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열유속을 결정하는 방법. 열 흐름은

열유속을 결정하는 방법. 열 흐름은

열 흐름

등온선을 통해 전달되는 열량 단위로 시각. T.p.의 차원은 권력의 차원과 일치한다. T.p.는 와트 또는 kcal / h (1 kcal / h \u003d 1.163 W)로 측정됩니다. T.p.는 단위를 나타냅니다. 등온 표면, 호출 밀도 T.p., 비트. 기타 또는 열부하; 일반적으로 q로 표시되며 W / m2 또는 kcal / (m2 h)로 측정됩니다. 밀도 T.p.는 벡터이며, 그 구성 요소는 단위로 전달되는 열의 양과 수치적으로 동일합니다. 단위 시간 취한 방향에 수직인 면적.

물리 백과사전. - M.: 소련 백과사전. . 1983 .

열 흐름

온도 구배와 반대 방향으로 향하고 abs가 동일한 벡터입니다. 등온선을 통과하는 열의 양. 단위 시간당 표면. 와트 또는 kcal / h (1 kcal / h \u003d 1.163 W)로 측정됩니다. T. p., 단위 등온 관련. 표면, 호출 밀도 T. p. 또는 비트. T. p., 기술 - 열부하. 유닛이 뛴다. T. p.는 W / m 2 및 kcal / (m 2 h)로 사용됩니다.

물리적 백과 사전. 5권으로. - M.: 소련 백과사전. 편집장 A. M. Prokhorov. 1988 .

다른 사전에 "HEAT FLOW"가 무엇인지 확인하십시오.

열 흐름- 열유속 - 단위 시간당 샘플을 통과하는 열의 양. [GOST 7076 99] 열 흐름 - 열교환 과정에서 전달되는 열 에너지의 흐름. [콘크리트와 철근콘크리트의 용어사전. FSUE… … 건축 자재의 용어, 정의 및 설명에 대한 백과사전

임의의 등온면을 통과하는 단위 시간당 열량 ... 큰 백과사전

- (a. 열 흐름, 열 흐름, 열 흐름 속도, n. Warmefluβ, Warmestromung, f. courant calorifique, flux de chaleur, i. corriente termico, torrente calorico, flujo termico) 등온을 통해 전달된 열의 양. 단위당 표면 ... ... 지질 백과사전

열 전달 과정에서 표면을 통해 전달되는 열의 양. 이것은 표면을 통해 전달되는 열의 양과 이 시간 간격의 비율인 T.p.의 밀도를 특징으로 합니다. 기술 백과사전

열 흐름- — [Ya.N. Luginsky, MS Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. 전기 공학 및 전력 공학의 영어 러시아어 사전, 모스크바, 1999] 전기 공학의 주제, 기본 개념 EN 열 전류열 흐름열 플럭스열 플럭스 ... 기술 번역가 핸드북

열유속 Q- W는 단위 시간당 건물 외피를 통과하는 열량입니다.

1. 균질한 벽. 균일한 벽 두께(그림 1-7), 일정한 열전도율을 고려하십시오. 일정한 온도는 벽의 외부 표면에서 유지됩니다. 온도는 x축 방향으로만 변합니다. 이 경우 온도 필드는 1차원이고 등온 표면은 평평하고 x축에 수직으로 위치합니다.

거리 x에서 두 개의 등온 표면으로 둘러싸인 벽 내부의 두께 레이어를 선택합니다. 이 경우에 대한 푸리에의 법칙[방정식 (1-1)]에 따라 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

밀도 열 흐름 q 고정 열 조건에서 각 섹션에서 일정하므로

적분 상수 C는 경계 조건, 즉 at 에 대해 결정됩니다. 이 값을 방정식 (b)에 대입하면 다음과 같습니다.

방정식 (c)에서 열유속 밀도 q의 알려지지 않은 값이 결정됩니다. 즉,

따라서 단위 시간당 벽면의 단위를 통해 전달되는 열의 양은 열전도 계수와 외부 표면의 온도차에 정비례하고 벽 두께에 반비례합니다.

식 (1-2)는 평평한 벽체의 열전도율 계산식이다. 네 가지 수량을 연결합니다. 및 . 세 가지를 알면 네 번째를 찾을 수 있습니다.

그 비율을 벽의 열전도율이라고 하고 그 역수를 열저항이라고 합니다. 후자는 단위 열유속 밀도당 벽의 온도 강하를 결정합니다.

발견 된 C 값과 열유속 밀도 q를 방정식 (b)에 대입하면 온도 곡선의 방정식을 얻습니다.

후자는 열전도 계수의 일정한 값에서 균질 벽의 온도가 선형 법칙에 따라 변한다는 것을 보여줍니다. 실제로는 온도 의존성으로 인해 열전도 계수가 가변적입니다. 이 상황을 고려하면 더 복잡한 다른 계산 공식을 얻습니다.

대부분의 재료에서 온도에 대한 열전도 계수의 의존성은 선형 특성을 갖습니다. 이 경우 평평한 벽에 대한 푸리에 법칙에 따라 다음을 얻습니다.

변수를 나누고 통합하면 다음을 얻습니다.

방정식 (e)에 변수의 경계 값을 대입하면

방정식 (h)에서 방정식 (g)를 빼면 다음을 얻습니다.

쌀. 1-7. 균질한 평평한 벽.

새로운 계산 공식(1-4)은 공식(1-2)보다 다소 복잡합니다. 거기에서 우리는 열전도율을 일정하고 평균값과 동일하게 취했습니다.

이 공식의 올바른 부분을 서로 동일시하면 다음과 같습니다.

따라서 벽 온도의 경계 값의 산술 평균에 의해 결정되면 공식 (1-2)와 (1-4)는 동일합니다.

온도에 대한 열전도 계수의 의존성을 고려하여 벽의 온도 곡선 방정식은 t에 대한 방정식 (e)를 풀고 (g)에서 값 C를 대체하여 얻습니다. 즉,

따라서 이 경우 벽 온도는 선형적으로 변화하지 않고 곡선을 따라 변화합니다. 또한 계수 b가 양수이면 곡선의 볼록성은 위쪽을 향하고 음수이면 아래쪽을 향합니다(그림 1-10 참조).

2. 다층 벽.

여러 개의 이질적인 층으로 구성된 벽을 다층이라고 합니다.

예를 들어, 주거용 건물의 벽은 주요 벽돌 층의 한쪽에는 내부 석고가 있고 다른쪽에는 외부 클래딩이 있습니다. 용광로, 보일러 및 기타 열 장치의 라이닝도 일반적으로 여러 층으로 구성됩니다.

쌀. 1-8. 다층 평면 벽.

벽이 3개의 이질적이지만 밀접하게 인접한 층으로 구성되도록 하십시오(그림 1-8). 두 번째 및 세 번째 레이어의 첫 번째 레이어의 두께입니다. 따라서, 층의 열전도 계수. 또한 벽의 외부 표면 온도가 알려져 있습니다. 표면 사이의 열 접촉은 이상적인 것으로 가정되며 접촉 지점의 온도를 로 표시합니다.

고정 영역에서 열유속 밀도는 일정하고 모든 레이어에 대해 동일합니다. 따라서 식 (1-2)를 기반으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

이 방정식에서 각 레이어의 온도 차이를 쉽게 결정할 수 있습니다.

각 층의 온도 차이의 합은 전체 온도 차이입니다. 연립방정식(m)의 왼쪽 부분과 오른쪽 부분을 더하면 다음을 얻습니다.

관계식 (n)에서 열유속 밀도 값을 결정합니다.

위와 유사하게 -layer 벽에 대한 계산 공식을 즉시 작성할 수 있습니다.

식 (1-6)에서 분모의 각 항은 층의 열저항을 나타내므로 식 (1-7)로부터 다층벽의 전체 열저항은 부분 열저항의 합과 같다는 것을 알 수 있다. .

쌀. 1-9. 중간 온도를 결정하기 위한 그래픽 방법.

방정식 (1-6)의 열유속 밀도 값을 방정식 (m)에 대입하면 미지의 온도 값을 얻습니다.

각 층 내부에서는 온도가 직선으로 변하지만, 다층벽 전체의 경우에는 파선이다(그림 1-8). 다층 벽의 알려지지 않은 온도 값은 그래픽으로 결정할 수도 있습니다(그림 1-9). 가로 좌표를 따라 어떤 규모로 플로팅 할 때 레이어의 순서대로 열 저항 값이 플롯되고 수직선이 복원됩니다. 그 극단에서도 임의적이지만 동일한 규모로 외부 온도 값이 표시됩니다.

결과 점 A와 C는 직선으로 연결됩니다. 이 선과 평균 수직선의 교차점은 원하는 온도 값을 제공합니다. 그런 빌드로. 따라서,

세그먼트 값을 대체하면 다음을 얻습니다.

비슷한 방법으로 우리는 다음을 증명합니다.

때로는 계산을 줄이기 위해 다층 벽을 단일 레이어(균일한) 두께로 계산합니다. 이 경우 관계식에서 결정되는 소위 등가 열전도율이 계산에 도입됩니다.

따라서 우리는 다음을 가지고 있습니다.

따라서 등가 열전도율은 열 저항 값과 개별 레이어의 두께에만 의존합니다.

다층 벽에 대한 계산 공식을 유도할 때 층이 서로 밀접하게 인접하고 이상적인 열 접촉으로 인해 다른 층의 접촉 표면이 동일한 온도를 갖는다고 가정했습니다. 그러나 표면이 거칠면 밀착이 불가능하고 층 사이에 공극이 생긴다. 공기의 열전도율은 작기 때문에 매우 얇은 틈이 있어도 다층벽의 등가 열전도율 감소에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 유사한 효과가 금속 산화물 층에 의해 발휘됩니다. 따라서 계산할 때 특히 다층 벽의 열전도율을 측정할 때 층 간의 접촉 밀도에 주의를 기울여야 합니다.

예 1-1. 벽 표면의 온도가 유지되는 경우 길이 5m, 높이 3m, 두께 250mm의 벽돌 벽을 통한 열 손실을 결정하십시오. 벽돌 A의 열전도 계수 = 0.6 W / (m ° C).

식 (1-2)에 따르면

예 1-2. 두께가 mm이고 온도차가 있을 때 열유속 밀도가 인 경우 벽 재료의 열전도 계수 값을 결정합니다.

I. 건물 외피를 통과하는 열유속 밀도 측정. GOST 25380-82.

열유속 - 단위 시간당 등온 표면을 통해 전달되는 열의 양. 열 흐름은 와트 또는 kcal / h (1 W \u003d 0.86 kcal / h)로 측정됩니다. 등온면의 단위당 열유속을 열유속 밀도 또는 열부하라고 합니다. 일반적으로 q로 표시되며 W / m2 또는 kcal / (m2 × h)로 측정됩니다. 열유속 밀도는 벡터이며, 그 구성 요소의 모든 구성 요소는 취한 구성 요소의 방향에 수직인 단위 면적을 통해 단위 시간당 전달되는 열의 양과 수치적으로 동일합니다.

건물 외피를 통과하는 열유속 밀도 측정은 GOST 25380-82 "건물 및 구조물. 건물 외피를 통과하는 열유속 밀도 측정 방법"에 따라 수행됩니다.

이 표준은 실험 연구 중 및 작동 조건에서 주거, 공공, 산업 및 농업 건물 및 구조물의 단층 및 다층 건물 외피를 통과하는 열유속 밀도를 결정하기 위한 통일된 방법을 설정합니다.

열유속 밀도는 열유속 변환기를 포함하는 특수 장치의 규모로 측정되거나 emf 측정 결과에서 계산됩니다. 사전 보정된 열유속 변환기에서.

열유속 밀도 측정 방식이 그림에 나와 있습니다.

1 - 둘러싸는 구조; 2 - 열 흐름 변환기; 3 - EMF 미터;

tv, tn - 내부 및 외부 공기의 온도;

τн, τв, τ"в - 각각 변환기 근처 및 아래의 둘러싸는 구조의 외부, 내부 표면 온도;

R1, R2 - 건물 외피 및 열유속 변환기의 열 저항;

q1, q2는 변환기 고정 전후의 열유속 밀도입니다.

Ⅱ. 적외선. 출처. 보호.

작업장에서 적외선으로부터 보호.

적외선(IR)의 근원은 가열된 물체이며, 그 온도는 방출되는 전자기 에너지의 강도와 스펙트럼을 결정합니다. 열 복사의 최대 에너지를 갖는 파장은 다음 공식에 의해 결정됩니다.

λmax = 2.9-103 / T [μm] (1)

여기서 T는 방사체의 절대 온도, K입니다.

적외선은 세 영역으로 나뉩니다.

단파(X = 0.7 - 1.4 미크론);

중파(k \u003d 1.4 - 3.0 미크론):

장파장(k = 3.0μm - 1.0mm).

적외선 범위의 전파는 주로 인체에 열적 영향을 미칩니다. 이 경우 최대 에너지의 강도와 파장을 고려해야 합니다. 방사 표면적; 작업일당 노출 기간 및 연속 노출 기간; 직장에서의 육체 노동 및 공중 이동의 강도; 작업복의 품질; 작업자의 개별 특성.

λ ≤ 1.4μm의 파장을 가진 단파 영역의 광선은 인체 조직에 수 센티미터까지 침투하는 능력이 있습니다. 이러한 적외선은 피부와 두개골을 통해 뇌조직으로 쉽게 침투하여 뇌세포에 영향을 주어 심각한 뇌손상을 일으킬 수 있으며 구토, 현기증, 피부혈관 확장, 혈압강하, 혈액순환 장애 등의 증상을 보입니다. 호흡, 경련, 때때로 의식 상실. 단파 적외선을 조사하면 폐, 신장, 근육 및 기타 기관의 온도 상승도 관찰됩니다. 혈액, 림프액, 뇌척수액, 특정 생물학적 활성 물질이 나타나고 위반이 있습니다. 대사 과정, 중추 신경계의 기능 상태가 변경됩니다.

파장 λ = 1.4 - 3.0 미크론인 중파 범위의 광선은 0.1 - 0.2 mm 깊이의 피부 표층에 유지됩니다. 따라서 신체에 대한 생리적 효과는 주로 피부 온도의 상승과 신체의 발열로 나타납니다.

인간 피부 표면의 가장 강렬한 가열은 λ > 3 µm의 IR 복사에서 발생합니다. 그 영향으로 심혈관 및 호흡기 계통의 활동과 신체의 열 균형이 붕괴되어 열사병을 유발할 수 있습니다.

열복사 강도는 사람의 주관적인 방사 에너지 감각에 따라 조절된다. GOST 12.1.005-88에 따르면 기술 장비 및 조명 기구의 가열된 표면에서 작업자의 열 노출 강도는 다음을 초과해서는 안 됩니다. 신체 표면의 50% 이상에 노출되는 35W/m2; 신체 표면의 25~50%에 노출되었을 때 70 W/m2; 신체 표면의 25% 이하를 조사할 때 100 W/m2. 오픈 소스(가열된 금속 및 유리, 화염)에서 열 노출의 강도는 신체 표면의 25% 이하에 노출되고 안면 보호 및 눈.

이 표준은 또한 작업 영역에서 장비의 가열된 표면 온도를 45°C를 초과해서는 안 되는 온도로 제한합니다.

내부 온도가 100℃에 가까운 장비의 표면 온도는 35℃를 초과해서는 안 됩니다.

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

적외선에 대한 주요 보호 유형은 다음과 같습니다.

1. 시간 보호;

2. 거리 보호;

3. 뜨거운 표면의 차폐, 단열 또는 냉각

4. 인체의 열전달 증가;

5. 개인 보호 장비

6. 열원 제거.

시간 보호는 방사선 영역에서 작동하는 방사선이 소비하는 시간을 제한합니다. IR 방사선의 작용 영역에 사람이 머무르는 안전한 시간은 강도 (플럭스 밀도)에 따라 다르며 표 1에 따라 결정됩니다.

1 번 테이블

IR 방사선 영역에서 사람들의 안전한 체류 시간

안전 거리는 작업 영역에서의 체류 기간과 IR 방사선의 허용 밀도에 따라 공식 (2)에 의해 결정됩니다.

IR 복사의 힘은 디자인 및 기술 솔루션 (제품 가열 모드 및 방법 교체 등)과 가열 표면을 단열재로 코팅하여 줄일 수 있습니다.

세 가지 유형의 화면이 있습니다.

불투명체;

· 투명한;

투명한.

불투명한 화면에서 에너지 전자기 진동, 화면의 물질과 상호 작용하여 열로 바뀝니다. 이 경우 화면이 뜨거워지고 가열 된 몸체와 마찬가지로 열 복사원이됩니다. 소스 반대편에 있는 스크린 표면의 복사는 조건부로 소스의 투과된 복사로 간주됩니다. 불투명 스크린에는 금속, 알파(알루미늄 호일), 다공성(발포 콘크리트, 발포 유리, 팽창 점토, 부석), 석면 등이 포함됩니다.

투명 스크린에서 방사선은 기하학적 광학 법칙에 따라 내부로 전파되어 스크린을 통한 가시성을 보장합니다. 이 스크린은 다양한 종류의 유리로 만들어졌으며 필름 워터 커튼(유리를 따라 흐르는 무료)도 사용됩니다.

반투명 화면은 투명 화면과 불투명 화면의 속성을 결합합니다. 여기에는 금속 메쉬, 체인 커튼, 금속 메쉬로 강화된 유리 스크린이 포함됩니다.

· 열 반사;

· 열 흡수;

방열.

각 화면에는 열을 반사, 흡수 및 제거하는 기능이 있기 때문에 이 구분은 다소 임의적입니다. 한 그룹 또는 다른 그룹에 대한 화면 할당은 해당 능력 중 어느 것이 더 발음되는지에 따라 결정됩니다.

열 반사 스크린은 표면 흑색도가 낮기 때문에 반대 방향으로 입사하는 복사 에너지의 상당 부분을 반사합니다. Alfol, 판금 알루미늄, 아연 도금 강판은 열 반사 재료로 사용됩니다.

열 흡수 스크린은 높은 열 저항(낮은 열전도율)을 가진 재료로 만들어진 스크린이라고 합니다. 내화 및 단열 벽돌, 석면 및 슬래그 울이 열 흡수 재료로 사용됩니다.

열 제거 스크린으로는 워터 커튼이 가장 널리 사용되며 필름 형태로 자유롭게 떨어지거나 다른 스크린 표면(예: 금속)을 관수하거나 유리 또는 금속으로 만든 특수 케이싱에 둘러싸여 있습니다.

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

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

q3은 보호 기능을 사용하는 IR 복사의 자속 밀도, W/m2입니다.

t는 보호 장치를 사용하지 않은 IR 복사 온도, °С입니다.

t3는 보호 기능을 사용하는 IR 복사 온도, °С입니다.

작업자에게 직접 향하는 공기 흐름은 작업자의 신체에서 열 제거를 증가시킵니다. 환경. 공기 유량의 선택은 수행되는 작업의 심각성과 적외선의 강도에 따라 다르지만 이 경우 작업자는 불편함(예: 이명)을 경험하므로 5m/s를 초과해서는 안 됩니다. 에어샤워의 효과는 작업장으로 보내지는 공기를 식혀주거나 미세하게 분사된 물을 섞어주면(물-에어샤워) 효과가 높아집니다.

개인 보호 장비로는 면과 모직물로 만든 작업복, 금속 코팅(적외선을 90%까지 반사)이 있는 천을 사용합니다. 고글, 특수 안경이있는 방패는 눈을 보호하도록 설계되었습니다 - 황록색 또는 파란색의 광 필터.

치료 및 예방 조치는 합리적인 일과 휴식 체제의 조직을 제공합니다. 작업 휴식 시간과 빈도는 IR 방사선의 강도와 작업의 심각성에 따라 결정됩니다. 직업병 예방을 위해 정기 검진과 함께 건강 검진을 실시하고 있습니다.

III. 사용된 악기.

건물 외피를 통과하는 열유속의 밀도를 측정하고 열 차폐물의 특성을 확인하기 위해 당사 전문가들은 시리즈의 장치를 개발했습니다.

적용 분야:

IPP-2 시리즈의 장치는 건설, 과학 기관, 다양한 에너지 시설 및 기타 여러 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

다양한 재료의 단열 특성을 나타내는 지표인 열유속 밀도 측정은 다음 위치에서 IPP-2 시리즈 장치를 사용하여 수행됩니다.

둘러싸는 구조의 테스트;

물 가열 네트워크의 열 손실 결정;

대학에서 실험실 작업 수행 ( "생명 안전", "산업 생태"과 같은 부서).

그림은 "작업 영역의 공기 매개변수 결정 및 열 영향으로부터 보호" BZhZ 3(Intos + LLC에서 제조)의 프로토타입 스탠드를 보여줍니다.

스탠드에는 가정용 반사경 형태의 열 방사원이 포함되어 있으며 그 앞에 다양한 재료 (직물, 금속 시트, 체인 세트 등)로 만들어진 열 차폐 장치가 설치되어 있습니다. 방 모델 내부에서 다양한 거리의 스크린 뒤에 열유속 밀도를 측정하는 IPP-2 장치가 배치됩니다. 팬이 있는 배기 후드가 룸 모델 위에 배치됩니다. 측정 장치 IPP-2에는 실내 공기 온도를 측정할 수 있는 추가 센서가 있습니다. 따라서 스탠드 BZhZ 3을 사용하면 다양한 유형의 열 보호 및 국소 환기 시스템의 효과를 정량화할 수 있습니다.

스탠드를 사용하면 소스까지의 거리에 따른 열복사 강도를 측정하여 다양한 재료로 만들어진 스크린의 보호 특성의 효과를 결정할 수 있습니다.

IV. IPP-2 장치의 작동 원리 및 설계.

구조적으로 장치의 측정 장치는 플라스틱 케이스로 만들어집니다.

장치의 작동 원리는 "보조 벽"의 온도 차이 측정을 기반으로 합니다. 온도차의 크기는 열유속 밀도에 비례합니다. 온도 차이는 "보조 벽" 역할을 하는 프로브 플레이트 내부에 위치한 테이프 열전대를 사용하여 측정됩니다.

작동 모드에서 장치는 선택한 매개변수의 주기적 측정을 수행합니다. 열유속 밀도와 온도를 측정하는 모드와 배터리 충전량을 0% ... 100% 비율로 표시하는 모드 간에 전환이 이루어집니다. 모드 간에 전환할 때 선택한 모드의 해당 비문이 표시기에 표시됩니다. 이 장치는 또한 시간을 기준으로 비휘발성 메모리에 측정된 값을 주기적으로 자동 기록할 수 있습니다. 통계 기록 활성화/비활성화, 기록 매개변수 설정, 누적 데이터 읽기는 주문에 따라 공급되는 소프트웨어를 사용하여 수행됩니다.

특징:

소리 및 빛 경보에 대한 임계값을 설정할 수 있습니다. 임계값은 해당 값의 허용 가능한 변화의 상한 또는 하한입니다. 상한 또는 하한 임계값을 위반하면 장치가 이 이벤트를 감지하고 표시기에 LED가 켜집니다. 장치가 적절하게 구성된 경우 임계값 위반에는 가청 신호가 수반됩니다.

· RS 232 인터페이스에서 측정된 값을 컴퓨터로 전송.

이 장치의 장점은 최대 8개의 서로 다른 열 흐름 프로브를 장치에 교대로 연결할 수 있다는 것입니다. 각 프로브(센서)에는 고유한 개별 보정 계수(변환 계수 Kq)가 있어 열유속에 비해 센서의 전압이 얼마나 변하는지 보여줍니다. 이 계수는 열유속의 현재 측정값을 결정하는 프로브의 교정 특성을 구성하기 위해 기기에서 사용됩니다.

열유속 밀도 측정을 위한 프로브 수정:

열유속 프로브는 GOST 25380-92에 따라 표면 열유속 밀도를 측정하도록 설계되었습니다.

열 흐름 프로브의 모양

1. 스프링이 있는 PTP-ХХХП 프레스형 열유속 프로브는 다음과 같이 수정할 수 있습니다(열유속 밀도 측정 범위에 따라 다름).

— PTP-2.0P: 10 ~ 2000W/m2;

— PTP-9.9P: 10 ~ 9999 W/m2.

2. 유연한 케이블 PTP-2.0에 "동전" 형태의 열 흐름 프로브.

열유속 밀도 측정 범위: 10 ~ 2000 W/m2.

온도 프로브 수정:

온도 프로브의 모양

1. 침수 열전대 TPP-A-D-L은 Pt1000 서미스터(저항 열전대) 기반 열전대와 XА 열전대(전기 열전대) 기반 열전대 ТХА-А-D-L은 벌크 재료뿐만 아니라 다양한 액체 및 기체 매체의 온도를 측정하도록 설계되었습니다.

온도 측정 범위:

- 상공 회의소 및 Industry-A-D-L: -50 ~ +150 °С;

- ТХА-А-D-L의 경우: -40 ~ +450 °С.

치수:

- D(직경): 4, 6 또는 8mm;

- L(길이): 200 ~ 1000mm.

2. 열전대 ТХА-А-D1/D2-LP는 XА 열전대(전기 열전대)를 기반으로 하여 평평한 표면의 온도를 측정하도록 설계되었습니다.

치수:

- D1("금속 핀"의 직경): 3mm;

- D2(베이스 직경 - "패치"): 8mm;

- L("금속 핀"의 길이): 150mm.

3. XА 열전대(전기 열전대) 기반 열전대 ТХА-А-D-LC는 원통형 표면의 온도를 측정하도록 설계되었습니다.

온도 측정 범위: -40 ~ +450 °С.

치수:

- D(직경) - 4mm;

- L("금속 핀"의 길이): 180mm;

- 테이프 너비 - 6mm.

매체의 열 부하 밀도를 측정하기 위한 장치의 전달 세트에는 다음이 포함됩니다.

2. 열유속 밀도 측정용 프로브.*

3. 온도 프로브.*

4. 소프트웨어.**

5. 개인용 컴퓨터에 연결하기 위한 케이블. **

6. 교정 증명서.

7. IPP-2 장치의 사용 설명서 및 여권.

8. 열전 변환기(온도 프로브)용 여권.

9. 열유속 밀도 프로브용 여권.

10. 네트워크 어댑터.

* - 측정 범위 및 프로브 디자인은 주문 단계에서 결정됩니다.

** - 직위는 특별 주문으로 전달됩니다.

V. 장치 작동 준비 및 측정.

작업을 위해 장치를 준비합니다.

포장에서 장치를 꺼냅니다. 장치를 추운 곳에서 따뜻한 방으로 가져오면 장치를 실온으로 2시간 동안 워밍업해야 합니다. 4시간 이내에 배터리를 완전히 충전하십시오. 측정할 장소에 프로브를 놓습니다. 프로브를 기기에 연결합니다. 장치를 개인용 컴퓨터와 함께 작동하려면 연결 케이블을 사용하여 장치를 컴퓨터의 자유 COM 포트에 연결해야 합니다. 네트워크 어댑터를 장치에 연결하고 설명에 따라 소프트웨어를 설치합니다. 버튼을 짧게 눌러 장치를 켭니다. 필요한 경우 단락 2.4.6에 따라 장치를 조정하십시오. 운영 매뉴얼. 개인용 컴퓨터로 작업할 때 2.4.8항에 따라 장치의 네트워크 주소와 환율을 설정하십시오. 운영 매뉴얼. 측정을 시작합니다.

아래는 "작업" 모드에서 전환하는 다이어그램입니다.

건물 외피의 열 테스트 중 측정 준비 및 수행.

1. 열유속 밀도의 측정은 원칙적으로 건물 및 구조물의 둘러싸는 구조물 내부에서 수행됩니다.

표면의 안정적인 온도가 유지된다면 내부(공격적인 환경, 공기 매개변수의 변동)에서 측정할 수 없는 경우 둘러싸는 구조 외부에서 열유속 밀도를 측정할 수 있습니다. 열 전달 조건의 제어는 온도 프로브와 열유속 밀도 측정 수단을 사용하여 수행됩니다: 10분 동안 측정할 때. 측정값은 계측기의 측정 오차 내에 있어야 합니다.

2. 표면적은 국부 또는 평균 열유속 밀도를 측정할 필요성에 따라 전체 테스트된 건물 외피에 대해 특정하거나 특성적으로 선택됩니다.

측정을 위해 둘러싸는 구조에서 선택한 영역은 동일한 재료, 동일한 처리 및 표면 조건의 표면 층이 있어야 하고 복사 열 전달에 대해 동일한 조건이 있어야 하며 방향 및 값을 변경할 수 있는 요소에 근접하지 않아야 합니다. 열 흐름의.

3. 열유속 변환기가 설치된 둘러싸는 구조의 표면적은 육안으로 볼 수 있고 만질 수 있는 거칠기가 제거될 때까지 청소됩니다.

4. 변환기는 전체 표면에 걸쳐 둘러싸는 구조로 단단히 눌러지고 이 위치에 고정되어 모든 후속 측정 동안 연구 영역의 표면과 열유속 변환기의 일정한 접촉을 보장합니다.

트랜스듀서를 인클로징 구조와 장착할 때 에어 갭의 형성이 허용되지 않습니다. 이를 배제하기 위해 측정 부위의 표면에 테크니컬 바셀린을 얇게 도포하여 표면의 요철을 덮습니다.

변환기는 석고, 공업용 바셀린, 플라스틱, 스프링이 있는 막대 및 측정 영역에서 열유속의 왜곡을 배제하는 기타 수단의 솔루션을 사용하여 측면을 따라 고정할 수 있습니다.

5. 열유속 밀도의 작동 측정 동안 변환기의 느슨한 표면은 재료 층으로 접착되거나 표면 층의 재료와 0.1의 차이로 같거나 유사한 방사율을 가진 페인트로 칠해집니다. 둘러싸는 구조.

6. 열유속 값에 대한 관찰자의 영향을 배제하기 위해 판독 장치는 측정 장소 또는 인접한 방에서 5-8m 떨어진 곳에 위치합니다.

7. 주변 온도에 제한이 있는 EMF 측정 장치를 사용할 때 이러한 장치의 작동에 적합한 공기 온도의 실내에 배치하고 열유속 변환기를 연장선을 사용하여 연결합니다.

제7항에 있어서, 장치에 새로운 온도 체제를 설정하기 위해 장치의 필요한 노출 시간을 고려하는 것을 포함하여, 대응하는 장치에 대한 작동 지침에 따라 작동하도록 준비되는 것을 특징으로 하는 장비.

측정 준비 및 수행

(실험실 작업 "적외선에 대한 보호 수단 연구"의 예에 대한 실험실 작업 중).

IR 소스를 소켓에 연결합니다. IR 방사 소스(상단 부분)와 IPP-2 열유속 밀도계를 켭니다.

열유속 밀도계의 헤드를 IR 방사원에서 100mm 떨어진 곳에 설치하고 열유속 밀도(3~4회 측정의 평균값)를 결정합니다.

자를 따라 삼각대를 수동으로 움직여서 측정 헤드를 표 1과 같은 방사선원으로부터의 거리에 두고 측정을 반복한다. 측정 데이터를 표 1과 같은 형식으로 입력합니다.

거리에 대한 IR 자속 밀도의 의존성 그래프를 작성하십시오.

단락에 따라 측정을 반복합니다. 1 - 3 테이블의 형태로 입력할 측정 데이터가 다른 1. 각 화면의 거리에 대한 IR 방사선의 자속 밀도 의존성 그래프를 구성합니다.

표 양식 1

공식 (3)에 따라 스크린의 보호 조치의 효과를 평가하십시오.

보호 스크린을 설치하고(교사의 지시에 따라) 진공 청소기의 넓은 브러시를 그 위에 놓습니다. 배기 환기 장치를 시뮬레이션하여 공기 흡입 모드에서 진공 청소기를 켜고 2-3분 후에(스크린 열 체제가 설정된 후) 단락 3과 동일한 거리에서 열 복사의 강도를 결정합니다. 공식 (3)을 사용하여 결합된 열 보호의 효과.

배기 환기 모드에서 주어진 스크린의 거리에 대한 열복사 강도의 의존성은 일반 그래프에 표시되어야 합니다(항목 5 참조).

공식 (4)를 사용하여 배기 환기가 있거나 없는 주어진 스크린의 온도를 측정하여 보호 효과를 결정합니다.

배기 환기 보호의 효과와 그렇지 않은 경우의 그래프를 구성하십시오.

진공 청소기를 송풍기 모드로 전환하고 전원을 켭니다. 공기 흐름을 주어진 보호 스크린의 표면으로 향하게 하여(샤워 모드) 단락에 따라 측정을 반복합니다. 7 - 10. 단락의 측정 결과를 비교합니다. 7-10.

랙 중 하나에 진공 청소기의 호스를 고정하고 "송풍기" 모드에서 진공 청소기를 켜서 공기 흐름을 열 흐름에 거의 수직(약간 방향)으로 향하게 합니다. 즉, 에어 커튼을 모방합니다. IPP-2 미터를 사용하여 "송풍기"가 있거나 없는 적외선 복사의 온도를 측정합니다.

공식 (4)에 따라 "송풍기" 보호 효율의 그래프를 구성하십시오.

VI. 측정 결과 및 해석

("적외선에 대한 보호 수단 연구"라는 주제에 대한 실험실 작업의 예 중 하나에서 기술 대학모스크바).

테이블. 전기 벽난로 EXP-1,0/220. 교체 가능한 스크린을 배치하기 위한 랙. 측정 헤드 설치용 랙. 열유속 밀도계 IPP-2M. 자. 진공 청소기 태풍-1200.

IR 방사선 q의 강도(플럭스 밀도)는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

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

여기서 S는 방사 표면의 면적, m2입니다.

T는 복사 표면의 온도, K입니다.

r은 방사선 소스로부터의 거리, m입니다.

IR 방사선에 대한 가장 일반적인 보호 유형 중 하나는 방출 표면을 차폐하는 것입니다.

세 가지 유형의 화면이 있습니다.

불투명체;

· 투명한;

투명한.

작동 원리에 따라 화면은 다음과 같이 나뉩니다.

· 열 반사;

· 열 흡수;

방열.

1 번 테이블

스크린 E의 도움으로 열 복사에 대한 보호 효과는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

E \u003d (q - q3) / q

여기서 q는 보호되지 않은 IR 복사 플럭스 밀도, W/m2입니다.

q3은 보호를 사용한 IR 복사 플럭스의 밀도, W/m2입니다.

보호 스크린의 유형(불투명):

1. 혼합 스크린 - 연쇄 메일.

이메일 = (1550 - 560) / 1550 = 0.63

2. 표면이 검게 변한 금속 스크린.

이 알+커버 = (1550 - 210) / 1550 = 0.86

3. 열반사 알루미늄 스크린.

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

각 화면의 거리에 대한 IR 플럭스 밀도의 의존성을 플로팅해 보겠습니다.

보호 없음

우리가 볼 수 있듯이 화면의 보호 조치의 효과는 다양합니다.

1. 혼합 스크린의 최소 보호 효과 - 연쇄 우편 - 0.63;

2. 표면이 검게 변한 알루미늄 스크린 - 0.86;

3. 열반사 알루미늄 스크린은 0.99의 보호 효과가 가장 큽니다.

건물 외피 및 구조물의 열 성능을 평가하고 외부 건물 외피를 통해 실제 열 소비를 설정할 때 다음과 같은 주요 규제 문서가 사용됩니다.

· GOST 25380-82. 건물 외피를 통과하는 열유속의 밀도를 측정하는 방법입니다.

적외선에 대한 다양한 보호 수단의 열 성능을 평가할 때 다음과 같은 주요 규제 문서가 사용됩니다.

· GOST 12.1.005-88. SSBT. 작업 영역 공기. 일반 위생 및 위생 요구 사항.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. 적외선에 대한 보호 수단. 분류. 일반 기술 요구 사항.

· GOST 12.4.123-83 “노동 안전 표준 시스템. 적외선에 대한 집단 보호 수단. 일반 기술 요구 사항".

1에서 열전달의 종류

열전달 이론은 열전달 과정의 과학입니다. 열전달은 여러 간단한 과정으로 나눌 수 있는 복잡한 과정입니다. 근본적으로 서로 다른 세 가지 기본 열 전달 과정(열전도도, 대류 및 열복사)이 있습니다.

열 전도성- 에너지 교환과 함께 물질 입자(분자, 원자, 자유 전자)의 직접적인 접촉(충돌)으로 발생합니다. 기체 및 액체의 열전도율은 무시할 수 있습니다. 고체의 열전도 과정은 훨씬 더 집중적으로 진행됩니다. 열전도율이 낮은 몸체를 단열재라고 합니다.

전달- 액체와 기체에서만 발생하며 액체나 기체 입자의 이동과 혼합으로 인한 열 전달을 나타냅니다. 대류는 항상 열전도를 동반합니다.

액체 또는 기체 입자의 움직임이 밀도의 차이(온도 차이로 인한)에 의해 결정되는 경우 이러한 움직임을 자연 대류라고 합니다.

액체나 기체가 펌프, 팬, 이젝터 및 기타 장치에 의해 움직이는 경우 이러한 움직임을 강제 대류라고 합니다. 이 경우 열교환은 자연 대류보다 훨씬 더 집중적으로 발생합니다.

열복사복잡한 분자 및 원자 섭동으로 인한 전자기파에 의해 한 몸체에서 다른 몸체로 열이 전달되는 것으로 구성됩니다. 전자기파는 신체의 표면에서 모든 방향으로 전파됩니다. 도중에 다른 물체를 만나면 복사 에너지가 부분적으로 흡수되어 다시 열로 바뀔 수 있습니다(온도 상승).

B2 푸리에 법칙과 열전도율

푸리에는 고체의 열 전파 과정을 연구하여 다음을 실험적으로 확립했습니다. 전달된 열의 양은 온도, 시간 및 열 전파 방향에 수직인 단면적의 강하에 비례합니다..

전달된 열의 양이 단면 단위와 시간 단위에 기인하는 경우 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

식 (1.6)은 열전도의 기본 법칙의 수학적 표현입니다. 푸리에 법칙. 이 법칙은 열전도 과정에 대한 모든 이론 및 실험 연구의 기초가 됩니다. 빼기 기호는 열유속 벡터가 온도 구배와 반대 방향으로 향함을 나타냅니다.

열전도율 계수

비례 승수  방정식 (1.6)에서 열전도 계수입니다. 그것은 신체의 물리적 특성과 열 전도 능력을 특징으로 합니다.

(1.7)

값  온도 구배가 1인 등온 표면의 단위 면적을 통해 단위 시간당 통과하는 열의 양입니다.

을 위한 다양한 물질열전도 계수는 다르며 물질의 특성, 구조, 습도, 불순물의 존재, 온도 및 기타 요인에 따라 다릅니다. 실제 계산에서 건축 자재의 열전도 계수는 SNiP II-3-79 ** "건축 열 공학"의 일부로 간주되어야 합니다.

예를 들어:

가스용 -  = 0.0050.5 [W/mC]

액체용 -  = 0.080.7 [W/mC]

건축 자재 및 단열재 -  = 0.023.0 [W/mC]

금속용 -  = 20400 [W/mC]

B3 열전도율

열전도율은 신체의 입자(원자, 분자, 전자 등)를 무작위로 이동하여 수행되는 신체의 더 가열된 부분(또는 몸체)에서 덜 가열된 부분(또는 몸체)으로 내부 에너지를 전달하는 과정입니다. 이러한 열전달은 온도 분포가 불균일한 모든 몸체에서 발생할 수 있지만 열 전달 메커니즘은 물질의 응집 상태에 따라 다릅니다.

열전도율은 신체가 열을 전도하는 능력의 정량적 특성이라고도 합니다. 열 회로와 전기 회로를 비교하면 이것은 전도도와 유사합니다.

열을 전도하는 물질의 능력은 다음과 같은 특징이 있습니다. 열전도율 계수(열전도율). 수치적으로, 이 특성은 단위 온도 구배에서 단위 시간(초)당 두께 1m, 면적 1m2의 샘플을 통과하는 열의 양과 같습니다.

역사적으로 열 에너지의 전달은 한 몸에서 다른 몸으로의 열량 흐름과 관련이 있다고 믿어졌습니다. 그러나 이후의 실험, 특히 시추 중 대포 배럴의 가열은 독립적인 유형의 물질로서 칼로리가 존재한다는 사실을 반증했습니다. 따라서 현재 열전도도 현상은 물체가 열역학적 평형에 가까운 상태를 차지하려는 욕구로 인한 것으로 여겨지며, 이는 온도의 균등화로 표현됩니다.

실제로는 분자의 대류와 복사의 침투로 인한 열전도도 고려해야 합니다. 예를 들어, 진공이 완전히 비열적일 때 열은 복사에 의해 전달될 수 있습니다(예: 태양, 적외선 복사 설비). 그리고 기체 또는 액체는 가열되거나 냉각된 층을 독립적으로 또는 인공적으로(예: 헤어드라이어, 가열 팬) 교환할 수 있습니다. 또한 압축 매체에서 서브미크론 간격을 통해 한 고체에서 다른 고체로 포논을 "점프"하는 것이 가능합니다. 이는 간격이 이상적인 진공일지라도 음파와 열의 전파에 기여합니다.

B4대류 열전달대류 열 전달은 액체와 기체를 떨어뜨리는 움직이는 매체에서만 발생할 수 있습니다. 일반적으로 이동 매체는 물질의 응집 상태에 관계없이 조건부로 액체라고합니다.

열 흐름 큐 , W는 대류 열 전달 동안 전달되며 Newton-Richmann 공식에 의해 결정됩니다.

큐 =  에프 ( 티 그리고 - 티 ) , (2.1)

어디:  - 열전달 계수, W / m 2 С;

에프 - 열교환 표면적, m 2;

티 그리고 그리고 티 액체와 벽면의 온도는 각각 С입니다.

온도차 ( 티 그리고 - 티 ) 때때로 호출 온도차.

열전달 계수는 1С의 온도차에서 단위 시간당 단위 표면을 통해 대류에 의해 전달되는 열의 양을 특성화하며 치수는 [J/sm 2 С] 또는 [W/m 2 С].

또는 운동학(  =  /  ), 체적 팽창 계수  ;

유체 속도 승 ;

유체 및 벽 온도 티 그리고 그리고 티 ;

세척된 벽의 모양 및 선형 치수( 에프 , 엘 1 열전달 계수의 값은 다음과 같은 많은 요인에 따라 달라집니다.

유체 이동의 특성(모드)(층 또는 난류);

운동의 성격(자연적 또는 강제적);

움직이는 매체의 물리적 특성 - 열전도 계수  , 밀도  , 열용량 와 함께 , 동점도 계수(  ), 엘 2 ,...).

따라서 일반적으로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.  = 에프 (w,  ,와 함께,  ,  ,  , 티 그리고 , 티 ,에프 ,엘 1 ,엘 2 ,...). (2.2)

Nusselt 기준. 대류에 의한 열 전달 강도의 비율을 설정합니다(  ) 및 열전도율(  ) 고체-액체 인터페이스에서: 누 =  엘 /  . (2.3)

프란틀 기준. 액체의 열 전달 메커니즘을 특성화합니다(액체의 물리적 특성에 따라 다름). 홍보 =  / ㅏ =  씨  /  . (2.4)

값 ㅏ =  / 씨  이라고 열확산율.

레이놀즈 기준. 유체에서 관성력과 점성력의 비율을 설정하고 유체 운동의 유체역학적 영역을 특성화합니다. R=V*l/nu 답장 = wl /  .

~에 답장 <2300 режим движения ламинарный, при 답장 >10 4 - 난기류, 2300에서<답장 <10 4 режим движения переходной от ламинарного к турбулентному.

그라쇼프 기준. 유체 밀도와 점성력의 차이로 인해 발생하는 양력의 비율을 특성화합니다. 밀도의 차이는 부피에서 액체의 온도 차이로 인한 것입니다. 그르 = 글 3  티  /  2 .

위에 주어진 모든 방정식에서 값은 엘 – 특성 크기, m.

유사도 수와 관련된 방정식을 기준 방정식이라고 하며 일반적으로 다음과 같이 작성됩니다. 누 = 에프 ( 답장 , 그르 , 홍보 ) . (2.7)

강제 유체 운동을 통한 대류 열전달의 기준 방정식은 다음과 같은 형식을 갖습니다. 누 = CRE 중 그르 N 홍보 피 . (2.8)

그리고 매체의 자유로운 움직임으로: 누 = dgr 케이 홍보 아르 자형 . (2.9)

이 방정식에서 비례 계수 씨 그리고 디 , 및 유사성 기준에 따른 지수 중 , N , 피 , 케이 그리고 아르 자형 실험적으로 확립되었습니다.

B5 복사열 전달

복사 에너지의 운반체는 파장이 다른 전자기 진동입니다. 절대 영도 이외의 온도를 가진 모든 물체는 전자기파를 방출할 수 있습니다. 방사선은 원자 내 과정의 결과입니다. 다른 물체에 부딪힐 때 복사 에너지는 부분적으로 흡수되고 부분적으로 반사되고 부분적으로는 신체를 통과합니다. 인체에 입사되는 에너지의 양에서 흡수, 반사, 전달되는 에너지의 비율을 각각 표시 ㅏ , 아르 자형 그리고 디 .

그것은 분명하다 ㅏ +아르 자형 +디 =1.

만약 아르 자형 =디 =0이면 그러한 몸체가 호출됩니다. 절대적으로 검은.

몸의 반사율이 높으면 아르 자형 \u003d 1 및 반사는 기하학적 광학의 법칙을 준수합니다 (즉, 빔의 입사각은 반사 각도와 동일). 그런 다음 이러한 몸체는 호출됩니다. 미러링. 반사 에너지가 가능한 모든 방향으로 흩어지면 그러한 몸체를 호출합니다. 절대적으로 흰색.

신체 디 =1 호출됨 절대적으로 투명한(투열).

열복사 법칙

플랑크의 법칙흑체의 단색 복사의 표면 자속 밀도의 의존성을 설정합니다. 이자형 0  파장에서  그리고 절대온도 티 .

스테판-볼츠만 법칙. 실험적으로(1879년 I. Stefan) 그리고 이론적으로(1881년 L. Boltzmann) 절대 흑체의 고유 적분 복사의 자속 밀도는 이자형 0 절대 온도의 4승에 정비례합니다. 즉:

어디  0 - 스테판-볼츠만 상수, 5.6710 -8 W/m 2 K 4와 동일

에서 0 - 5.67 W / m 2 K 4와 동일한 절대 흑체의 방사율.

위의 모든 방정식에서 인덱스 "0"은 완전히 흑체를 고려하고 있음을 의미합니다. 실제 몸은 항상 회색입니다. 태도  =씨/씨 0 몸의 흑색도라고 하며 0에서 1까지 다양합니다.

회색 물체에 적용될 때 Stefan-Boltzmann 법칙은 다음과 같은 형식을 취합니다. (2.11)

흑도 값  주로 신체의 특성, 온도 및 표면 상태(매끄럽거나 거친)에 따라 다릅니다.

램버트의 법칙. 단위 표면당 최대 복사는 법선 방향으로 발생합니다. 만약 큐 N 는 표면에 법선을 따라 방출되는 에너지의 양이며, 큐  - 각을 이루는 방향으로  그러면 Lambert의 법칙에 따라 정규식으로 다음과 같이 됩니다. 큐  = 큐 N  코사인  . (2.12)

키르히호프의 법칙. 본체 방사율 이자형 그 흡수력에 하지만 모든 물체에 대해 동일하고 흑체의 방사율과 동일 이자형 0 같은 온도에서: E/A=E 0 = 에프 ( 티 ) .

B6 복합 열전달 및 열전달

실제로 고려되는 기본 유형의 열 전달 (열 전도, 대류 및 복사)은 원칙적으로 동시에 진행됩니다. 예를 들어 대류는 항상 열전도를 동반하고 복사는 종종 대류를 동반합니다. 서로 다른 유형의 열 전달 조합은 매우 다양할 수 있으며 전체 프로세스에서의 역할은 동일하지 않습니다. 이 소위 복잡한 열전달.

복잡한 열 전달이 있는 열 공학 계산에서 총(총) 열 전달 계수가 자주 사용됩니다.  0 , 대류 작용, 열전도율을 고려한 접촉에 의한 열전달 계수의 합입니다.  에게 , 그리고 방사선  엘 , 즉.  0 = 에게 + 엘 .

이 경우 열유속을 결정하기 위한 계산 공식은 다음과 같은 형식을 갖습니다.

큐 =(  에게 + 엘 )( 티 그리고 - 티 와 함께 )=  0 ( 티 그리고 - 티 와 함께 ) . (2.14)

그러나 벽이 물과 같은 떨어지는 액체로 씻겨지면

 엘 =0 및  0 = 에게 . (2.15)

열전달

열 공학에서 종종 한 액체(또는 기체)에서 다른 액체(또는 기체)로의 열 흐름은 벽을 통해 전달됩니다. 접촉에 의한 열전달이 필수적인 요소인 이러한 전열전달 과정을 열전달.

이러한 복잡한 열 전달의 예는 다음과 같습니다. 히터의 물(또는 증기)과 실내 공기 사이의 열 교환; 실내공기와 실외공기 사이.

B7 단층 및 다층 구조의 열 저항

이러한 유형의 복잡한 열 전달을 고려하십시오.

평평한 단층 벽을 통한 열 전달.

평평한 단층 벽을 통한 열 전달을 고려하십시오. 열 흐름이 왼쪽에서 오른쪽으로 향한다고 가정합시다. 가열 매체의 온도 티 f1 , 추운 환경 온도 티 f2 . 벽 표면의 온도는 알려져 있지 않습니다. 우리는 그것들을 다음과 같이 표시합니다. 티 c1 그리고 티 c2 (그림 2.1).

고려중인 예에서 열 전달은 복잡한 열 전달 과정이며 가열 매체(액체 또는 기체)에서 왼쪽 벽면으로의 열 전달, 벽을 통한 열 전도 및 오른쪽 벽면에서 열 전달의 3단계로 구성됩니다. 차가운 매체(액체 또는 기체)에. 이 경우 벽이 평평하고 열전달 모드가 정지하면 표시된 세 단계의 표면 열유속 밀도가 동일하다고 가정합니다.

값 케이 ~라고 불리는 열전달 계수그리고 1K의 매체 사이의 온도 차이에서 1m2를 통해 더 가열된 매체에서 덜 가열된 표면으로 통과하는 열유속의 힘을 나타냅니다. 열전달 계수의 역수를 열 전달에 대한 열 저항그리고 표시 아르 자형 , m 2 K/W:

이 공식은 전체 열 저항이 부분 저항의 합과 같다는 것을 보여줍니다.

B8 제한된 구조의 열공학 계산

계산 목적: 2003년 2월 23일 SNP 건물의 열 보호 요구 사항을 충족하는 옥외 울타리 디자인을 선택합니다.

단열재의 두께 결정

위생 조건에 따른 열전달 저항 요구 사항

어디에 N - 표에 따라 외부 공기와 관련하여 둘러싸는 구조물의 외부 표면의 위치에 따라 취한 계수. 3*, 이 설명서의 표 4도 참조하십시오.

티 안에 - GOST 12.1.005-88 및 관련 건물 및 구조물에 대한 설계 표준에 따라 채택된 내부 공기의 설계 온도 o C(부록 2 참조);

티 N - 계산된 외부 공기의 겨울 온도 o C는 SNiP 23-01-99(부록 1 참조)에 따라 보안 0.92로 가장 추운 5일 기간의 평균 온도와 같습니다.

Δ 티 N - 내부 공기의 온도와 건물 외피의 내부 표면 온도 사이의 표준 온도차, o C, 표에 따라 취한 것. 2*, 표도 참조하십시오. 이 설명서의 3;

α 안에 - 표에 따라 취한 둘러싸는 구조의 내부 표면의 열 전달 계수. 4*, 표 참조. 5.

조건에서 에너지 절약아르 자형 ~에 대한 트르 표에 따라 다른 모든 유형의 건물에 허용됩니다. 2에 따라 학위 일 가열 기간(GSOP), 공식에 의해 결정

지솝 = (티 안에 - 티 부터.당.) 지 부터.당., (5a)

어디 티 안에- 식 (5)에서와 동일;

티 부터.당.- SNiP 23-01-99에 따라 평균 일일 기온이 8 o C 이하인 난방 기간의 평균 온도 o C (부록 1 참조);

지 부터.당.- 일평균기온 이하의 난방기간의 기간, 일수 단층 건물 외피의 총(감소된) 열 저항아르 자형 영형 , m 2 o C / W는 모든 개별 저항의 합, 즉

어디 α 안에- 둘러싸는 구조의 내부 표면의 열 전달 계수, W / (m 2 o C), 표에 따라 결정됨. 4*, 표 참조. 이 설명서의 5개;

α N - 둘러싸는 구조의 외부 표면의 열 전달 계수, W / (m 2 o C), 표에 따라 결정됨. 6*, 표 참조. 이 매뉴얼의 6;

아르 자형 에게- 식 (2)에 의해 결정된 단층 구조의 열 저항.

내열성 (열전달에 대한 저항) 아르 자형 , m 2 o C / W , - 울타리의 가장 중요한 열적 특성. 울타리의 내부 표면과 외부 표면 사이의 온도 차이가 특징이며, 그 중 1m 2는 1와트의 열 에너지(시간당 1킬로칼로리)를 통과합니다.

어디 δ - 울타리의 두께, m;

λ - 열전도 계수, W / m o C.

건물 외피의 열 저항이 클수록 열 차폐 특성이 향상됩니다. 식 (2)로부터 열저항을 증가시키기 위해서는 아르 자형울타리의 두께를 늘리거나 δ , 또는 열전도율 계수를 줄이십시오 λ 즉, 보다 효율적인 재료를 사용하는 것입니다. 후자는 경제적인 이유로 더 유리합니다.

B9 미기후의 개념. 1인당 열 교환 및 안락함 조건.기준 필요

아래에 실내 미기후상호 연결에서 열, 공기 및 습도 체제의 전체를 나타냅니다. 미기후의 주요 요구 사항은 실내 사람들에게 유리한 조건을 유지하는 것입니다. 인체에서 일어나는 대사 과정의 결과로 에너지는 열의 형태로 방출됩니다. 이 열(인간의 체온을 일정하게 유지하기 위해)은 환경으로 전달되어야 합니다. 정상적인 조건에서 생성된 열의 90% 이상은 환경에 제공되고(복사에 의해 50%, 대류에 의해 25%, 증발에 의해 25%) 대사의 결과로 손실되는 열의 10% 미만입니다.

인간의 열 전달 강도는 다음과 같은 특징이 있는 방의 미기후에 따라 다릅니다.

실내 공기 온도 티 안에 ;

방의 복사 온도(둘러싸는 표면의 평균 온도) 티 아르 자형 ;

공기의 이동 속도(이동성) V ;

상대 습도  안에 .

인체에서 열 평형이 유지되고 체온 조절 시스템에 장력이 없는 이러한 미기후 매개변수의 조합을편안한 또는최적의 .

이동성과 상대 습도는 일반적으로 미미한 변동이 있기 때문에 우선 실내에서 유리한 온도 조건을 유지하는 것이 가장 중요합니다.

최적의 것 외에도 다음이 있습니다. 허용사람이 약간의 불편 함을 느낄 수있는 미기후 매개 변수의 조합.

사람이 작업 시간의 대부분을 보내는 방의 부분을 서비스또는 업무 공간. 주로에 따라 실내의 열 조건 즉. 일반적으로 특성화되는 온도 상황에서 안락한 조건.

편안함의 첫 번째 조건- 이러한 조합 영역을 정의합니다. 티 안에 그리고 티 아르 자형 , 작업 영역의 중심에있는 사람이 과열이나 저체온을 경험하지 않습니다. 차분한 마음 상태를 위해 티 안에 = 21 ... 23, 가벼운 작업 - 19..21, 무거운 작업 - 14 ... 16С.

연중 추운 기간 동안 첫 번째 조건은 다음 공식으로 특징 지어집니다.

티 아르 자형 =1,57 티 피 -0,57 티 안에  1,5 어디: 티 피 =( 티 안에 + 티 아르 자형 )/ 2.

편안함의 두 번째 조건- 사람이 가까이 있을 때 가열 및 냉각 표면의 허용 온도를 결정합니다.

사람 머리의 허용할 수 없는 복사 과열 또는 저체온증을 피하기 위해 천장과 벽의 표면을 허용 가능한 온도로 가열할 수 있습니다.

또는 다음 온도로 냉각:, (3.3)

어디:  - 사람 머리의 기본 영역 표면에서 가열되거나 냉각된 표면을 향한 조사 계수.

겨울철 차가운 바닥의 표면 온도는 인간의 발이 저체온증에 민감하기 때문에 실내 온도보다 2~2.5°C 낮을 수 있지만 목적에 따라 22~34°C보다 높지 않습니다. 가옥.

건물의 미기후에 대한 주요 규제 요구 사항은 규제 문서에 포함되어 있습니다. SNiP 2.04.05-91(수정 및 보완), GOST 12.1.005-88.

실내의 계산된 기상 조건을 결정할 때 인체가 연중 다른 시간에 적응하는 능력, 수행되는 작업의 강도 및 실내의 열 발생 특성이 고려됩니다. 계산 된 공기 매개 변수는 연중 기간에 따라 정규화됩니다. 일년 중 세 가지 기간이 있습니다.

춥다(평균 일일 실외 온도 티 N <+8С);

과도기(-"- 티 N \u003d 8С);

따뜻한 (-"- 티 N >8С);

최적 및 허용 가능한 기상 조건(내부 공기 온도 티 안에 ) 주거, 공공 및 행정 구역의 서비스 영역에서 표 3.1에 나와 있습니다.

표 3.1

작업 영역의 최대 허용 공기 온도는 28С입니다(계산된 실외 공기 온도가 25С를 초과하는 경우 최대 33С가 허용됨).

상대 습도의 최적 값은 40-60%입니다.

추운 기간 동안 실내의 최적 공기 속도는 0.2-0.3m / s이고 따뜻한 기간에는 0.2-0.5m / s입니다.

B10 미기후 생성 및 유지를 위한 엔지니어링 빌딩 장비 시스템

건물에 필요한 미기후는 난방, 환기 및 에어컨과 같은 건물 엔지니어링 장비 시스템에 의해 생성됩니다.

난방 시스템관련 표준에 의해 규제되는 필요한 공기 온도의 추운 기간 동안 구내에서 생성 및 유지하는 역할을 합니다. 저것들. 그들은 건물의 필요한 열 조건을 제공합니다.

건물의 열 체제와 밀접한 관련이 있는 공기 체제는 건물과 외부 공기 사이의 공기 교환 과정으로 이해됩니다.

환기 시스템구내에서 오염된 공기를 제거하고 깨끗한 공기를 공급하도록 설계되었습니다. 이 경우 계산된 내부 공기 온도가 변경되지 않아야 합니다. 환기 시스템은 공급 공기를 가열, 가습 및 제습하는 장치로 구성됩니다.

에어컨 시스템방에 개선된 미기후를 만들고 제공하는 고급 수단입니다. 주어진 공기 매개 변수: 외부 기상 조건 및 실내의 시간에 따라 변하는 유해 배출에 관계없이 실내 공기 이동의 허용 속도로 온도, 습도 및 청결도. 공조 시스템은 공기의 열 및 습기 처리, 먼지, 생물학적 오염 물질 및 냄새로부터 공기 정화, 실내 공기 이동 및 분배, 장비 및 장치의 자동 제어 장치로 구성됩니다.

11시에열 손실 hz ogr 설계 계산을 위한 기본 공식

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

Qt는 실내 공기에서 실내로 전달되는 열 에너지의 양입니다.

실외 공기, W

F - 둘러싸는 구조의 면적, m kV

R - 건물 외피의 열 전달에 대한 총 저항, m 2 C / W

tv - tn - 내부 및 외부 공기 각각의 설계 온도, C o

b - SNiP 2.04.05-91의 부록 9에 따라 결정된 추가 열 손실*

n - 외부 공기에 대한 외부 표면의 위치에 따라 취한 계수

12시에둘러싸는 구조의 표면 측정은 다음에 따라 수행됩니다.

바닥이있는 1 층 벽의 높이 :

지상 - 1층과 2층 사이

통나무에 - 1 층 바닥 준비의 상위 수준에서 2 층 바닥 수준까지

가열되지 않은 지하실이있는 경우 - 1 층 바닥 구조의 하부 표면 수준에서 2 층 바닥 수준까지

중간 층의 벽 높이:

이 층과 그 위에 있는 층 사이

위층 벽 높이:

바닥 수준에서 다락방 바닥의 단열층 상단까지

건물의 외주를 따른 외벽의 길이:

코너 룸에서 - 벽의 외부 표면의 교차선에서 내부 벽의 축까지

코너가 아닌 방에서 - 내부 벽의 축 사이

지하 및 지하 위의 천장 및 바닥의 길이 및 너비:

내벽의 축 사이와 외벽의 내부 표면에서 비 코너 및 코너 룸의 내벽 축까지

창, 문의 너비 및 높이:

빛의 가장 작은 치수에 따라

B13 설계 실외 및 실내 공기 온도

계산된 실외 온도에 대해 티 n, °С, 가장 추운 5일 기간의 최저 평균 기온이 아닌 티 5 , °C 및 보안 0.92의 값.

이 값을 얻으려면 고려되는 세그먼트의 각 연도에서 가장 추운 5일 기간이 선택됩니다. 피, 년(에서 SNiP 23-01-99* 1925년부터 1980년대까지). 가장 추운 5일 기간의 선택된 온도 값 티 5개는 내림차순으로 정렬됩니다. 각 값에는 숫자가 할당됩니다. 티.보안 에게일반적인 경우 다음 공식으로 계산됩니다.

연도 기간	방 이름	기온, С		결과 온도, С		상대 습도, %		공기 속도, m/s
연도 기간	방 이름	최적의	허용	최적의	허용	최적의	허용, 더 이상		최적의, 더 이상	허용, 더 이상
추운	거실
	가장 추운 5일 기간의 온도(보안 0.92)에서 31С를 뺀 지역에서도 동일합니다.


	욕실, 결합된 욕실
	휴식과 공부를 위한 공간
	아파트 간 복도
	로비, 계단
	창고
	거실

B14 공기 침투로 인한 열 손실. 추가 열 손실. 특정 열 특성. N - SNiP II-3-79 **에 따라 결정되고 외부 공기와 관련된 둘러싸는 구조의 외부 표면 위치에 따라 결정된 계수;

 - 다음을 고려한 주요 손실에 대한 추가 열 손실:

a) 1월에 0.05의 양으로 최소 15%의 빈도(SNiP 2.01.01.-82에 따름)로 4.5m / s를 초과하는 속도로 바람이 부는 방향으로 향하는 옥외 수직 및 경사 울타리의 경우 최대 5m/s의 풍속 및 5m/s 이상의 속도에서 0.10의 양으로; 일반적인 설계의 경우 1층과 2층의 경우 0.10, 3층의 경우 0.05의 추가 손실을 고려해야 합니다.

b) 1 층 및 2 층에 대해 0.20의 양으로 다층 건물의 외부 수직 및 경사 울타리의 경우; 0.15 - 세 번째; 0.10 - 16층 이상 건물의 4층 10-15 층 건물의 경우 1 층 및 2 층의 경우 0.10, 3 층의 경우 0.05의 추가 손실을 고려해야합니다.

침투된 공기 가열을 위한 열 손실

침투된 공기 가열을 위한 열 손실 큐 안에 , kW, 하나 또는 많은 양공식에 따라 시간당 단일 공기 교환의 양으로 히터로 실외 공기 가열을 제공해야 할 필요성에 따라 외벽의 창문 또는 발코니 문

큐 안에 =0,28 엘 inf*r*s( 티 안에 - 티 N )

건물의 비열적 특성은 건물 내부와 외부 환경 간의 섭씨 1도의 온도차에서 건물을 난방하기 위한 최대 열유속으로, 1입방미터라고 합니다. 건물의 난방 부피 m. 실제 비열 특성은 시험 결과 또는 실제 열에너지 소비량 측정 결과 등에 의해 결정됩니다. 건물의 알려진 열 손실이 있는 실제 비열 특성은 다음과 같습니다. q \u003d (Qzd / (Vout (tv - tn.p)), 여기서 Qzd는 건물의 모든 방에 의해 계산된 열 손실, W, Vn 외부 측정에 따른 난방 건물의 부피, cub.m. ; tv - 실내 공기 온도, C, tn.p - 실외 공기 온도, C"

B15 태양 복사 및 기타 가정에서 발생하는 유해한 방출

방열의 정의.주요 유형의 열 방출에는 기계적 에너지가 열 에너지로 전환된 결과, 가열된 장비, 냉각 재료 및 생산 시설로 수입되는 기타 품목, 광원, 연소 제품, 일사량 등

사람들에 의한 열 방출소비하는 에너지와 실내 공기 온도에 따라 다릅니다. 남성용 데이터는 표에 나와 있습니다. 2.3. 여성의 열 방출은 85%이고 어린이는 남성의 평균 열 방출의 75%입니다.

난방 시스템의 B16 분류. 열 운반체

난방 시스템(CO)는 필요한 양의 열을 난방실에 전달, 전달 및 전달하도록 설계된 요소의 복합체입니다. 각 CO에는 세 가지 주요 요소가 포함됩니다(그림 6.1). 열 발생기 1, 열을 얻어 냉각제로 전달하는 역할을 합니다. 히트 파이프 시스템열 발생기로부터 히터로 냉각수를 전달하기 위한 2; 난방 기구 3, 냉각수에서 공기와 방의 인클로저로 열을 전달합니다. 4.

CO에 대한 열 발생기로 연료가 연소되고 방출된 열이 냉각수 또는 CO 이외의 냉각수를 사용하는 다른 열교환기로 전달되는 가열 보일러 장치 역할을 할 수 있습니다.

SO 요구 사항:

- 위생적이고- 관련 표준에서 요구하는 실내 온도 및 외부 울타리의 표면을 보장합니다.

- 간결한– 최소 건설 및 운영 비용 절감, 최소 금속 소비 보장

- 건설– 건물의 건축 및 계획 및 유익한 결정에 대한 준수를 보장합니다.

- 설치- 최소한의 표준 크기로 통합 조립식 장치를 최대한 사용하여 산업적 방법으로 설치를 보장합니다.

- 운영- 유지 보수, 관리 및 수리의 단순성과 편의성, 신뢰성, 안전성 및 작동 소음이 없습니다.

- 미적인- 방의 실내 건축 장식과의 좋은 호환성, CO가 차지하는 최소 면적.

단위 시간당 주어진 표면을 통과하는 열의 양을 열유속 Q, W .

단위 시간당 단위 면적당 열량을 열유속 밀도또는 비열유속이며 열전달의 강도를 특성화합니다.

(9.4)

열유속 밀도 큐, 는 온도 구배의 반대 방향, 즉 온도가 감소하는 방향으로 등온 표면에 대한 법선을 따라 지향됩니다.

분포를 알면 큐표면에 에프, 총 열량 큐τ는 시간 동안 이 표면을 통과했습니다. τ , 는 다음 방정식에 따라 찾을 수 있습니다.

(9.5)

열유속:

(9.5")

값이 큐고려된 표면에 대해 일정하면 다음과 같습니다.

(9.5")

푸리에 법칙

이 법열전도를 통해 열을 전달할 때 열 흐름의 양을 설정합니다. 프랑스 과학자 J. B. 푸리에 1807년 그는 등온 표면을 통한 열유속의 밀도가 온도 구배에 비례한다는 것을 확립했습니다.

(9.6)

(9.6)의 빼기 기호는 열유속이 온도 구배와 반대 방향으로 향함을 나타냅니다(그림 9.1 참조).

임의 방향의 열유속 밀도 엘법선 방향의 열유속의 이 방향에 대한 투영을 나타냅니다.

열전도율 계수

계수 λ , W/(m·K)는 푸리에 법칙 방정식에서 단위 길이당 온도가 1켈빈(도) 떨어질 때의 열유속 밀도와 수치적으로 같습니다. 다양한 물질의 열전도율은 물리적 특성. 특정 신체의 경우 열전도 계수의 값은 신체의 구조, 체적 중량, 습도, 화학적 구성 요소, 압력, 온도. 기술 계산에서 값 λ 참조 표에서 가져오고 열전도 계수 값이 표에 주어진 조건이 계산된 문제의 조건과 일치하는지 확인해야 합니다.

열전도율 계수는 특히 온도에 크게 의존합니다. 경험에서 알 수 있듯이 대부분의 재료에 대해 이 의존성은 다음과 같은 선형 공식으로 표현될 수 있습니다.

(9.7)

어디 λ o - 0 °C에서 열전도 계수;

β - 온도 계수.

가스의 열전도 계수, 특히 증기는 압력에 크게 의존합니다. 다양한 물질에 대한 열전도 계수의 수치 값은 은의 경우 425W/(m·K)부터 가스의 경우 0.01W/(m·K) 정도까지 매우 광범위합니다. 이것은 다양한 분야에서 열전도에 의한 열전달 메커니즘이 물리적 환경다른.

금속에는 가장 높은 가치열전도 계수. 금속의 열전도율은 온도가 증가함에 따라 감소하고 불순물 및 합금 원소가 있는 경우 급격히 감소합니다. 따라서 순수한 구리의 열전도율은 390W / (m K)이고 비소가 미량의 구리는 140W / (m K)입니다. 순철의 열전도율은 70W/(m·K), 0.5% 탄소강 - 50W/(m·K), 18% 크롬과 9% 니켈 합금강 - 단 16W/(m·K)이다.

온도에 대한 일부 금속의 열전도율 의존성은 그림 1에 나와 있습니다. 9.2.

가스는 낮은 열전도율(0.01...1 W/(m·K) 정도)을 가지며, 이는 온도가 증가함에 따라 크게 증가합니다.

액체의 열전도율은 온도가 증가함에 따라 악화됩니다. 예외는 물과 글리세린. 일반적으로 낙하하는 액체(물, 기름, 글리세린)의 열전도율은 기체의 열전도율보다 높지만 열전도율은 낮습니다. 고체 0.1 ~ 0.7 W / (m K) 범위에 있습니다.

쌀. 9.2. 금속의 열전도율에 대한 온도의 영향