Топлопроводимост - studopediya
Основи на пренос на топлина в сградата
Teplovlagoperedacha през външната ограда
Изграждане като интегрирана енергийна система
Съвкупността от всички фактори и процеси (външни и вътрешни влияния), които оказват влияние върху формирането на топлинна вътрешния въздух, се нарича топлинния режим на сградата.
Огради не само защитават помещението от външната среда, но също така и да споделят с тях топлината и влагата, въздуха през него преминава отвътре и отвън. Задачата на поддържане на предварително определена топлинна режим строителни обекти (поддържане на желаното ниво на температура и влажност, неговата подвижност, излъчване на стайна температура) се определя на инженеринг на отопление, вентилация и климатизация. Въпреки това, определяне на топлинния капацитет и режима на работа на тези системи не е възможно без влиянието на teplovlagozaschitnyh и teploinertsionnyh собственост защити. Ето защо, закрит климатична система инсталация включва всички инженерни инструменти за осигуряване на желаните микроклимата обслужвани апартаменти: сградната обвивка и инженерните отопление, вентилация и климатизация. По този начин, модерната сграда - комплекс, взаимосвързани топлина и система за трансфер на маса - интегрирана енергийна система.
Въпроси за самоконтрол
1 Какво се изучава в Сграда Thermal физика?
2. Каква е оградата?
3. Какво е външна кутия?
4. Какво е важно за изграждане на топлинна специалист физика в отопление и вентилация?
5. Какви са спецификите на топлотехниката изчисляване на модерни сгради?
6. Какво е топлинния режим на сградата?
7. Каква е ролята в сградната обвивка топлинния режим на сградата?
8. Какви са параметрите на вътрешната среда, подкрепяни отоплителни и вентилационни системи?
9. Каква е системата за климатизация на сграда климат?
10. Защо сградата се счита за единна енергийна система?
движение винаги се случва на топлина от по-топло към студено среда. Процесът на пренос на топлина от една точка в пространството на друг поради разликата на температурата и пренос на топлина се нарича колективно тъй като включва три основни вида пренос на топлина: топлопроводимост (проводимост), конвекция и излъчване. По този начин, пренос на топлина потенциалната разлика е температура.
Топлопроводимост - тип пренос на топлина между фиксираните частиците на твърдо, течно или газообразно вещество. По този начин, топлопроводимост - топлообмен между частиците или елементи на материал структура на средата, които са в директен контакт един с друг. В проучването на топлопроводимостта на веществото се счита като твърда маса, неговата молекулна структура се игнорира. В чиста форма, термичната проводимост се намира само в твърдите частици, тъй като течни и газообразни среди е почти невъзможно за имобилизиране на веществото.
Повечето строителни материали са порести тела. Порите е въздух, имащи за движение, т.е. за прехвърляне на топлина конвекция. Смята се, че топлопроводността на конвективния компонент на строителни материали може да бъде пренебрегнато поради своята незначителност. Вътре порите между повърхностите на стените му се случва излъчващ пренос на топлина. радиация пренос на топлина на порите на материала се определя главно от размера на порите, тъй като по-големите пори, по-голяма температурна разлика на стените му. При разглеждането на топлопроводността характеристики на процеса се отнасят към общото тегло на съставките: скелет и пори заедно.
Изграждане плик, като цяло е самолет паралелни стени. в която пренос на топлина се извършва в една посока. В допълнение, повечето случаи на топлинни изчисления на външната стенна се приема, че предаването на топлина се извършва при стационарните термични условия. т.е. по време постоянно във всички характеристики на процеса: топлинния поток, температурата, при всяка точка, термични характеристики на строителни материали. Ето защо е важно да се разгледа процеса на едномерна равновесно състояние топлопроводност в хомогенен материал. който е описан по уравнението на Фурие:
където QT - повърхностна плътност на топлинния поток на. минаваща през равнина, перпендикулярна на топлинния поток. W / m 2;
# 955; - топлопроводимост на материала. W / m. С;
т - температура, варираща по оста х, ° С;
Отношение, е името на температурен градиент. C / т, и е означен град т. Температурният градиент е насочен в посока на повишаване на температурата, което е свързано с абсорбцията на топлина и намаляване на топлинния поток. знак минус от дясната страна на уравнение (2.1) показва, че увеличаването на топлинния поток не съвпада с повишаване на температурата.
топлопроводимост # 955; Той е един от основните топлинни характеристики на материала. Както следва от уравнение (2.1) термичната проводимост на материала - това е мярка за топлинна проводимост материал, който е числено равно на топлинния поток преминава през 1 т2 от площта, перпендикулярна на посоката на потока, с температурен градиент по протежение на потока, равна на около 1 S / M (фиг.1). Колкото по-висока стойност # 955;, по-интензивна термичната проводимост на материала по такъв процес, по-голям топлинен поток. Следователно, изолационни материали се считат за материали с топлопроводимост по-малко от 0,3 W / m. C.
Фиг.1 посоки на топлинния поток и температурен градиент.
_______ - изотерма; - ------ - Онлайн топлина ток.
Промяна на топлопроводимост на строителни материали се променят тяхната плътност се дължи на факта, че почти всеки строителен материал се състои от скелет - основният градивен вещество и въздух. KF Fokin [38] например следните данни: топлопроводността напълно плътен материал (без пори), в зависимост от естеството има топлопроводимост от 0,1 W / m ° C (от пластмаса) до 14 W / m ° С (в кристални вещества в поток топлина по повърхността на кристали), докато въздух има топлопроводимост от около 0.026 W / m ° с по-висока плътност на материала (ниска порьозност), толкова по-голяма стойност на неговата топлопроводимост. Разбираемо е, че светлинните изолационни материали имат относително ниска плътност.
Разликите в порьозност и топлопроводимост в скелета води до разлика в топлопроводимост материали, дори и при същата плътност. Например, следните материали (Таблица 1) при същата плътност, # 961; 0 = 1 800 кг / м 3 имат различни стойности топлопроводимост [38]:
Топлопроводимостта на материали от същата плътност 1800 кг / м 3 [38].
Топлопроводимостта, W / (m ° C)
С намаляване на плътността на материала л неговата топлопроводимост намалява с намаляване ефект проводим скелетната компонент на топлопроводимост материал, но, обаче, увеличава ефекта на излъчване компонент. Следователно, намаляване на плътността е под определена стойност води до увеличаване на топлопроводимост. Това означава, че има стойност на плътност при което термичната проводимост има минимална стойност. Има оценки, че при 20 ° С в пори с диаметър 1 мм радиация е топлопроводимост 0.0007 W / (m ° C), диаметър 2 mm - 0,0014 W / (m ° С), и т.н. Така, топлинна проводимост от радиация става значително за изолационни материали с ниска плътност и значителни размери на порите.
Топлопроводимостта на материала се увеличава с повишаване на температурата, при която настъпва пренос на топлина. Увеличението на топлопроводимост на материали се дължи на увеличаването на кинетичната енергия на молекулите на скелет вещество. И също така увеличава топлинната проводимост на въздуха в порите на материала, и интензивността на пренос на топлина в тези радиация. В сграда практика температурната зависимост на топлинни стойности на проводимостта са големи топлинни стойности на проводимостта imeet.d.lya материали реализации, получени при температура до 100 ° С, с техните стойности при 0 ° С е емпирична формула OE Власов [3]:
където # 955; а - топлопроводимост на материала при 0 ° С;
# 955; т - топлопроводимост на материала в тон ° С;
# 946; - температурен коефициент на топлопроводимост промяна 1 / С, за различни материали, равни на около 0,0025 1 / C;
т - материал температура, при която коефициент си топлопроводимост е # 955; т.
За плосък еднаква дебелина на стената # 948; (Фигура 2), поток на топлина се предава чрез хомогенна термично проводящ стена, може да се изрази чрез уравнението:
където # 964; 1 # 964; 2 - температурата на стената повърхности C.
От израза (2.3), че разпределението на температурата над дебелината на линеен стената. стойност # 948; / # 955; Това се нарича термична устойчивост слой материал, и е означен RT. m 2. ° С / W:
Фиг.2. разпределението на температурата в стената на плоските хомогенна
Следователно, топлината на потока QT. W / m 2 до хомогенна равнина паралелна дебелина на стената # 948;. т, от материал с топлопроводимост # 955;, W / m. С, може да се запише като
Термична устойчивост слой - е термично съпротивление на проводимост равна на температурната разлика на срещуположните повърхности на слоя по време на преминаване през него на топлинния поток на плътността на повърхността на 1 W / m 2.
Пренасянето на топлина топлопроводност се провежда в слоевете материал на обвивката на сградата.