جریان دما

جریان دما

مقدار گرمای منتقل شده از طریق ایزوترمال در واحدها زمان. بعد T. p با بعد قدرت منطبق است. T. p. بر حسب وات یا کیلو کالری در ساعت (1 کیلو کالری در ساعت = 1.163 وات) اندازه گیری می شود. ت ص، ارجاع به واحدها. همدما سطوح، نامیده می شود چگالی T. p.، ضربان. و غیره یا بار حرارتی؛ معمولاً به q نشان داده می شود که در W / m2 یا kcal / (m2 h) اندازه گیری می شود. چگالی T. p برداری است که هر جزء آن از نظر عددی برابر با مقدار گرمای منتقل شده بر حسب واحد است. زمان بر حسب واحد مساحت عمود بر جهت گرفته شده

دیکشنری دایره المعارف فیزیکی. - م.: دایره المعارف شوروی. . 1983 .

جریان دما

برداری که در جهت مخالف گرادیان دما و در abs برابر است. مقدار گرمای عبوری از همدما سطح در واحد زمان بر حسب وات یا کیلو کالری در ساعت (1 کیلو کالری در ساعت = 1.163 وات) اندازه گیری می شود. T. p. مربوط به واحد همدما. سطوح، نامیده می شود چگالی T. p. یا ضربان. T. p.، در فناوری - بار حرارتی. واحد می زند. T. p. به عنوان W / m 2 و kcal / (m2h) استفاده می شود.

دایره المعارف فیزیکی. در 5 جلد. - م.: دایره المعارف شوروی. سردبیر A. M. Prokhorov. 1988 .

ببینید «جریان گرما» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

جریان دما- شار حرارتی - مقدار حرارت عبوری از نمونه در واحد زمان. [GOST 7076 99] جریان گرما - جریان انرژی گرمایی منتقل شده در فرآیند تبادل گرما. [فرهنگ اصطلاحات بتن و بتن مسلح. FSUE…… دایره المعارف اصطلاحات، تعاریف و توضیحات مصالح ساختمانی

مقدار گرمای عبوری در واحد زمان از یک سطح همدما دلخواه ... فرهنگ لغت دایره المعارفی بزرگ

- (الف. جریان گرما، شار گرما، سرعت جریان گرما؛ n. Warmefluβ، Warmestromung؛ f. courant calorifique، flux de chaleur؛ i. corriente termico، torrente calorico، flujo termico) مقدار حرارت منتقل شده از طریق همدما. سطح در واحد ...... دایره المعارف زمین شناسی

مقدار گرمای منتقل شده از طریق هر سطحی در فرآیند انتقال حرارت. با چگالی T. p مشخص می شود، که نسبت مقدار گرمای منتقل شده از طریق سطح به فاصله زمانی است که این ... ... دایره المعارف فناوری

جریان دما- - [Ya.N. Luginsky، M.S. Fezi Zhilinskaya، Yu.S. Kabirov. انگلیسی روسی فرهنگ لغت مهندسی برق و برق، مسکو، 1999] مباحث مهندسی برق، مفاهیم اساسی EN جریان حرارتی جریان حرارتی شار حرارتی شار حرارتی ... کتابچه راهنمای مترجم فنی

شار حرارتی Q- W مقدار گرمای عبوری از پوشش ساختمان در واحد زمان است.

1. دیوار همگن. ضخامت دیواره همگن را در نظر بگیرید (شکل 1-7)، هدایت حرارتی، که ثابت است. دمای ثابت در سطوح بیرونی دیوار حفظ می شود. دما فقط در جهت محور x تغییر می کند. در این حالت میدان دما یک بعدی است، سطوح همدما صاف و عمود بر محور x قرار دارند.

در فاصله x یک لایه ضخامت در داخل دیوار را انتخاب می کنیم که توسط دو سطح همدما محدود شده است. بر اساس قانون فوریه [معادله (1-1)] برای این مورد، می توانیم بنویسیم:

تراکم جریان دمابنابراین q در شرایط حرارتی ثابت در هر بخش ثابت است

ثابت ادغام C از شرایط مرزی، یعنی برای a در تعیین می شود. با جایگزینی این مقادیر به معادله (b)، داریم:

از رابطه (c)، مقدار مجهول چگالی شار حرارتی q تعیین می شود، یعنی:

در نتیجه، مقدار گرمای منتقل شده از طریق یک واحد سطح دیوار در واحد زمان نسبت مستقیمی با ضریب هدایت حرارتی و اختلاف دمای سطوح خارجی دارد و با ضخامت دیواره نسبت معکوس دارد.

معادله (1-2) فرمول محاسبه رسانایی حرارتی یک دیوار صاف است. چهار کمیت را به هم متصل می کند: و . با دانستن هر سه مورد از آنها، می توانید چهارمی را پیدا کنید:

این نسبت را رسانایی حرارتی دیوار و به نسبت متقابل مقاومت حرارتی می گویند. دومی افت دما در دیوار را در واحد چگالی شار حرارتی تعیین می کند.

اگر مقادیر یافت شده C و چگالی شار حرارتی q را با معادله (b) جایگزین کنیم، معادله منحنی دما را بدست می آوریم.

دومی نشان می دهد که در یک مقدار ثابت ضریب هدایت حرارتی، دمای یک دیوار همگن طبق یک قانون خطی تغییر می کند. در واقع، به دلیل وابستگی آن به دما، ضریب هدایت حرارتی یک متغیر است. اگر این شرایط در نظر گرفته شود، فرمول های محاسباتی پیچیده تر دیگری به دست می آوریم.

برای اکثریت قریب به اتفاق مواد، وابستگی ضریب هدایت حرارتی به دما دارای ویژگی خطی شکل است. در این مورد، بر اساس قانون فوریه برای دیوار مسطح، داریم:

با تقسیم متغیرها و ادغام، به دست می آید:

با جایگزینی معادله (e) مقادیر مرزی متغیرها، در آن داریم

با کم کردن معادله (g) از معادله (h) به دست می آید:

برنج. 1-7. دیوار مسطح همگن

فرمول محاسبه جدید (1-4) تا حدودی پیچیده تر از فرمول (1-2) است. در آنجا رسانایی حرارتی را ثابت و برابر مقداری متوسط ​​گرفتیم.

با معادل سازی قسمت های مناسب این فرمول ها، داریم:

بنابراین، اگر با میانگین حسابی مقادیر مرزی دمای دیوار تعیین شود، فرمول های (1-2) و (1-4) معادل هستند.

با در نظر گرفتن وابستگی ضریب هدایت حرارتی به دما، معادله منحنی دما در دیوار با حل معادله (e) نسبت به t و جایگزینی مقدار C از (g) به دست می‌آید، یعنی:

بنابراین، در این حالت، دمای دیوار به صورت خطی تغییر نمی کند، بلکه در امتداد یک منحنی تغییر می کند. علاوه بر این، اگر ضریب b مثبت باشد، تحدب منحنی به سمت بالا هدایت می شود، و اگر منفی باشد - به سمت پایین (شکل 1-10 را ببینید).

2. دیوار چند لایه.

دیوارهای متشکل از چندین لایه ناهمگن را چند لایه می نامند.

اینها به عنوان مثال دیوارهای ساختمانهای مسکونی هستند که در لایه آجری اصلی از یک طرف گچ داخلی و از طرف دیگر روکش خارجی وجود دارد. آستر کوره ها، دیگهای بخار و سایر وسایل حرارتی نیز معمولاً از چند لایه تشکیل شده است.

برنج. 1-8. دیوار مسطح چند لایه

بگذارید دیوار از سه لایه ناهمگن، اما نزدیک به هم تشکیل شده باشد (شکل 1-8). ضخامت لایه اول دوم و سوم. بر این اساس، ضرایب هدایت حرارتی لایه ها. علاوه بر این، دمای سطوح بیرونی دیوار مشخص است. تماس حرارتی بین سطوح ایده آل در نظر گرفته می شود؛ دما را در نقاط تماس با نشان می دهیم.

در رژیم ثابت، چگالی شار حرارتی ثابت و برای همه لایه ها یکسان است. بنابراین بر اساس رابطه (1-2) می توان نوشت:

از این معادلات، به راحتی می توان تفاوت دما را در هر لایه تعیین کرد:

مجموع اختلاف دما در هر لایه، اختلاف دمای کل است. با جمع کردن قسمت های چپ و راست سیستم معادلات (m) به دست می آید:

از رابطه (n) مقدار چگالی شار حرارتی را تعیین می کنیم:

با قیاس با موارد فوق، می توانید بلافاصله فرمول محاسبه دیوار لایه را بنویسید:

از آنجایی که هر جمله مخرج در فرمول (1-6) نشان دهنده مقاومت حرارتی لایه است، از رابطه (1-7) نتیجه می شود که مقاومت حرارتی کل دیوار چند لایه برابر است با مجموع مقاومت های حرارتی جزئی. .

برنج. 1-9. روش گرافیکی برای تعیین دماهای میانی.

اگر مقدار چگالی شار حرارتی از رابطه (1-6) به معادله (m) جایگزین شود، مقادیر دماهای مجهول را بدست می آوریم:

در داخل هر لایه، دما در یک خط مستقیم تغییر می کند، اما برای یک دیوار چند لایه به طور کلی، یک خط شکسته است (شکل 1-8). مقادیر دمای ناشناخته یک دیوار چند لایه را نیز می توان به صورت گرافیکی تعیین کرد (شکل 1-9). هنگام ترسیم در امتداد آبسیسا در هر مقیاس، اما به ترتیب لایه ها، مقادیر مقاومت حرارتی آنها ترسیم می شود و عمودها بازیابی می شوند. در انتهای آنها، همچنین در یک مقیاس دلخواه، اما در یک مقیاس، مقادیر دمای بیرون رسم می شود.

نقاط A و C به دست آمده توسط یک خط مستقیم به هم متصل می شوند. نقاط تلاقی این خط با عمودهای متوسط ​​مقادیر دمای مورد نظر را به دست می دهند. با چنین ساختی. در نتیجه،

با جایگزینی مقادیر بخش ها، به دست می آوریم:

به روشی مشابه، ما آن را ثابت می کنیم

گاهی اوقات به منظور کاهش محاسبات، دیوار چند لایه به صورت ضخامت تک لایه (یکنواخت) محاسبه می شود. در این حالت، به اصطلاح هدایت حرارتی معادل وارد محاسبه می شود که از رابطه تعیین می شود

از این رو داریم:

بنابراین، رسانایی حرارتی معادل تنها به مقادیر مقاومت های حرارتی و ضخامت لایه های جداگانه بستگی دارد.

هنگام استخراج فرمول محاسبه برای یک دیوار چند لایه، فرض کردیم که لایه‌ها نزدیک به یکدیگر هستند و به دلیل تماس حرارتی ایده‌آل، سطوح تماس لایه‌های مختلف دمای یکسانی دارند. با این حال، اگر سطوح ناهموار باشند، تماس نزدیک غیرممکن است و شکاف های هوایی بین لایه ها ایجاد می شود. از آنجایی که رسانایی حرارتی هوا کم است، وجود شکاف های حتی بسیار نازک می تواند تا حد زیادی بر کاهش رسانایی حرارتی معادل یک دیوار چند لایه تأثیر بگذارد. اثر مشابهی توسط لایه اکسید فلز اعمال می شود. بنابراین، هنگام محاسبه و به ویژه هنگام اندازه گیری هدایت حرارتی یک دیوار چند لایه، باید به چگالی تماس بین لایه ها توجه شود.

مثال 1-1. اتلاف حرارت را از طریق دیوار آجری به طول 5 متر، ارتفاع 3 متر و ضخامت 250 میلی متر در صورت حفظ دما روی سطوح دیوار تعیین کنید. ضریب هدایت حرارتی آجر A = 0.6 W / (m ° C).

بر اساس رابطه (1-2)

مثال 1-2. مقدار ضریب هدایت حرارتی مصالح دیوار را در صورتی تعیین کنید که با ضخامت میلی متر و اختلاف دما، چگالی شار حرارتی برابر باشد.

I. اندازه گیری چگالی شارهای حرارتی عبوری از پوشش ساختمان. GOST 25380-82.

شار حرارتی - مقدار حرارت منتقل شده از طریق یک سطح همدما در واحد زمان. جریان گرما با وات یا کیلو کالری در ساعت (1 وات = 0.86 کیلو کالری در ساعت) اندازه گیری می شود. شار حرارتی در واحد سطح همدما را چگالی شار حرارتی یا بار حرارتی می نامند. معمولاً با q نشان داده می شود که در W / m2 یا kcal / (m2 × h) اندازه گیری می شود. چگالی شار حرارتی یک بردار است که هر جزء آن از نظر عددی برابر با مقدار گرمای منتقل شده در واحد زمان از طریق واحد سطح عمود بر جهت جزء گرفته شده است.

اندازه گیری چگالی شارهای حرارتی عبوری از پوشش ساختمان مطابق با GOST 25380-82 "ساختمان ها و سازه ها. روش اندازه گیری چگالی شارهای حرارتی عبوری از پاکت ساختمان" انجام می شود.

این استاندارد یک روش یکپارچه برای تعیین چگالی شارهای حرارتی عبوری از پوشش های تک لایه و چند لایه ساختمان ها و سازه های مسکونی، عمومی، صنعتی و کشاورزی در طی یک مطالعه تجربی و تحت شرایط عملیاتی آنها ایجاد می کند.

چگالی شار حرارتی در مقیاس یک دستگاه تخصصی که شامل مبدل شار حرارتی است، اندازه گیری می شود یا از نتایج اندازه گیری emf محاسبه می شود. روی مبدل های شار حرارتی از پیش کالیبره شده

طرح اندازه گیری چگالی شار حرارتی در نقشه نشان داده شده است.

1 - ساختار محصور; 2 - مبدل جریان گرما; 3 - EMF متر؛

تلویزیون، tn - دمای هوای داخلی و خارجی؛

τн, τв, τ"в - دمای سطوح بیرونی و داخلی ساختار محصور به ترتیب در نزدیکی و زیر مبدل.

R1، R2 - مقاومت حرارتی پوشش ساختمان و مبدل شار حرارتی؛

q1، q2 چگالی شار حرارتی قبل و بعد از تثبیت مبدل هستند

II. اشعه مادون قرمز. منابع. حفاظت.

محافظت در برابر اشعه مادون قرمز در محل کار.

منبع تابش مادون قرمز (IR) هر جسم گرم شده ای است که درجه حرارت آن شدت و طیف انرژی الکترومغناطیسی ساطع شده را تعیین می کند. طول موج با حداکثر انرژی تابش حرارتی با فرمول تعیین می شود:

λmax = 2.9-103 / T [μm] (1)

که در آن T دمای مطلق جسم تابشی، K است.

اشعه مادون قرمز به سه ناحیه تقسیم می شود:

موج کوتاه (X = 0.7 - 1.4 میکرون)؛

موج متوسط ​​(k \u003d 1.4 - 3.0 میکرون):

طول موج بلند (k = 3.0 میکرومتر - 1.0 میلی متر).

امواج الکتریکی محدوده مادون قرمز عمدتاً تأثیر حرارتی بر بدن انسان دارند. در این مورد، لازم است در نظر گرفته شود: شدت و طول موج با حداکثر انرژی. سطح تابش شده؛ مدت زمان قرار گرفتن در معرض در هر روز کاری و مدت زمان قرار گرفتن در معرض مداوم؛ شدت کار فیزیکی و تحرک هوا در محل کار؛ کیفیت لباس؛ ویژگی های فردی کارگر

پرتوهای محدوده موج کوتاه با طول موج λ ≤ 1.4 میکرومتر توانایی نفوذ چندین سانتی متری به بافت بدن انسان را دارند. چنین اشعه IR به راحتی از طریق پوست و جمجمه به بافت مغز نفوذ می کند و می تواند سلول های مغز را تحت تاثیر قرار دهد و باعث آسیب شدید مغزی شود که علائم آن استفراغ، سرگیجه، گشاد شدن رگ های خونی پوست، افت فشار خون و اختلال در گردش خون است. و تنفس، تشنج، گاهی اوقات از دست دادن هوشیاری. هنگام تابش اشعه مادون قرمز موج کوتاه، افزایش دمای ریه ها، کلیه ها، ماهیچه ها و سایر اندام ها نیز مشاهده می شود. در خون، لنف، مایع مغزی نخاعی، مواد فعال بیولوژیکی خاص ظاهر می شود، نقض وجود دارد. فرآیندهای متابولیک، وضعیت عملکردی سیستم عصبی مرکزی تغییر می کند.

پرتوهای محدوده موج متوسط ​​با طول موج λ = 1.4 - 3.0 میکرون در لایه های سطحی پوست در عمق 0.1 - 0.2 میلی متر حفظ می شوند. بنابراین تأثیر فیزیولوژیکی آنها بر بدن عمدتاً در افزایش دمای پوست و گرم شدن بدن ظاهر می شود.

شدیدترین گرمایش سطح پوست انسان با تابش IR با λ > 3 میکرومتر رخ می دهد. تحت تأثیر آن، فعالیت سیستم قلبی عروقی و تنفسی و همچنین تعادل حرارتی بدن مختل می شود که می تواند منجر به گرمازدگی شود.

شدت تابش حرارتی بر اساس احساس ذهنی انرژی تابش توسط شخص تنظیم می شود. طبق GOST 12.1.005-88، شدت قرار گرفتن در معرض حرارت کارگران از سطوح گرم تجهیزات تکنولوژیکی و وسایل روشنایی نباید تجاوز کند: 35 W / m2 با قرار گرفتن در معرض بیش از 50٪ سطح بدن؛ 70 وات بر متر مربع در هنگام قرار گرفتن در معرض 25 تا 50 درصد از سطح بدن. 100 وات بر متر مربع در صورت تابش بیش از 25 درصد از سطح بدن. از منابع باز (فلز و شیشه گرم شده، شعله باز)، شدت قرار گرفتن در معرض حرارت نباید از 140 وات بر متر مربع با قرار گرفتن بیش از 25 درصد از سطح بدن و استفاده اجباری از تجهیزات حفاظت فردی، از جمله محافظت از صورت و چشم

استانداردها همچنین دمای سطوح گرم شده تجهیزات در محل کار را محدود می کند که نباید از 45 درجه سانتیگراد تجاوز کند.

دمای سطح تجهیزاتی که دمای داخل آن نزدیک به 100 درجه سانتیگراد است نباید از 35 درجه سانتیگراد تجاوز کند.

q = 0.78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2] (2)

انواع اصلی حفاظت در برابر اشعه مادون قرمز عبارتند از:

1. حفاظت از زمان.

2. حفاظت از فاصله;

3. محافظ، عایق حرارتی یا خنک کننده سطوح داغ.

4. افزایش انتقال حرارت بدن انسان.

5. تجهیزات حفاظت فردی؛

6. حذف منبع حرارت.

حفاظت از زمان برای محدود کردن زمان صرف شده توسط تشعشعات فعال در منطقه تابش فراهم می کند. زمان ایمن ماندن فرد در منطقه اثر تابش IR به شدت آن (چگالی شار) بستگی دارد و طبق جدول 1 تعیین می شود.

میز 1

زمان اقامت ایمن افراد در منطقه پرتوهای IR

فاصله ایمن با فرمول (2) بسته به مدت اقامت در محل کار و چگالی مجاز تابش IR تعیین می شود.

قدرت تابش IR را می توان با طراحی و راه حل های تکنولوژیکی (تعویض حالت و روش گرمایش محصولات و غیره) و همچنین با پوشش دادن سطوح گرمایش با مواد عایق حرارت کاهش داد.

سه نوع صفحه نمایش وجود دارد:

مات؛

· شفاف؛

نیمه شفاف.

در صفحه های مات، انرژی نوسانات الکترومغناطیسی، در تعامل با ماده صفحه، به حرارت تبدیل می شود. در این حالت صفحه نمایشگر گرم می شود و مانند هر بدنه گرم شده به منبع تابش حرارتی تبدیل می شود. تابش سطح صفحه در مقابل منبع مشروط به عنوان تابش ارسالی منبع در نظر گرفته می شود. صفحات مات عبارتند از: فلز، آلفا (از فویل آلومینیوم)، متخلخل (فوم بتن، فوم شیشه، خاک رس منبسط شده، پوکه)، آزبست و غیره.

در صفحه‌های شفاف، تشعشع در داخل آن‌ها طبق قوانین اپتیک هندسی منتشر می‌شود که دید از طریق صفحه نمایش را تضمین می‌کند. این نمایشگرها از انواع شیشه ساخته شده اند و از پرده های آب فیلم (آزاد و روان به پایین شیشه) نیز استفاده می شود.

صفحه نمایش شفاف ویژگی های صفحه نمایش شفاف و غیر شفاف را با هم ترکیب می کند. اینها شامل مش های فلزی، پرده های زنجیره ای، صفحه های شیشه ای تقویت شده با مش فلزی است.

· منعکس کننده گرما

· جذب گرما؛

دفع کننده حرارت

این تقسیم بندی نسبتاً دلخواه است، زیرا هر صفحه نمایش توانایی بازتاب، جذب و حذف گرما را دارد. انتساب صفحه نمایش به یک یا گروه دیگر با توجه به اینکه کدام یک از توانایی های آن برجسته تر است تعیین می شود.

صفحه های بازتابنده گرما درجه سیاهی سطح کمی دارند، در نتیجه بخش قابل توجهی از انرژی تابشی وارد شده بر روی خود را در جهت مخالف منعکس می کنند. آلفول، ورق آلومینیوم، فولاد گالوانیزه به عنوان مواد منعکس کننده حرارت استفاده می شود.

صفحه های جاذب حرارت به صفحاتی گفته می شود که از موادی با مقاومت حرارتی بالا (رسانایی حرارتی کم) ساخته شده اند. از آجرهای نسوز و عایق حرارت، آزبست و پشم سرباره به عنوان مواد جاذب حرارت استفاده می شود.

پرده‌های آب به‌عنوان صفحه‌های حذف گرما، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند، که آزادانه به شکل یک فیلم می‌افتند، یا سطح غربالگری دیگری را آبیاری می‌کنند (مثلاً فلز)، یا در یک محفظه مخصوص ساخته شده از شیشه یا فلز محصور می‌شوند.

E \u003d (q - q3) / q (3)

E \u003d (t - t3) / t (4)

q3 چگالی شار تابش IR با استفاده از حفاظت، W/m2 است.

t دمای تابش IR بدون استفاده از محافظ، درجه سانتیگراد است.

t3 دمای تابش IR با استفاده از محافظ، °С است.

جریان هوا که مستقیماً به سمت کارگر هدایت می شود باعث می شود تا گرما از بدن او به داخل افزایش یابد محیط. انتخاب نرخ جریان هوا به شدت کار انجام شده و شدت تابش مادون قرمز بستگی دارد، اما نباید از 5 متر در ثانیه تجاوز کند، زیرا در این حالت کارگر احساس ناراحتی می کند (به عنوان مثال، وزوز گوش). اثربخشی دوش های هوایی زمانی افزایش می یابد که هوای ارسالی به محل کار خنک شود یا آب ریز پاشیده شده در آن مخلوط شود (دوش آب-هوا).

به عنوان تجهیزات حفاظت شخصی، لباس های ساخته شده از پارچه های پنبه ای و پشمی، پارچه هایی با روکش فلزی (منعکس کننده تا 90٪ تابش IR) استفاده می شود. عینک، سپر با عینک مخصوص برای محافظت از چشم طراحی شده است - فیلترهای نور زرد-سبز یا آبی.

اقدامات درمانی و پیشگیرانه سازماندهی یک رژیم منطقی کار و استراحت را فراهم می کند. مدت زمان استراحت در کار و فراوانی آنها با شدت تابش IR و شدت کار تعیین می شود. در کنار بازرسی های دوره ای، معاینات پزشکی برای پیشگیری از بیماری های شغلی انجام می شود.

III. ابزارهای مورد استفاده

برای اندازه‌گیری چگالی شارهای حرارتی عبوری از پاکت‌های ساختمان و بررسی خواص سپرهای حرارتی، متخصصان ما دستگاه‌های این سری را توسعه دادند.

حوزه کاربرد:

دستگاه های سری IPP-2 به طور گسترده در ساخت و ساز، سازمان های علمی، در تاسیسات مختلف انرژی و در بسیاری از صنایع دیگر استفاده می شود.

اندازه گیری چگالی شار حرارتی، به عنوان شاخصی از خواص عایق حرارتی مواد مختلف، با استفاده از دستگاه های سری IPP-2 در موارد زیر انجام می شود:

آزمایش سازه های محصور کننده؛

تعیین تلفات حرارتی در شبکه های گرمایش آب؛

انجام کارهای آزمایشگاهی در دانشگاه ها (گروه های "ایمنی زندگی"، "اکولوژی صنعتی و غیره).

شکل نمونه اولیه پایه "تعیین پارامترهای هوا در منطقه کار و محافظت در برابر اثرات حرارتی" BZhZ 3 (ساخته شده توسط Intos + LLC) را نشان می دهد.

این استند حاوی منبع تابش حرارتی به شکل بازتابنده خانگی است که در مقابل آن یک سپر حرارتی ساخته شده از مواد مختلف (پارچه، ورق فلزی، مجموعه ای از زنجیر و ...) نصب شده است. پشت صفحه نمایش در فواصل مختلف از آن در داخل مدل اتاق، دستگاه IPP-2 قرار می گیرد که چگالی شار حرارتی را اندازه گیری می کند. یک هود اگزوز با یک فن در بالای مدل اتاق قرار داده شده است. دستگاه اندازه گیری IPP-2 دارای یک سنسور اضافی است که به شما امکان می دهد دمای هوای داخل اتاق را اندازه گیری کنید. بنابراین، پایه BZhZ 3 امکان کمی سازی اثربخشی انواع مختلف حفاظت حرارتی و سیستم تهویه محلی را فراهم می کند.

این پایه امکان اندازه گیری شدت تابش حرارتی بسته به فاصله تا منبع را برای تعیین اثربخشی خواص محافظتی صفحه های ساخته شده از مواد مختلف فراهم می کند.

IV. اصل کارکرد و طراحی دستگاه IPP-2.

از نظر ساختاری، واحد اندازه گیری دستگاه در یک جعبه پلاستیکی ساخته شده است.

اصل عملکرد دستگاه بر اساس اندازه گیری اختلاف دما بر روی "دیوار کمکی" است. مقدار اختلاف دما متناسب با چگالی شار حرارتی است. تفاوت دما با استفاده از یک ترموکوپل نواری که در داخل صفحه پروب قرار دارد، اندازه گیری می شود که به عنوان "دیوار کمکی" عمل می کند.

در حالت عملکرد، دستگاه یک اندازه گیری چرخه ای از پارامتر انتخاب شده را انجام می دهد. یک انتقال بین حالت های اندازه گیری چگالی شار گرما و دما و همچنین نشان دادن شارژ باتری در درصدهای 0٪ ... 100٪ انجام می شود. هنگام جابجایی بین حالت ها، کتیبه مربوط به حالت انتخاب شده روی نشانگر نمایش داده می شود. این دستگاه همچنین می‌تواند با توجه به زمان، مقادیر اندازه‌گیری شده را در حافظه غیرفرار به صورت دوره‌ای ثبت کند. فعال/غیرفعال کردن ثبت آمار، تنظیم پارامترهای ضبط، خواندن داده های انباشته شده با استفاده از نرم افزار ارائه شده به سفارش انجام می شود.

ویژگی ها:

• امکان تنظیم آستانه برای آلارم های صوتی و نوری. آستانه ها حد بالایی یا پایینی تغییر مجاز در مقدار مربوطه هستند. اگر مقدار آستانه بالا یا پایین نقض شود، دستگاه این رویداد را تشخیص می دهد و LED روی نشانگر روشن می شود. اگر دستگاه به درستی پیکربندی شده باشد، نقض آستانه ها با یک سیگنال صوتی همراه است.

· انتقال مقادیر اندازه گیری شده به رایانه در رابط RS 232.

مزیت دستگاه قابلیت اتصال متناوب تا 8 پروب جریان حرارتی مختلف به دستگاه است. هر پروب (حسگر) ضریب کالیبراسیون جداگانه خود را دارد (ضریب تبدیل Kq) که نشان می دهد ولتاژ سنسور نسبت به شار گرما چقدر تغییر می کند. این ضریب توسط دستگاه برای ساخت مشخصه کالیبراسیون پروب استفاده می شود که مقدار اندازه گیری شده فعلی شار حرارتی را تعیین می کند.

تغییرات پروب برای اندازه گیری چگالی شار حرارتی:

پروب های شار حرارتی برای اندازه گیری چگالی شار حرارتی سطحی مطابق با GOST 25380-92 طراحی شده اند.

ظاهر پروب های جریان گرما

1. کاوشگر شار حرارتی نوع پرس PTP-ХХХП با فنر در تغییرات زیر موجود است (بسته به محدوده اندازه گیری چگالی شار حرارتی):

— PTP-2.0P: از 10 تا 2000 وات بر متر مربع؛

— PTP-9.9P: از 10 تا 9999 وات بر متر مربع.

2. کاوشگر جریان گرما به شکل یک "سکه" روی یک کابل انعطاف پذیر PTP-2.0.

محدوده اندازه گیری چگالی شار حرارتی: از 10 تا 2000 وات بر متر مربع.

تغییرات پروب دما:

ظاهر پروب های دما

1. ترموکوپل های غوطه وری TPP-A-D-L بر اساس ترمیستور Pt1000 (ترموکوپل های مقاومتی) و ترموکوپل های ТХА-А-D-L بر اساس ترموکوپل های XA (ترموکوپل های الکتریکی) برای اندازه گیری دمای مواد مختلف مایع و چاه به عنوان رسانه های حجیم طراحی شده اند.

محدوده اندازه گیری دما:

- برای اتاق بازرگانی و صنعت-A-D-L: از -50 تا +150 درجه سانتیگراد؛

- برای ТХА-А-D-L: از -40 تا +450 درجه سانتیگراد.

ابعاد:

- D (قطر): 4، 6 یا 8 میلی متر؛

- L (طول): از 200 تا 1000 میلی متر.

2. ترموکوپل ТХА-А-D1/D2-LП بر اساس ترموکوپل XA (ترموکوپل الکتریکی) برای اندازه گیری دمای یک سطح صاف طراحی شده است.

ابعاد:

- D1 (قطر "پین فلزی"): 3 میلی متر؛

- D2 (قطر پایه - "پچ"): 8 میلی متر؛

- L (طول "پین فلزی"): 150 میلی متر.

3. ترموکوپل ТХА-А-D-LC بر اساس ترموکوپل ХА (ترموکوپل الکتریکی) برای اندازه گیری دمای سطوح استوانه ای طراحی شده است.

محدوده اندازه گیری دما: از -40 تا +450 درجه سانتیگراد.

ابعاد:

- D (قطر) - 4 میلی متر؛

- L (طول "پین فلزی"): 180 میلی متر؛

- عرض نوار - 6 میلی متر.

مجموعه تحویل دستگاه برای اندازه گیری چگالی بار حرارتی محیط شامل:

2. پروب برای اندازه گیری چگالی شار حرارتی.*

3. پروب دما.*

4. نرم افزار.**

5. کابل برای اتصال به کامپیوتر شخصی. **

6. گواهی کالیبراسیون.

7. راهنمای عملیات و پاسپورت دستگاه IPP-2.

8. پاسپورت مبدل ترموالکتریک (پروب دما).

9. پاسپورت برای پروب چگالی شار حرارتی.

10. آداپتور شبکه.

* - محدوده اندازه گیری و طراحی پروب در مرحله سفارش تعیین می شود

** - پست ها با سفارش ویژه تحویل می شوند.

V. آماده سازی دستگاه برای کار و انجام اندازه گیری.

آماده سازی دستگاه برای کار.

دستگاه را از بسته بندی خارج کنید. اگر دستگاه را از یک اتاق سرد وارد یک اتاق گرم کنید، باید اجازه دهید دستگاه به مدت 2 ساعت تا دمای اتاق گرم شود. باتری را در عرض چهار ساعت به طور کامل شارژ کنید. پروب را در محلی که اندازه گیری می شود قرار دهید. پروب را به دستگاه وصل کنید. اگر قرار است دستگاه به صورت ترکیبی با رایانه شخصی کار کند، لازم است دستگاه را با استفاده از کابل اتصال به پورت COM رایگان رایانه متصل کنید. آداپتور شبکه را به دستگاه متصل کرده و طبق توضیحات نرم افزار را نصب کنید. با فشار دادن کوتاه دکمه دستگاه را روشن کنید. در صورت لزوم، دستگاه را مطابق با بند 2.4.6 تنظیم کنید. دفترچه راهنمای عملیات هنگام کار با رایانه شخصی، آدرس شبکه و نرخ مبادله دستگاه را مطابق با بند 2.4.8 تنظیم کنید. دفترچه راهنمای عملیات شروع به اندازه گیری کنید.

در زیر نمودار تعویض در حالت "Work" آمده است.

تهیه و انجام اندازه گیری ها در حین تست حرارتی پاکت ساختمان.

1. اندازه گیری چگالی شار حرارتی، به عنوان یک قاعده، از داخل ساختارهای محصور ساختمان ها و سازه ها انجام می شود.

اندازه گیری چگالی شارهای حرارتی از خارج سازه های محصور در صورتی که اندازه گیری آنها از داخل غیرممکن باشد (محیط تهاجمی، نوسانات پارامترهای هوا) مجاز است، مشروط بر اینکه دمای پایدار در سطح حفظ شود. کنترل شرایط انتقال حرارت با استفاده از یک پروب دما و وسیله ای برای اندازه گیری چگالی شار حرارتی انجام می شود: هنگام اندازه گیری به مدت 10 دقیقه. قرائت آنها باید در حد خطای اندازه گیری ابزار باشد.

2. سطوح سطح، بسته به نیاز به اندازه گیری چگالی شار حرارتی موضعی یا متوسط، خاص یا مشخصه برای کل پوشش ساختمان آزمایش شده انتخاب می شوند.

نواحی انتخاب شده بر روی ساختار محصور برای اندازه گیری باید دارای یک لایه سطحی از مواد مشابه، شرایط پردازش و سطح یکسان، شرایط یکسانی برای انتقال حرارت تابشی داشته باشند و نباید در مجاورت عناصری باشند که می توانند جهت و مقدار را تغییر دهند. از جریان گرما

3. نواحی سطح سازه های محصور که مبدل شار حرارتی روی آنها نصب شده است تا زمانی که زبری قابل مشاهده و قابل لمس با لمس از بین برود تمیز می شود.

4. مبدل به طور محکم روی تمام سطح خود به ساختار محصور فشار داده می شود و در این موقعیت ثابت می شود و از تماس ثابت مبدل شار حرارتی با سطح مناطق مورد مطالعه در طول تمام اندازه گیری های بعدی اطمینان حاصل می کند.

هنگام نصب مبدل بین آن و ساختار محصور، ایجاد شکاف هوا مجاز نیست. برای حذف آنها، یک لایه نازک از وازلین فنی روی سطح در مکان های اندازه گیری اعمال می شود و بی نظمی های سطح را می پوشاند.

مبدل را می توان در امتداد سطح جانبی خود با استفاده از محلول گچ ساختمانی، وازلین فنی، پلاستیکین، میله با فنر و سایر وسایلی که از اعوجاج شار حرارتی در ناحیه اندازه گیری جلوگیری می کند، ثابت کرد.

5. در حین اندازه گیری های عملیاتی چگالی شار حرارتی، سطح شل مبدل با یک لایه مواد چسبانده می شود یا با رنگ با درجه انتشار یکسان یا مشابه با اختلاف 0.1 به عنوان ماده لایه سطحی رنگ می شود. ساختار محصور کننده

6. دستگاه خواندن در فاصله 5-8 متری از محل اندازه گیری یا در یک اتاق مجاور قرار دارد تا تأثیر ناظر بر مقدار شار گرما را حذف کند.

7. در هنگام استفاده از دستگاه های اندازه گیری emf که محدودیت هایی در دمای محیط دارند، در اتاقی با دمای هوای قابل قبول برای عملکرد این دستگاه ها قرار می گیرند و مبدل شار حرارتی با استفاده از سیم های اکستنشن به آنها متصل می شود.

8. تجهیزات مطابق ادعای 7 برای بهره برداری مطابق با دستورالعمل های عملیاتی دستگاه مربوطه از جمله در نظر گرفتن زمان نوردهی لازم دستگاه برای ایجاد یک رژیم دمایی جدید در آن آماده شده است.

آماده سازی و اندازه گیری

(در حین کار آزمایشگاهی به عنوان مثال کار آزمایشگاهی "تحقیق وسایل حفاظت در برابر اشعه مادون قرمز").

منبع IR را به سوکت وصل کنید. منبع تابش IR (قسمت بالایی) و تراکم شار حرارتی IPP-2 را روشن کنید.

سر دانسیته سنج حرارتی را در فاصله 100 میلی متری از منبع تابش IR نصب کنید و چگالی شار حرارتی را تعیین کنید (متوسط ​​مقدار سه تا چهار اندازه گیری).

سه پایه را به صورت دستی در امتداد خط کش حرکت دهید و سر اندازه گیری را در فواصل از منبع تشعشع نشان داده شده در جدول 1 قرار دهید و اندازه گیری ها را تکرار کنید. داده های اندازه گیری را در قالب جدول 1 وارد کنید.

نموداری از وابستگی چگالی شار IR به فاصله بسازید.

اندازه گیری ها را طبق پاراگراف ها تکرار کنید. 1 — 3 با داده های مختلف اندازه گیری که باید در قالب جدول 1 وارد کنید. نمودارهایی از وابستگی چگالی شار تابش IR به فاصله برای هر صفحه بسازید.

فرم جدول 1

با توجه به فرمول (3) اثر حفاظتی صفحه ها را ارزیابی کنید.

یک صفحه محافظ (طبق دستور معلم) نصب کنید، یک برس پهن جاروبرقی را روی آن قرار دهید. جاروبرقی را در حالت ورودی هوا، شبیه سازی یک دستگاه تهویه خروجی، روشن کنید و پس از 2-3 دقیقه (پس از برقراری رژیم حرارتی صفحه)، شدت تابش حرارتی را در فواصل مشابه در بند 3 تعیین کنید. اثربخشی حفاظت حرارتی ترکیبی با استفاده از فرمول (3).

وابستگی شدت تابش حرارتی به فاصله برای یک صفحه نمایش داده شده در حالت تهویه خروجی باید در نمودار کلی رسم شود (به مورد 5 مراجعه کنید).

کارایی حفاظت را با اندازه گیری دما برای یک صفحه نمایش داده شده با و بدون تهویه خروجی با استفاده از فرمول (4) تعیین کنید.

نمودارهایی از اثربخشی حفاظت از تهویه اگزوز و بدون آن بسازید.

جاروبرقی را روی حالت دمنده قرار دهید و آن را روشن کنید. با هدایت جریان هوا به سطح یک صفحه محافظ معین (حالت دوش گرفتن)، اندازه گیری ها را مطابق با پاراگراف ها تکرار کنید. 7 - 10. نتایج اندازه گیری پاراگراف ها را با هم مقایسه کنید. 7-10.

شلنگ جاروبرقی را روی یکی از قفسه ها ثابت کنید و جاروبرقی را در حالت "دمنده" روشن کنید و جریان هوا را تقریباً عمود بر جریان گرما (کمی به سمت) هدایت کنید - تقلیدی از پرده هوا. با استفاده از متر IPP-2، دمای تابش مادون قرمز را بدون و با "دمنده" اندازه گیری کنید.

نمودارهایی از راندمان حفاظتی "دمنده" مطابق فرمول (4) بسازید.

VI. نتایج اندازه گیری و تفسیر آنها

(به عنوان مثال از کار آزمایشگاهی با موضوع "تحقیق وسایل حفاظت در برابر اشعه مادون قرمز" در یکی از دانشگاه های فنیمسکو).

جدول. شومینه برقی EXP-1,0/220. قفسه برای قرار دادن صفحه نمایش قابل تعویض. قفسه برای نصب سر اندازه گیری. متر چگالی شار حرارتی IPP-2M. خط كش. جاروبرقی Typhoon-1200.

شدت (چگالی شار) تابش IR q با فرمول تعیین می شود:

q = 0.78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2]

که در آن S مساحت سطح تابش، m2 است.

T دمای سطح تابش، K است.

r فاصله از منبع تشعشع m است.

یکی از رایج ترین انواع حفاظت در برابر اشعه IR، محافظ سطوح ساطع کننده است.

سه نوع صفحه نمایش وجود دارد:

مات؛

· شفاف؛

نیمه شفاف.

با توجه به اصل عملکرد، صفحه نمایش ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

· منعکس کننده گرما

· جذب گرما؛

دفع کننده حرارت

میز 1

اثربخشی محافظت در برابر تابش حرارتی با کمک صفحه نمایش E با فرمول تعیین می شود:

E \u003d (q - q3) / q

که در آن q چگالی شار تابش IR بدون حفاظت، W/m2 است.

q3 چگالی شار تابش IR با استفاده از حفاظت، W/m2 است.

انواع صفحه های محافظ (مادر):

1. صفحه نمایش مخلوط - پست زنجیره ای.

ایمیل = (1550 - 560) / 1550 = 0.63

2. صفحه فلزی با سطح سیاه شده.

E al + جلد = (1550 - 210) / 1550 = 0.86

3. صفحه نمایش آلومینیومی منعکس کننده حرارت.

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0.99

بیایید وابستگی چگالی شار IR را به فاصله برای هر صفحه ترسیم کنیم.

بدون حفاظت

همانطور که می بینیم، اثربخشی عملکرد محافظ صفحه نمایش متفاوت است:

1. حداقل اثر محافظتی یک صفحه نمایش مختلط - پست زنجیره ای - 0.63.

2. صفحه آلومینیومی با سطح سیاه شده - 0.86;

3. صفحه نمایش آلومینیومی منعکس کننده گرما بیشترین اثر محافظتی را دارد - 0.99.

هنگام ارزیابی عملکرد حرارتی پوشش‌ها و سازه‌های ساختمان و تعیین مصرف حرارت واقعی از طریق پوشش‌های خارجی ساختمان، از اسناد اصلی نظارتی زیر استفاده می‌شود:

· GOST 25380-82. روشی برای اندازه گیری چگالی شارهای حرارتی عبوری از پوشش ساختمان.

هنگام ارزیابی عملکرد حرارتی وسایل مختلف محافظت در برابر اشعه مادون قرمز، از اسناد اصلی نظارتی زیر استفاده می شود:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. هوای محل کار الزامات عمومی بهداشتی و بهداشتی.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. ابزار محافظت در برابر اشعه مادون قرمز. طبقه بندی. الزامات فنی عمومی

· GOST 12.4.123-83 "سیستم استانداردهای ایمنی کار. ابزار حفاظت جمعی در برابر اشعه مادون قرمز. الزامات فنی عمومی".

در 1 انواع انتقال حرارت

تئوری انتقال حرارت علم فرآیندهای انتقال حرارت است. انتقال حرارت فرآیند پیچیده ای است که می توان آن را به تعدادی فرآیند ساده تقسیم کرد. سه فرآیند اصلی انتقال حرارت وجود دارد که اساساً با یکدیگر متفاوت هستند - هدایت حرارتی، همرفت و تابش حرارتی.

رسانایی گرمایی- با تماس مستقیم (برخورد) ذرات ماده (مولکول ها، اتم ها، الکترون های آزاد)، همراه با تبادل انرژی رخ می دهد. هدایت حرارتی در گازها و مایعات ناچیز است. فرآیندهای هدایت گرما در جامدات با شدت بیشتری انجام می شود. اجسام با رسانایی حرارتی کم عایق حرارت نامیده می شوند.

همرفت- فقط در مایعات و گازها رخ می دهد و نشان دهنده انتقال گرما در نتیجه حرکت و اختلاط ذرات یک مایع یا گاز است. همرفت همیشه با هدایت گرما همراه است.

اگر حرکت ذرات یک مایع یا گاز با اختلاف چگالی آنها (به دلیل اختلاف دما) تعیین شود، به چنین حرکتی همرفت طبیعی می گویند.

اگر یک مایع یا گاز توسط پمپ، فن، اجکتور و سایر وسایل حرکت داده شود، به این حرکت همرفت اجباری می گویند. تبادل حرارت در این مورد بسیار شدیدتر از جریان همرفت طبیعی اتفاق می افتد.

تابش حرارتیانتقال گرما از جسمی به جسم دیگر توسط امواج الکترومغناطیسی ناشی از اختلالات پیچیده مولکولی و اتمی است. امواج الکترومغناطیسی از سطح بدن در تمام جهات منتشر می شوند. با مواجهه با اجسام دیگر در مسیر خود، انرژی تابشی می تواند تا حدی توسط آنها جذب شود و دوباره به گرما تبدیل شود (افزایش دمای آنها).

B2 قانون فوریه و هدایت حرارتی

با مطالعه فرآیندهای انتشار گرما در جامدات، فوریه به طور تجربی آن را ثابت کرد مقدار گرمای منتقل شده متناسب با افت دما، زمان و سطح مقطع عمود بر جهت انتشار گرما است..

اگر مقدار گرمای منتقل شده به یک واحد مقطع و یک واحد زمان نسبت داده شود، می توانیم بنویسیم:

معادله (1.6) بیانی ریاضی از قانون اساسی هدایت گرما است - قانون فوریه. این قانون زیربنای تمام مطالعات نظری و تجربی فرآیندهای هدایت گرما است. علامت منفی نشان می دهد که بردار شار حرارتی در جهت مخالف گرادیان دما است.

ضریب هدایت حرارتی

ضریب تناسب  در رابطه (1.6) ضریب هدایت حرارتی است. این ویژگی های فیزیکی بدن و توانایی آن برای هدایت گرما را مشخص می کند:

(1.7)

ارزش  مقدار گرمایی است که در واحد زمان از یک واحد سطح یک سطح همدما با گرادیان دمایی برابر با یک عبور می کند.

برای مواد مختلفضریب هدایت حرارتی متفاوت است و به ماهیت ماده، ساختار آن، رطوبت، وجود ناخالصی ها، دما و عوامل دیگر بستگی دارد. در محاسبات عملی، ضریب هدایت حرارتی مصالح ساختمانی باید به عنوان بخشی از SNiP II-3-79 ** "مهندسی حرارت ساختمان" در نظر گرفته شود.

مثلا:

برای گازها -  = 0.0050.5 [W/mC]

برای مایعات -  = 0.080.7 [W/mC]

مصالح ساختمانی و عایق های حرارتی -  = 0.023.0 [W/mC]

برای فلزات -  = 20400 [W/mC]

B3 هدایت حرارتی

رسانایی حرارتی فرآیند انتقال انرژی داخلی از قسمت‌های گرم‌تر بدن (یا اجسام) به قسمت‌ها (یا اجسام) گرم‌تر است که توسط ذرات متحرک تصادفی بدن (اتم‌ها، مولکول‌ها، الکترون‌ها و غیره) انجام می‌شود. چنین انتقال حرارتی می تواند در هر جسمی با توزیع دمای غیر یکنواخت رخ دهد، اما مکانیسم انتقال حرارت به وضعیت تجمع ماده بستگی دارد.

رسانایی گرمایی به یک مشخصه کمی توانایی جسم برای هدایت گرما نیز گفته می شود. در مقایسه مدارهای حرارتی با مدارهای الکتریکی، این یک آنالوگ رسانایی است.

توانایی یک ماده برای هدایت گرما با مشخصه می شود ضریب هدایت حرارتی (رسانایی حرارتی). از نظر عددی، این مشخصه برابر است با مقدار حرارتی که از یک نمونه ماده با ضخامت 1 متر، مساحت 1 متر مربع، در واحد زمان (ثانیه) در یک گرادیان دمای واحد عبور می کند.

از نظر تاریخی، اعتقاد بر این بود که انتقال انرژی حرارتی با جریان کالری از یک بدن به بدن دیگر مرتبط است. با این حال، آزمایش‌های بعدی، به ویژه گرم کردن لوله‌های توپ در حین حفاری، واقعیت وجود کالری را به عنوان یک نوع مستقل از ماده رد کرد. بر این اساس، در حال حاضر اعتقاد بر این است که پدیده هدایت حرارتی به دلیل تمایل اجسام به اشغال حالتی نزدیک تر به تعادل ترمودینامیکی است که در برابر شدن دمای آنها بیان می شود.

در عمل نیز لازم است رسانش گرما به دلیل همرفت مولکول ها و نفوذ تابش در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، زمانی که خلاء کاملاً غیر حرارتی است، گرما را می توان با تابش (به عنوان مثال، خورشید، تاسیسات تابش مادون قرمز) منتقل کرد. و یک گاز یا مایع می تواند لایه های گرم شده یا خنک شده را به طور مستقل یا مصنوعی مبادله کند (به عنوان مثال، سشوار، فن های گرمایش). همچنین در رسانه های متراکم امکان "پرش" فونون ها از یک جامد به جامد دیگر از طریق شکاف های زیر میکرونی وجود دارد که به انتشار امواج صوتی و گرما کمک می کند، حتی اگر شکاف ها یک خلاء ایده آل باشند.

انتقال حرارت همرفتی B4انتقال حرارت همرفتی فقط در محیط های متحرک - ریزش مایعات و گازها ممکن است رخ دهد. معمولاً یک رسانه متحرک بدون توجه به وضعیت تجمع ماده، به طور مشروط مایع نامیده می شود.

جریان دما س W که در طول انتقال حرارت همرفتی منتقل می شود، با فرمول نیوتن-ریچمن تعیین می شود:

س =  اف ( تی و - تی ) , (2.1)

جایی که:  - ضریب انتقال حرارت، W / m 2 С؛

اف - مساحت سطح تبادل حرارت، متر مربع؛

تی و و تی دمای مایع و سطح دیوار به ترتیب С است.

اختلاف دما ( تی و - تی ) گاهی اوقات نامیده می شود اختلاف دما.

ضریب انتقال گرما مقدار گرمایی را مشخص می کند که به وسیله همرفت از طریق یک واحد سطح در واحد زمان با اختلاف دمای 1С منتقل می شود و دارای ابعاد [J/sm 2 С] یا [W/m 2 است. С].

یا سینماتیک (  =  /  ) ضریب انبساط حجمی  ;

سرعت های سیال w ;

دمای سیال و دیوار تی و و تی ;

شکل و ابعاد خطی دیوار شسته شده ( اف , ل 1 مقدار ضریب انتقال حرارت به عوامل زیادی بستگی دارد که عبارتند از:

ماهیت (حالت) حرکت سیال (لامینار یا متلاطم)؛

ماهیت حرکت (طبیعی یا اجباری)؛

خواص فیزیکی یک محیط متحرک - ضریب هدایت حرارتی  ، تراکم  ، ظرفیت گرمایی با ضریب ویسکوزیته دینامیکی (  ), ل 2 ,...).

بنابراین، به طور کلی می توان نوشت:  = f (و،  ،با،  ,  ,  , تی و , تی ، اف ,ل 1 ,ل 2 ,...). (2.2)

معیار ناسلت. نسبت شدت انتقال حرارت را با همرفت (  ) و هدایت حرارتی (  ) در رابط جامد-مایع: شماره =  ل /  . (2.3)

معیار پراندل. مکانیسم های انتقال حرارت در مایع را مشخص می کند (بستگی به خواص فیزیکی مایع دارد): Pr =  / آ =  ج  /  . (2.4)

ارزش آ =  / ج  نامیده میشود انتشار حرارتی.

معیار رینولدز. نسبت نیروهای اینرسی و ویسکوز را در یک سیال تعیین می کند و رژیم هیدرودینامیکی حرکت سیال را مشخص می کند. R=V*l/nu Re = wl /  .

در Re <2300 режим движения ламинарный, при Re >10 4 - آشفته، در 2300<Re <10 4 режим движения переходной от ламинарного к турбулентному.

معیار گراشوف. این نسبت نیروهای بالابر ناشی از تفاوت در چگالی سیال و نیروهای ویسکوزیته را مشخص می کند. تفاوت در چگالی به دلیل اختلاف دمای مایع در حجم آن است: گر = gl 3  تی  /  2 .

در تمام معادلات داده شده در بالا، مقدار ل - اندازه مشخصه، متر.

معادلات مربوط به اعداد شباهت را معادلات معیار می نامند و به طور کلی به صورت زیر نوشته می شوند: شماره = f ( Re , گر , Pr ) . (2.7)

معادله معیار انتقال حرارت همرفتی با حرکت سیال اجباری به شکل زیر است: شماره = cRe متر گر n Pr پ . (2.8)

و با حرکت آزاد رسانه: شماره = dgr ک Pr r . (2.9)

در این معادلات ضرایب تناسب ج و د و همچنین نماهای تحت معیارهای شباهت متر , n , پ , ک و r به صورت تجربی تاسیس شد.

انتقال حرارت تابشی B5

حامل های انرژی تابشی نوسانات الکترومغناطیسی با طول موج های مختلف هستند. تمام اجسامی که دمایی غیر از صفر مطلق دارند، قادر به انتشار امواج الکترومغناطیسی هستند. تابش نتیجه فرآیندهای درون اتمی است. هنگامی که به اجسام دیگر برخورد می کند، انرژی تشعشع تا حدی جذب می شود، تا حدی منعکس می شود و تا حدی از بدن عبور می کند. سهم انرژی جذب شده، منعکس شده و منتقل شده از مقدار انرژی وارد شده بر روی بدن به ترتیب نشان داده شده است. آ , آر و D .

بدیهی است که آ +آر +D =1.

اگر یک آر =D = 0، سپس چنین جسمی نامیده می شود کاملا سیاه.

اگر بازتاب بدن آر \u003d 1 و انعکاس از قوانین اپتیک هندسی تبعیت می کند (یعنی زاویه تابش پرتو برابر با زاویه بازتاب است)، سپس چنین اجسامی نامیده می شوند. آینه شده. اگر انرژی منعکس شده در تمام جهات ممکن پراکنده شود، چنین اجسامی نامیده می شوند کاملا سفید.

بدن هایی که برای آنها D =1 تماس گرفت کاملا شفاف(دیاترمیک).

قوانین تابش حرارتی

قانون پلانکوابستگی چگالی شار سطحی تابش تک رنگ یک جسم سیاه را ایجاد می کند E 0  از طول موج  و دمای مطلق تی .

قانون استفان بولتزمن. به طور تجربی (I. Stefan در 1879) و نظری (L. Boltzmann در 1881) دریافتند که چگالی شار تابش انتگرال ذاتی یک جسم کاملا سیاه E 0 نسبت مستقیم با دمای مطلق به توان چهارم است، یعنی:

جایی که  0 - ثابت استفان بولتزمن، برابر با 5.6710 -8 وات / متر مربع K 4؛

از جانب 0 - تابش یک جسم کاملا سیاه، برابر با 5.67 W / m 2 K 4.

شاخص "0" در تمام معادلات بالا به این معنی است که یک جسم کاملا سیاه در نظر گرفته شده است. بدن واقعی همیشه خاکستری است. نگرش  =C/C 0 درجه سیاهی بدن نامیده می شود و در محدوده 0 تا 1 متغیر است.

همانطور که در مورد اجسام خاکستری اعمال می شود، قانون استفان بولتزمن به شکل زیر است: (2.11)

ارزش سیاهی  عمدتاً به ماهیت بدن، دما و وضعیت سطح آن (صاف یا ناهموار) بستگی دارد.

قانون لمبرت. حداکثر تابش در واحد سطح در جهت نرمال به آن رخ می دهد. اگر یک س n مقدار انرژی ساطع شده در امتداد نرمال به سطح است، و س  - در جهت تشکیل زاویه  پس طبق قانون لامبرت با حالت عادی: س  = س n  cos  . (2.12)

قانون کیرشهوف. نسبت انتشار بدن E به جذب آن ولی برای همه اجسام یکسان و برابر با تابش یک جسم کاملا سیاه است E 0 در همان دما: E/A=E 0 = f ( تی ) .

B6 انتقال حرارت و انتقال حرارت پیچیده

انواع اولیه در نظر گرفته شده انتقال حرارت (رسانای حرارتی، همرفت و تابش) در عمل، به عنوان یک قاعده، به طور همزمان انجام می شود. برای مثال، همرفت همیشه با رسانش گرما همراه است؛ تابش اغلب با همرفت همراه است. ترکیب انواع مختلف انتقال حرارت می تواند بسیار متنوع باشد و نقش آنها در فرآیند کلی یکسان نیست. این به اصطلاح انتقال حرارت پیچیده.

در محاسبات مهندسی حرارت با انتقال حرارت پیچیده، اغلب از ضریب انتقال حرارت کل (کل) استفاده می شود.  0 که مجموع ضرایب انتقال حرارت از طریق تماس با در نظر گرفتن عمل همرفت، هدایت حرارتی است.  به ، و تشعشعات  ل ، یعنی  0 = به + ل .

در این مورد، فرمول محاسبه برای تعیین شار گرما به شکل زیر است:

س =(  به + ل )( تی و - تی با )=  0 ( تی و - تی با ) . (2.14)

اما اگر دیوار با یک مایع چکاننده، به عنوان مثال، آب شسته شود، پس

 ل =0 و  0 = به . (2.15)

انتقال حرارت

در مهندسی حرارت، اغلب جریان گرما از یک مایع (یا گاز) به مایع دیگر از طریق دیوار منتقل می شود. چنین فرآیند انتقال حرارت کل، که در آن انتقال حرارت از طریق تماس جزء ضروری است، نامیده می شود انتقال حرارت.

نمونه‌هایی از چنین انتقال حرارت پیچیده می‌توانند عبارتند از: تبادل حرارت بین آب (یا بخار) در بخاری و هوای داخلی. بین هوای داخل و هوای بیرون

مقاومت حرارتی B7 سازه های تک لایه و چند لایه

این نوع انتقال حرارت پیچیده را در نظر بگیرید

انتقال حرارت از طریق یک دیوار تک لایه صاف.

انتقال حرارت را از طریق یک دیوار تک لایه صاف در نظر بگیرید. فرض می کنیم که جریان گرما از چپ به راست هدایت می شود، یعنی دمای محیط گرم شده تی f1 ، دمای محیط سرد تی f2 . دمای سطوح دیوار ناشناخته است: ما آنها را به عنوان نشان می دهیم تی c1 و تی c2 (شکل 2.1).

انتقال حرارت در مثال مورد بررسی فرآیندی از انتقال حرارت پیچیده است و شامل سه مرحله است: انتقال حرارت از محیط گرم شده (مایع یا گاز) به سطح دیوار سمت چپ، انتقال حرارت از طریق دیوار و انتقال حرارت از سطح دیوار سمت راست. به محیط سرد (مایع یا گاز). در این حالت، فرض می شود که چگالی شار حرارتی سطحی در سه مرحله نشان داده شده در صورتی که دیوار صاف باشد و حالت انتقال حرارت ساکن باشد، یکسان است.

ارزش ک تماس گرفت ضریب انتقال حرارتو قدرت جریان گرمایی را نشان می دهد که از یک محیط گرم تر به سطحی با حرارت کمتر از 1 متر مربع در اختلاف دمایی بین محیط های 1K عبور می کند. متقابل ضریب انتقال حرارت نامیده می شود مقاومت حرارتی در برابر انتقال حرارتو نشان داد آر ، m 2 K / W:

این فرمول نشان می دهد که مقاومت حرارتی کل برابر است با مجموع مقاومت های جزئی.

B8 محاسبات مهندسی حرارتی سازه های محدود

هدف از محاسبه: انتخاب چنین طرح های حصار در فضای باز که الزامات حفاظت حرارتی SNP ساختمان ها را برآورده می کند 23.02.2003

ضخامت عایق را تعیین کنید

الزامات مقاومت انتقال حرارت بر اساس شرایط بهداشتی

جایی که n - ضریب گرفته شده بسته به موقعیت سطح بیرونی سازه های محصور نسبت به هوای بیرون مطابق جدول. 3*، جدول 4 این راهنما را نیز ببینید.

تی که در - طراحی دمای هوای داخلی، o C، مطابق با GOST 12.1.005-88 و استانداردهای طراحی ساختمان ها و سازه های مربوطه (همچنین به پیوست 2 مراجعه کنید).

تی n - دمای محاسبه شده زمستانی هوای بیرون، o C، برابر با میانگین دمای سردترین دوره پنج روزه با امنیت 0.92 مطابق با SNiP 23-01-99 (به پیوست 1 مراجعه کنید).

Δ تی n - اختلاف دمای هنجاری بین دمای هوای داخلی و دمای سطح داخلی پوشش ساختمان، o C، مطابق جدول گرفته شده است. 2*، جدول را نیز ببینید. 3 این راهنما؛

α که در - ضریب انتقال حرارت سطح داخلی سازه های محصور طبق جدول گرفته شده است. 4*، جدول را نیز ببینید. 5.

از شرایط ذخیره انرژیآر در باره tr برای سایر انواع ساختمان ها طبق جدول پذیرفته شده است. 2 بسته به درجه روز دوره گرمایش (GSOP)، با فرمول تعیین می شود

GSOP = (تی که در - تی از.پر.) z از.پر.، (5a)

جایی که تی که در- مانند فرمول (5)؛

تی از.پر.- دمای متوسط، درجه سانتیگراد، دوره گرمایش با میانگین دمای هوای روزانه کمتر یا برابر با 8 درجه سانتیگراد مطابق با SNiP 23-01-99 (همچنین به پیوست 1 مراجعه کنید).

z از.پر.- مدت، روز، دوره گرمایش با میانگین دمای روزانه هوا زیر مقاومت حرارتی کل (کاهش یافته) پوشش ساختمان تک لایهآر o , m 2 o C / W، برابر است با مجموع تمام مقاومت های فردی، یعنی.

جایی که α که در- ضریب انتقال حرارت سطح داخلی سازه های محصور، W / (m2 o C)، مطابق جدول تعیین می شود. 4*، جدول را نیز ببینید. 5 این راهنما؛

α n - ضریب انتقال حرارت سطح بیرونی سازه های محصور، W / (m2 o C)، مطابق جدول تعیین می شود. 6*، جدول را نیز ببینید. 6 این راهنما؛

آر به- مقاومت حرارتی یک ساختار تک لایه، تعیین شده توسط فرمول (2).

مقاومت حرارتی (مقاومت در برابر انتقال حرارت) آر , m 2 o C / W , - مهمترین خاصیت حرارتی نرده. با تفاوت دما بین سطح داخلی و خارجی حصار مشخص می شود که از 1 متر مربع آن 1 وات انرژی حرارتی (1 کیلو کالری در ساعت) عبور می کند.

جایی که δ - ضخامت حصار، متر؛

λ - ضریب هدایت حرارتی، W / m o C.

هرچه مقاومت حرارتی پوشش ساختمان بیشتر باشد، خاصیت محافظ حرارتی آن بهتر است. از فرمول (2) می توان دریافت که به منظور افزایش مقاومت حرارتی آریا باید ضخامت نرده را افزایش داد δ ، یا ضریب هدایت حرارتی را کاهش دهد λ یعنی از مواد کارآمدتر استفاده کنیم. دومی به دلایل اقتصادی سودمندتر است.

B9 مفهوم میکرو اقلیم. تبادل حرارت به ازای هر نفر و شرایط راحتی. نرمال مورد نیاز است

زیر میکرو اقلیم اتاقبه مجموع رژیم های حرارتی، هوا و رطوبت در اتصال آنها اشاره دارد. نیاز اصلی برای ریزاقلیم، حفظ شرایط مطلوب برای افراد در اتاق است. در نتیجه فرآیندهای متابولیک در بدن انسان، انرژی به شکل گرما آزاد می شود. این گرما (به منظور حفظ دمای بدن انسان ثابت) باید به محیط منتقل شود. در شرایط عادی بیش از 90 درصد گرمای تولید شده به محیط داده می شود (50 درصد از طریق تشعشع، 25 درصد با همرفت، 25 درصد تبخیر) و کمتر از 10 درصد گرما در اثر متابولیسم از بین می رود.

شدت انتقال حرارت انسان به میکروکلیمای اتاق بستگی دارد که با موارد زیر مشخص می شود:

دمای هوای داخل ساختمان تی که در ;

دمای تابش اتاق (متوسط ​​دمای سطوح محصور آن) تی آر ;

سرعت حرکت (تحرک) هوا v ;

رطوبت نسبی  که در .

ترکیبی از این پارامترهای ریزاقلیمی که در آن تعادل حرارتی در بدن انسان حفظ می شود و هیچ تنشی در سیستم تنظیم حرارت آن وجود ندارد، نامیده می شود.راحت یابهینه .

در وهله اول حفظ شرایط دمایی مطلوب در داخل خانه بسیار مهم است، زیرا تحرک و رطوبت نسبی، به عنوان یک قاعده، نوسانات ناچیزی دارند.

علاوه بر بهینه، وجود دارد قابل قبولترکیبی از پارامترهای ریزاقلیم که در آن فرد ممکن است کمی احساس ناراحتی کند.

قسمتی از اتاق که فرد بیشتر وقت خود را در آن سپری می کند نامیده می شود سرویس شده استیا منطقه کار. شرایط حرارتی در اتاق عمدتاً بستگی به i.e. از وضعیت دمایی آن، که معمولا مشخص می شود شرایط آسایش.

شرط اول راحتی- چنین منطقه ای از ترکیبات را تعریف می کند تی که در و تی آر ، که در آن فردی که در مرکز منطقه کار قرار دارد، گرمای بیش از حد یا هیپوترمی را تجربه نمی کند. برای یک حالت روانی آرام تی که در = 21 ... 23، با کار سبک - 19..21، با کار سنگین - 14 ... 16С.

برای دوره سرد سال، شرط اول با فرمول مشخص می شود:

تی آر =1,57 تی پ -0,57 تی که در  1,5 جایی که: تی پ =( تی که در + تی آر )/ 2.

شرط دوم راحتی- دمای مجاز سطوح گرم شده و سرد شده را زمانی که فرد در مجاورت آنها قرار دارد تعیین می کند.

برای جلوگیری از گرمای بیش از حد تشعشعات غیرقابل قبول یا هیپوترمی سر انسان، سطوح سقف و دیوارها را می توان تا دمای قابل قبول گرم کرد:

یا تا دمای:، (3.3) خنک شود

جایی که:  - ضریب تابش از سطح یک ناحیه ابتدایی روی سر فرد به سمت یک سطح گرم یا سرد شده.

دمای سطح یک کف سرد در زمستان به دلیل حساسیت بالای پای انسان به هیپوترمی می تواند تنها 2 تا 2.5 درجه سانتی گراد کمتر از دمای هوای اتاق باشد، اما بسته به هدف، از 22 تا 34 درجه سانتی گراد بالاتر نمی رود. محل

الزامات اصلی نظارتی برای میکرو اقلیم محل در اسناد نظارتی موجود است: SNiP 2.04.05-91 (به عنوان اصلاح و تکمیل)، GOST 12.1.005-88.

هنگام تعیین شرایط هواشناسی محاسبه شده در اتاق، توانایی بدن انسان برای سازگاری در زمان های مختلف سال، شدت کار انجام شده و ماهیت تولید گرما در اتاق در نظر گرفته می شود. پارامترهای هوای محاسبه شده بسته به دوره سال نرمال می شوند. سه دوره از سال وجود دارد:

سرد (متوسط ​​دمای روزانه در فضای باز تی n <+8С);

انتقالی (-"- تی n \u003d 8С)؛

گرم (-"- تی n > 8С)؛

شرایط مطلوب و مجاز هواشناسی (دمای هوای داخلی تی که در ) در منطقه خدماتی اماکن مسکونی، عمومی و اداری در جدول 3.1 آورده شده است.

جدول 3.1

حداکثر دمای مجاز هوا در محل کار 28С است (در صورتی که دمای هوای بیرون محاسبه شده بیش از 25С باشد، حداکثر تا 33С مجاز است).

مقادیر بهینه رطوبت نسبی هوا 60-40 درصد است.

سرعت مطلوب هوا در اتاق برای دوره سرد 0.2-0.3 متر در ثانیه، برای دوره گرم - 0.2-0.5 متر در ثانیه است.

B10 مهندسی سیستم های تجهیزات ساختمان برای ایجاد و حفظ ریزاقلیم

میکرو اقلیم مورد نیاز در محل توسط سیستم های زیر از تجهیزات مهندسی ساختمان ایجاد می شود: گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع.

سیستم های گرمایشیبه منظور ایجاد و حفظ دمای هوای لازم در محیط در طول دوره سرد سال که توسط استانداردهای مربوطه تنظیم می شود. آن ها آنها شرایط حرارتی لازم محل را فراهم می کنند.

در ارتباط نزدیک با رژیم حرارتی محل، رژیم هوا است که به عنوان فرآیند تبادل هوا بین محل و هوای بیرون درک می شود.

سیستم های تهویهبه گونه ای طراحی شده اند که هوای آلوده را از محل خارج کرده و هوای پاکیزه را برای آنها تامین کنند. در این حالت دمای محاسبه شده هوای داخلی نباید تغییر کند. سیستم‌های تهویه شامل دستگاه‌هایی برای گرم کردن، مرطوب‌کردن و رطوبت‌زدایی هوای تأمین‌شده است.

سیستم های تهویه مطبوعابزارهای پیشرفته تری برای ایجاد و ارائه یک میکروکلیمای بهبود یافته در اتاق هستند، یعنی. پارامترهای هوای داده شده: دما، رطوبت و تمیزی با سرعت مجاز حرکت هوا در اتاق، بدون توجه به شرایط هواشناسی خارجی و انتشارات مضر متغیر با زمان در اتاق ها. سیستم های تهویه مطبوع شامل دستگاه هایی برای تصفیه حرارتی و رطوبتی هوا، پاکسازی آن از گرد و غبار، آلودگی های بیولوژیکی و بو، حرکت و توزیع هوا در اتاق، کنترل خودکار تجهیزات و دستگاه ها می باشد.

در ساعت 11فرمول اصلی برای محاسبه تلفات حرارتی هرتز طراحی ogr

Q t \u003d F / R * (tv - tn) * (1 + b) * n، جایی که

Qt مقدار انرژی گرمایی است که از هوای داخل به هوا منتقل می شود

هوای بیرون، W

F - مساحت ساختار محصور، m kV

R - مقاومت کل در برابر انتقال حرارت پوشش ساختمان، m 2 C / W

tv - tn - دمای طراحی، به ترتیب، هوای داخلی و خارجی، C o

ب - تلفات حرارتی اضافی تعیین شده طبق پیوست 9 SNiP 2.04.05-91*

n - ضریب گرفته شده بسته به موقعیت سطح بیرونی نسبت به هوای بیرون

در ساعت 12اندازه گیری سطوح سازه های محصور بر اساس موارد زیر انجام می شود:

ارتفاع دیوارهای طبقه اول در حضور یک طبقه قرار دارد:

روی زمین - بین سطوح طبقات طبقه اول و دوم

در سیاهههای مربوط - از سطح بالایی آماده سازی کف طبقه اول تا سطح کف طبقه دوم

در حضور یک زیرزمین گرم نشده - از سطح سطح زیرین سازه کف طبقه اول تا سطح کف طبقه دوم

ارتفاع دیوارهای طبقه میانی:

بین سطوح کف این و طبقات پوشاننده

ارتفاع دیوار طبقه بالایی:

از سطح کف تا بالای لایه عایق کف اتاق زیر شیروانی

طول دیوارهای بیرونی در امتداد محیط بیرونی ساختمان:

در اتاق های گوشه - از خط تقاطع سطوح بیرونی دیوارها تا محورهای دیوارهای داخلی

در اتاق های غیر گوشه ای - بین محورهای دیوارهای داخلی

طول و عرض سقف و طبقات بالای زیرزمین و زیرزمین:

بین محورهای دیوارهای داخلی و از سطح داخلی دیوار بیرونی تا محور دیوار داخلی در اتاق های غیر گوشه و گوشه.

عرض و ارتفاع پنجره ها، درها:

با توجه به کوچکترین ابعاد در نور

B13 دمای هوای بیرون و داخل ساختمان را طراحی کنید

برای دمای محاسبه شده در فضای باز تی n، °С، کمترین میانگین دمای سردترین دوره پنج روزه گرفته شده است تی 5 درجه سانتیگراد و مقدار آن با امنیت 0.92.

برای به دست آوردن این مقدار، سردترین دوره پنج روزه در هر سال از بخش مورد نظر انتخاب می شود پ، سال (در SNiP 23-01-99* از سال 1925 تا 1980). مقادیر دمای انتخابی سردترین دوره پنج روزه تی 5 به ترتیب نزولی رتبه بندی شده اند. به هر مقدار یک عدد اختصاص داده می شود. تیامنیت بهدر حالت کلی، با فرمول محاسبه می شود

دوره از سال	نام یک اتاق	دمای هوا، С		دمای حاصل، С		رطوبت نسبی، ٪		سرعت هوا، m/s
		بهینه	قابل قبول	بهینه	قابل قبول	بهینه	قابل قبول است، نه بیشتر		بهینه، نه بیشتر	قابل قبول است، نه بیشتر
سرد	هال
	به همین ترتیب، در مناطقی با دمای سردترین دوره پنج روزه (امنیت 0.92) منهای 31С
	حمام، حمام ترکیبی
	محل استراحت و مطالعه
	راهرو بین آپارتمانی
	لابی، راه پله
	انبارها
	هال

B14 از دست دادن حرارت با هوای نفوذی. از دست دادن حرارت اضافی مشخصه حرارتی خاص n - ضریب بسته به موقعیت سطح بیرونی سازه محصور در رابطه با هوای بیرون گرفته شده و مطابق با SNiP II-3-79 ** تعیین می شود.

 - تلفات حرارتی اضافی در سهم تلفات اصلی، در نظر گرفته شده:

الف) برای حصارهای عمودی و مایل در فضای باز با جهت هایی که از آن در ژانویه باد با سرعت بیش از 4.5 متر در ثانیه با فرکانس حداقل 15٪ (طبق SNiP 2.01.01.-82) به مقدار 0.05 می وزد. در سرعت باد تا 5 متر بر ثانیه و به میزان 0.10 با سرعت 5 متر بر ثانیه یا بیشتر. برای طراحی معمولی، تلفات اضافی باید به میزان 0.10 برای طبقه اول و دوم و 0.05 برای طبقه سوم در نظر گرفته شود.

ب) برای نرده های عمودی و شیبدار خارجی ساختمان های چند طبقه به میزان 0.20 برای طبقات اول و دوم. 0.15 - برای سوم؛ 0.10 - برای طبقه چهارم ساختمانهای با 16 طبقه یا بیشتر. برای ساختمان های 10-15 طبقه باید تلفات اضافی به میزان 0.10 برای طبقات اول و دوم و 0.05 برای طبقه سوم در نظر گرفته شود.

اتلاف حرارت برای گرم کردن هوای نفوذی

اتلاف حرارت برای گرم کردن هوای نفوذی س که در ، کیلو وات، برای هر اتاق گرم با یک یا محاسبه می شود مقدار زیادپنجره ها یا درهای بالکن در دیوارهای بیرونی، بر اساس نیاز به تامین گرمایش هوای بیرون با بخاری به میزان یک بار تبادل هوا در ساعت طبق فرمول

س که در =0,28 L inf*r*s( تی که در - تی n )

مشخصه حرارتی خاص یک ساختمان حداکثر شار حرارتی برای گرمایش ساختمان در اختلاف دمای یک درجه سانتیگراد بین محیط داخلی و خارجی است که به 1 متر مکعب گفته می شود. متر حجم گرم ساختمان. ویژگی های حرارتی خاص واقعی توسط نتایج آزمایش ها یا نتایج اندازه گیری های مصرف واقعی انرژی حرارتی و غیره تعیین می شود. مشخصه حرارتی ویژه واقعی با تلفات حرارتی شناخته شده ساختمان برابر است با: q \u003d (Qzd / (Vout (tv - tn.p))، که در آن Qzd تلفات حرارتی محاسبه شده توسط تمام اتاق های ساختمان است، W؛ Vn حجم ساختمان گرم شده با توجه به اندازه‌گیری خارجی، مکعب متر است؛ تلویزیون - دمای هوای داخلی، C؛ tn.p - دمای هوای بیرون، C."

B15 انتشارات مضر تشعشعات خورشیدی و سایر منابع خانگی از مردم

تعریف اتلاف گرماانواع اصلی انتشار گرما شامل دریافت گرما از افراد، در نتیجه انتقال انرژی مکانیکی به انرژی حرارتی، از تجهیزات گرم شده، از مواد خنک کننده و سایر موارد وارد شده به تاسیسات تولید، از منابع روشنایی، از محصولات احتراق، از تابش خورشیدی و غیره

انتشار گرما توسط افرادبه انرژی صرف شده توسط آنها و دمای هوا در اتاق بستگی دارد. داده های مربوط به مردان در جدول آورده شده است. 2.3. انتشار گرمای زنان 85 درصد و کودکان - به طور متوسط ​​75 درصد از انتشار گرمای مردان است.

طبقه بندی B16 سیستم های گرمایشی. حامل های حرارتی

سیستم گرمایش(CO) مجموعه ای از عناصر طراحی شده برای دریافت، انتقال و انتقال مقدار مورد نیاز گرما به اتاق های گرم می باشد. هر CO شامل سه عنصر اصلی است (شکل 6.1): مولد حرارت 1، که برای به دست آوردن گرما و انتقال آن به خنک کننده عمل می کند. سیستم لوله حرارتی 2 برای انتقال مایع خنک کننده از طریق آنها از مولد حرارت به بخاری ها. وسایل گرمایشی 3، انتقال گرما از مایع خنک کننده به هوا و محفظه های اتاق 4.

به عنوان یک مولد حرارت برای CO، یک واحد دیگ گرمایش می تواند کار کند، که در آن سوخت می سوزد، و گرمای آزاد شده به خنک کننده یا هر مبدل حرارتی دیگری که از خنک کننده ای غیر از CO استفاده می کند، منتقل می شود.

الزامات SO:

- بهداشتی و بهداشتی- اطمینان از دمای هوا در اتاق و سطوح نرده های خارجی مورد نیاز استانداردهای مربوطه.

- اقتصادی- تضمین حداقل هزینه های کاهش یافته برای ساخت و ساز و بهره برداری، حداقل مصرف فلز.

- ساخت و ساز- حصول اطمینان از انطباق با تصمیمات معماری و برنامه ریزی و آموزنده ساختمان.

- نصب- اطمینان از نصب به روش های صنعتی با حداکثر استفاده از واحدهای پیش ساخته یکپارچه با حداقل تعداد اندازه های استاندارد.

- عملیاتی- سادگی و راحتی نگهداری، مدیریت و تعمیر، قابلیت اطمینان، ایمنی و بی صدا بودن عملیات؛

- زیبایی شناختی- سازگاری خوب با دکوراسیون معماری داخلی اتاق، حداقل مساحت اشغال شده توسط CO.

مقدار گرمایی که از یک سطح معین در واحد زمان عبور می کند نامیده می شود شار حرارتی Q، دبلیو.

مقدار گرما در واحد سطح در واحد زمان نامیده می شود چگالی شار حرارتییا شار حرارتی خاص و شدت انتقال حرارت را مشخص می کند.

(9.4)

چگالی شار حرارتی q، در امتداد سطح نرمال به سطح همدما در جهت مخالف گرادیان دما، یعنی در جهت کاهش دما هدایت می شود.

اگر توزیع مشخص باشد qروی سطح اف، سپس مقدار کل گرما سτ در طول زمان از این سطح عبور کرد τ را می توان با توجه به معادله پیدا کرد:

(9.5)

و شار حرارتی:

(9.5")

اگر ارزش qروی سطح در نظر گرفته شده ثابت است، سپس:

(9.5")

قانون فوریه

این قانونمقدار جریان گرما را هنگام انتقال گرما از طریق هدایت گرما تنظیم می کند. دانشمند فرانسوی J. B. فوریهدر سال 1807 او ثابت کرد که چگالی شار حرارتی از طریق یک سطح همدما با گرادیان دما متناسب است:

(9.6)

علامت منفی در (9.6) نشان می دهد که شار گرما در جهت مخالف گرادیان دما هدایت می شود (شکل 9.1. را ببینید).

چگالی شار حرارتی در جهت دلخواه لنمایانگر طرح ریزی بر روی این جهت شار حرارتی در جهت عادی است:

ضریب هدایت حرارتی

ضریب λ ، W/(m·K)، در معادله قانون فوریه از نظر عددی برابر است با چگالی شار حرارتی زمانی که دما یک کلوین (درجه) در واحد طول کاهش یابد. هدایت حرارتی مواد مختلف به آنها بستگی دارد مشخصات فیزیکی. برای یک جسم خاص، مقدار ضریب هدایت حرارتی بستگی به ساختار بدن، وزن حجمی آن، رطوبت، ترکیب شیمیایی، فشار ، دما در محاسبات فنی، مقدار λ از جداول مرجع گرفته شده و لازم است اطمینان حاصل شود که شرایطی که مقدار ضریب هدایت حرارتی در جدول آورده شده است با شرایط مسئله محاسبه شده مطابقت دارد.

ضریب هدایت حرارتی به ویژه به شدت به دما بستگی دارد. همانطور که تجربه نشان می دهد برای اکثر مواد، این وابستگی را می توان با یک فرمول خطی بیان کرد:

(9.7)

جایی که λ o - ضریب هدایت حرارتی در 0 درجه سانتیگراد.

β - ضریب دمای.

ضریب هدایت حرارتی گازها، و به ویژه بخارات به شدت به فشار بستگی دارد. مقدار عددی ضریب هدایت حرارتی برای مواد مختلف در محدوده بسیار گسترده ای متفاوت است - از 425 W / (m K) برای نقره تا مقادیر 0.01 W / (m K) برای گازها. این با این واقعیت توضیح داده می شود که مکانیسم انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی در انواع مختلف محیط های فیزیکیناهمسان.

فلزات دارند بالاترین ارزشضریب هدایت حرارتی هدایت حرارتی فلزات با افزایش دما کاهش می یابد و در حضور ناخالصی ها و عناصر آلیاژی به شدت کاهش می یابد. بنابراین، هدایت حرارتی مس خالص 390 W / (m K) و مس با آثار آرسنیک 140 W / (m K) است. هدایت حرارتی آهن خالص 70 W / (m K)، فولاد با 0.5٪ کربن - 50 W / (m K)، فولاد آلیاژی با 18٪ کروم و 9٪ نیکل - فقط 16 W / (m K) است.

وابستگی هدایت حرارتی برخی از فلزات به دما در شکل نشان داده شده است. 9.2.

گازها رسانایی حرارتی پایینی دارند (در حد 0.01...1 W/(m K))، که با افزایش دما به شدت افزایش می یابد.

هدایت حرارتی مایعات با افزایش دما بدتر می شود. استثنا آب و گلیسرول. به طور کلی، هدایت حرارتی مایعات ریختنی (آب، روغن، گلیسیرین) بیشتر از گازها است، اما کمتر از مواد جامدو در محدوده 0.1 تا 0.7 W / (m K) قرار دارد.

برنج. 9.2. تاثیر دما بر هدایت حرارتی فلزات