Многослойное ограждение с воздушной прослойкой

 

 

Эффективным средством теплозащиты в ограждении является воздушная прослойка. Поэтому проектируют двойное и тройное остекление (рисунок 1.5).

 

Рисунок 1.5 – Расчетная схема многослойного ограждения

с воздушной прослойкой

 

Величина δ _в.п. соответствует воздушной прослойке, заключенной между стеклами толщиной δ ₁ и δ ₂.Однако воздушная прослойка эффективна при неподвижном состоянии воздуха, т.е. герметичной прослойке, что в ограждающих конструкциях не исполнимо. Строительные материалы пористы, конструкции имеют неплотности, в результате прослойка вентилируется. При толщине прослойки более 50 мм усиливается циркуляция воздуха, термическое сопротивление воздушной прослойки R_в.п.. снижается. На рисунке 1.6 приведены графики зависимости термического сопротивления воздушной прослойки R_вп. от ее толщины δ _вп. при горизонтальном и вертикальном положении прослойки.

		Эффективная воздушная прослойка
	Rв.п., м2.оС/Вт

δ в.п., мм

1 – при вертикальном расположении;

2 – при горизонтальном расположении

 

Рисунок 1.6 – Зависимость термического сопротивления

воздушной прослойки от ее толщины

 

Для определения требуемого сопротивления теплопередаче исходят из комфортных условий и условий энергосбережения. Учитывается, что это сопротивление должно быть меньше расчетного значения, уравнение по теплопередаче решается относительно толщины воздушного слоя.

Пример 1.1.

Определить потерю теплоты через железобетонное ограждение площадью F=10м², если на поверхностях ограждения поддерживается постоянные температуры t₁=20 ^oC и t₂=-10 ^оС. Коэффициент теплопро-водности железобетонной плиты λ =1, 69 Вт/(м·^оС), толщина стенки δ =300 мм.

Решение.

Используя уравнение для плотности теплового потока

,

находим

Вт/м².

Потери теплового потока при прохождении железобетонного ограждения на его термическом сопротивлении составит

Вт.

Ответ: 1690 Вт.

 

Пример 1.2.

Имеется ограждение из пемзобетона толщиной 25 см, находящееся под температурным напором ^оС, который создает тепловой поток, равный q=100 Вт/м². Определить значение коэффициента теплопроводности данного ограждения.

Решение.

Из уравнения теплового потока имеем

Вт/(м·^оС).

Ответ: 0, 625 Вт/(м·^оС).

Пример 1.3.

Определить плотность потока, проходящего через ограждение следующей конструкции: наружная штукатурка на цементно-песчанном растворе толщиной δ =0, 02 м, с коэффициентом теплопроводности λ =0, 58 Вт/(м·^оС); кирпичная кладка толщиной δ =0, 5 м, с коэффициентом λ =0, 56 Вт/(м·^оС); у внутренней штукатурки параметры аналогичны наружной. Температура наружной поверхности t₁=30 ^оС, внутренней t₂=20 ^оС.

Решение.

Используя соотношение (1.4) находим

Вт/м².

Ответ: 10, 34 Вт/м².

Пример 1.4.

Используя условия задачи 1.3, определить температуры на поверхностях кирпичной кладки.

Решение. Конструкция ограждения показана на рисунке 1.7. Обозначим температуры на поверхностях кирпичной кладки t₃ и t₄. Из соотношения (1.3) можно получить формулу для расчета температуры t₃

^оС.

Аналогично находим

^оС.

Рисунок 1.7 – К примеру 1.4

Рассмотрим определение неизвестных температур t₃ и t₄ графическим способом (рисунок 1.8). По горизонтали в масштабе отложены значения термических сопротивлений , , . По оси ординат отложены значения температур на поверхности ограждения (точки А и В на рисунке 1.8). Полученные точки соединяются прямой АВ. Точки пересечения данной прямой с перпендикулярами, восстановленными из точек и , дают значения искомых температур t₃ и t₄.

Рисунок 1.8 – Графический способ определения температуры

 

 

Теплообмен излучением

Основные понятия

 

 

Тепловым излучением обладает любое макрофизическое тело и количественно определяется только его температурой. Тепловое излучение приходится на длины волн от 0, 4 до 800 мк. Носителем теплового излучения являются фотоны. Энергия фотонов Е=hν , где h=6, 62·10^-34 Дж·с – постоянная Планка; ν – частота излучения.

Твердые и жидкие тела имеют сплошной спектр излучения. Излучение газов дискретное: излучение и поглощение энергии происходит в определенном интервале температур. При попадании на любое тело излучения наблюдаются следующие процессы: часть лучистой энергии Q_R отражается, другая поглощается Q_A, а определенная доля энергии Q_D проходит сквозь тело. Из закона сохранения энергии следует

Q=Q_R+Q_A+Q_D.

Запишем данное выражение в относительных единицах

(1.6)

Величины R, A и D характеризуют собой отражательную, поглощательную и пропускательную способность тела соответственно. Например, если A=1, то R=0 и D=0. Это означает, что вся падающая лучистая энергия полностью поглощается телом, т. е. тело считается абсолютно черным. Если D=1, то тело является абсолютно прозрачным. При A< 1 тело относится к серым телам, а при R=1 – тело относится к абсолютно белым. Но в природе не существует абсолютно черных или белых прозрачных тел. На значение коэффициентов A, D, R влияют природа вещества тела, его температура и спектр падающего излучения. Рассмотрим основные законы теплового излучения.

Закон Планка устанавливает связь распределения плотности потока излучения E_0λ от длины волны при различных температурах Т, т.е. E_0λ =f(λ, T) для абсолютного черного тела (рисунок 1.9). Как следует из графика, при длине волны, стремящейся к нулю, плотность потока излучения стремится также к нулю. С увеличением длины λ растет значение E_0λ, , достигает своего максимума, затем убывает и при

Рисунок 1.9 – Зависимость плотности потока излучения от длины волны и температуры

λ приближается к нулю. С повышением температуры максимум зависимости смещается в сторону более коротких длин волн – закон Вина

λ _mахT=2, 9·10^-3. (1.7)

Как следует из рисунка 1.9, энергия, приходящая на область видимого излучения (для длин волн от 0, 4 до 0, 8 мкм), много меньше по сравнению с энергией инфракрасного излучения (длины волн от 0, 8 до 800 мкм).

Количество энергии (интегральная излучательность), которая излучается нагретым абсолютно черным телом, пропорциональна четвертой степени его абсолютной температуры – закон Стефана-Больцмана

E₀=σ T⁴, (1.8)

где σ =5, 67·10^-8 Вт/(м²·К⁴) – постоянная Стефана-Больцмана.

Для практических расчетов уравнение (1.8) применяют в виде

E₀=с_о( T/100)⁴,

где с_о=σ 10⁸ =5, 67 Вт/(м²·К⁴) – коэффициент излучения абсолютного черного тела.

Для серых тел энергия излучения подчиняется соотношению

E=с( T/100)⁴= с_оε ( T/100)⁴,

где ε = – степень черноты тела (относительный коэффициент излучения поверхности; принимает значения от 0 до 1).

Связь между собственным излучением тела и его поглощательной способностью устанавливает закон Кирхгофа. Он гласит, что отношение собственного излучения к поглощательной способности для всех тел одинаково и равно собственному излучению абсолютного черного тела при той же температуре

f (T).

Из закона Кирхгофа следует, что собственное излучение тела тем больше, чем больше его поглощательная способность.

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Защитные свойства наружных ограждений. Тепловая мощность системы отопления. Теплоустойчивость ограждений. Влияние воздухопроницания и влажности материалов на теплопередачу через ограждение. – 1 час.
2. Источники химического загрязнения воздушной среды зданий.
3. Личный наем. — Различные его виды. — Виды наемной платы. — Ограждение личной свободы сроками служения. — Наем прислуги и прусский закон о сем предмете. — Французский закон
4. ОГРАЖДЕНИЕ МЕСТ ПРЕПЯТСТВИЙ ДЛЯ ДВИЖЕНИЯ ПОЕЗДОВ И МЕСТ ПРОИЗВОДСТВА РАБОТ НА ПЕРЕГОНАХ
5. ОГРАЖДЕНИЕ ПОЕЗДА ПРИ ВЫНУЖДЕННОЙ ОСТАНОВКЕ НА ПЕРЕГОНЕ
6. Ограждение поезда при вынужденной остановке на перегоне
7. Порядок производства работ с применением подъемных сооружений вблизи линии электропередачи. Установка, кранов, передвигающихся по рельсовому пути, в охранной зоне воздушной линии электропередачи.
8. Проверка технического состояния и регулировка воздушной стрелки