A hőátadás a légrétegen keresztül, annak ellentétes felületein hőmérséklet-különbséggel, konvekció, sugárzás és hővezető képesség révén történik (1.12. ábra).
A csendes levegő hővezető képessége nagyon kicsi, és ha a levegő a légrésekben nyugalomban lenne, akkor a hőellenállásuk nagyon nagy lenne. A valóságban a levegő mindig a körülzáró szerkezetek légrétegeiben mozog, például a függőleges rétegek melegebb felületén felfelé, a hideg felületen pedig lefelé mozog. A mozgó levegővel rendelkező rétegekben a vezetés útján átadott hőmennyiség nagyon kicsi a konvekciós hőátadáshoz képest.
A vastagság növekedésével légrés a konvekció által átadott hőmennyiség növekszik, ahogy a légáramok súrlódásának a falakra gyakorolt hatása csökken. Erre tekintettel a légrésekre nincs jellemző kemény anyagok egyenes arányosság a rétegvastagság növekedése és a hőellenállás értéke között.
Ha a hőt konvekció útján a levegőréteg melegebb felületéről a hidegebbre adjuk át, akkor az e felületekkel szomszédos két határoló levegőréteg ellenállása leküzdődik, így a szabad konvekcióhoz bármely esetben felvehető együttható értéke. felülete felére csökken.
Mennyiség sugárzó hő, melegebb felületről hidegebbre továbbítódik, nem függ a légrés vastagságától; mint korábban említettük, a felületek emissziós tényezője és az abszolút hőmérsékletük negyedik hatványával arányos különbség (1.3) határozza meg.
BAN BEN Általános nézet A légrésen áthaladó Q hőáram a következőképpen fejezhető ki:
ahol α k a szabad konvekció hőátbocsátási tényezője; δ - rétegvastagság, m; λ - a levegő hővezetési együtthatója a közbenső rétegben, kcal m h/deg; α l - sugárzás miatti hőátbocsátási tényező.
Kísérleti vizsgálatok alapján a légréteg hőátbocsátási tényezőjének értékét általában úgy értelmezik, hogy azt a konvekción és hővezető képességen keresztül végbemenő hőcsere okozza:
de túlnyomórészt a konvekciótól függ (itt λ eq a levegő feltételes ekvivalens hővezető képessége a közbenső rétegben); akkor Δt állandó érték mellett az R v.p légrés hőellenállása a következő lesz:
A légrétegekben a konvektív hőátadás jelenségei azok geometriai alakjától, méretétől és a hőáramlás irányától függenek; ennek a hőcserének a jellemzőit a dimenzió nélküli ε konvekciós együttható értékével fejezhetjük ki, amely az ekvivalens hővezető képességnek az álló levegő hővezető képességéhez viszonyított arányát ε = λ eq / λ jelenti.
Általánosítással a hasonlóságelmélet segítségével nagy mennyiség kísérleti adatok M.A. Mikheev megállapította a konvekciós együttható függését a Grashof- és Prandtl-kritériumok szorzatától, azaz:
A kifejezésből kapott hőátadási együtthatók α - "
t av = +10°-nál ezen függés alapján megállapított hőmérsékletkülönbségre adjuk meg a közbenső réteg felületein, Δt = 10° a táblázatban. 1.6.
A vízszintes rétegeken keresztüli hőátadási együtthatók viszonylag kis értékeit a felülről lefelé irányuló hőáramlás során (például a fűtött épületek alagsorában) az ilyen rétegekben lévő levegő alacsony mobilitása magyarázza; a legtöbb meleg levegő a réteg melegebb felső felületére koncentrálódik, ami megnehezíti a konvektív hőátadást.
Az (1.12) képlet alapján meghatározott α l sugárzás általi hőátadás az emissziós együtthatóktól és a hőmérséklettől függ; α l eléréséhez lapos kiterjesztett közbenső rétegekben elegendő az adott C" kölcsönös besugárzási együtthatót megszorozni az 1.7. táblázat szerint elfogadott megfelelő hőmérsékleti együtthatóval.
Így például, ha C "= 4,2 és a közbenső réteg átlagos hőmérséklete 0°, akkor α l = 4,2 0,81 = 3,4 kcal/m 2 h fokot kapunk.
Nyári körülmények között az α l értéke nő, a közbenső rétegek hőellenállása csökken. Télen a szerkezetek külső részén elhelyezkedő rétegeknél az ellenkező jelenség figyelhető meg.
Gyakorlati számításokhoz az SNiP zárt szerkezetekre vonatkozó épületfűtéstechnikai normák megadják a zárt levegőrétegek hőellenállásának értékeit
táblázatban jelezzük. 1.8.
A táblázatban megadott Rv.pr értékek 10°-os hőmérséklet-különbségnek felelnek meg a közbenső rétegek felületén. 8°-os hőmérséklet-különbség esetén az Rv.pr értékét 1,05-ös tényezővel, 6°-os különbséggel pedig 1,10-el szorozzuk.
A megadott hőellenállási adatok zárt sík légrétegekre vonatkoznak. Zártságon a külső levegő behatolásától elzárt, át nem eresztő anyagok által határolt légrétegeket értjük.
Mivel a porózus építőanyagok légáteresztőek, a zárt besorolható például a sűrű betonból vagy más sűrű anyagból készült szerkezeti elemek légrései közé, amelyek gyakorlatilag nem engedik át a levegőt az épületekre jellemző nyomáskülönbségi értékeken. használatban.
Kísérleti vizsgálatok azt mutatják, hogy a téglafalban a levegőrétegek hőellenállása körülbelül a felére csökken a táblázatban feltüntetett értékekhez képest. 1.8. Ha a téglák közötti hézagokat nem kellően töltik ki habarccsal (például téli munkavégzéskor), a falazat légáteresztő képessége megnőhet, a légrétegek hőellenállása megközelítheti a nullát. A légréses szerkezetek megfelelő védelme a levegő behatolásával szemben feltétlenül szükséges a burkolószerkezetek szükséges hőfizikai tulajdonságainak biztosításához.
Néha betonban ill kerámia blokkok rövid hosszúságú, gyakran közeledő téglalap alakú üregeket biztosítanak négyzet alakú. Az ilyen üregekben a sugárzó hő átadása megnő az oldalfalak további sugárzása miatt. Az α l értékének növekedése jelentéktelen, ha a réteg hosszának és vastagságának aránya 3:1 vagy több; egy négyzet üregeiben ill kerek forma ez a növekedés eléri a 20%-ot. Az ekvivalens hővezetési együttható, figyelembe véve a hőátadást konvekcióval és sugárzással jelentős méretű (70-100 mm) négyzetes és kerek üregekben, jelentősen megnő, és ezért az ilyen üregek használata korlátozott hővezető képességű anyagokban ( 0,50 kcal/m h fok és kevesebb) hőfizikai szempontból nincs értelme. A nehézbeton termékekben a megadott méretű négyzet alakú vagy kerek üregek alkalmazása elsősorban gazdasági jelentőséggel bír (tömegcsökkentés); ez az érték elvész a fényből készült termékeknél és cellás beton, mivel az ilyen üregek használata a burkolati szerkezetek hőellenállásának csökkenéséhez vezethet.
Ezzel szemben lapos vékony légrétegek alkalmazása javasolt, különösen akkor, ha azokat többsoros lépcsőzetesen helyezik el (1.13. ábra). A légrétegek egy sorban történő elhelyezésekor hatékonyabb a szerkezet külső részébe helyezni (ha a légtömörsége biztosított), mivel az ilyen rétegek hőállósága hideg időszakév növekszik.
A hideg föld alatti szigetelt pincefödémekben a levegőrétegek alkalmazása ésszerűbb, mint a külső falakban, mivel ezeknek a szerkezeteknek a vízszintes rétegeiben jelentősen csökken a konvekciós hőátadás.
A légrétegek hőfizikai hatásfoka nyári körülmények között (helyiségek túlmelegedése elleni védelem) csökken az év hideg időszakához képest; ezt a hatékonyságot azonban növeli a külső levegővel éjszaka szellőztetett közbenső rétegek alkalmazása.
A tervezésnél célszerű szem előtt tartani, hogy a légréses zárt szerkezetek nedvességtehetetlensége kisebb, mint a tömöreknél. Száraz körülmények között a légrétegű (szellőztetett és zárt) szerkezetek gyorsan természetes kiszáradáson esnek át, és további hővédő tulajdonságokat szereznek az anyag alacsony páratartalma miatt; ban ben nedves területeképpen ellenkezőleg, a zárt rétegű szerkezetek nagyon bevizesedhetnek, ami a termofizikai tulajdonságok elvesztésével és idő előtti tönkremenetelének valószínűségével jár.
Az előző előadásból egyértelműen kiderült, hogy a levegőrétegeken keresztüli hőátadás nagymértékben függ a sugárzástól. A légrés hőállóságának növelésére korlátozott tartósságú fényvisszaverő szigetelés (alumínium fólia, festék stb.) alkalmazása azonban csak száraz, korlátozott élettartamú épületszerkezetekben lehet célszerű; száraz, állandó épületeknél a fényvisszaverő szigetelés járulékos hatása is hasznos, de figyelembe kell venni, hogy a szerkezetek termofizikai tulajdonságai a fényvisszaverő tulajdonságainak elvesztése mellett sem lehetnek kisebbek a normál működéshez szükségesnél. a szerkezetekről.
Kőben és beton szerkezetek magas kezdeti páratartalom mellett (valamint párás helyiségekben) az alumíniumfólia használata értelmét veszti, mivel fényvisszaverő tulajdonságai gyorsan romolhatnak az alumínium korróziója miatt nedves lúgos környezetben. A fényvisszaverő szigetelés alkalmazása vízszintes zárt légrétegekben a leghatékonyabb, ha a hőáram felülről lefelé halad ( pinceszintek stb.), azaz abban az esetben, ha szinte nincs konvekció, és a hőátadás főként sugárzással történik.
Elegendő csak a légréteg egyik felületét letakarni fényvisszaverő szigeteléssel (a melegebbet, ami viszonylag garantált az időnkénti páralecsapódás ellen, ami gyorsan rontja a szigetelés fényvisszaverő tulajdonságait).
A légrétegek vastagság szerinti termofizikai megvalósíthatóságával kapcsolatban felmerülő javaslatok a sugárzó hő fluxusának éles csökkentése érdekében vékony alufóliából készült szitákkal nem használhatók zárt szerkezetekre. állandó épületek, mivel az ilyen hővédelem alacsony üzembiztonsága nem felel meg ezen épületek szerkezeteinek megkövetelt tartósságának.
A fényvisszaverő szigetelésű légréteg hőellenállásának számított értéke melegebb felületen megközelítőleg kétszerese a táblázatban feltüntetett értékekhez képest. 1.8.
A déli régiókban a légrésekkel rendelkező szerkezetek meglehetősen hatékonyan védik a helyiségeket a túlmelegedéstől; A fényvisszaverő szigetelés alkalmazása ilyen körülmények között különösen hasznossá válik, mivel a meleg évszakban a hő túlnyomó részét sugárzás adja át. A kerítések hőszigetelő tulajdonságainak növelése és súlyuk csökkentése érdekében a külső falakat célszerű árnyékolni többszintes épületek fényvisszaverő, tartós felületek (például polírozott alumínium lemezek).
A légterekben megnövekedett konvekció (például a szomszédos terület árnyékos, zöld és vizes területeiről érkező külső levegővel történő aktív szellőztetés miatt) nyári időszak pozitív termofizikai folyamatba, szemben téli körülmények, amikor az ilyen típusú hőátadás a legtöbb esetben teljesen nem kívánatos.
Az egységesség, a hőátadási ellenállás érdekében zárt légréseket a befoglaló szerkezet rétegei között elhelyezkedő ún hőálló Rv.p, m². ºС/W.
A légrésen keresztüli hőátadás diagramja az 5. ábrán látható.
5. ábra. Hőcsere a levegőrétegben.
A levegőrétegen áthaladó hőáram qv.p, W/m², a hővezetési tényező (2) qt, W/m², a konvekció (1) qк, W/m² és a sugárzás által továbbított áramlásokból áll. 
(3) ql, W/m².
24. Feltételes és csökkentett ellenállás a hőátadással szemben. Burkolatszerkezetek hőtechnikai homogenitásának együtthatója.
25. A hőátadási ellenállás szabványosítása az egészségügyi és higiéniai feltételek alapján
, R 0 = *
Normalizáljuk Δ t n, akkor R 0 tr = * , azok. ahhoz, hogy Δ t≤ Δ t n Szükséges
R 0 ≥ R 0 tr
Az SNiP ezt a követelményt a csökkentett ellenállásra is kiterjeszti. hőátadás
R 0 pr ≥ R 0 tr
t in - belső levegő tervezési hőmérséklete, °C;
elfogad a tervezési szabványoknak megfelelően. épület
t n - - becsült téli külső levegő hőmérséklet, °C, megegyezik a leghidegebb ötnapos időszak átlaghőmérsékletével 0,92 valószínűséggel
A in (alfa) - a burkolószerkezetek belső felületének hőátbocsátási tényezője, az SNiP szerint elfogadott
Δt n - standard hőmérséklet-különbség a belső levegő hőmérséklete és a burkolat belső felületének hőmérséklete között, az SNiP szerint elfogadott
Szükséges hőátadási ellenállás R tr o az ajtóknak és a kapuknak legalább 0,6-nak kell lenniük R tr oépületek és építmények falai, az (1) képlet határozza meg a tervvel téli hőmérséklet a külső levegő a leghidegebb ötnapos időszak átlaghőmérsékletével egyenlő, 0,92 valószínűséggel.
Az (1) képletben a belső burkolati szerkezetek szükséges hőátadási ellenállásának meghatározásakor azt kell figyelembe venni t n-a hidegebb helyiség számított levegő hőmérséklete.
26. Hőtechnikai számítás szükséges vastagság kerítésanyag a szükséges hőátadási ellenállás elérésének feltételei alapján.
27. Az anyag páratartalma. A szerkezet csillapításának okai
Páratartalom - az anyag pórusaiban lévő víz mennyiségével megegyező fizikai mennyiség.
Tömegben és térfogatban kapható
1) Építési nedvesség.(épület építése során). A tervezéstől és az építési módtól függ. Szilárd téglafalazat rosszabb, mint a kerámia blokkok. A legkedvezőbb a fa (előregyártott falak). w/w nem mindig. 2=-3 éven belül el kell tűnnie Intézkedések: szárítsa meg a falakat
Talajnedvesség. (kapilláris szívás). 2-2,5 m-es vízszigetelő réteget ér el megfelelő készülék nem befolyásolja.
2) talajnedvesség, a talajból a kerítésbe hatol a kapilláris szívás következtében
3) Légköri nedvesség. (ferde eső, hó). Különösen fontos tetőknél és ereszeknél... tömör tégla falak nem igényelnek védelmet, ha a hézagolás helyesen történik Vasbeton, könnyűbeton panelek ügyeljenek az illesztésekre és ablakblokkok, texturált réteg vízálló anyagokból. Védelem=védőfal a lejtőn
4) Működési nedvesség. (műhelyekben ipari épületek, főleg padlókban és falak alsó részein) megoldás: vízzáró padlók, vízelvezető berendezés, alsó rész burkolata kerámia csempék, vízálló vakolat. Védelem = védőbélés belsővel oldalain
5) Higroszkópos nedvesség. Az anyagok megnövekedett higroszkópossága miatt (a nedves levegőből származó vízgőz felszívódásának képessége)
6) Nedvesség lecsapódása a levegőből:a) a kerítés felületén b) a kerítés vastagságában
28. A páratartalom hatása a szerkezetek tulajdonságaira
1) A páratartalom növekedésével a szerkezet hővezető képessége nő.
2) Nedvesség deformációi. A páratartalom sokkal rosszabb, mint a hőtágulás. Az alatta felgyülemlett nedvesség miatt a vakolat leválása, majd a nedvesség megfagy, térfogata kitágul és leszakítja a vakolatot. A nem nedvességálló anyagok nedvesítéskor deformálódnak. Például a gipsz kúszni kezd, amikor a páratartalom növekszik, a rétegelt lemez duzzadni és rétegesedni kezd.
3) Csökkentett tartósság - a szerkezet problémamentes működésének évei
4) Harmat okozta biológiai károsodás (gomba, penész).
5) Az esztétikai megjelenés elvesztése
Ezért az anyagok kiválasztásakor figyelembe veszik azok páratartalmát, és a legmagasabb páratartalmú anyagokat választják ki. A túlzott beltéri páratartalom betegségek és fertőzések terjedését is okozhatja.
Műszaki szempontból a szerkezet tartósságának és fagyálló tulajdonságainak elvesztéséhez vezet. Néhány anyag magas páratartalom elveszít mechanikai erő, változtasson alakot. Például a gipsz kúszni kezd, amikor a páratartalom növekszik, a rétegelt lemez duzzadni és rétegesedni kezd. Fém korróziója. a megjelenés romlása.
29. Vízgőz szorpció épül. mater. A szorpció mechanizmusai. Szorpciós hiszterézis.
Szorpció- a vízgőz felszívódásának folyamata, amely az anyag levegővel való egyensúlyi nedvességállapotához vezet. 2 jelenség. 1. Abszorpció egy pár molekula pórus felületével való ütközésének és ehhez a felülethez való adhéziójának eredményeként (adszorpció)2. A nedvesség közvetlen feloldása a testtérfogatban (felszívódás). A páratartalom a relatív rugalmasság növekedésével és a hőmérséklet csökkenésével nő. „deszorpció”: ha a nedves mintát exszikkátorokba (kénsavas oldat) helyezik, nedvességet bocsát ki.
Szorpciós mechanizmusok:
1.Adszorpció
2.Kapilláris kondenzáció
3.Mikropórusok térfogati kitöltése
4. A rétegközi tér kitöltése
1. szakasz. Az adszorpció olyan jelenség, amelyben a pórusok felületét egy vagy több vízmolekula réteg borítja (mezopórusokban és makropórusokban).
2. szakasz. Polimolekuláris adszorpció - többrétegű adszorbeált réteg képződik.
3. szakasz. Kapilláris kondenzáció.
OK. A telített gőz nyomása homorú felületen kisebb, mint egy lapos folyadékfelületen. A kis sugarú kapillárisokban a nedvesség homorú minikéket képez, így lehetővé válik a kapilláris kondenzáció. Ha D>2*10 -5 cm, akkor nem lesz kapilláris kondenzáció.
Deszorpció - az anyag természetes szárításának folyamata.
A szorpció hiszterézise („különbsége”) az anyag nedvesítésekor kapott szorpciós izoterma és a szárított anyagból nyert deszorpciós izoterma közötti különbségben rejlik. mutatja a szorpció alatti tömegnedvesség és a deszorpció tömegnedvesség (deszorpció 4,3%, szorpció 2,1%, hiszterézis 2,2%) közötti %-os különbséget a szorpciós izoterma nedvesítésekor. Szárításkor deszorpció.
30. Nedvesség átadási mechanizmusok épületépítő anyagokban. Gőzáteresztő képesség, kapilláris vízszívás.
1.B téli idő a hőmérséklet-különbségek és a különböző parciális nyomások miatt vízgőzáram halad át a kerítésen (a belső felületről a külső felé) - vízgőz diffúzió. Nyáron ez fordítva van.
2. A vízgőz konvektív szállítása(levegőáramlással)
3. Kapilláris vízszállítás(perkoláció) porózus anyagokon keresztül.
4. A gravitációs víz a repedéseken keresztül szivárog, lyukak, makropórusok.
Gőzáteresztő képesség - a belőlük készült anyag vagy szerkezet azon képessége, hogy átengedje a vízgőzt.
Pórusáteresztőképességi együttható- Phys. a lemezen egységnyi felülettel, egységnyi nyomáseséssel, egységnyi vastagságú lemezvastagsággal, egységnyi idővel a lemez oldalain parciális nyomáskülönbséggel áthaladó gőz mennyiségével számszerűen megegyező érték e 1 Pa .. Csökkenéssel. A hőmérsékletek, a mu csökken, a páratartalom növekedésével a mu nő.
Gőzáteresztési ellenállás: R = vastagság/m
Mu - gőzáteresztőképességi együttható (az SNIP 2379 hőtechnika szerint meghatározva)
Az építőanyagok kapilláris vízfelvétele biztosítja a folyékony nedvesség állandó átvitelét porózus anyagokon keresztül a magas koncentrációjú területről az alacsony koncentrációjú területre.
Minél vékonyabbak a kapillárisok, annál nagyobb a kapilláris szívási ereje, de összességében az átviteli sebesség csökken.
A kapilláris transzfer csökkenthető vagy megszüntethető megfelelő gát beépítésével (kis légrés vagy kapillárisinaktív réteg (nem porózus)).
31. Fick törvénye. Gőzáteresztőképességi együttható
P(gőzmennyiség, g) = (ev-en)F*z*(mu/vastagság),
Mu– együttható gőzáteresztő képesség (az SNIP 2379 fűtéstechnika szerint meghatározva)
Phys. a lemezen egységnyi felülettel, egységnyi nyomáseséssel, egységnyi vastagságú lemezvastagsággal, egységnyi idővel a lemez oldalain parciális nyomáskülönbséggel áthaladó gőz mennyiségével számszerűen megegyező érték e 1 Pa [mg/(m 2 *Pa)] A legkisebb mu tetőfedő anyaga 0,00018, a legmagasabb gyapjú = 0,065 g/m*h*mm. gőzáteresztő képesség. Amikor csökken A hőmérsékletek, a mu csökken, a páratartalom növekedésével a mu nő. Ez az anyag fizikai tulajdonságaitól függ, és tükrözi azt a képességét, hogy a vízgőzt átdiffundálja. Anizotróp anyagok eltérő mu-vel rendelkeznek (fa esetében a szál mentén = 0,32, keresztben = 0,6).
Egyenértékű ellenállás a kerítés páraáteresztésével szemben a rétegek egymás utáni elrendezésével. Fick törvénye.
Q=(e1-e2)/Rn qR n1n =(e n1n-1 -e 2)
32 A vízgőz parciális nyomásának eloszlásának kiszámítása a szerkezet vastagságában.
A levegő alacsony hővezető képessége miatt gyakran használnak légrétegeket hőszigetelésként. A légrés lehet tömített vagy szellőző, ez utóbbi esetben légcsatornának nevezzük. Ha a levegő nyugalomban lenne, akkor a hőellenállás nagyon nagy lenne.
Konvekció a légrésben. A hőátadáskor a két határréteg ellenállását leküzdjük (lásd 4.2. ábra), így a hőátbocsátási tényező felére csökken. A függőleges légrétegekben, ha a vastagság arányos a magassággal, a függőleges légáramlatok zavartalanul mozognak. Vékony levegőrétegekben kölcsönösen gátolják és belső keringési köröket képeznek, amelyek magassága a szélességtől függ.
Rizs. 4.2 – A hőátadás sémája zárt légrétegben: 1 – konvekció; 2 – sugárzás; 3 – hővezető képesség
Vékony rétegekben vagy kis hőmérséklet-különbség mellett a felületeken () párhuzamos levegősugár-mozgás történik keveredés nélkül. A légrésen átadott hőmennyiség egyenlő
. (4.12)
A közbenső réteg kritikus vastagságát kísérletileg határozták meg, δcr, mm, amelyre a lamináris áramlási módot fenntartjuk (átlagos levegőhőmérséklet 0 o C-os rétegben):
Ebben az esetben a hőátadást hővezetési tényező és
Más vastagságok esetén a hőátbocsátási tényező egyenlő
. (4.15)
A függőleges réteg vastagságának növekedésével növekszik α to:
nál nél δ = 10 mm – 20%-kal; δ = 50 mm – 45%-kal (maximális érték, majd csökkentés); δ = 100 mm – 25%-kal és δ = 200 mm – 5%-kal.
Vízszintes légrétegekben (felső, melegebb felülettel) szinte nem lesz levegő keveredés, ezért a (4.14) képlet alkalmazható. Fűtöttebb alsó felületnél (hatszögletű cirkulációs zónák képződnek) az érték α to a (4.15) képlet szerint található.
Sugárzó hőátadás légrésben
A hőáram sugárzó összetevőjét a képlet határozza meg
. (4,16)
A sugárzott hőátbocsátási tényezőt feltételezzük α l= 3,97 W/(m 2 ∙ o C), értéke nagyobb α to, ezért a fő hőátadás sugárzással történik. Általában a rétegen átvitt hőmennyiség többszöröse
.
Csökkentheti a hőáramlást, ha a meleg felületet (a páralecsapódás elkerülése érdekében) fóliával letakarja, az ún. „megerősítés” A sugárzási fluxus körülbelül 10-szeresére csökken, és az ellenállás megkétszereződik. Előfordul, hogy a légrésbe fóliából készült méhsejt sejteket vezetnek be, amelyek szintén csökkentik a konvektív hőátadást, de ez a megoldás nem tartós.
Teszt
a Termofizika 11. sz
A levegőréteg hőellenállása
1. Bizonyítsa be, hogy a többrétegű kerítés vastagságának hőmérsékletcsökkenési vonala a „hőmérséklet - hőellenállás” koordinátákban egyenes
2. Mitől függ és miért a légréteg hőellenállása?
3. Okok, amelyek nyomáskülönbséget okoznak a kerítés egyik és másik oldalán
hőmérsékletálló légréteg kerítés
1. Bizonyítsa be, hogy a többrétegű kerítés vastagságának hőmérsékletcsökkenési vonala a „hőmérséklet - hőellenállás” koordinátákban egyenes
A kerítés hőátadási ellenállásának egyenletével meghatározhatja annak egyik rétegének vastagságát (leggyakrabban szigetelés - a legalacsonyabb hővezetési együtthatóval rendelkező anyag), amelynél a kerítés adott (szükséges) értékkel rendelkezik. hőátadási ellenállás. Ekkor a szükséges szigetelési ellenállás kiszámítható, ahol az ismert vastagságú rétegek hőellenállásainak összege, és minimális vastagság szigetelés - így: . A további számításokhoz a szigetelés vastagságát le kell kerekíteni nagy oldala egy adott anyag szabványos (gyári) vastagságértékeinek többszöröse. Például egy tégla vastagsága a hosszának a felének többszöröse (60 mm), a betonrétegek vastagsága 50 mm-es többszöröse, míg más anyagok rétegeinek vastagsága 20 vagy 50 mm többszöröse, attól függően. azon a lépésen, amellyel a gyárakban gyártják. A számítások elvégzésekor kényelmes az ellenállások használata, mivel az ellenállások közötti hőmérséklet-eloszlás lineáris lesz, ami azt jelenti, hogy kényelmes a számítások elvégzése grafikusan. Ebben az esetben az izotermának a horizonthoz viszonyított dőlésszöge minden rétegben azonos, és csak a tervezési hőmérsékletek különbségének és a szerkezet hőátadási ellenállásának arányától függ. A dőlésszög érintője pedig nem más, mint az ezen a kerítésen áthaladó hőáram sűrűsége: .
Álló körülmények között a hőáram sűrűsége időben állandó, tehát hol R x- a szerkezet egy részének ellenállása, beleértve a belső felület hőátadásával szembeni ellenállást és a szerkezet rétegeinek hőállóságát a belső rétegtől ahhoz a síkhoz, amelyen a hőmérsékletet keresik.
Akkor. Például a szerkezet második és harmadik rétege közötti hőmérsékletet a következőképpen találhatjuk meg: .
A heterogén burkolószerkezetek vagy azok szakaszai (töredékei) adott hőátadási ellenállását a referenciakönyvből kell meghatározni a hővezető zárványokkal rendelkező lapos burkolószerkezetek adott hőátadási ellenállását is.
2. Mitől függ és miért a légréteg hőellenállása?
A légrésben a hővezető képességgel és konvekcióval történő hőátadáson túl a légrést korlátozó felületek között közvetlen sugárzás is van.
Sugárzási hőátadási egyenlet: , ahol b l - hőátbocsátási tényező sugárzással, in nagyobb mértékben a rétegközi felületek anyagától függően (minél kisebb az anyagok emissziós tényezője, annál kisebb ill b l) és az átlagos levegőhőmérséklet a rétegben (a hőmérséklet emelkedésével nő a sugárzás általi hőátadási tényező).
Így, hol l eq - a levegőréteg egyenértékű hővezetési együtthatója. Tudva l eq, meghatározhatja a légréteg hőellenállását. Azonban ellenállás R A VP referenciakönyvből is meghatározható. Függnek a légréteg vastagságától, a benne lévő levegő hőmérsékletétől (pozitív vagy negatív) és a réteg típusától (függőleges vagy vízszintes). A hővezető képesség, a konvekció és a függőleges légrétegeken keresztül történő sugárzás által átadott hőmennyiség az alábbi táblázatból ítélhető meg.
|
Rétegvastagság, mm |
Hőáram sűrűsége, W/m2 |
Átadott hőmennyiség %-ban |
Egyenértékű hővezetési együttható, m o C/W |
A közbenső réteg hőállósága, W/m 2o C |
|||
|
hővezető |
konvekció |
sugárzás |
|||||
|
Megjegyzés: a táblázatban megadott értékek a réteg levegő hőmérsékletének 0 o C-nak felelnek meg, felületein a hőmérsékletkülönbség 5 o C, a felületek emissziós tényezője C = 4,4. |
Így a légrés külső kerítések tervezésekor a következőket kell figyelembe venni:
1) a légréteg vastagságának növelése csekély hatással van a rajta áthaladó hőmennyiség csökkentésére, a kis vastagságú (3-5 cm) rétegek pedig hőtechnikai szempontból hatékonyak;
2) ésszerűbb több vékony vastagságú réteget beépíteni a kerítésbe, mint egy nagy vastagságú réteget;
3) célszerű a vastag rétegeket alacsony hővezető képességű anyagokkal kitölteni a kerítés hőállóságának növelése érdekében;
4) a levegőrétegnek zártnak kell lennie, és nem kommunikálhat a külső levegővel, azaz a függőleges rétegeket vízszintes membránokkal kell elzárni a szinten padlóközi mennyezetek(a rétegek magasságban való gyakoribb blokkolásának nincs gyakorlati jelentősége). Ha külső levegővel szellőztetett rétegeket kell beépíteni, akkor ezekre speciális számítások vonatkoznak;
5) mivel a levegőrétegen áthaladó hő fő része sugárzással kerül átadásra, célszerű a rétegeket közelebb helyezni kívül kerítések, ami növeli hőállóságukat;
6) ezen felül a közbenső réteg melegebb felületét alacsony emissziós tényezőjű anyaggal (pl. alufólia), ami jelentősen csökkenti a sugárzási fluxust. Mindkét felület ilyen anyaggal való bevonása gyakorlatilag nem csökkenti a hőátadást.
3. Okok, amelyek nyomáskülönbséget okoznak a kerítés egyik és másik oldalán
Télen a fűtött helyiségekben a levegő hőmérséklete magasabb, mint külső levegő, és ezért a külső levegő térfogati súlya (sűrűsége) nagyobb, mint a belső levegőé. Ezt a különbséget térfogatmérlegek levegőt és nyomáskülönbséget hoz létre a kerítés mindkét oldalán (hőnyomás). A levegő a külső falak alsó részén keresztül jut be a helyiségbe, és azon keresztül távozik felső rész. A felső és alsó kerítés légtömörsége esetén és mikor zárt nyílások a légnyomáskülönbség a padlón és a mennyezet alatt éri el a maximális értéket, a szoba középső magasságában pedig nulla (semleges zóna).
Hasonló dokumentumok
A burkolaton áthaladó hőáramlás. Hőérzékeléssel és hőátadással szembeni ellenállás. Hőáram sűrűsége. A kerítés hőállósága. Hőmérséklet eloszlás ellenállás szerint. Kerítések hőátadási ellenállásának szabványosítása.
teszt, hozzáadva 2012.01.23
Hőátadás légrésen keresztül. A pórusokban lévő levegő hővezető képességének alacsony együtthatója építőanyagok. A zárt légterek kialakításának alapelvei. Intézkedések a kerítés belső felületének hőmérsékletének növelésére.
absztrakt, hozzáadva: 2012.01.23
Súrlódási ellenállás a tengelydobozokban vagy a trolibusz tengelyek csapágyain. A deformációk eloszlásának szimmetriájának megsértése a kerék és a sín felületén. Levegőnek való kitettség miatti mozgással szembeni ellenállás. Az ellenállás meghatározására szolgáló képletek.
előadás, hozzáadva 2013.08.14
A kerítés belső felületének hőmérsékletének növelésére irányuló lehetséges intézkedések tanulmányozása. A hőátadási ellenállás számítási képletének meghatározása. Tervezze meg a külső hőmérsékletet és a hőátadást a burkolaton keresztül. Hőmérséklet-vastagság koordináták.
teszt, hozzáadva 2012.01.24
Tápvonal relé védelmi projekt. Az elektromos vezeték paramétereinek kiszámítása. Fajlagos induktív reaktancia. Felsővezeték reaktív és fajlagos kapacitív vezetőképessége. Vészhelyzeti maximum üzemmód meghatározása at egyfázisú áram rövidzárlat.
tanfolyami munka, hozzáadva 2016.02.04
A hővezetési tényező differenciálegyenlete. Egyértelműségi feltételek. Fajlagos hőáram Háromrétegű lapos fal hővezető képességével szembeni hőállóság. Grafikus módszer a rétegek közötti hőmérséklet meghatározása. Integrációs állandók meghatározása.
bemutató, hozzáadva 2013.10.18
A Biot-szám hatása a lemez hőmérséklet-eloszlására. A test belső és külső hőellenállása. A lemez energiájának (entalpiájának) változása a teljes felmelegedés és hűtés ideje alatt. A lemez által a hűtési folyamat során leadott hőmennyiség.
bemutató, hozzáadva 2014.03.15
Fejvesztés a vízszintes csővezetékek súrlódása miatt. A teljes nyomásveszteség a súrlódási ellenállás és a helyi ellenállás összegeként. Nyomásveszteség a folyadék mozgása során a készülékben. A közeg ellenállási ereje egy gömb alakú részecske mozgása során.
bemutató, hozzáadva 2013.09.29
Külső kerítések hővédő tulajdonságainak ellenőrzése. Ellenőrizze, hogy nincs-e páralecsapódás a külső falak belső felületén. Hő számítása a beszivárgás által biztosított levegő fűtéséhez. Csővezeték átmérők meghatározása. Hőálló.
tanfolyami munka, hozzáadva 2014.01.22
Elektromos ellenállás- fő elektromos jellemző karmester. Ellenállásmérés figyelembevétele állandó és váltakozó áram. Ampermérő-voltmérő módszer vizsgálata. Olyan módszer kiválasztása, amelyben a hiba minimális lesz.
A táblázat a levegő hővezető képességét mutatja λ hőmérséklettől függően normál légköri nyomáson.
A levegő hővezetési együtthatójának értéke a hőátadás számításakor szükséges, és része a hasonlósági számoknak, például a Prandtl-, Nusselt- és Biot-számoknak.
A hővezető képességet méretekben fejezik ki, és gáznemű levegőre adják meg -183 és 1200 °C közötti hőmérséklet-tartományban. Például, 20°C hőmérsékleten és normál légköri nyomáson a levegő hővezető képessége 0,0259 W/(m fok).
Alacsony negatív hőmérsékleten a lehűtött levegő hővezető képessége alacsony, például mínusz 183 °C hőmérsékleten csak 0,0084 W/(m fok).
A táblázat alapján egyértelmű, hogy A hőmérséklet emelkedésével a levegő hővezető képessége nő. Így a hőmérséklet 20-ról 1200 °C-ra történő emelkedésével a levegő hővezető képessége 0,0259-ről 0,0915 W/(m fokra) nő, azaz több mint 3,5-szeresére.
| t, °С | λ, W/(m fok) | t, °С | λ, W/(m fok) | t, °С | λ, W/(m fok) | t, °С | λ, W/(m fok) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| -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 |
A levegő hővezető képessége folyékony és gáz halmazállapotban alacsony hőmérsékleten és 1000 bar nyomásig
A táblázat a levegő hővezető képességét mutatja be alacsony hőmérsékletekés 1000 bar nyomásig.
A hővezető képességet W/(m deg) mértékegységben fejezzük ki, a hőmérsékleti tartomány 75-300K (-198-27°C).
A gáz halmazállapotú levegő hővezető képessége a nyomás és a hőmérséklet emelkedésével nő.
A folyékony halmazállapotú levegő a hőmérséklet növekedésével csökkenti a hővezető képességét.
A táblázatban szereplő értékek alatti vonal a folyékony levegő gázzá való átalakulását jelenti - a vonal alatti számok gázra, a felette lévők pedig folyadékra utalnak.
A levegő aggregációs állapotának változása jelentősen befolyásolja a hővezetési együttható értékét - A folyékony levegő hővezető képessége sokkal magasabb.
A táblázatban a hővezető képesség 10 3 hatványra van megadva. Ne felejts el elosztani 1000-el!
A gáznemű levegő hővezető képessége 300-800 K hőmérsékleten és különböző nyomásokon
A táblázat a levegő hővezető képességét mutatja be különböző hőmérsékletek nyomástól függően 1-1000 bar.
A hővezető képességet W/(m deg) mértékegységben fejezzük ki, a hőmérsékleti tartomány 300-800K (27-527°C).
A táblázat azt mutatja, hogy a hőmérséklet és a nyomás növekedésével a levegő hővezető képessége nő.
Légy óvatos! A táblázatban a hővezető képesség 10 3 hatványra van megadva. Ne felejts el elosztani 1000-el!
A levegő hővezető képessége magas hőmérsékleten és nyomáson 0,001 és 100 bar között
A táblázat a levegő hővezető képességét mutatja be magas hőmérsékletekés a nyomás 0,001 és 1000 bar között van.
A hővezető képességet W/(m fok) mértékegységben fejezzük ki, hőmérséklet tartomány 1500-6000K(1227-5727 °C).
A hőmérséklet növekedésével a levegő molekulák disszociálnak, és hővezető képességének maximális értékét 0,001 atm nyomáson (kisülésen) érik el. és hőmérséklete 5000K.
Megjegyzés: Legyen óvatos! A táblázatban a hővezető képesség 10 3 hatványra van megadva. Ne felejts el elosztani 1000-el!