Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Теплообмен у поверхности ограждения



 

При рассмотрении процесса теплообмена между поверхностью стенки и подвижной средой наиболее существенное значение имеет перенос тепла конвекцией и излучением.

Конвективный теплообмен достаточно точно описывается законом Ньютона, согласно которому плотность теплового потока на поверхности теплообмена прямо пропорциональна разности температур и окружающей среды

. (2.11)

Здесь t и ts – температуры окружающей среды и поверхности стенки, соответственно; t > ts; α к – коэффициент теплоотдачи.

Коэффициент теплоотдачи характеризует интенсивность конвективного теплообмена. Его можно определить как количество тепла, переданное за единицу времени через единицу площади поверхности стенки при разности температур между поверхностью и подвижной (воздушной – в нашем случае) средой в 1º С.

.

Коэффициент теплоотдачи измеряется в Вт/(м2·º С).

Главная трудность расчета по формуле (2.11) заключается в определении коэффициента теплоотдачи, так как он является сложной функцией различных величин, характеризующих процесс теплоотдачи. Коэффициент α к зависит от температуры и формы поверхности, от скорости движения среды, ее температуры, физических свойств: коэффициента теплопроводности, теплоемкости, вязкости и др.

Величина 1/α к, обратная коэффициенту теплоотдачи, называется термическим сопротивлением теплоотдаче. Она имеет такую же размерность, как термическое сопротивление R, то есть м2·º С/Вт.

Теплообмен излучением (или радиационный теплообмен) описывается закономСтефана- Больцмана, по которому плотность теплового потока, передаваемого от нагретого тела к холодному путем излучения, определяется выражением:

. (2.12)

В этой формуле C0 – коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5, 67 Вт/(м2·K4); T1 и T2 – абсолютные температуры двух тел, K; ε – приведенная степень черноты системы двух тел

(2.13)

Здесь ε 1 и ε 2 – степени черноты тел (телом может быть и газ). Степень черноты характеризует способность тела излучать и поглощать энергию. Она зависит от природы тела, фактуры его поверхности (гладкая, шероховатая) и его температуры. Степень черноты материалов приводится в справочниках. Для реальных тел ε < 1.

Теплообмен излучением наиболее важен при высоких температурах.

Процесс переноса тепла между воздушной средой и поверхностью ограждающей конструкции является результатом совместного действия конвективного теплообмена и теплового излучения. Это так называемый сложный теплообмен. Здесь в качестве основного явления обычно принимается конвекция. В этом случае количественной характеристикой процесса служит коэффициент теплоотдачи α

α = α к + α л, (2.14)

где α к учитывает действие конвекции, а α л – действие теплового излучения.

Пусть тепло передается от теплого воздуха помещения с температурой t холодной поверхности стены, температура которой равна ts. Плотность теплового потока при сложном теплообмене запишем по аналогии с (2.11) как

. (2.15)

С другой стороны, плотность теплового потока можно определить, суммируя (2.11) и (2.12):

. (2.16)

 

Так как t – ts = T1 – T2, вынесем эту разность в (2.16) за скобки и получим

 

. (2.16а)

 

Введем температурный коэффициент θ:

 

. (2.17)

Тогда из (2.15) и (2.16а) определим α л как

α л = ε · C0·θ . (2.18)

 

α л называется коэффициентом лучистого теплообмена. Он зависит от степени черноты тел и их температур.

Поскольку коэффициент теплоотдачи α (2.14) зависит от многих факторов, то для большинства характерных случаев он определен экспериментально. В теплотехническом расчете ограждающих конструкций используются следующие значения α ext коэффициента теплоотдачи наружной поверхности ограждающей конструкции для холодного периода:

α ext = 23 Вт/(м2· º С) – на наружной поверхности стен, покрытий;

α ext =10, 8 Вт/(м2· º С) – на поверхности конструкции, обращенной в сторону вентилируемой наружным воздухом прослойки – для ограждающих конструкций с вентилируемыми воздушными прослойками.

В таблице 2.2 приведены значения коэффициентов теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции α int.

 

Таблица 2.2

Коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающей конструкции

Внутренняя поверхность ограждения Коэффициент теплоотдачи α int, Вт/(м2· º С)
Стен, полов, гладких потолков 8, 7
Окон 8, 0
Зенитных фонарей 9, 9

 

 

Глава 3


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-24; Просмотров: 925; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.015 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь