ALIRAN PANAS

ALIRAN PANAS

Jumlah panas yang ditransfer melalui isotermal dalam satuan waktu. Dimensi T. p. bertepatan dengan dimensi kekuasaan. T. p. diukur dalam watt atau kkal / jam (1 kkal / jam \u003d 1,163 W). T. p., mengacu pada satuan. isotermal permukaan, disebut kepadatan T. p., ketukan. Dll atau beban panas; biasanya dilambangkan q, diukur dalam W / m2 atau kkal / (m2 h). Kepadatan T. p. adalah vektor, komponen apa pun yang secara numerik sama dengan jumlah panas yang ditransfer dalam satuan. waktu dalam satuan luas yang tegak lurus dengan arah yang diambil.

Kamus Ensiklopedis Fisik. - M.: Ensiklopedia Soviet. . 1983 .

ALIRAN PANAS

Sebuah vektor diarahkan ke arah yang berlawanan dengan gradien suhu dan sama dalam abs. jumlah panas yang melewati isotermal. permukaan per satuan waktu. Itu diukur dalam watt atau kkal / jam (1 kkal / jam \u003d 1,163 W). T. p., terkait dengan unit isotermal. permukaan, disebut kepadatan T. p. atau ketukan. T. p., dalam teknologi - beban panas. Satuan berdetak. T. p. berfungsi sebagai W / m 2 dan kkal / (m 2 jam).

Ensiklopedia fisik. Dalam 5 volume. - M.: Ensiklopedia Soviet. Pemimpin Redaksi A. M. Prokhorov. 1988 .

Lihat apa itu "HEAT FLOW" di kamus lain:

aliran panas- Fluks panas - jumlah panas yang melewati sampel per satuan waktu. [GOST 7076 99] Aliran panas - aliran energi panas yang ditransfer dalam proses pertukaran panas. [Kamus terminologi untuk beton dan beton bertulang. FSU…… Ensiklopedia istilah, definisi dan penjelasan bahan bangunan

Jumlah panas yang lewat per satuan waktu melalui permukaan isotermal sewenang-wenang ... Kamus Ensiklopedis Besar

- (a. aliran panas, fluks panas, laju aliran panas; n. Warmefluβ, Warmestromung; f. courant calorifique, flux de chaleur; i. corriente termico, torrente calorico, flujo termico) jumlah panas yang ditransfer melalui isotermal. permukaan per satuan ... ... Ensiklopedia Geologi

Jumlah panas yang ditransfer melalui permukaan apa pun dalam proses perpindahan panas. Ini dicirikan oleh kerapatan T. p., yang merupakan rasio jumlah panas yang ditransfer melalui permukaan dengan interval waktu ... ... Ensiklopedia teknologi

aliran panas- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, Moskow, 1999] Topik dalam teknik elektro, konsep dasar EN arus termal aliran termal fluks panas fluks ... Buku Pegangan Penerjemah Teknis

Fluks panas Q- W adalah jumlah panas yang melewati selubung bangunan per satuan waktu.

1. Dinding homogen. Pertimbangkan ketebalan dinding yang homogen (Gbr. 1-7), konduktivitas termal, yang konstan. Suhu konstan dipertahankan pada permukaan luar dinding. Suhu berubah hanya dalam arah sumbu x. Dalam hal ini, medan suhu adalah satu dimensi, permukaan isotermalnya datar dan terletak tegak lurus terhadap sumbu x.

Pada jarak x, kami memilih lapisan ketebalan di dalam dinding yang dibatasi oleh dua permukaan isotermal. Berdasarkan hukum Fourier [persamaan (1-1)] untuk kasus ini, kita dapat menulis:

Kepadatan aliran panas q di bawah kondisi termal stasioner adalah konstan di setiap bagian, oleh karena itu

Konstanta integrasi C ditentukan dari kondisi batas, yaitu untuk a di . Mensubstitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan (b), kita mendapatkan:

Dari persamaan (c), ditentukan nilai kerapatan fluks panas q yang tidak diketahui, yaitu:

Akibatnya, jumlah panas yang ditransfer melalui satu unit permukaan dinding per unit waktu berbanding lurus dengan koefisien konduktivitas termal dan perbedaan suhu permukaan luar dan berbanding terbalik dengan ketebalan dinding.

Persamaan (1-2) adalah rumus perhitungan untuk konduktivitas termal dinding datar. Ini menghubungkan empat kuantitas: dan . Mengetahui ketiganya, Anda dapat menemukan yang keempat:

Rasio ini disebut konduktivitas termal dinding, dan kebalikannya disebut resistansi termal. Yang terakhir menentukan penurunan suhu di dinding per unit kerapatan fluks panas.

Jika kita mensubstitusi nilai C yang ditemukan dan kerapatan fluks panas q ke dalam persamaan (b), maka kita memperoleh persamaan kurva suhu

Yang terakhir menunjukkan bahwa pada nilai konstan dari koefisien konduktivitas termal, suhu dinding homogen berubah sesuai dengan hukum linier. Pada kenyataannya, karena ketergantungannya pada suhu, koefisien konduktivitas termal adalah variabel. Jika keadaan ini diperhitungkan, maka kami memperoleh rumus perhitungan lain yang lebih kompleks.

Untuk sebagian besar bahan, ketergantungan koefisien konduktivitas termal pada suhu memiliki karakter linier dari bentuk. Dalam hal ini, berdasarkan hukum Fourier untuk dinding datar, kami memiliki:

Membagi variabel dan mengintegrasikan, kita mendapatkan:

Mensubstitusikan ke dalam persamaan (e) nilai batas variabel, kita dapatkan di

Mengurangi persamaan (g) dari persamaan (h), kita memperoleh:

Beras. 1-7. Dinding datar homogen.

Rumus perhitungan baru (1-4) agak lebih rumit daripada rumus (1-2). Di sana kami mengambil konstanta konduktivitas termal dan sama dengan beberapa nilai rata-rata.

Menyamakan satu sama lain bagian yang tepat dari formula ini, kami memiliki:

Oleh karena itu, jika ditentukan oleh rata-rata aritmatika dari nilai batas suhu dinding, maka rumus (1-2) dan (1-4) adalah setara.

Dengan mempertimbangkan ketergantungan koefisien konduktivitas termal pada suhu, persamaan kurva suhu di dinding diperoleh dengan menyelesaikan persamaan (e) terhadap t dan mensubstitusi nilai C dari (g), yaitu:

Oleh karena itu, dalam hal ini, suhu dinding tidak berubah secara linier, tetapi sepanjang kurva. Selain itu, jika koefisien b positif, kecembungan kurva mengarah ke atas, dan jika negatif - ke bawah (lihat Gambar 1-10).

2. Dinding berlapis-lapis.

Dinding yang terdiri dari beberapa lapisan heterogen disebut multilayer.

Ini adalah, misalnya, dinding bangunan tempat tinggal, di mana pada lapisan bata utama ada plester internal di satu sisi, dan kelongsong eksternal di sisi lain. Lapisan tungku, boiler dan perangkat termal lainnya juga biasanya terdiri dari beberapa lapisan.

Beras. 1-8. Dinding datar multilayer.

Biarkan dinding terdiri dari tiga lapisan heterogen, tetapi berdekatan (Gbr. 1-8). Ketebalan lapisan pertama kedua dan ketiga. Dengan demikian, koefisien konduktivitas termal lapisan. Selain itu, suhu permukaan luar dinding diketahui. Kontak termal antara permukaan dianggap ideal; kami menyatakan suhu pada titik-titik kontak dengan .

Dalam rezim stasioner, kerapatan fluks panas konstan dan sama untuk semua lapisan. Oleh karena itu, berdasarkan persamaan (1-2), kita dapat menulis:

Dari persamaan ini, mudah untuk menentukan perbedaan suhu di setiap lapisan:

Jumlah perbedaan suhu di setiap lapisan adalah perbedaan suhu total. Menambahkan bagian kiri dan kanan dari sistem persamaan (m), kita mendapatkan:

Dari hubungan (n) kita menentukan nilai rapat fluks panas:

Dengan analogi di atas, Anda dapat langsung menulis rumus perhitungan untuk dinding -lapisan:

Karena setiap suku penyebut dalam rumus (1-6) mewakili resistansi termal lapisan, maka dari persamaan (1-7) dapat disimpulkan bahwa resistansi termal total dinding multilayer sama dengan jumlah resistansi termal parsial .

Beras. 1-9. Metode grafis untuk menentukan suhu antara.

Jika nilai kerapatan fluks panas dari persamaan (1-6) disubstitusikan ke persamaan (m), maka kita memperoleh nilai suhu yang tidak diketahui:

Di dalam setiap lapisan, suhu berubah dalam garis lurus, tetapi untuk dinding multilayer secara keseluruhan, itu adalah garis putus-putus (Gbr. 1-8). Nilai suhu yang tidak diketahui dari dinding multilayer juga dapat ditentukan secara grafis (Gbr. 1-9). Saat memplot sepanjang sumbu x pada skala apa pun, tetapi dalam urutan lapisan, nilai resistansi termalnya diplot, dan tegak lurus dipulihkan. Pada ekstremnya, juga pada skala yang sewenang-wenang, tetapi pada skala yang sama, nilai-nilai suhu luar diplot.

Hasil titik A dan C dihubungkan oleh garis lurus. Titik perpotongan garis ini dengan tegak lurus rata-rata memberikan nilai suhu yang diinginkan. Dengan bangunan seperti itu. Akibatnya,

Mengganti nilai segmen, kami mendapatkan:

Dengan cara yang sama, kami membuktikan bahwa

Terkadang, demi mengurangi perhitungan, dinding multilayer dihitung sebagai ketebalan lapisan tunggal (seragam). Dalam hal ini, apa yang disebut konduktivitas termal setara dimasukkan ke dalam perhitungan, yang ditentukan dari hubungan

Oleh karena itu kami memiliki:

Dengan demikian, konduktivitas termal ekivalen hanya bergantung pada nilai resistansi termal dan ketebalan masing-masing lapisan.

Ketika menurunkan rumus perhitungan untuk dinding multilayer, kami mengasumsikan bahwa lapisan-lapisan itu saling berdekatan dan, karena kontak termal yang ideal, permukaan-permukaan yang bersentuhan dari lapisan-lapisan yang berbeda memiliki suhu yang sama. Namun, jika permukaannya kasar, kontak dekat tidak mungkin terjadi dan celah udara terbentuk di antara lapisan. Karena konduktivitas termal udara kecil, keberadaan celah yang sangat tipis pun dapat sangat mempengaruhi pengurangan konduktivitas termal ekivalen dari dinding multilayer. Efek serupa diberikan oleh lapisan oksida logam. Oleh karena itu, ketika menghitung dan terutama ketika mengukur konduktivitas termal dinding multilayer, perhatian harus diberikan pada kepadatan kontak antara lapisan.

Contoh 1-1. Tentukan panas yang hilang melalui dinding bata dengan panjang 5 m, tinggi 3 m, dan tebal 250 mm jika suhu pada permukaan dinding dipertahankan. Koefisien konduktivitas termal bata A = 0,6 W / (m ° C).

Menurut persamaan (1-2)

Contoh 1-2. Tentukan nilai koefisien konduktivitas termal bahan dinding jika, dengan ketebalan mm dan perbedaan suhu, kerapatan fluks panas adalah .

I. Pengukuran densitas fluks panas yang melewati selubung bangunan. GOST 25380-82.

Fluks panas - jumlah panas yang ditransfer melalui permukaan isotermal per satuan waktu. Aliran panas diukur dalam watt atau kkal / jam (1 W \u003d 0,86 kkal / jam). Fluks panas per unit permukaan isotermal disebut kerapatan fluks panas atau beban panas; biasanya dilambangkan dengan q, diukur dalam W / m2 atau kkal / (m2 × h). Kerapatan fluks panas adalah vektor, komponen apa pun yang secara numerik sama dengan jumlah panas yang ditransfer per satuan waktu melalui luas satuan yang tegak lurus terhadap arah komponen yang diambil.

Pengukuran kerapatan fluks panas yang melewati selubung bangunan dilakukan sesuai dengan GOST 25380-82 "Bangunan dan struktur. Metode untuk mengukur kerapatan fluks panas yang melewati selubung bangunan".

Standar ini menetapkan metode terpadu untuk menentukan kerapatan fluks panas yang melewati selubung bangunan satu lapis dan multi-lapisan dari bangunan dan struktur perumahan, publik, industri dan pertanian selama studi eksperimental dan di bawah kondisi operasinya.

Densitas fluks panas diukur pada skala perangkat khusus, yang mencakup konverter fluks panas, atau dihitung dari hasil pengukuran ggl. pada transduser fluks panas yang telah dikalibrasi sebelumnya.

Skema untuk mengukur kerapatan fluks panas ditunjukkan pada gambar.

1 - struktur penutup; 2 - konverter aliran panas; 3 - pengukur ggl;

tv, tn - suhu udara internal dan eksternal;

, , "в — suhu permukaan luar, dalam dari struktur penutup di dekat dan di bawah konverter, masing-masing;

R1, R2 - ketahanan termal selubung bangunan dan konverter fluks panas;

q1, q2 adalah kerapatan fluks panas sebelum dan sesudah memperbaiki transduser

II. Radiasi infra merah. Sumber. Perlindungan.

Perlindungan terhadap radiasi infra merah di tempat kerja.

Sumber radiasi inframerah (IR) adalah setiap benda yang dipanaskan, suhu yang menentukan intensitas dan spektrum energi elektromagnetik yang dipancarkan. Panjang gelombang dengan energi maksimum radiasi termal ditentukan oleh rumus:

maks = 2,9-103 / T [µm] (1)

di mana T adalah suhu mutlak benda yang memancar, K.

Radiasi inframerah dibagi menjadi tiga area:

gelombang pendek (X = 0,7 - 1,4 mikron);

gelombang sedang (k \u003d 1,4 - 3,0 mikron):

panjang gelombang panjang (k = 3,0 m - 1,0 mm).

Gelombang listrik dari jangkauan inframerah terutama memiliki efek termal pada tubuh manusia. Dalam hal ini, perlu diperhitungkan: intensitas dan panjang gelombang dengan energi maksimum; luas permukaan terpancar; durasi paparan per hari kerja dan durasi paparan terus menerus; intensitas tenaga kerja fisik dan mobilitas udara di tempat kerja; kualitas overall; karakteristik individu pekerja.

Sinar dari jangkauan gelombang pendek dengan panjang gelombang 1,4 m memiliki kemampuan untuk menembus ke dalam jaringan tubuh manusia beberapa sentimeter. Radiasi IR semacam itu dengan mudah menembus kulit dan tengkorak ke dalam jaringan otak dan dapat mempengaruhi sel-sel otak, menyebabkan kerusakan otak yang parah, yang gejalanya adalah muntah, pusing, pelebaran pembuluh darah kulit, penurunan tekanan darah, dan gangguan sirkulasi darah. dan pernapasan, kejang-kejang, kadang-kadang kehilangan kesadaran. Ketika disinari dengan sinar inframerah gelombang pendek, peningkatan suhu paru-paru, ginjal, otot, dan organ lainnya juga diamati. Dalam darah, getah bening, cairan serebrospinal, zat aktif biologis tertentu muncul, ada pelanggaran proses metabolisme, keadaan fungsional sistem saraf pusat berubah.

Sinar dengan rentang gelombang menengah dengan panjang gelombang = 1,4 - 3,0 mikron tertahan di lapisan permukaan kulit pada kedalaman 0,1 - 0,2 mm. Oleh karena itu, efek fisiologisnya pada tubuh dimanifestasikan terutama dalam peningkatan suhu kulit dan pemanasan tubuh.

Pemanasan paling intens dari permukaan kulit manusia terjadi dengan radiasi IR dengan > 3 m. Di bawah pengaruhnya, aktivitas sistem kardiovaskular dan pernapasan, serta keseimbangan termal tubuh terganggu, yang dapat menyebabkan serangan panas.

Intensitas radiasi termal diatur berdasarkan sensasi subjektif energi radiasi oleh seseorang. Menurut GOST 12.1.005-88, intensitas paparan termal pekerja dari permukaan peralatan proses dan perlengkapan pencahayaan yang dipanaskan tidak boleh melebihi: 35 W/m2 dengan paparan lebih dari 50% permukaan tubuh; 70 W/m2 bila terkena 25 sampai 50% dari permukaan tubuh; 100 W/m2 bila penyinaran tidak lebih dari 25% permukaan tubuh. Dari sumber terbuka (logam dan kaca yang dipanaskan, nyala api terbuka), intensitas paparan termal tidak boleh melebihi 140 W / m2 dengan paparan tidak lebih dari 25% dari permukaan tubuh dan penggunaan wajib alat pelindung diri, termasuk pelindung wajah dan mata.

Standar juga membatasi suhu permukaan peralatan yang dipanaskan di area kerja, yang tidak boleh melebihi 45 °C.

Suhu permukaan peralatan, di mana suhu mendekati 100 0C, tidak boleh melebihi 35 0C.

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2] (2)

Jenis utama perlindungan terhadap radiasi inframerah meliputi:

1. perlindungan waktu;

2. perlindungan jarak;

3. pelindung, insulasi termal atau pendinginan permukaan panas;

4. peningkatan perpindahan panas tubuh manusia;

5. alat pelindung diri;

6. penghapusan sumber panas.

Perlindungan waktu memberikan pembatasan waktu yang dihabiskan oleh radiasi yang beroperasi di area radiasi. Waktu aman seseorang tinggal di zona aksi radiasi IR tergantung pada intensitasnya (densitas fluks) dan ditentukan sesuai Tabel 1.

Tabel 1

Waktu tinggal yang aman bagi orang-orang di zona radiasi IR

Jarak aman ditentukan oleh rumus (2) tergantung pada lama tinggal di area kerja dan kepadatan radiasi IR yang diijinkan.

Kekuatan radiasi IR dapat dikurangi dengan solusi desain dan teknologi (penggantian mode dan metode produk pemanas, dll.), serta dengan melapisi permukaan pemanas dengan bahan insulasi panas.

Ada tiga jenis layar:

buram;

· transparan;

tembus cahaya.

Di layar buram, energi osilasi elektromagnetik, berinteraksi dengan substansi layar, berubah menjadi termal. Dalam hal ini, layar memanas dan, seperti benda yang dipanaskan, menjadi sumber radiasi termal. Radiasi permukaan layar yang berlawanan dengan sumber secara kondisional dianggap sebagai radiasi yang ditransmisikan dari sumber. Layar buram meliputi: logam, alfa (dari aluminium foil), berpori (beton busa, kaca busa, tanah liat yang diperluas, batu apung), asbes dan lain-lain.

Di layar transparan, radiasi merambat di dalamnya sesuai dengan hukum optik geometris, yang memastikan visibilitas melalui layar. Layar ini terbuat dari berbagai jenis kaca, tirai air film (bebas dan mengalir ke bawah kaca) juga digunakan.

Layar tembus pandang menggabungkan properti layar transparan dan non-transparan. Ini termasuk jaring logam, tirai rantai, layar kaca yang diperkuat dengan jaring logam.

· memantulkan panas;

· menyerap panas;

disipatif panas.

Pembagian ini agak sewenang-wenang, karena setiap layar memiliki kemampuan untuk memantulkan, menyerap, dan menghilangkan panas. Penugasan layar ke satu atau kelompok lain ditentukan oleh kemampuannya yang lebih menonjol.

Layar pemantul panas memiliki tingkat kegelapan permukaan yang rendah, sebagai akibatnya mereka memantulkan sebagian besar insiden energi radiasi pada mereka dalam arah yang berlawanan. Alfol, lembaran aluminium, baja galvanis digunakan sebagai bahan pemantul panas.

Layar penyerap panas disebut layar yang terbuat dari bahan dengan ketahanan termal tinggi (konduktivitas termal rendah). Batu bata tahan api dan isolasi panas, asbes, dan wol terak digunakan sebagai bahan penyerap panas.

Sebagai layar penghilang panas, tirai air paling banyak digunakan, jatuh bebas dalam bentuk film, atau mengairi permukaan penyaringan lain (misalnya, logam), atau tertutup dalam selubung khusus yang terbuat dari kaca atau logam.

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

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

q3 adalah kerapatan fluks radiasi IR dengan penggunaan proteksi, W/m2;

t adalah suhu radiasi IR tanpa menggunakan proteksi, °C;

t3 adalah suhu radiasi IR dengan penggunaan proteksi, °С.

Aliran udara yang diarahkan langsung ke pekerja memungkinkan untuk meningkatkan pembuangan panas dari tubuhnya di lingkungan. Pilihan laju aliran udara tergantung pada tingkat keparahan pekerjaan yang dilakukan dan intensitas radiasi inframerah, tetapi tidak boleh melebihi 5 m / s, karena dalam hal ini pekerja mengalami sensasi yang tidak menyenangkan (misalnya, tinitus). Efektivitas pancuran udara meningkat ketika udara yang dikirim ke tempat kerja didinginkan atau ketika air yang disemprotkan halus dicampur ke dalamnya (pancuran air-udara).

Sebagai alat pelindung diri, pakaian terusan yang terbuat dari kain katun dan wol, kain dengan lapisan logam (mencerminkan hingga 90% radiasi IR) digunakan. Kacamata, perisai dengan kacamata khusus dirancang untuk melindungi mata - filter cahaya warna kuning-hijau atau biru.

Langkah-langkah terapeutik dan pencegahan menyediakan organisasi rezim kerja dan istirahat yang rasional. Durasi istirahat dalam pekerjaan dan frekuensinya ditentukan oleh intensitas radiasi IR dan tingkat keparahan pekerjaan. Selain pemeriksaan berkala, pemeriksaan kesehatan juga dilakukan untuk mencegah terjadinya penyakit akibat kerja.

AKU AKU AKU. Instrumen yang digunakan.

Untuk mengukur kerapatan fluks panas yang melewati selubung bangunan dan untuk memeriksa sifat pelindung panas, spesialis kami mengembangkan perangkat seri ini.

Area aplikasi:

Perangkat seri IPP-2 banyak digunakan dalam konstruksi, organisasi ilmiah, di berbagai fasilitas energi dan di banyak industri lainnya.

Pengukuran kerapatan fluks panas, sebagai indikator sifat insulasi termal berbagai bahan, dilakukan dengan menggunakan perangkat seri IPP-2 di:

Pengujian struktur penutup;

Penentuan kehilangan panas dalam jaringan pemanas air;

Melakukan pekerjaan laboratorium di universitas (departemen "Keselamatan Hidup", "Ekologi Industri", dll.).

Gambar tersebut menunjukkan stand prototipe "Menentukan parameter udara di area kerja dan perlindungan dari efek termal" BZhZ 3 (diproduksi oleh Intos + LLC).

Dudukan berisi sumber radiasi termal dalam bentuk reflektor rumah tangga, di depannya dipasang pelindung panas yang terbuat dari berbagai bahan (kain, lembaran logam, satu set rantai, dll.) Dipasang. Di belakang layar pada berbagai jarak darinya di dalam model ruangan, perangkat IPP-2 ditempatkan, yang mengukur kerapatan fluks panas. Sebuah kap knalpot dengan kipas diletakkan di atas model kamar. Alat pengukur IPP-2 memiliki sensor tambahan yang memungkinkan Anda mengukur suhu udara di dalam ruangan. Dengan demikian, dudukan BZhZ 3 memungkinkan untuk mengukur efektivitas berbagai jenis perlindungan termal dan sistem ventilasi lokal.

Dudukan memungkinkan untuk mengukur intensitas radiasi termal tergantung pada jarak ke sumbernya, untuk menentukan efektivitas sifat pelindung layar yang terbuat dari berbagai bahan.

IV. Prinsip operasi dan desain perangkat IPP-2.

Secara struktural, unit pengukur perangkat dibuat dalam wadah plastik.

Prinsip pengoperasian perangkat didasarkan pada pengukuran perbedaan suhu pada "dinding bantu". Besarnya perbedaan suhu sebanding dengan kerapatan fluks panas. Perbedaan suhu diukur menggunakan termokopel pita yang terletak di dalam pelat probe, yang bertindak sebagai "dinding bantu".

Dalam mode operasi, perangkat melakukan pengukuran siklik dari parameter yang dipilih. Transisi dibuat antara mode pengukuran kerapatan fluks panas dan suhu, serta menunjukkan daya baterai dalam persentase 0% ... 100%. Saat beralih di antara mode, tulisan yang sesuai dari mode yang dipilih ditampilkan pada indikator. Perangkat juga dapat melakukan perekaman otomatis berkala dari nilai terukur dalam memori non-volatile dengan mengacu pada waktu. Mengaktifkan/menonaktifkan perekaman statistik, mengatur parameter perekaman, membaca data yang terakumulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak yang disediakan berdasarkan pesanan.

Keunikan:

• Kemungkinan untuk mengatur ambang batas untuk alarm suara dan cahaya. Ambang batas adalah batas atas atau bawah dari perubahan yang diizinkan dalam nilai yang sesuai. Jika nilai ambang batas atas atau bawah dilanggar, perangkat mendeteksi peristiwa ini dan LED menyala pada indikator. Jika perangkat dikonfigurasi dengan benar, pelanggaran ambang batas disertai dengan sinyal yang dapat didengar.

· Transfer nilai terukur ke komputer pada antarmuka RS 232.

Keuntungan dari perangkat ini adalah kemampuan untuk menghubungkan secara bergantian hingga 8 probe aliran panas yang berbeda ke perangkat. Setiap probe (sensor) memiliki faktor kalibrasi tersendiri (faktor konversi Kq), yang menunjukkan seberapa besar tegangan dari sensor berubah relatif terhadap fluks panas. Koefisien ini digunakan oleh instrumen untuk membangun karakteristik kalibrasi probe, yang menentukan nilai fluks panas yang diukur saat ini.

Modifikasi probe untuk mengukur kerapatan fluks panas:

Probe fluks panas dirancang untuk mengukur kerapatan fluks panas permukaan sesuai dengan GOST 25380-92.

Penampilan probe aliran panas

1. Probe fluks panas tipe tekan PTP-ХХХП dengan pegas tersedia dalam modifikasi berikut (tergantung pada rentang pengukuran kerapatan fluks panas):

— PTP-2.0P: dari 10 hingga 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: dari 10 hingga 9999 W/m2.

2. Probe aliran panas berbentuk “koin” pada kabel fleksibel PTP-2.0.

Rentang pengukuran kerapatan fluks panas: dari 10 hingga 2000 W/m2.

Modifikasi pemeriksaan suhu:

Penampilan probe suhu

1. Termokopel perendaman TPP-A-D-L berdasarkan termistor Pt1000 (termokopel resistansi) dan termokopel -А-D-L berdasarkan termokopel XА (termokopel listrik) dirancang untuk mengukur suhu berbagai media cair dan gas, serta bahan curah.

Rentang pengukuran suhu:

- untuk Kamar Dagang dan Industri-A-D-L: dari -50 hingga +150 °С;

- untuk -А-D-L: dari -40 hingga +450 °С.

Ukuran:

- D (diameter): 4, 6 atau 8 mm;

- L (panjang): dari 200 hingga 1000 mm.

2. Termokopel -А-D1/D2-LП berbasis XА termokopel (termokopel elektrik) dirancang untuk mengukur suhu permukaan datar.

Ukuran:

- D1 (diameter "pin logam"): 3 mm;

- D2 (diameter dasar - "tambalan"): 8 mm;

- L (panjang "pin logam"): 150 mm.

3. Termokopel -А-D-LC berbasis termokopel (electrical thermocouple) dirancang untuk mengukur suhu permukaan silinder.

Rentang pengukuran suhu: dari -40 hingga +450 °С.

Ukuran:

- D (diameter) - 4 mm;

- L (panjang "pin logam"): 180 mm;

- lebar pita - 6 mm.

Perangkat pengiriman perangkat untuk mengukur kepadatan beban termal media meliputi:

2. Probe untuk mengukur kerapatan fluks panas.*

3. Pemeriksaan suhu.*

4. Perangkat Lunak.**

5. Kabel untuk menghubungkan ke komputer pribadi. **

6. Sertifikat kalibrasi.

7. Manual operasi dan paspor untuk perangkat IPP-2.

8. Paspor untuk konverter termoelektrik (probe suhu).

9. Paspor untuk pemeriksaan kerapatan fluks panas.

10. Adaptor jaringan.

* - Rentang pengukuran dan desain probe ditentukan pada tahap pemesanan

** - Posisi dikirimkan dengan pesanan khusus.

V. Mempersiapkan perangkat untuk operasi dan melakukan pengukuran.

Mempersiapkan perangkat untuk bekerja.

Keluarkan perangkat dari kemasannya. Jika perangkat dibawa ke ruangan yang hangat dari ruangan yang dingin, perangkat harus dipanaskan hingga suhu kamar selama 2 jam. Isi penuh baterai dalam waktu empat jam. Tempatkan probe di tempat pengukuran akan dilakukan. Hubungkan probe ke instrumen. Jika perangkat akan dioperasikan dalam kombinasi dengan komputer pribadi, perangkat harus dihubungkan ke port COM gratis di komputer menggunakan kabel penghubung. Hubungkan adaptor jaringan ke perangkat dan instal perangkat lunak sesuai dengan deskripsi. Nyalakan perangkat dengan menekan tombol sebentar. Jika perlu, sesuaikan perangkat sesuai dengan paragraf 2.4.6. Manual operasi. Saat bekerja dengan komputer pribadi, atur alamat jaringan dan nilai tukar perangkat sesuai dengan paragraf 2.4.8. Manual operasi. Mulai mengukur.

Di bawah ini adalah diagram peralihan dalam mode "Kerja".

Persiapan dan pelaksanaan pengukuran selama pengujian termal selubung bangunan.

1. Pengukuran kerapatan fluks panas dilakukan, sebagai suatu peraturan, dari bagian dalam struktur penutup bangunan dan struktur.

Diijinkan untuk mengukur kepadatan aliran panas dari luar struktur penutup jika tidak mungkin untuk mengukurnya dari dalam (lingkungan agresif, fluktuasi parameter udara), asalkan suhu yang stabil di permukaan dipertahankan. Kontrol kondisi perpindahan panas dilakukan dengan menggunakan probe suhu dan alat untuk mengukur kerapatan fluks panas: saat mengukur selama 10 menit. pembacaan mereka harus berada dalam kesalahan pengukuran instrumen.

2. Area permukaan dipilih spesifik atau karakteristik untuk seluruh selubung bangunan yang diuji, tergantung pada kebutuhan untuk mengukur kerapatan fluks panas lokal atau rata-rata.

Bagian yang dipilih pada struktur penutup untuk pengukuran harus memiliki lapisan permukaan dari bahan yang sama, pemrosesan dan kondisi permukaan yang sama, memiliki kondisi yang sama untuk perpindahan panas radiasi dan tidak boleh berdekatan dengan elemen yang dapat mengubah arah dan nilai. dari aliran panas.

3. Area permukaan struktur penutup, di mana konverter fluks panas dipasang, dibersihkan sampai kekasaran yang terlihat dan nyata saat disentuh dihilangkan.

4. Transduser ditekan dengan kuat di seluruh permukaannya ke struktur penutup dan dipasang pada posisi ini, memastikan kontak konstan transduser fluks panas dengan permukaan area yang dipelajari selama semua pengukuran berikutnya.

Saat memasang transduser di antara itu dan struktur penutup, pembentukan celah udara tidak diperbolehkan. Untuk mengecualikannya, lapisan tipis vaselin teknis diterapkan ke area permukaan di lokasi pengukuran, menutupi ketidakteraturan permukaan.

Transduser dapat diperbaiki di sepanjang permukaan sisinya dengan larutan gipsum bangunan, vaselin teknis, plastisin, batang dengan pegas, dan cara lain yang mengecualikan distorsi fluks panas di zona pengukuran.

5. Selama pengukuran operasional kerapatan fluks panas, permukaan transduser yang longgar direkatkan dengan lapisan bahan atau dicat dengan cat dengan tingkat emisivitas yang sama atau serupa dengan perbedaan 0,1 sebagai bahan lapisan permukaan. struktur penutup.

6. Alat pembacaan ditempatkan pada jarak 5-8 m dari tempat pengukuran atau di ruangan yang berdekatan untuk mengecualikan pengaruh pengamat pada nilai fluks panas.

7. Saat menggunakan perangkat untuk mengukur ggl, yang memiliki batasan pada suhu sekitar, mereka ditempatkan di ruangan dengan suhu udara yang dapat diterima untuk pengoperasian perangkat ini, dan konverter fluks panas terhubung ke mereka menggunakan kabel ekstensi.

8. Peralatan menurut klaim 7 disiapkan untuk operasi sesuai dengan instruksi pengoperasian untuk perangkat yang sesuai, termasuk dengan mempertimbangkan waktu pemaparan yang diperlukan dari perangkat untuk menetapkan rezim suhu baru di dalamnya.

Mempersiapkan dan melakukan pengukuran

(selama pekerjaan laboratorium pada contoh pekerjaan laboratorium "Penelitian sarana perlindungan terhadap radiasi inframerah").

Hubungkan sumber IR ke soket. Nyalakan sumber radiasi IR (bagian atas) dan pengukur kerapatan fluks panas IPP-2.

Pasang kepala pengukur kerapatan fluks panas pada jarak 100 mm dari sumber radiasi IR dan tentukan kerapatan fluks panas (nilai rata-rata tiga hingga empat pengukuran).

Gerakkan tripod secara manual di sepanjang penggaris, atur kepala pengukur pada jarak dari sumber radiasi yang ditunjukkan dalam bentuk Tabel 1, dan ulangi pengukuran. Masukkan data pengukuran dalam bentuk tabel 1.

Buatlah grafik ketergantungan kerapatan fluks IR pada jarak.

Ulangi pengukuran sesuai dengan paragraf. 1 — 3 dengan data pengukuran yang berbeda dimasukkan dalam bentuk tabel 1. Buatlah grafik ketergantungan kerapatan fluks radiasi IR pada jarak untuk setiap layar.

Bentuk tabel 1

Evaluasi efektivitas tindakan pelindung layar sesuai dengan rumus (3).

Pasang layar pelindung (seperti yang diarahkan oleh guru), letakkan sikat lebar penyedot debu di atasnya. Nyalakan penyedot debu dalam mode asupan udara, simulasikan perangkat ventilasi pembuangan, dan setelah 2-3 menit (setelah rezim termal layar ditetapkan), tentukan intensitas radiasi termal pada jarak yang sama seperti pada paragraf 3. Evaluasi keefektifan proteksi termal gabungan menggunakan rumus (3).

Ketergantungan intensitas radiasi termal pada jarak untuk layar tertentu dalam mode ventilasi buang harus diplot pada grafik umum (lihat item 5).

Tentukan keefektifan proteksi dengan mengukur suhu untuk sekat yang diberikan dengan dan tanpa ventilasi buang menggunakan rumus (4).

Buat grafik efektivitas perlindungan ventilasi buang dan tanpanya.

Alihkan penyedot debu ke mode peniup dan nyalakan. Dengan mengarahkan aliran udara ke permukaan layar pelindung yang diberikan (mode mandi), ulangi pengukuran sesuai dengan paragraf. 7 - 10. Bandingkan hasil pengukuran paragraf. 7-10.

Pasang selang penyedot debu di salah satu rak dan nyalakan penyedot debu dalam mode "peniup", mengarahkan aliran udara hampir tegak lurus dengan aliran panas (sedikit ke arah) - tiruan dari tirai udara. Dengan menggunakan IPP-2 meter, ukur suhu radiasi infra merah tanpa dan dengan "blower".

Buatlah grafik efisiensi proteksi “blower” sesuai dengan rumus (4).

VI. Hasil pengukuran dan interpretasinya

(pada contoh pekerjaan laboratorium dengan topik "Penelitian sarana perlindungan terhadap radiasi inframerah" di salah satu universitas teknik Moskow).

Meja. Perapian listrik EXP-1.0/220. Rak untuk menempatkan layar yang dapat dipertukarkan. Rak untuk pemasangan kepala pengukur. Pengukur kerapatan fluks panas IPP-2M. Penggaris. Penyedot debu Typhoon-1200.

Intensitas (densitas fluks) radiasi IR q ditentukan oleh rumus:

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2]

di mana S adalah luas permukaan yang memancar, m2;

T adalah suhu permukaan radiasi, K;

r adalah jarak dari sumber radiasi, m.

Salah satu jenis perlindungan yang paling umum terhadap radiasi IR adalah pelindung permukaan pancaran.

Ada tiga jenis layar:

buram;

· transparan;

tembus cahaya.

Menurut prinsip operasi, layar dibagi menjadi:

· memantulkan panas;

· menyerap panas;

disipatif panas.

Tabel 1

Efektivitas perlindungan terhadap radiasi termal dengan bantuan layar E ditentukan oleh rumus:

E \u003d (q - q3) / q

di mana q adalah kerapatan fluks radiasi IR tanpa perlindungan, W/m2;

q3 adalah kerapatan fluks radiasi IR dengan penggunaan proteksi, W/m2.

Jenis layar pelindung (buram):

1. Layar campuran - surat berantai.

Email = (1550 - 560) / 1550 = 0,63

2. Layar logam dengan permukaan menghitam.

E al+penutup = (1550 - 210) / 1550 = 0,86

3. Layar aluminium yang memantulkan panas.

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0,99

Mari kita plot ketergantungan kerapatan fluks IR pada jarak untuk setiap layar.

Tidak ada perlindungan

Seperti yang dapat kita lihat, efektivitas tindakan perlindungan layar bervariasi:

1. Efek perlindungan minimum dari layar campuran - surat berantai - 0,63;

2. Layar aluminium dengan permukaan menghitam - 0,86;

3. Layar aluminium yang memantulkan panas memiliki efek perlindungan terbesar - 0,99.

Saat menilai kinerja termal selubung dan struktur bangunan dan menetapkan konsumsi panas nyata melalui selubung bangunan eksternal, dokumen peraturan utama berikut digunakan:

· GOST 25380-82. Metode untuk mengukur kerapatan fluks panas yang melewati selubung bangunan.

Saat mengevaluasi kinerja termal dari berbagai cara perlindungan terhadap radiasi inframerah, dokumen peraturan utama berikut digunakan:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Udara area kerja. Persyaratan sanitasi dan higienis umum.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Sarana perlindungan terhadap radiasi infra merah. Klasifikasi. Persyaratan teknis umum.

· GOST 12.4.123-83 “Sistem standar keselamatan tenaga kerja. Sarana perlindungan kolektif terhadap radiasi inframerah. Persyaratan teknis umum".

DALAM 1 jenis perpindahan panas

Teori perpindahan panas adalah ilmu tentang proses perpindahan panas. Perpindahan panas adalah proses kompleks yang dapat dibagi menjadi beberapa proses sederhana. Ada tiga proses perpindahan panas dasar yang secara fundamental berbeda satu sama lain - konduktivitas termal, konveksi, dan radiasi termal.

Konduktivitas termal- terjadi dengan kontak langsung (tabrakan) partikel materi (molekul, atom, elektron bebas), disertai dengan pertukaran energi. Konduktivitas termal dalam gas dan cairan dapat diabaikan. Proses konduksi panas dalam padatan berlangsung jauh lebih intensif. Benda dengan konduktivitas termal rendah disebut penyekat panas.

Konveksi- hanya terjadi dalam cairan dan gas dan mewakili perpindahan panas sebagai akibat dari pergerakan dan pencampuran partikel cairan atau gas. Konveksi selalu disertai dengan konduksi panas.

Jika pergerakan partikel cairan atau gas ditentukan oleh perbedaan densitasnya (karena perbedaan suhu), maka gerakan seperti itu disebut konveksi alami.

Jika cairan atau gas digerakkan oleh pompa, kipas, ejektor, dan perangkat lain, maka gerakan seperti itu disebut konveksi paksa. Pertukaran panas terjadi dalam hal ini jauh lebih intensif daripada selama konveksi alami.

radiasi termal terdiri dari perpindahan panas dari satu benda ke benda lain oleh gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari gangguan molekuler dan atom yang kompleks. Gelombang elektromagnetik merambat dari permukaan tubuh ke segala arah. Menghadapi benda lain dalam perjalanannya, energi radiasi sebagian dapat diserap oleh mereka, berubah kembali menjadi panas (meningkatkan suhu).

Hukum Fourier B2 dan konduktivitas termal

Mempelajari proses perambatan panas dalam padatan, Fourier secara eksperimental menetapkan bahwa jumlah panas yang ditransfer sebanding dengan penurunan suhu, waktu dan luas penampang tegak lurus terhadap arah perambatan panas.

Jika jumlah panas yang ditransfer dikaitkan dengan satuan bagian dan satuan waktu, maka kita dapat menulis:

Persamaan (1.6) adalah ekspresi matematis dari hukum dasar konduksi panas - hukum Fourier. Hukum ini mendasari semua studi teoretis dan eksperimental proses konduksi panas. Tanda minus menunjukkan bahwa vektor fluks panas diarahkan ke arah yang berlawanan dengan gradien suhu.

Koefisien konduktivitas termal

Pengganda proporsionalitas  dalam persamaan (1.6) adalah koefisien konduktivitas termal. Ini mencirikan sifat fisik tubuh dan kemampuannya untuk menghantarkan panas:

(1.7)

Nilai  adalah jumlah panas yang lewat per satuan waktu melalui satuan luas permukaan isotermal dengan gradien suhu sama dengan satu.

Untuk berbagai zat koefisien konduktivitas termal berbeda dan tergantung pada sifat zat, strukturnya, kelembaban, keberadaan pengotor, suhu dan faktor lainnya. Dalam perhitungan praktis, koefisien konduktivitas termal bahan bangunan harus diambil sebagai bagian dari SNiP II-3-79 ** "Rekayasa Panas Konstruksi".

Sebagai contoh:

untuk gas -  = 0,0050,5 [W/mC]

untuk cairan -  = 0,080,7 [W/mC]

bahan bangunan dan isolator panas -  = 0,023,0 [W/mC]

untuk logam -  = 20400 [W/mC]

B3 Konduktivitas termal

Konduktivitas termal adalah proses mentransfer energi internal dari bagian tubuh (atau benda) yang lebih panas ke bagian (atau benda) yang kurang panas, yang dilakukan oleh partikel tubuh yang bergerak secara acak (atom, molekul, elektron, dll.). Perpindahan panas seperti itu dapat terjadi di setiap benda dengan distribusi suhu yang tidak seragam, tetapi mekanisme perpindahan panas akan tergantung pada keadaan agregasi zat tersebut.

Konduktivitas termal juga disebut karakteristik kuantitatif dari kemampuan benda untuk menghantarkan panas. Dibandingkan sirkuit termal dengan sirkuit listrik, ini adalah analog dari konduktivitas.

Kemampuan suatu zat untuk menghantarkan kalor ditandai dengan koefisien konduktivitas termal (konduktivitas termal). Secara numerik, karakteristik ini sama dengan jumlah panas yang melewati sampel bahan setebal 1 m, luas 1 m 2, per satuan waktu (detik) pada gradien suhu satuan.

Secara historis, diyakini bahwa transfer energi panas dikaitkan dengan aliran kalori dari satu benda ke benda lain. Namun, eksperimen selanjutnya, khususnya pemanasan barel meriam selama pengeboran, menyangkal realitas keberadaan kalori sebagai jenis materi independen. Oleh karena itu, saat ini diyakini bahwa fenomena konduktivitas termal disebabkan oleh keinginan benda untuk menempati keadaan yang lebih dekat dengan kesetimbangan termodinamika, yang dinyatakan dalam pemerataan suhunya.

Dalam praktiknya, perlu juga memperhitungkan konduksi panas akibat konveksi molekul dan penetrasi radiasi. Misalnya, ketika ruang hampa sepenuhnya non-termal, panas dapat ditransfer melalui radiasi (misalnya, Matahari, instalasi radiasi inframerah). Dan gas atau cairan dapat bertukar lapisan yang dipanaskan atau didinginkan secara mandiri atau buatan (misalnya, pengering rambut, kipas pemanas). Di media padat juga dimungkinkan untuk "melompat" fonon dari satu benda padat ke benda padat lainnya melalui celah submikron, yang berkontribusi pada perambatan gelombang suara dan panas, bahkan jika celahnya adalah ruang hampa udara yang ideal.

B4 Perpindahan panas konvektif Perpindahan panas konvektif hanya dapat terjadi pada media yang bergerak - menjatuhkan cairan dan gas. Biasanya, media bergerak secara kondisional disebut cairan, terlepas dari keadaan agregasi zat tersebut.

aliran panas Q , W, yang ditransfer selama perpindahan panas konveksi, ditentukan oleh rumus Newton-Richmann:

Q =  F ( t dan - t ) , (2.1)

di mana:  - koefisien perpindahan panas, W / m 2 ;

F - luas permukaan pertukaran panas, m 2;

t dan dan t adalah suhu cairan dan permukaan dinding, masing-masing, .

perbedaan suhu ( t dan - t ) kadang dipanggil perbedaan suhu.

Koefisien perpindahan panas mencirikan jumlah panas yang dipindahkan secara konveksi melalui permukaan satuan per satuan waktu pada perbedaan suhu 1С dan memiliki dimensi [J/sm 2 ] atau [W/m 2 ].

atau kinematik (  =  /  ), koefisien muai volumetrik  ;

Kecepatan fluida w ;

Suhu cairan dan dinding t dan dan t ;

Bentuk dan dimensi linier dari dinding yang dicuci ( F , aku 1 Nilai koefisien perpindahan panas tergantung pada banyak faktor, yaitu:

Sifat (mode) gerakan fluida (laminar atau turbulen);

Sifat gerakan (alami atau terpaksa);

Sifat fisik media yang bergerak - koefisien konduktivitas termal  , kepadatan  , kapasitas panas Dengan , koefisien viskositas dinamis (  ), aku 2 ,...).

Jadi, secara umum, kita dapat menulis:  = f (w,  ,Dengan,  ,  ,  , t dan , t ,F ,aku 1 ,aku 2 ,...). (2.2)

Kriteria Nusselt. Mengatur rasio intensitas perpindahan panas secara konveksi (  ) dan konduktivitas termal (  ) pada antarmuka padat-cair: tidak =  aku /  . (2.3)

Kriteria Prandtl. Mencirikan mekanisme perpindahan panas dalam cairan (tergantung pada sifat fisik cairan): Pr =  / sebuah =  c  /  . (2.4)

Nilai sebuah =  / c  disebut difusivitas termal.

Kriteria Reynolds. Menetapkan rasio gaya inersia dan kental dalam fluida dan mencirikan rezim hidrodinamika gerak fluida. R=V*l/nu Ulang = mau /  .

Pada Ulang <2300 режим движения ламинарный, при Ulang >10 4 - turbulen, pada 2300<Ulang <10 4 режим движения переходной от ламинарного к турбулентному.

Kriteria Grashof. Ini mencirikan rasio gaya angkat yang timbul karena perbedaan densitas fluida dan gaya viskositas. Perbedaan densitas disebabkan oleh perbedaan suhu cairan dalam volumenya: gr = gl 3  t  /  2 .

Dalam semua persamaan yang diberikan di atas, nilai aku – ukuran karakteristik, m.

Persamaan yang berhubungan dengan bilangan kemiripan disebut persamaan kriteria dan secara umum ditulis sebagai berikut: tidak = f ( Ulang , gr , Pr ) . (2.7)

Persamaan kriteria perpindahan panas konveksi dengan gerak fluida paksa berbentuk: tidak = cRe m gr n Pr p . (2.8)

Dan dengan gerak bebas medium: tidak = dgr k Pr r . (2.9)

Dalam persamaan ini, koefisien proporsionalitas c dan d , serta eksponen di bawah kriteria kesamaan m , n , p , k dan r didirikan secara eksperimental.

Perpindahan panas radiasi B5

Pembawa energi radiasi adalah osilasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang berbeda. Semua benda yang memiliki suhu selain nol mutlak mampu memancarkan gelombang elektromagnetik. Radiasi adalah hasil dari proses intra-atomik. Ketika mengenai benda lain, energi radiasi sebagian diserap, sebagian dipantulkan, dan sebagian melewati tubuh. Bagian energi yang diserap, dipantulkan, dan ditransmisikan dari jumlah insiden energi pada tubuh ditunjukkan masing-masing SEBUAH , R dan D .

Jelas bahwa SEBUAH +R +D =1.

Jika sebuah R =D =0, maka benda seperti itu disebut benar-benar hitam.

Jika reflektifitas tubuh R \u003d 1 dan refleksi mematuhi hukum optik geometris (yaitu sudut datang balok sama dengan sudut pantul), maka benda seperti itu disebut cermin. Jika energi yang dipantulkan dihamburkan ke segala arah yang memungkinkan, maka benda seperti itu disebut benar-benar putih.

tubuh yang D =1 disebut benar-benar transparan(diatermi).

Hukum radiasi termal

hukum Planck menetapkan ketergantungan kerapatan fluks permukaan radiasi monokromatik benda hitam E 0  dari panjang gelombang  dan suhu mutlak T .

Hukum Stefan-Boltzmann. Secara eksperimental (I. Stefan pada tahun 1879) dan secara teoritis (L. Boltzmann pada tahun 1881) menemukan bahwa kerapatan fluks radiasi integral intrinsik dari benda yang benar-benar hitam E 0 berbanding lurus dengan suhu mutlak pangkat empat, yaitu:

di mana  0 - Konstanta Stefan-Boltzmann, sama dengan 5,6710 -8 W / m 2 K 4;

DARI 0 - emisivitas benda yang benar-benar hitam, sama dengan 5,67 W / m 2 K 4.

Indeks "0" dalam semua persamaan di atas berarti bahwa benda yang benar-benar hitam sedang dipertimbangkan. Tubuh asli selalu berwarna abu-abu. Sikap  =C/C 0 disebut tingkat kegelapan tubuh, bervariasi dalam kisaran dari 0 hingga 1.

Seperti yang diterapkan pada benda abu-abu, hukum Stefan-Boltzmann berbentuk: (2.11)

Nilai kegelapan  tergantung terutama pada sifat tubuh, suhu dan keadaan permukaannya (halus atau kasar).

hukum Lambert. Radiasi maksimum per satuan permukaan terjadi dalam arah normal terhadapnya. Jika sebuah Q n adalah jumlah energi yang dipancarkan sepanjang garis normal ke permukaan, dan Q  - dalam arah membentuk sudut  dengan normal, maka, menurut hukum Lambert: Q  = Q n  karena  . (2.12)

hukum Kirchhoff. Rasio emisivitas tubuh E untuk daya serapnya TETAPI untuk semua benda sama dan sama dengan emisivitas benda hitam E 0 pada suhu yang sama: E/A=E 0 = f ( T ) .

B6 Perpindahan panas dan perpindahan panas yang kompleks

Jenis perpindahan panas dasar yang dipertimbangkan (konduksi termal, konveksi, dan radiasi) dalam praktiknya, sebagai suatu peraturan, berlangsung secara bersamaan. Konveksi, misalnya, selalu disertai dengan konduksi panas; radiasi sering disertai dengan konveksi. Kombinasi berbagai jenis perpindahan panas bisa sangat beragam, dan perannya dalam proses keseluruhan tidak sama. Ini disebut perpindahan panas yang kompleks.

Dalam perhitungan rekayasa panas dengan perpindahan panas yang kompleks, koefisien perpindahan panas total (total) sering digunakan  0 , yang merupakan jumlah koefisien perpindahan panas melalui kontak, dengan mempertimbangkan aksi konveksi, konduktivitas termal  ke , dan radiasi  aku , yaitu  0 = ke + aku .

Dalam hal ini, rumus perhitungan untuk menentukan fluks panas berbentuk:

Q =(  ke + aku )( t dan - t Dengan )=  0 ( t dan - t Dengan ) . (2.14)

Tetapi jika dinding tersapu oleh cairan yang jatuh, misalnya air, maka

 aku =0 dan  0 = ke . (2.15)

Perpindahan panas

Dalam rekayasa panas, seringkali aliran panas dari satu cairan (atau gas) ke yang lain ditransfer melalui dinding. Proses perpindahan panas total seperti itu, di mana perpindahan panas melalui kontak merupakan komponen yang diperlukan, disebut perpindahan panas.

Contoh perpindahan panas kompleks tersebut dapat berupa: pertukaran panas antara air (atau uap) dalam pemanas dan udara dalam ruangan; antara udara dalam ruangan dan udara luar.

B7 ketahanan termal dari struktur tunggal dan multilayer

Pertimbangkan jenis perpindahan panas kompleks ini

Perpindahan panas melalui dinding satu lapis datar.

Pertimbangkan perpindahan panas melalui dinding satu lapis datar. Mari kita asumsikan bahwa aliran panas diarahkan dari kiri ke kanan, suhu media yang dipanaskan t f1 , suhu lingkungan dingin t f2 . Suhu permukaan dinding tidak diketahui: kami menyatakannya sebagai t c1 dan t c2 (Gbr. 2.1).

Perpindahan panas dalam contoh yang dipertimbangkan adalah proses perpindahan panas yang kompleks dan terdiri dari tiga tahap: perpindahan panas dari media yang dipanaskan (cair atau gas) ke permukaan dinding kiri, konduksi panas melalui dinding dan perpindahan panas dari permukaan dinding kanan. ke media dingin (cair atau gas). Dalam hal ini, diasumsikan bahwa kerapatan fluks panas permukaan dalam tiga tahap yang ditunjukkan adalah sama jika dindingnya datar dan mode perpindahan panasnya stasioner.

Nilai k ditelepon koefisien perpindahan panas dan menyatakan kekuatan aliran panas yang berpindah dari media yang lebih panas ke permukaan yang kurang panas melalui 1 m 2 pada perbedaan suhu antara media 1K. Kebalikan dari koefisien perpindahan panas disebut ketahanan termal terhadap perpindahan panas dan dilambangkan R , m 2 K / W:

Rumus ini menunjukkan bahwa resistansi termal total sama dengan jumlah resistansi parsial.

B8 Perhitungan rekayasa termal struktur terbatas

Tujuan perhitungan: untuk memilih desain pagar luar ruangan yang memenuhi persyaratan perlindungan termal SNP bangunan 23.02.2003

Tentukan ketebalan insulasi

Persyaratan ketahanan perpindahan panas berdasarkan kondisi sanitasi

Di mana n - koefisien yang diambil tergantung pada posisi permukaan luar dari struktur penutup dalam kaitannya dengan udara luar menurut Tabel. 3*, lihat juga Tabel 4 dari manual ini;

t di - suhu desain udara internal, o C, diadopsi sesuai dengan GOST 12.1.005-88 dan standar desain untuk bangunan dan struktur yang relevan (lihat juga Lampiran 2);

t n - suhu musim dingin yang dihitung dari udara luar, o C, sama dengan suhu rata-rata periode lima hari terdingin dengan keamanan 0,92 menurut SNiP 23-01-99 (lihat Lampiran 1);

Δ t n - perbedaan suhu normatif antara suhu udara internal dan suhu permukaan bagian dalam selubung bangunan, o C, diambil menurut Tabel. 2*, lihat juga tabel. 3 dari panduan ini;

α di - koefisien perpindahan panas dari permukaan bagian dalam struktur penutup, diambil menurut Tabel. 4*, lihat juga tabel. 5.

Dari kondisi hemat energiR tentang tr diterima untuk semua jenis bangunan lain menurut Tabel. 2 tergantung pada hari gelar periode pemanasan (GSOP), ditentukan oleh rumus

GSOP = (t di - t dari.per.) z dari.per., (5a)

di mana t di- sama seperti pada rumus (5);

t dari.per.- suhu rata-rata, o C, dari periode pemanasan dengan suhu udara harian rata-rata di bawah atau sama dengan 8 o C menurut SNiP 23-01-99 (lihat juga Lampiran 1);

z dari.per.- durasi, hari, periode pemanasan dengan suhu udara harian rata-rata di bawah Resistansi termal total (dikurangi) dari selubung bangunan satu lapisR Hai , m 2 o C / W, sama dengan jumlah semua resistansi individu, mis.

di mana α di- koefisien perpindahan panas dari permukaan bagian dalam struktur penutup, W / (m 2 o C), ditentukan menurut tabel. 4*, lihat juga Tabel. 5 dari panduan ini;

α n - koefisien perpindahan panas dari permukaan luar struktur penutup, W / (m 2 o C), ditentukan menurut tabel. 6*, lihat juga Tabel. 6 dari panduan ini;

R ke- ketahanan termal dari struktur lapisan tunggal, ditentukan oleh rumus (2).

Resistansi termal (ketahanan terhadap perpindahan panas) R , m 2 o C / W , - properti termal pagar yang paling penting. Hal ini ditandai dengan perbedaan suhu antara permukaan bagian dalam dan luar pagar, melalui 1 m 2 yang melewati 1 watt energi panas (1 kilokalori per jam).

di mana δ - ketebalan pagar, m;

λ - koefisien konduktivitas termal, W / m o C.

Semakin besar ketahanan termal selubung bangunan, semakin baik sifat pelindung panasnya. Dari rumus (2) dapat dilihat bahwa untuk meningkatkan ketahanan termal R perlu juga untuk menambah ketebalan pagar δ , atau kurangi koefisien konduktivitas termal λ , yaitu untuk menggunakan bahan yang lebih efisien. Yang terakhir ini lebih menguntungkan karena alasan ekonomi.

B9 Konsep iklim mikro. Pertukaran panas per orang dan kondisi kenyamanan. Diperlukan norma

Dibawah iklim mikro ruangan mengacu pada totalitas rezim termal, udara dan kelembaban dalam interkoneksinya. Persyaratan utama untuk iklim mikro adalah menjaga kondisi yang menguntungkan bagi orang-orang di dalam ruangan. Sebagai hasil dari proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh manusia, energi dilepaskan dalam bentuk panas. Panas ini (untuk mempertahankan suhu tubuh manusia yang konstan) harus ditransfer ke lingkungan. Dalam kondisi normal, lebih dari 90% panas yang dihasilkan dilepaskan ke lingkungan (50% oleh radiasi, 25% oleh konveksi, 25% oleh penguapan) dan kurang dari 10% panas yang hilang sebagai akibat dari metabolisme.

Intensitas perpindahan panas manusia tergantung pada iklim mikro ruangan, yang ditandai dengan:

Suhu udara dalam ruangan t di ;

Suhu radiasi ruangan (suhu rata-rata permukaan penutupnya) t R ;

Kecepatan gerakan (mobilitas) udara v ;

Kelembaban relatif  di .

Kombinasi parameter iklim mikro ini, di mana keseimbangan termal dipertahankan dalam tubuh manusia dan tidak ada ketegangan dalam sistem termoregulasinya, disebutnyaman atauoptimal .

Sangat penting untuk menjaga kondisi suhu yang menguntungkan di dalam ruangan di tempat pertama, karena mobilitas dan kelembaban relatif, sebagai suatu peraturan, memiliki fluktuasi yang tidak signifikan.

Selain optimal, ada dapat diterima kombinasi parameter iklim mikro di mana seseorang mungkin merasa sedikit tidak nyaman.

Bagian ruangan di mana seseorang menghabiskan sebagian besar waktu kerjanya disebut dilayani atau area kerja. Kondisi termal di dalam ruangan terutama tergantung pada mis. dari situasi suhunya, yang biasanya ditandai kondisi nyaman.

Kondisi pertama kenyamanan- mendefinisikan area kombinasi seperti itu t di dan t R , di mana seseorang, yang berada di tengah area kerja, tidak mengalami panas berlebih atau hipotermia. Untuk keadaan pikiran yang tenang t di = 21 ... 23, dengan pekerjaan ringan - 19..21, dengan pekerjaan berat - 14 ... 16С.

Untuk periode dingin tahun ini, kondisi pertama ditandai dengan rumus:

t R =1,57 t P -0,57 t di  1,5 di mana: t P =( t di + t R )/ 2.

Kondisi kenyamanan kedua- menentukan suhu yang diizinkan dari permukaan yang dipanaskan dan didinginkan ketika seseorang berada di dekat mereka.

Untuk menghindari panas berlebih atau hipotermia radiasi yang tidak dapat diterima pada kepala manusia, permukaan langit-langit dan dinding dapat dipanaskan hingga suhu yang dapat diterima:

Atau didinginkan sampai suhu:, (3.3)

di mana:  - koefisien iradiasi dari permukaan area dasar di kepala seseorang menuju permukaan yang dipanaskan atau didinginkan.

Suhu permukaan lantai yang dingin di musim dingin hanya dapat 2–2,5°C lebih rendah dari suhu udara ruangan karena sensitivitas kaki manusia yang tinggi terhadap hipotermia, tetapi tidak lebih tinggi dari 22–34°C, tergantung pada tujuan dari tempat.

Persyaratan peraturan utama untuk iklim mikro tempat terkandung dalam dokumen peraturan: SNiP 2.04.05-91 (sebagaimana diubah dan ditambah), GOST 12.1.005-88.

Saat menentukan kondisi meteorologi yang dihitung di dalam ruangan, kemampuan tubuh manusia untuk menyesuaikan diri pada waktu yang berbeda sepanjang tahun, intensitas pekerjaan yang dilakukan dan sifat pembangkitan panas di dalam ruangan diperhitungkan. Parameter udara yang dihitung dinormalisasi tergantung pada periode tahun. Ada tiga periode dalam setahun:

Dingin (suhu luar ruangan rata-rata setiap hari t n <+8С);

Transisi (-"– t n \u003d 8С);

Hangat (-"- t n >8С);

Kondisi meteorologi yang optimal dan diperbolehkan (suhu udara internal t di ) di area layanan tempat tinggal, tempat umum dan administrasi diberikan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1

Suhu udara maksimum yang diizinkan di area kerja adalah 28 (jika suhu udara luar yang dihitung lebih dari 25 , hingga 33 diperbolehkan).

Nilai optimal kelembaban udara relatif adalah 40-60%.

Kecepatan udara optimal di dalam ruangan untuk periode dingin adalah 0,2-0,3 m / s, untuk periode hangat - 0,2-0,5 m / s.

B10 Rekayasa sistem peralatan bangunan untuk menciptakan dan memelihara iklim mikro

Iklim mikro yang diperlukan di tempat itu dibuat oleh sistem peralatan teknik bangunan berikut: pemanas, ventilasi, dan pendingin udara.

Sistem pemanas berfungsi untuk menciptakan dan memelihara di tempat selama periode dingin tahun ini suhu udara yang diperlukan, diatur oleh standar yang relevan. Itu. mereka menyediakan kondisi termal yang diperlukan dari tempat tersebut.

Berhubungan erat dengan rezim termal bangunan adalah rezim udara, yang dipahami sebagai proses pertukaran udara antara bangunan dan udara luar.

Sistem ventilasi dirancang untuk menghilangkan udara tercemar dari tempat dan memasok udara bersih ke mereka. Dalam hal ini, suhu udara internal yang dihitung tidak boleh berubah. Sistem ventilasi terdiri dari perangkat untuk pemanasan, pelembab dan dehumidifying pasokan udara.

Sistem pendingin udara adalah cara yang lebih maju untuk menciptakan dan menyediakan iklim mikro yang lebih baik di dalam ruangan, yaitu. parameter udara yang diberikan: suhu, kelembaban dan kebersihan pada kecepatan pergerakan udara yang diizinkan di dalam ruangan, terlepas dari kondisi meteorologi eksternal dan emisi berbahaya variabel waktu di dalam ruangan. Sistem pendingin udara terdiri dari perangkat untuk perawatan termal dan kelembaban udara, membersihkannya dari debu, kontaminan biologis dan bau, memindahkan dan mendistribusikan udara di dalam ruangan, kontrol otomatis peralatan dan peralatan.

AT 11rumus dasar untuk menghitung kehilangan panas hz ogr design

Q t \u003d F / R * (tv - tn) * (1 + b) * n, di mana

Qt adalah jumlah energi panas yang ditransfer dari udara dalam ruangan ke

udara luar, W

F - area struktur penutup, m kV

R - resistansi total terhadap perpindahan panas selubung bangunan, m 2 C / W

tv - tn - suhu desain, masing-masing, dari udara internal dan eksternal, C o

b - kehilangan panas tambahan ditentukan menurut Lampiran 9 dari SNiP 2.04.05-91*

n - koefisien yang diambil tergantung pada posisi permukaan luar dalam kaitannya dengan udara luar

PADA 12Pengukuran permukaan struktur penutup dilakukan sesuai dengan:

Ketinggian dinding lantai pertama di hadapan lantai terletak:

di tanah - Antara tingkat lantai lantai pertama dan kedua

pada kayu gelondongan - Dari tingkat atas persiapan lantai lantai pertama ke tingkat lantai lantai dua

di hadapan ruang bawah tanah yang tidak dipanaskan - Dari tingkat permukaan bawah struktur lantai lantai pertama ke tingkat lantai lantai dua

Ketinggian dinding lantai menengah:

antara tingkat lantai ini dan lantai di atasnya

Tinggi dinding lantai atas:

dari tingkat lantai ke atas lapisan isolasi lantai loteng

Panjang dinding luar di sepanjang perimeter luar bangunan:

di kamar sudut - dari garis persimpangan permukaan luar dinding ke sumbu dinding bagian dalam

di kamar non-sudut - di antara sumbu dinding internal

Panjang dan lebar langit-langit dan lantai di atas basement dan bawah tanah:

antara sumbu dinding bagian dalam dan dari permukaan bagian dalam dinding luar, ke sumbu dinding bagian dalam di ruang non-sudut dan sudut

Lebar dan tinggi jendela, pintu:

sesuai dengan dimensi terkecil dalam cahaya

B13 Merancang suhu udara luar dan dalam ruangan

Untuk suhu luar ruangan yang dihitung t n, °С, bukan suhu rata-rata terendah dari periode lima hari terdingin yang diambil t 5 , °C, dan nilainya dengan keamanan 0,92.

Untuk mendapatkan nilai ini, periode lima hari terdingin dipilih di setiap tahun dari segmen yang dipertimbangkan P, tahun (dalam SNiP 23-01-99* periode 1925 hingga 1980-an). Nilai suhu yang dipilih dari periode lima hari terdingin t 5 peringkat dalam urutan menurun. Setiap nilai diberi nomor. t. keamanan Ke dalam kasus umum, dihitung dengan rumus

Periode tahun	Nama sebuah ruangan	Suhu udara,		Suhu yang dihasilkan,		Kelembaban relatif, %		Kecepatan udara, m/s
		optimal	dapat diterima	optimal	dapat diterima	optimal	dapat diterima, tidak lebih		optimal, tidak lebih	dapat diterima, tidak lebih
Dingin	Ruang tamu
	Hal yang sama, di daerah dengan suhu periode lima hari terdingin (keamanan 0,92) minus 31С
	Kamar mandi, kamar mandi gabungan
	Tempat istirahat dan belajar
	Koridor antar apartemen
	lobi, tangga
	Gudang
	Ruang tamu

B14 Kehilangan panas dengan infiltrasi udara. kehilangan panas tambahan. Karakteristik termal spesifik. n - koefisien yang diambil tergantung pada posisi permukaan luar struktur penutup dalam kaitannya dengan udara luar dan ditentukan menurut SNiP II-3-79 **;

- kehilangan panas tambahan dalam bagian dari kerugian utama, dengan mempertimbangkan:

a) untuk pagar vertikal dan miring luar ruangan yang berorientasi ke arah dari mana pada bulan Januari angin bertiup dengan kecepatan melebihi 4,5 m / s dengan frekuensi setidaknya 15% (menurut SNiP 2.01.01.-82) dalam jumlah 0,05 pada kecepatan angin hingga 5 m/s dan sebesar 0,10 pada kecepatan 5 m/s atau lebih; untuk desain tipikal, kerugian tambahan harus diperhitungkan sebesar 0,10 untuk lantai pertama dan kedua dan 0,05 untuk lantai ketiga;

b) untuk pagar vertikal dan miring eksternal bangunan bertingkat sebesar 0,20 untuk lantai pertama dan kedua; 0,15 - untuk yang ketiga; 0,10 - untuk lantai empat bangunan dengan 16 lantai atau lebih; untuk bangunan 10-15 lantai, kerugian tambahan harus diperhitungkan sebesar 0,10 untuk lantai pertama dan kedua dan 0,05 untuk lantai tiga.

Kehilangan panas untuk memanaskan udara yang menyusup

Kehilangan panas untuk memanaskan udara yang menyusup Q di , kW, dihitung untuk setiap ruangan berpemanas dengan satu atau jumlah besar jendela atau pintu balkon di dinding luar, berdasarkan kebutuhan untuk menyediakan pemanas udara luar dengan pemanas dalam jumlah pertukaran udara tunggal per jam sesuai dengan rumus

Q di =0,28 L inf*r*s( t di - t n )

Karakteristik termal spesifik suatu bangunan adalah aliran panas maksimum untuk memanaskan bangunan pada perbedaan suhu satu derajat Celcius antara lingkungan internal dan eksternal, disebut 1 meter kubik. m dari volume panas bangunan. Karakteristik termal spesifik aktual ditentukan oleh hasil pengujian atau oleh hasil pengukuran konsumsi energi panas aktual, dll. Karakteristik termal spesifik aktual dengan kehilangan panas bangunan yang diketahui sama dengan: q \u003d (Qzd / (Vout (tv - tn.p)), di mana Qzd adalah kehilangan panas yang dihitung oleh semua ruangan gedung, W; Vn adalah volume bangunan yang dipanaskan menurut pengukuran eksternal, cub.m. ; tv - suhu udara dalam ruangan, C; tn.p - suhu udara luar, C."

B15 Emisi berbahaya dari radiasi matahari dan sumber rumah tangga lainnya

Definisi pembuangan panas. Jenis utama pelepasan panas termasuk perolehan panas dari manusia, sebagai akibat dari transisi energi mekanik menjadi energi panas, dari peralatan yang dipanaskan, dari bahan pendingin dan barang-barang lain yang diimpor ke fasilitas produksi, dari sumber penerangan, dari produk pembakaran, dari radiasi matahari, dll.

Pelepasan panas oleh orang-orang tergantung pada energi yang dikeluarkan oleh mereka dan suhu udara di dalam ruangan. Data untuk pria diberikan dalam Tabel. 2.3. Emisi panas wanita adalah 85%, dan anak-anak - rata-rata 75% dari emisi panas pria.

B16 klasifikasi sistem pemanas. Pembawa panas

Sistem pemanas(CO) adalah kompleks elemen yang dirancang untuk menerima, mentransfer, dan mentransfer jumlah panas yang diperlukan ke ruangan yang dipanaskan. Setiap CO mencakup tiga elemen utama (Gbr. 6.1): pembangkit panas 1, yang berfungsi untuk mendapatkan panas dan mentransfernya ke pendingin; sistem pipa panas 2 untuk mengangkut pendingin melalui mereka dari generator panas ke pemanas; peralatan pemanas 3, mentransfer panas dari pendingin ke udara dan selungkup ruangan 4.

Sebagai pembangkit panas untuk CO, unit boiler pemanas dapat berfungsi, di mana bahan bakar dibakar, dan panas yang dilepaskan dipindahkan ke pendingin, atau penukar panas lainnya yang menggunakan pendingin selain CO.

Persyaratan SO:

- sanitasi dan higienis- memastikan suhu udara di dalam ruangan dan permukaan pagar eksternal yang disyaratkan oleh standar yang relevan;

- ekonomis– memastikan pengurangan biaya minimum untuk konstruksi dan operasi, konsumsi logam minimum;

- konstruksi– memastikan kepatuhan dengan keputusan arsitektur dan perencanaan dan instruktif bangunan;

- pemasangan- memastikan pemasangan dengan metode industri dengan penggunaan maksimum unit prefabrikasi terpadu dengan jumlah minimum ukuran standar;

- operasional- kesederhanaan dan kenyamanan pemeliharaan, manajemen dan perbaikan, keandalan, keamanan dan kebisingan operasi;

- estetis- kompatibilitas yang baik dengan dekorasi arsitektur interior ruangan, area minimum yang ditempati oleh CO.

Banyaknya kalor yang melewati suatu permukaan per satuan waktu disebut fluks panas Q, W .

Banyaknya kalor per satuan luas per satuan waktu disebut kerapatan fluks panas atau fluks panas spesifik dan mencirikan intensitas perpindahan panas.

(9.4)

Kerapatan fluks panas q, diarahkan sepanjang normal ke permukaan isotermal dalam arah yang berlawanan dengan gradien suhu, yaitu ke arah penurunan suhu.

Jika distribusi diketahui q di permukaan F, maka jumlah panas total Q melewati permukaan ini selama ini τ , dapat dicari dengan persamaan:

(9.5)

dan fluks panas:

(9.5")

Jika nilai q konstan di atas permukaan yang dipertimbangkan, maka:

(9.5")

hukum Fourier

hukum ini mengatur jumlah aliran panas ketika mentransfer panas melalui konduksi panas. Ilmuwan Perancis J.B. Fourier pada tahun 1807 ia menetapkan bahwa kerapatan fluks panas melalui permukaan isotermal sebanding dengan gradien suhu:

(9.6)

Tanda minus pada (9.6) menunjukkan bahwa fluks panas diarahkan dalam arah yang berlawanan dengan gradien suhu (lihat Gambar 9.1.).

Kerapatan fluks panas dalam arah yang berubah-ubah aku mewakili proyeksi ke arah fluks panas ini ke arah normal:

Koefisien konduktivitas termal

Koefisien λ , W/(m·K), dalam persamaan hukum Fourier secara numerik sama dengan kerapatan fluks panas ketika suhu turun satu Kelvin (derajat) per satuan panjang. Konduktivitas termal berbagai zat tergantung pada properti fisik. Untuk benda tertentu, nilai koefisien konduktivitas termal tergantung pada struktur benda, berat volumetriknya, kelembaban, komposisi kimia, tekanan, suhu. Dalam perhitungan teknis, nilai λ diambil dari tabel referensi, dan perlu untuk memastikan bahwa kondisi nilai koefisien konduktivitas termal yang diberikan dalam tabel sesuai dengan kondisi masalah yang dihitung.

Koefisien konduktivitas termal sangat bergantung pada suhu. Untuk sebagian besar bahan, seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, ketergantungan ini dapat dinyatakan dengan rumus linier:

(9.7)

di mana λ o - koefisien konduktivitas termal pada 0 °C;

β - koefisien suhu.

Koefisien konduktivitas termal gas, dan khususnya uap sangat bergantung pada tekanan. Nilai numerik dari koefisien konduktivitas termal untuk berbagai zat bervariasi pada rentang yang sangat luas - dari 425 W / (m K) untuk perak, hingga nilai orde 0,01 W / (m K) untuk gas. Hal ini dijelaskan oleh fakta bahwa mekanisme perpindahan panas dengan konduksi termal di berbagai lingkungan fisik berbeda.

Logam memiliki nilai tertinggi koefisien konduktivitas termal. Konduktivitas termal logam menurun dengan meningkatnya suhu dan menurun tajam dengan adanya pengotor dan elemen paduan. Jadi, konduktivitas termal tembaga murni adalah 390 W / (m K), dan tembaga dengan jejak arsenik adalah 140 W / (m K). Konduktivitas termal besi murni adalah 70 W / (m K), baja dengan 0,5% karbon - 50 W / (m K), baja paduan dengan 18% kromium dan 9% nikel - hanya 16 W / (m K).

Ketergantungan konduktivitas termal beberapa logam pada suhu ditunjukkan pada gambar. 9.2.

Gas memiliki konduktivitas termal yang rendah (dengan orde 0,01...1 W/(m K)), yang meningkat tajam dengan meningkatnya suhu.

Konduktivitas termal cairan memburuk dengan meningkatnya suhu. Pengecualiannya adalah air dan gliserin. Secara umum, konduktivitas termal dari cairan yang jatuh (air, minyak, gliserin) lebih tinggi daripada gas, tetapi lebih rendah dari konduktivitas termal. padatan dan terletak pada kisaran 0,1 hingga 0,7 W / (m K).

Beras. 9.2. Pengaruh suhu pada konduktivitas termal logam