Передача тепла через наружные ограждения. Виды теплопередачи. Основные зависимости для расчета тепловых потоков, коэффициентов и сопротивлений.

Температура и тепловые потоки остаются постоянными по времени, величине и направлению при стационарной теплопередаче. Этот режим используется для расчета теплозащиты. Изменение условий теплопередачи учитывается при расчете нестационарного теплообмена, а также при расчете систем вентиляции и кондиционирования. Существует 2 способа теплопередачи:

1.Изменение энергии элементов среды (атомы, молекулы и объемы) при непосредственном соприкосновении. К этому виду относятся передача тепла теплопроводностью и конвекцией.

2.Изменение энергии за счет излучения или поглощения электромагнитных волн.(излучение)

1.Теплопроводность – это передача тепла м/у элементами среды при прикосновении. наблюдается в телах твердых и сыпучих, передается от частиц с большей температурой к частицам с меньшей температурой. Все расчеты по теплопередаче производятся для элемента нар.ограждения, отстоящего на расстоянии не менее 0,9 м от других конструкций теплопроводных включений. Это случай одномерного темпер поля (такой элемент наз-ся гладь стены).

Уравнение Фурье: , где q-удельный тепловой поток, Вт/ ,

l-коэффициент теплопроводности - теплофизическая характеристика материала Вт/ , -изменение температуры по направлению теплового потока.

t-температура воздуха, ºС; -температура поверхности, ºС;

-толщина, м; в-внутренний; н-наружный;

(-)-изменение теплового потока обратно изменению температуры.

λ зависит от: 1.Вида материала. 2.Плотности. 3.Влажностного режима с наружной и внутренней стороны ограждения. Сочетание влажностных режимов называют условиями эксплуатации. Различают влажн ражимы в помещении: 1.Сухой. 2.Нормальный. 3.Влажный. Вид влажн режима определяется в зависимости от назначения помещения (жилые, общественные, промышленные) и определяется по СНиП зоной влажности по карте.

2.Конвекция происходит при движении жидкости или газа у нагретой или охлажденной поверхности. Различают конвекцию: 1.Естественную- если в помещении нет систем вентиляции. 2.Вынужденную- если в помещении есть системы вентиляции.

Уравнение Ньютона:q= ∆t, где -коэффициент теплопередачи конвекцией, Вт( ºС);

зависит от: 1.Режима, 2.Вида конвекции. ∆t-разность температур.

Режим течения определяется числом Рейнольдса (ввиду больших размеров наружного ограждения режим течения турбулентный). При естественной конвекции =f( ),

=m , где m-коэффициент зависящий от положения наружного ограждения и направления теплового потока. Конвекция у наружной поверхности. =f(Re), Re= , где w-скорость ветра, l-размер, ν-коэффициент кинематической вязкости. => =f(w).

3.Излучение происходит между поверхностями на расстоянии через лучепрозрачную среду.

Уравнение Стефана – Больцмана

,

где – количество тепла, передаваемого излучением, Вт/

; = ∆t,

-коэффициент лучистого теплообмена.

При передаче тепла у внутренней и наружной поверхности конвекция и излучение действуют совместно, создаваемые при этом теплопотоки суммируются.

Q= = ∆t+ ∆t=∆t .

У внутренней поверхности + . У наружной поверхности + .

-коэффициент тепловосприятия (зависит от состояния поверхности ))

-коэффициент теплоотдачи (зависит от того куда выходит наружное ограждение. Для зимних условий для поверхностей, соприкасающихся с наружным воздухом, a_н =23 Вт /(м^{2 .о}С).

и принимаются по СНиП.