulugan ng integration constants.
pagtatanghal, idinagdag noong 10/18/2013
Impluwensya ng Biot number sa pamamahagi ng temperatura sa plato. Panloob, panlabas na thermal resistance ng katawan. Ang pagbabago sa enerhiya (enthalpy) ng plato sa panahon ng kumpletong pag-init nito, paglamig. Ang dami ng init na ibinibigay ng plato sa panahon ng paglamig.
pagtatanghal, idinagdag noong 03/15/2014
Pagkawala ng ulo dahil sa alitan sa mga pahalang na pipeline. Kabuuang pagkawala ng ulo bilang kabuuan ng frictional resistance at lokal na pagtutol. Pagkawala ng presyon sa panahon ng paggalaw ng likido sa mga apparatus. Ang puwersa ng paglaban ng daluyan sa panahon ng paggalaw ng isang spherical particle.
pagtatanghal, idinagdag 09/29/2013
Sinusuri ang mga katangian ng heat-shielding ng mga panlabas na bakod. Suriin kung may condensation sa panloob na ibabaw ng mga panlabas na dingding. Pagkalkula ng init para sa pagpainit ng hangin na ibinibigay sa pamamagitan ng paglusot. Pagpapasiya ng mga diameter ng pipeline. Thermal resistance.
term paper, idinagdag noong 01/22/2014
Elektrisidad na paglaban- pangunahing katangian ng elektrikal konduktor. Pagsasaalang-alang ng pagsukat ng paglaban sa pare-pareho at alternating current. Pag-aaral ng paraan ng ammeter-voltmeter. Ang pagpili ng paraan kung saan ang error ay magiging minimal.
Ang mga puwang na magagamit sa mga daloy ng hangin ay mga lagusan na nakakasira mga katangian ng thermal insulation mga pader. Ang mga saradong puwang (pati na rin ang mga saradong pores ng foamed material) ay mga elemento ng heat-insulating. Ang mga windproof void ay malawakang ginagamit sa konstruksiyon upang mabawasan ang pagkawala ng init sa pamamagitan ng nakapaloob na mga istraktura (mga puwang sa mga brick at bloke, mga channel sa kongkretong mga panel, gaps sa double-glazed windows, atbp.). Ang mga voids sa anyo ng windproof air layer ay ginagamit din sa mga dingding ng mga paliguan, kabilang ang mga frame. Ang mga void na ito ay kadalasang pangunahing elemento ng thermal protection. Sa partikular, ito ay ang pagkakaroon ng mga voids sa mainit na bahagi ng dingding na ginagawang posible na gumamit ng mababang natutunaw na mga plastik na foam (pinalawak na polystyrene at polyethylene foam) sa malalim na mga zone ng mga dingding ng mga paliguan na may mataas na temperatura.
Kasabay nito, ang mga voids sa mga dingding ay ang pinaka-nakapanirang elemento. Ito ay nagkakahalaga ng nakakagambala sa pagkakabukod ng hangin sa pinakamaliit na lawak, at ang buong sistema ng mga voids ay maaaring maging isang solong blown cooling air, na pinapatay ang lahat ng panlabas na heat-insulating layer mula sa wall thermal insulation system. Samakatuwid, sinusubukan nilang gumawa ng mga void na maliit sa laki at garantisadong ihiwalay sa isa't isa.
Imposibleng gamitin ang konsepto ng thermal conductivity ng hangin (at higit pa kaya na gamitin ang ultra-low na halaga ng thermal conductivity ng still air 0.024 W / m deg) upang masuri ang mga proseso ng paglipat ng init sa pamamagitan ng totoong hangin, dahil ang hangin sa malalaking voids ay isang lubhang mobile substance. Samakatuwid, sa pagsasagawa, para sa mga thermotechnical na kalkulasyon ng mga proseso ng paglipat ng init, kahit na sa pamamagitan ng kondisyon na "patuloy" na hangin, ang mga empirical (eksperimento, eksperimentong) ratio ay ginagamit. Kadalasan (sa pinakasimpleng mga kaso) sa teorya ng paglipat ng init, isinasaalang-alang na ang pagkilos ng init mula sa hangin patungo sa ibabaw ng isang katawan sa hangin ay katumbas ng Q = α∆T, saan α - empirical heat transfer coefficient ng "still" air, ∆T- ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng ibabaw ng katawan at hangin. Sa ilalim ng normal na mga kondisyon ng residential na lugar, ang heat transfer coefficient ay humigit-kumulang katumbas ng α = 10 W/m² deg. Ito ang figure na ito na aming susundin kapag tinatantya ang pag-init ng mga dingding at ang katawan ng tao sa paliguan. Sa tulong ng mga daloy ng hangin na may bilis na V (m / s), ang daloy ng init ay tumataas sa halaga ng convective component Q=βV∆T, saan β humigit-kumulang katumbas ng 6 W sec/m³ deg. Ang lahat ng dami ay nakasalalay sa spatial na oryentasyon at pagkamagaspang sa ibabaw. Kaya, ayon sa kasalukuyang mga pamantayan ng SNiP 23-02-2003, ang koepisyent ng paglipat ng init mula sa hangin hanggang sa mga panloob na ibabaw ng nakapaloob na mga istraktura ay kinuha katumbas ng 8.7 W / m² deg para sa mga dingding at makinis na kisame na may bahagyang nakausli na mga tadyang (na may ratio ng taas ng tadyang "h" sa layo na "a" sa pagitan ng mga mukha ng katabing tadyang 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 deg para sa mga bintana at 9.9 W/m² deg para sa mga skylight. Kinukuha ng mga eksperto sa Finnish ang heat transfer coefficient sa "still" na hangin ng mga tuyong sauna na 8 W/m² deg (na, sa mga error sa pagsukat, ay tumutugma sa aming halaga) at 23 W/m² deg sa pagkakaroon ng mga daloy ng hangin na may average bilis ng 2 m/sec.
Ang ganitong mababang halaga ng koepisyent ng paglipat ng init sa kondisyon na "pa rin" na hangin α = 10 W/m² Ang yelo ay tumutugma sa konsepto ng hangin bilang isang insulator ng init at ipinapaliwanag ang pangangailangan na gumamit ng mataas na temperatura sa mga sauna upang mabilis na mapainit ang katawan ng tao. Tulad ng inilapat sa mga dingding, nangangahulugan ito na may mga katangian na pagkawala ng init sa pamamagitan ng mga dingding ng paliguan (50-200) W / m², ang pagkakaiba sa temperatura ng hangin sa paliguan at ang mga temperatura ng panloob na ibabaw ng mga dingding ng paliguan ay maaaring umabot. (5-20) ° С. Ito ay isang napakalaking halaga, madalas na hindi isinasaalang-alang ng sinuman. Ang pagkakaroon ng malakas na air convection sa paliguan ay ginagawang posible upang mabawasan ang pagbaba ng temperatura ng kalahati. Tandaan na ang gayong mga pagkakaiba sa mataas na temperatura, katangian ng mga paliguan, ay hindi katanggap-tanggap sa mga lugar ng tirahan. Kaya, ang pagkakaiba ng temperatura sa pagitan ng hangin at mga dingding, na na-normalize sa SNiP 23-02-2003, ay hindi dapat lumampas sa 4 ° C sa residential na lugar, 4.5 ° C sa publiko at 12 ° C sa pang-industriyang lugar. Ang mga pagkakaiba sa mas mataas na temperatura sa mga lugar ng tirahan ay hindi maiiwasang humantong sa mga malamig na sensasyon mula sa mga dingding at hamog sa mga dingding.
Gamit ang ipinakilalang konsepto ng koepisyent ng paglipat ng init mula sa ibabaw patungo sa hangin, ang mga voids sa loob ng dingding ay maaaring ituring bilang isang sunud-sunod na pag-aayos ng mga ibabaw ng paglipat ng init (tingnan ang Fig. 35). Ang mga malapit sa dingding na air zone, kung saan ang mga pagkakaiba sa temperatura sa itaas ∆T ay sinusunod, ay tinatawag na mga boundary layer. Kung mayroong dalawang void gaps sa dingding (o double-glazed window) (halimbawa, tatlong baso), kung gayon sa katunayan mayroong 6 na mga layer ng hangganan. Kung ang isang heat flux na 100 W / m² ay dumaan sa naturang pader (o isang double-glazed window), pagkatapos ay sa bawat boundary layer ang temperatura ay nagbabago ng ∆T = 10°C, at sa lahat ng anim na layer ang pagkakaiba ng temperatura ay 60°C. Dahil ang init na dumadaloy sa bawat indibidwal na boundary layer at sa buong dingding sa kabuuan ay katumbas ng isa't isa at umaabot pa rin sa 100 W / m², ang resultang heat transfer coefficient para sa isang pader na walang voids ("insulating glass unit" na may isa salamin) ay magiging 5 W / m² yelo, para sa isang pader na may isang guwang na layer (double-glazed window na may dalawang baso) 2.5 W / m² granizo, at may dalawang guwang na layer (double-glazed window na may tatlong baso) 1.67 W / m² granizo. Iyon ay, mas maraming voids (o mas maraming salamin), mas mainit ang dingding. Kasabay nito, ang thermal conductivity ng materyal sa dingding mismo (mga baso) sa pagkalkula na ito ay ipinapalagay na walang hanggan na malaki. Sa madaling salita, kahit na mula sa isang napaka "malamig" na materyal (halimbawa, bakal), posible sa prinsipyo na gumawa ng isang napakainit na pader, na nagbibigay lamang para sa pagkakaroon ng maraming mga layer ng hangin sa dingding. Sa totoo lang, gumagana ang lahat ng salamin na bintana sa prinsipyong ito.
Upang gawing simple ang mga kalkulasyon ng pagsusuri, mas maginhawang gamitin hindi ang heat transfer coefficient α, ngunit ang katumbas na halaga nito - heat transfer resistance (thermal resistance ng boundary layer) R = 1/α. Ang thermal resistance ng dalawang boundary layer na tumutugma sa isang layer ng wall material (isang baso) o isang air gap (interlayer) ay katumbas ng R = 0.2 m² deg/W, a tatlong layer materyal sa dingding (tulad ng sa Figure 35) - ang kabuuan ng mga pagtutol ng anim na mga layer ng hangganan, iyon ay, 0.6 m² deg / W. Mula sa kahulugan ng konsepto ng paglaban sa paglipat ng init Q=∆T/R kasunod nito na sa parehong heat flux na 100 W/m² at thermal resistance na 0.6 m² deg/W, ang pagkakaiba ng temperatura sa dingding na may dalawang air layer ay magiging 60°C. Kung ang bilang ng mga layer ng hangin ay nadagdagan sa siyam, kung gayon ang pagbaba ng temperatura sa dingding na may parehong heat flux na 100 W/m² ay magiging 200°C, iyon ay, ang kinakalkula na temperatura ng panloob na ibabaw ng dingding sa paliguan na may heat flux na 100 W/m² ay tataas mula 60 °C hanggang 200°C (kung ito ay 0°C sa labas).
Ang koepisyent ng paglipat ng init ay ang resultang tagapagpahiwatig na komprehensibong nagbubuod ng mga kahihinatnan ng lahat ng pisikal na proseso na nagaganap sa hangin malapit sa ibabaw ng isang katawan na naglalabas ng init o tumatanggap ng init. Sa mga maliliit na pagkakaiba sa temperatura (at mababang init ng init), ang mga convective na daloy ng hangin ay maliit, ang paglipat ng init ay pangunahing nangyayari nang conductive dahil sa thermal conductivity ng still air. Maliit lang ang kapal ng boundary layer a=λR=0.0024 m, saan λ=0.024 W/m deg- koepisyent ng thermal conductivity ng still air, R=0.1 m²grad/W-thermal resistance ng boundary layer. Sa loob ng boundary layer, ang hangin ay may iba't ibang temperatura, bilang isang resulta kung saan, dahil sa mga puwersa ng gravitational, ang hangin sa mainit na patayong ibabaw ay nagsisimulang tumaas (at sa malamig na ito ay lumulubog), tumataas ang bilis, at gumugulo (swirls). Dahil sa mga vortex, tumataas ang paglipat ng init ng hangin. Kung ang kontribusyon ng convective component na ito ay pormal na ipinakilala sa halaga ng thermal conductivity coefficient λ, kung gayon ang pagtaas sa thermal conductivity coefficient na ito ay tumutugma sa isang pormal na pagtaas sa kapal ng boundary layer. a=λR(tulad ng makikita natin sa ibaba, mga 5-10 beses mula sa 0.24 cm hanggang 1-3 cm). Ito ay malinaw na ang pormal na pagtaas ng kapal ng boundary layer ay tumutugma sa mga sukat ng mga daloy ng hangin at eddies. Nang walang pag-usisa sa mga subtleties ng istraktura ng boundary layer, tandaan namin na mas mahalaga na maunawaan na ang init na inilipat sa hangin ay maaaring "lumipad palayo" paitaas kasama ang convective flow nang hindi umaabot sa susunod na plato. pader ng sandwich o ang susunod na double-glazed glass. Ito ay tumutugma sa kaso ng calorific air heating, na isasaalang-alang sa ibaba kapag sinusuri ang screen mga hurno ng metal. Dito isinasaalang-alang namin ang kaso kapag ang daloy ng hangin sa interlayer ay may limitadong taas, halimbawa, 5-20 beses na mas malaki kaysa sa kapal ng interlayer δ. Sa kasong ito, ang mga daloy ng sirkulasyon ay lumitaw sa mga layer ng hangin, na aktwal na nakikilahok sa paglipat ng init kasama ng mga conductive heat flow.
Sa maliliit na kapal ng mga puwang ng hangin, ang paparating na hangin ay dumadaloy sa magkabilang dingding ng puwang ay nagsisimulang maimpluwensyahan ang bawat isa (naghahalo sila). Sa madaling salita, ang kapal ng puwang ng hangin ay nagiging mas mababa sa dalawang hindi nababagabag na mga layer ng hangganan, bilang isang resulta kung saan ang koepisyent ng paglipat ng init ay tumataas, at ang paglaban ng paglipat ng init ay bumaba nang naaayon. Bilang karagdagan, sa mataas na temperatura ng mga dingding ng mga puwang ng hangin, ang mga proseso ng paglipat ng init sa pamamagitan ng radiation ay nagsisimulang maglaro ng isang papel. Ang na-update na data alinsunod sa mga opisyal na rekomendasyon ng SNiP P-3-79* ay ibinibigay sa Talahanayan 7, na nagpapakita na ang kapal ng hindi nababagabag na mga layer ng hangganan ay 1-3 cm, ngunit makabuluhang pagbabago Ang paglipat ng init ay nangyayari lamang kapag ang kapal ng mga puwang ng hangin ay mas mababa sa 1 cm. Nangangahulugan ito, sa partikular, na ang mga puwang ng hangin sa pagitan ng mga pane sa isang double-glazed na bintana ay hindi dapat gawing mas mababa sa 1 cm ang kapal.
Talahanayan 7 Thermal resistance ng closed air layer, m² deg/W
| Kapal ng layer ng hangin, cm | para sa isang pahalang na layer na may daloy ng init mula sa ibaba hanggang sa itaas o para sa isang vertical na layer | para sa isang pahalang na layer na may daloy ng init mula sa itaas hanggang sa ibaba | ||
| sa temperatura ng hangin sa interlayer | ||||
| positibo | negatibo | positibo | negatibo | |
| 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 |
Ang kanilang talahanayan 7 ay nagpapakita rin na ang mas maiinit na mga layer ng hangin ay may mas mababang mga thermal resistance (mas mahusay na ipasa ang init sa kanilang sarili). Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng impluwensya ng radiative na mekanismo sa paglipat ng init, na isasaalang-alang natin sa susunod na seksyon. Tandaan na ang lagkit ng hangin ay tumataas sa temperatura, kaya ganoon mainit na hangin mas malala ang turbulence.
 |
|
| kanin. 36. . Ang mga pagtatalaga ay kapareho ng sa Figure 35. Dahil sa mababang thermal conductivity ng materyal sa dingding, nangyayari ang pagbaba ng temperatura ∆Тc = QRc, kung saan ang Rc ay ang thermal resistance ng pader Rc = δc / λc(δc - kapal ng pader, λc - koepisyent ng thermal conductivity ng materyal sa dingding). Habang tumataas ang c, bumababa ang temperatura ∆Tc bumababa, ngunit ang temperatura ay bumababa sa mga boundary layer na ∆T ay nananatiling hindi nagbabago. Ito ay inilalarawan ng pamamahagi ng Tint, na tumutukoy sa kaso ng mas mataas na thermal conductivity ng materyal sa dingding. Ang daloy ng init sa buong dingding Q = ∆T/R = ∆Tc/Rc = (Tin - Text) /(3Rc+6R). Ang thermal resistance ng boundary layers R at ang kanilang kapal a ay hindi nakasalalay sa thermal conductivity ng wall material λc at ang kanilang thermal resistance Rc. | |
 |
|
| kanin. 37. : a - tatlong layer ng metal (o salamin), na may pagitan na may mga puwang na 1.5 cm, ay katumbas ng kahoy ( kahoy na tabla) 3.6 cm ang kapal; b - limang layer ng metal na may mga puwang na 1.5 cm, katumbas ng kahoy na 7.2 cm ang kapal; c - tatlong layer ng playwud na 4 mm ang kapal na may mga puwang na 1.5 cm, katumbas ng kahoy na 4.8 cm ang kapal; d - tatlong layer ng polyethylene foam na 4 mm ang kapal na may mga gaps na 1.5 cm, katumbas ng kahoy na 7.8 cm ang kapal; e - tatlong layer ng metal na may mga puwang na 1.5 cm na puno epektibong pagkakabukod(polystyrene foam, polyethylene foam o mineral wool), ay katumbas ng kahoy na 10.5 cm ang kapal. Ang tinatanggap na laki ng mga puwang ay may kondisyon, katumbas ng kapal ng kahoy sa mga halimbawa a-d bahagyang magbago kapag binabago ang laki ng mga puwang sa loob ng (1-30) cm. |
Kung ang materyal na istruktura ng dingding ay may mababang thermal conductivity, pagkatapos ay sa mga kalkulasyon kinakailangan na isaalang-alang ang kontribusyon nito sa thermal resistance ng dingding (Larawan 36). Bagaman ang kontribusyon ng mga voids ay, bilang isang panuntunan, makabuluhan, ang pagpuno sa lahat ng mga voids na may epektibong pagkakabukod ay ginagawang posible (dahil sa kumpletong paghinto ng paggalaw ng hangin) upang makabuluhang (sa pamamagitan ng 3-10 beses) pagtaas thermal resistance mga pader (Larawan 37).
Sa sarili nito, ang posibilidad na makakuha ng medyo angkop para sa mga paliguan (hindi bababa sa mga tag-init) mainit na mga pader ng ilang mga layer ng "malamig" na metal, siyempre, ay kawili-wili at ginagamit, halimbawa, ng mga Finns para sa proteksyon ng sunog ng mga dingding sa mga sauna malapit sa kalan. Sa pagsasagawa, gayunpaman, ang gayong solusyon ay nagiging napaka-kumplikado dahil sa pangangailangan para sa mekanikal na pag-aayos ng mga parallel na layer ng metal na may maraming mga jumper, na gumaganap ng papel ng hindi kanais-nais na malamig na "mga tulay". Sa isang paraan o iba pa, kahit isang layer ng metal o tela ay "nagpapainit" kung hindi ito tinatangay ng hangin. Ang mga tolda, yurts, chums ay batay sa hindi pangkaraniwang bagay na ito, na, tulad ng alam mo, ay ginagamit pa rin (at ginamit sa loob ng maraming siglo) bilang mga paliguan sa mga nomadic na kondisyon. Kaya, ang isang layer ng tela (hindi mahalaga kung ano, hangga't ito ay windproof) ay dalawang beses lamang bilang "malamig" bilang isang brick wall na 6 cm ang kapal, at nagpapainit ng daan-daang beses na mas mabilis. Gayunpaman, ang tela ng tolda ay nananatiling mas malamig kaysa sa hangin sa tolda, na hindi nagpapahintulot para sa anumang pangmatagalang mga rehimen ng singaw. Bilang karagdagan, ang anumang (kahit maliit) na pagkalagot ng tisyu ay agad na humahantong sa malakas na pagkawala ng init ng convective.
Ang pinakamahalaga sa paliguan (pati na rin sa mga gusali ng tirahan) ay ang mga puwang ng hangin sa mga bintana. Sa kasong ito, ang pinababang paglaban sa paglipat ng init ng mga bintana ay sinusukat at kinakalkula para sa buong lugar pagbubukas ng bintana, iyon ay, hindi lamang sa bahagi ng salamin, kundi pati na rin sa pagbubuklod (kahoy, bakal, aluminyo, plastik), na, bilang panuntunan, ay may pinakamahusay na mga katangian ng thermal insulation kaysa sa salamin. Para sa oryentasyon, ipinakita namin ang mga normatibong halaga ng thermal resistance ng mga bintana iba't ibang uri ayon sa SNiP P-3-79* at mga materyales ng pulot-pukyutan, na isinasaalang-alang ang thermal resistance ng mga panlabas na layer ng hangganan sa loob at labas ng lugar (tingnan ang talahanayan 8).
Talahanayan 8 Nabawasan ang paglaban sa paglipat ng init ng mga bintana at mga materyales sa bintana
| Uri ng konstruksiyon | Ang paglaban sa paglipat ng init, m²deg/W | |
| Nag-iisang glazing | 0,16 | |
| Double glazing sa twin sashes | 0,40 | |
| Double glazing sa magkahiwalay na sintas | 0,44 | |
| Triple glazing sa split-paired sashes | 0,55 | |
| Four-layer glazing sa dalawang magkapares na bindings | 0,80 | |
| Double-glazed window na may inter-glass na distansya na 12 mm: | iisang silid | 0,38 |
| dalawang silid | 0,54 | |
| Mga guwang na bloke ng salamin (na may magkasanib na lapad na 6 mm) na laki: | 194x194x98 mm | 0,31 |
| 244x244x98 mm | 0,33 | |
| Polycarbonate cellular "Akuueg" kapal: | dobleng layer 4 mm | 0,26 |
| double layer 6 mm | 0,28 | |
| dobleng layer 8 mm | 0,30 | |
| double layer 10 mm | 0,32 | |
| tatlong-layer 16 mm | 0,43 | |
| multi-partition 16 mm | 0,50 | |
| multi-partition 25 mm | 0,59 | |
| Cellular polypropylene "Akuvops!" kapal: | double layer 3.5 mm | 0,21 |
| double layer 5 mm | 0,23 | |
| double layer 10 mm | 0,30 | |
| Timber wall (para sa paghahambing) kapal: | 5 cm | 0,55 |
| 10 cm | 0,91 | |
| Kapal ng layer ng hangin, m | Thermal resistance ng isang closed air gap R VP, m 2 °C / W | |||
| pahalang na may daloy ng init mula sa ibaba hanggang sa itaas at patayo | pahalang na may daloy ng init mula sa itaas hanggang sa ibaba | |||
| sa temperatura ng hangin sa interlayer | ||||
| positibo | negatibo | positibo | negatibo | |
| 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 |
Paunang data para sa mga layer ng nakapaloob na mga istraktura;
- Kahoy na sahig
(grooved board); δ 1 = 0.04 m; λ 1 \u003d 0.18 W / m ° C;
- hadlang ng singaw; hindi gaanong mahalaga.
- agwat ng hangin: Rpr = 0.16 m2 °C/W; δ 2 \u003d 0.04 m λ 2 \u003d 0.18 W / m ° С; ( Thermal resistance ng isang closed air gap >>>.)
- pagkakabukod(styrofoam); δ ut = ? m; λ ut = 0.05 W/m °С;
- draft na sahig(board); δ 3 = 0.025 m; λ 3 \u003d 0.18 W / m ° C;
| Kahoy na sahig sa isang bahay na bato. |
Tulad ng nabanggit natin, para sa kapakanan ng pagiging simple thermotechnical na pagkalkula isang multiplying factor ay ipinakilala ( k), na tinatantya ang halaga ng kinakalkula na thermal resistance sa inirerekomendang thermal resistance ng mga nakapaloob na istruktura; para sa basement at basement floor, ang coefficient na ito ay 2.0. Ang kinakailangang paglaban sa init ay kinakalkula batay sa katotohanan na ang panlabas na temperatura ng hangin (sa subfield) ay katumbas ng; - 10°C. (gayunpaman, maaaring itakda ng lahat ang temperatura na itinuturing niyang kinakailangan para sa kanyang partikular na kaso).
Naniniwala kami:
saan Rtr- kinakailangang thermal resistance,
tv- disenyo ng temperatura ng panloob na hangin, °C. Tinatanggap ito ayon sa SNiP at katumbas ng 18 ° С, ngunit dahil mahal nating lahat ang init, iminumungkahi namin na itaas ang temperatura ng panloob na hangin sa 21 ° С.
tn- kinakalkula ang panlabas na temperatura ng hangin, °C, katumbas ng Katamtamang temperatura ang pinakamalamig na limang araw na panahon sa isang partikular na lugar ng konstruksyon. Inaalok namin ang temperatura sa subfield tn tanggapin ang "-10°C", ito ay siyempre isang malaking margin para sa rehiyon ng Moscow, ngunit dito, sa aming opinyon, ito ay mas mahusay na muling mortgage kaysa hindi bilangin. Well, kung susundin mo ang mga patakaran, pagkatapos ay ang panlabas na temperatura tn ay kinuha alinsunod sa SNiP "Construction climatology". Maaari mo ring malaman ang kinakailangang karaniwang halaga sa lokal mga organisasyon sa pagtatayo, o mga rehiyonal na departamento ng arkitektura.
δt n α c- ang produkto sa denominator ng fraction ay: 34.8 W / m2 - para sa panlabas na mga pader, 26.1 W/m2 - para sa mga coatings at mga sahig sa attic, 17.4 W/m2 ( sa kaso natin) - para sa mga kisame sa basement.
Ngayon kinakalkula namin ang kapal ng pagkakabukod mula sa extruded polystyrene foam (styrofoam).
saanδ ut - kapal ng pagkakabukod layer, m;
δ 1 …… δ 3 - kapal indibidwal na mga layer nakapaloob na mga istruktura, m;
λ 1 …… λ 3 - thermal conductivity coefficients ng mga indibidwal na layer, W / m ° С (tingnan ang Handbook ng Tagabuo);
Rpr - thermal resistance ng air gap, m2 °С/W. Kung ang hangin ay hindi ibinigay sa nakapaloob na istraktura, kung gayon ang halagang ito ay hindi kasama sa formula;
α sa, α n - heat transfer coefficients ng panloob at panlabas na ibabaw mga sahig, katumbas ng 8.7 at 23 W/m2 °C, ayon sa pagkakabanggit;
λ ut - koepisyent ng thermal conductivity ng insulating layer(sa aming kaso, ang styrofoam ay extruded polystyrene foam), W / m ° С.
Konklusyon; Upang matugunan ang mga kinakailangan para sa rehimen ng temperatura pagpapatakbo ng bahay, ang kapal ng insulating layer ng mga polystyrene board matatagpuan sa sahig ng silong kasarian sa pamamagitan ng kahoy na beam(kapal ng beam 200 mm) ay dapat na hindi bababa sa 11 cm. Dahil sa una kaming nagtakda ng masyadong mataas na mga parameter, ang mga opsyon ay maaaring ang mga sumusunod; ito ay alinman sa isang cake ng dalawang layer ng 50 mm Styrofoam boards (minimum), o isang cake ng apat na layer ng 30 mm Styrofoam boards (maximum).
Konstruksyon ng mga bahay sa rehiyon ng Moscow:
- Pagbuo ng isang bahay mula sa isang bloke ng bula sa rehiyon ng Moscow. Ang kapal ng mga dingding ng bahay mula sa mga bloke ng bula >>>
- Pagkalkula ng kapal mga pader ng ladrilyo sa panahon ng pagtatayo ng isang bahay sa rehiyon ng Moscow. >>>
- Konstruksyon ng isang kahoy bahay na kahoy sa rehiyon ng Moscow. Ang kapal ng dingding ng isang timber house. >>>
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng hangin λ depende sa temperatura sa normal presyon ng atmospera.
Ang halaga ng koepisyent ng thermal conductivity ng hangin ay kinakailangan sa pagkalkula ng paglipat ng init at kasama sa mga numero ng pagkakatulad, halimbawa, tulad ng mga numero ng Prandtl, Nusselt, Biot.
Ang thermal conductivity ay ipinahayag sa mga yunit at ibinibigay para sa gas na hangin sa hanay ng temperatura mula -183 hanggang 1200°C. Halimbawa, sa temperatura na 20 ° C at normal na presyon ng atmospera, ang thermal conductivity ng hangin ay 0.0259 W / (m deg).
Sa mababang negatibong temperatura Ang cooled air ay may mababang thermal conductivity, halimbawa, sa temperatura na minus 183 ° C, ito ay 0.0084 W / (m deg lamang).
Ayon sa talahanayan, ito ay malinaw na habang tumataas ang temperatura, tumataas ang thermal conductivity ng hangin. Kaya, na may pagtaas ng temperatura mula 20 hanggang 1200 ° C, ang halaga ng thermal conductivity ng hangin ay tumataas mula 0.0259 hanggang 0.0915 W / (m deg), iyon ay, higit sa 3.5 beses.
| t, °С | λ, W/(m deg) | t, °С | λ, W/(m deg) | t, °С | λ, W/(m deg) | t, °С | λ, W/(m deg) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
Thermal conductivity ng hangin sa likido at gas na estado sa mababang temperatura at presyon hanggang sa 1000 bar
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng hangin sa mababang temperatura at mga presyon hanggang sa 1000 bar.
Ang thermal conductivity ay ipinahayag sa W/(m deg), hanay ng temperatura mula 75 hanggang 300K (mula -198 hanggang 27°C).
Ang thermal conductivity ng hangin sa gas na estado ay nagdaragdag sa pagtaas ng presyon at temperatura.
Ang hangin sa isang likidong estado ay may posibilidad na bumaba sa thermal conductivity sa pagtaas ng temperatura.
Ang isang linya sa ilalim ng mga halaga sa talahanayan ay nangangahulugang ang paglipat ng likidong hangin sa gas - ang mga numero sa ilalim ng linya ay tumutukoy sa gas, at sa itaas nito sa likido.
Baguhin estado ng pagsasama-sama makabuluhang nakakaapekto ang hangin sa halaga ng koepisyent ng thermal conductivity - ang thermal conductivity ng likidong hangin ay mas mataas.
Ang thermal conductivity sa talahanayan ay ibinibigay sa kapangyarihan ng 10 3 . Huwag kalimutang hatiin ng 1000!
Thermal conductivity ng gaseous air sa mga temperatura mula 300 hanggang 800K at iba't ibang pressures
Ipinapakita ng talahanayan ang mga halaga ng thermal conductivity ng hangin sa iba't ibang temperatura depende sa presyon mula 1 hanggang 1000 bar.
Ang thermal conductivity ay ipinahayag sa W/(m deg), hanay ng temperatura mula 300 hanggang 800K (mula 27 hanggang 527°C).
Ayon sa talahanayan, makikita na sa pagtaas ng temperatura at presyon, tumataas ang thermal conductivity ng hangin.
Mag-ingat ka! Ang thermal conductivity sa talahanayan ay ibinibigay sa kapangyarihan ng 10 3 . Huwag kalimutang hatiin ng 1000!
Thermal conductivity ng hangin sa mataas na temperatura at pressures mula 0.001 hanggang 100 bar
Ipinapakita ng talahanayan ang thermal conductivity ng hangin sa mataas na temperatura at presyon mula 0.001 hanggang 1000 bar.
Ang thermal conductivity ay ipinahayag sa W / (m deg), saklaw ng temperatura mula 1500 hanggang 6000K(mula 1227 hanggang 5727°C).
Habang tumataas ang temperatura, naghihiwalay ang mga molekula ng hangin at ang pinakamataas na halaga ng thermal conductivity nito ay naabot sa presyon (discharge) na 0.001 atm. at temperaturang 5000K.
Tandaan: Mag-ingat! Ang thermal conductivity sa talahanayan ay ibinibigay sa kapangyarihan ng 10 3 . Huwag kalimutang hatiin ng 1000!
GAP NG HANGIN, isa sa mga uri ng insulating layer na nagpapababa sa thermal conductivity ng medium. AT kamakailang mga panahon ang kahalagahan ng layer ng hangin ay lalo na nadagdagan kaugnay ng paggamit ng mga guwang na materyales sa industriya ng konstruksiyon. Sa isang medium na pinaghihiwalay ng isang air gap, ang init ay inililipat: 1) sa pamamagitan ng radiation mula sa mga ibabaw na katabi ng air gap, at sa pamamagitan ng paglipat ng init sa pagitan ng ibabaw at hangin, at 2) sa pamamagitan ng heat transfer sa pamamagitan ng hangin, kung ito ay gumagalaw, o sa pamamagitan ng paglipat ng init ng ilang mga partikulo ng hangin sa iba dahil sa pagpapadaloy ng init nito, kung ito ay hindi gumagalaw, at ang mga eksperimento ni Nusselt ay nagpapatunay na ang mas manipis na mga layer, kung saan ang hangin ay maaaring ituring na halos hindi gumagalaw, ay may mas mababang thermal conductivity coefficient k kaysa sa mas makapal na mga layer, ngunit na may mga convection na alon na lumalabas sa kanila. Ibinibigay ng Nusselt ang sumusunod na expression para sa pagtukoy ng dami ng init na inililipat bawat oras ng air gap:
kung saan ang F ay isa sa mga ibabaw na naglilimita sa air gap; λ 0 - conditional coefficient, ang mga numerical na halaga kung saan, depende sa lapad ng air gap (e), na ipinahayag sa m, ay ibinibigay sa nakalakip na plato:
s 1 at s 2 - mga coefficient ng radiation ng parehong ibabaw ng air gap; s ay ang radiation coefficient ng isang ganap na itim na katawan, katumbas ng 4.61; Ang θ 1 at θ 2 ay ang mga temperatura ng mga ibabaw na naglilimita sa puwang ng hangin. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng naaangkop na mga halaga sa formula, posible na makuha ang mga halaga para sa mga kalkulasyon ng k (thermal conductivity coefficient) at 1 / k (insulating ability) ng mga air layer ng iba't ibang kapal. Pinagsama-sama ng S. L. Prokhorov, ayon sa data ng Nusselt, ang mga diagram (tingnan ang Fig.) na nagpapakita ng pagbabago sa mga halaga ng k at 1/k ng mga layer ng hangin depende sa kanilang kapal, at ang pinaka-kapaki-pakinabang na lugar ay ang lugar mula 15 hanggang 45 mm. .
Ang mas maliit na mga puwang ng hangin ay halos mahirap ipatupad, at ang mga malalaking puwang ay nagbibigay na ng isang makabuluhang koepisyent ng thermal conductivity (mga 0.07). Ang sumusunod na talahanayan ay nagbibigay ng mga halaga k at 1/k para sa iba't ibang materyales, at ilang mga halaga ng mga dami na ito ay ibinibigay para sa hangin depende sa kapal ng layer.
yun. makikita na ito ay madalas na mas kapaki-pakinabang na gumawa ng ilang mas manipis na mga layer ng hangin kaysa sa paggamit ng isa o isa pang insulating layer. Ang isang puwang ng hangin hanggang sa 15 mm ang kapal ay maaaring ituring na isang insulator na may nakapirming layer ng hangin, na may kapal na 15-45 mm - na may halos nakapirming isa, at, sa wakas, ang mga puwang ng hangin na higit sa 45-50 mm ang kapal ay dapat kilalanin bilang mga layer na may convection currents na lumalabas sa kanila at samakatuwid ay napapailalim sa pagkalkula para sa pangkalahatang batayan.
