SILTUMA PLŪSME

SILTUMA PLŪSME

Siltuma daudzums, kas tiek nodots caur izotermisko siltumu vienībās laiks. T. p dimensija sakrīt ar varas dimensiju. T.p. mēra vatos vai kcal / h (1 kcal / h \u003d 1,163 W). T. p., kas attiecas uz vienībām. izotermisks virsmas, sauc blīvums T. p., sitieni. Utt vai siltuma slodze; parasti apzīmē ar q, mērot W / m2 vai kcal / (m2 h). Blīvums T. p. ir vektors, kura jebkura sastāvdaļa ir skaitliski vienāda ar nodotā ​​siltuma daudzumu vienībās. laiks vienībās laukums perpendikulāri izvēlētajam virzienam.

Fiziskā enciklopēdiskā vārdnīca. - M.: Padomju enciklopēdija. . 1983 .

SILTUMA PLŪSME

Vektors, kas vērsts virzienā, kas ir pretējs temperatūras gradientam un vienāds ar abs. siltuma daudzums, kas iet cauri izotermiskam. virsma laika vienībā. To mēra vatos vai kcal / h (1 kcal / h \u003d 1,163 W). T. p., kas saistīts ar vienību izotermisks. virsmas, sauc blīvums T. p. vai sitieni. T. p., tehnoloģijā - siltumslodze. Vienības sitieni. T. p. kalpo kā W / m 2 un kcal / (m 2 h).

Fiziskā enciklopēdija. 5 sējumos. - M.: Padomju enciklopēdija. Galvenais redaktors A. M. Prohorovs. 1988 .

Skatiet, kas ir "HEAT FLOW" citās vārdnīcās:

siltuma plūsma- Siltuma plūsma - siltuma daudzums, kas iet caur paraugu laika vienībā. [GOST 7076 99] Siltuma plūsma - siltumenerģijas plūsma, kas tiek nodota siltuma apmaiņas procesā. [Betona un dzelzsbetona terminu vārdnīca. FSUE…… Būvmateriālu terminu, definīciju un skaidrojumu enciklopēdija

Siltuma daudzums, kas laika vienībā iet caur patvaļīgu izotermisku virsmu ... Lielā enciklopēdiskā vārdnīca

- (a. siltuma plūsma, siltuma plūsma, siltuma plūsmas ātrums; n. Warmefluβ, Warmestromung; f. courant calorifique, flux de chaleur; un. corriente termico, torrente calorico, flujo termico) izotermiski nodotais siltuma daudzums. virsma uz vienību ...... Ģeoloģiskā enciklopēdija

Siltuma daudzums, kas tiek nodots caur jebkuru virsmu siltuma pārneses procesā. To raksturo T. p. blīvums, kas ir caur virsmu nodotā ​​siltuma daudzuma attiecība pret laika intervālu, kurā šis ... ... Tehnoloģiju enciklopēdija

siltuma plūsma- — [Ja.N.Luginskis, M.S.Fezi Žilinskaja, Ju.S.Kabirovs. Angļu krievu elektrotehnikas un enerģētikas vārdnīca, Maskava, 1999] Elektrotehnikas tēmas, pamatjēdzieni EN termiskā strāvatermiskā plūsmasiltuma plūsmatermiskā plūsma ... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata

Siltuma plūsma Q- W ir siltuma daudzums, kas iet caur ēkas norobežojošo konstrukciju laika vienībā.

1. Viendabīga siena. Aplūkosim viendabīgu sienas biezumu (1.-7. att.), siltumvadītspēju, kas ir nemainīga. Uz sienas ārējām virsmām tiek uzturēta nemainīga temperatūra. Temperatūra mainās tikai x ass virzienā. Šajā gadījumā temperatūras lauks ir viendimensionāls, izotermiskās virsmas ir plakanas un atrodas perpendikulāri x asij.

Attālumā x mēs izvēlamies biezuma slāni sienas iekšpusē, ko ierobežo divas izotermiskas virsmas. Pamatojoties uz Furjē likumu [vienādojums (1-1)] šajā gadījumā, mēs varam rakstīt:

Blīvums siltuma plūsma q stacionāros termiskos apstākļos ir nemainīgs katrā sekcijā, tāpēc

Integrācijas konstante C tiek noteikta no robežnosacījumiem, proti, a pie . Aizvietojot šīs vērtības vienādojumā (b), mums ir:

No (c) vienādojuma nosaka nezināmo siltuma plūsmas blīvuma q vērtību, proti:

Līdz ar to caur sienas virsmas vienību nodotais siltuma daudzums laika vienībā ir tieši proporcionāls siltumvadītspējas koeficientam un ārējo virsmu temperatūras starpībai un apgriezti proporcionāls sienas biezumam.

Vienādojums (1-2) ir plakanas sienas siltumvadītspējas aprēķina formula. Tas savieno četrus lielumus: un . Zinot jebkurus trīs no tiem, jūs varat atrast ceturto:

Attiecību sauc par sienas siltumvadītspēju, un abpusējo attiecību sauc par siltuma pretestību. Pēdējais nosaka temperatūras kritumu sienā uz siltuma plūsmas blīvuma vienību.

Ja vienādojumā (b) aizstājam atrastās vērtības C un siltuma plūsmas blīvumu q, tad iegūstam temperatūras līknes vienādojumu

Pēdējais parāda, ka pie nemainīgas siltumvadītspējas koeficienta vērtības viendabīgas sienas temperatūra mainās saskaņā ar lineāru likumu. Faktiski, ņemot vērā atkarību no temperatūras, siltumvadītspējas koeficients ir mainīgs. Ja ņem vērā šo apstākli, tad iegūstam citas, sarežģītākas aprēķinu formulas.

Lielākajai daļai materiālu siltumvadītspējas koeficienta atkarībai no temperatūras ir formas lineārs raksturs. Šajā gadījumā, pamatojoties uz Furjē likumu plakanai sienai, mums ir:

Sadalot mainīgos un integrējot, mēs iegūstam:

Aizvietojot vienādojumā (e) mainīgo robežvērtības, mums ir pie

Atņemot vienādojumu (g) ​​no vienādojuma (h), mēs iegūstam:

Rīsi. 1-7. Viendabīga plakana siena.

Jaunā aprēķina formula (1-4) ir nedaudz sarežģītāka nekā formula (1-2). Tur mēs paņēmām siltumvadītspējas konstanti un vienādu ar kādu vidējo vērtību.

Pielīdzinot viena otrai šo formulu pareizās daļas, mēs iegūstam:

Tāpēc, ja to nosaka sienu temperatūru robežvērtību vidējais aritmētiskais, tad formulas (1-2) un (1-4) ir līdzvērtīgas.

Ņemot vērā siltumvadītspējas koeficienta atkarību no temperatūras, temperatūras līknes vienādojumu sienā iegūst, atrisinot vienādojumu (e) attiecībā pret t un vērtību C aizstājot ar (g), proti:

Tāpēc šajā gadījumā sienas temperatūra nemainās lineāri, bet gan pa līkni. Turklāt, ja koeficients b ir pozitīvs, līknes izliekums ir vērsts uz augšu, bet, ja tas ir negatīvs - uz leju (sk. 1.-10. att.).

2. Daudzslāņu siena.

Sienas, kas sastāv no vairākiem neviendabīgiem slāņiem, sauc par daudzslāņu.

Tās ir, piemēram, dzīvojamo ēku sienas, kurās uz galvenā ķieģeļu slāņa vienā pusē ir iekšējais apmetums, no otras – ārējais apšuvums. Krāšņu, katlu un citu termisko ierīču oderējums arī parasti sastāv no vairākiem slāņiem.

Rīsi. 1-8. Daudzslāņu plakana siena.

Lai siena sastāv no trim neviendabīgiem, bet cieši blakus slāņiem (1.-8. att.). Otrā un trešā pirmā slāņa biezums. Attiecīgi slāņu siltumvadītspējas koeficienti. Turklāt ir zināmas sienas ārējo virsmu temperatūras. Tiek pieņemts, ka termiskais kontakts starp virsmām ir ideāls; mēs apzīmējam temperatūru saskares punktos ar .

Stacionārā režīmā siltuma plūsmas blīvums ir nemainīgs un vienāds visiem slāņiem. Tāpēc, pamatojoties uz vienādojumu (1-2), mēs varam rakstīt:

No šiem vienādojumiem ir viegli noteikt temperatūras atšķirības katrā slānī:

Temperatūras atšķirību summa katrā slānī ir kopējā temperatūras starpība. Saskaitot vienādojumu sistēmas kreiso un labo daļu (m), iegūstam:

No attiecības (n) nosaka siltuma plūsmas blīvuma vērtību:

Pēc analoģijas ar iepriekš minēto, jūs varat nekavējoties uzrakstīt slāņa sienas aprēķina formulu:

Tā kā katrs saucēja vārds formulā (1-6) apzīmē slāņa termisko pretestību, no vienādojuma (1-7) izriet, ka daudzslāņu sienas kopējā termiskā pretestība ir vienāda ar daļējo termisko pretestību summu. .

Rīsi. 1-9. Grafiskā metode starptemperatūras noteikšanai.

Ja siltuma plūsmas blīvuma vērtību no (1-6) vienādojuma aizstāj ar vienādojumu (m), tad iegūstam nezināmu temperatūru vērtības:

Katra slāņa iekšpusē temperatūra mainās taisnā līnijā, bet daudzslāņu sienai kopumā tā ir lauzta līnija (1.-8. att.). Daudzslāņu sienas nezināmo temperatūru vērtības var noteikt arī grafiski (1.-9. att.). Grafikējot gar abscisu jebkurā mērogā, bet slāņu secībā, tiek attēlotas to termiskās pretestības vērtības un tiek atjaunoti perpendikuli. Galējā no tām, arī patvaļīgā, bet tajā pašā skalā, tiek attēlotas ārējās temperatūras vērtības.

Iegūtie punkti A un C ir savienoti ar taisnu līniju. Šīs līnijas krustošanās punkti ar vidējiem perpendikuliem dod vēlamo temperatūru vērtības. Ar tādu uzbūvi. Sekojoši,

Aizstājot segmentu vērtības, mēs iegūstam:

Līdzīgā veidā mēs to pierādām

Dažreiz, lai samazinātu aprēķinus, daudzslāņu sienu aprēķina kā viena slāņa (viendabīgu) biezumu. Šajā gadījumā aprēķinā tiek ievadīta tā sauktā ekvivalentā siltumvadītspēja, kas tiek noteikta no attiecības

Tāpēc mums ir:

Tādējādi ekvivalentā siltumvadītspēja ir atkarīga tikai no siltuma pretestības vērtībām un atsevišķu slāņu biezuma.

Atvasinot daudzslāņu sienas aprēķina formulu, mēs pieņēmām, ka slāņi cieši piekļaujas viens otram un ideāla termiskā kontakta dēļ dažādu slāņu saskares virsmām ir vienāda temperatūra. Taču, ja virsmas ir raupjas, ciešs kontakts nav iespējams un starp slāņiem veidojas gaisa spraugas. Tā kā gaisa siltumvadītspēja ir maza, pat ļoti plānu spraugu klātbūtne var ievērojami ietekmēt daudzslāņu sienas ekvivalentās siltumvadītspējas samazināšanos. Līdzīgu efektu iedarbojas arī metāla oksīda slānis. Tāpēc, aprēķinot un īpaši mērot daudzslāņu sienas siltumvadītspēju, jāpievērš uzmanība slāņu saskares blīvumam.

Piemērs 1-1. Nosakiet siltuma zudumus caur ķieģeļu sienu, kura ir 5 m gara, 3 m augsta un 250 mm bieza, ja uz sienu virsmām tiek uzturēta temperatūra. Ķieģeļu siltumvadītspējas koeficients A = 0,6 W / (m ° C).

Saskaņā ar vienādojumu (1-2)

Piemērs 1-2. Nosakiet sienas materiāla siltumvadītspējas koeficienta vērtību, ja ar mm biezumu un temperatūras starpību siltuma plūsmas blīvums ir .

I. Siltuma plūsmu blīvuma mērīšana, kas iet caur ēkas norobežojošo konstrukciju. GOST 25380-82.

Siltuma plūsma - siltuma daudzums, kas tiek nodots caur izotermisku virsmu laika vienībā. Siltuma plūsmu mēra vatos vai kcal / h (1 W \u003d 0,86 kcal / h). Siltuma plūsmu uz izotermiskās virsmas vienību sauc par siltuma plūsmas blīvumu vai siltuma slodzi; parasti apzīmē ar q, mērot W / m2 vai kcal / (m2 × h). Siltuma plūsmas blīvums ir vektors, kura jebkura sastāvdaļa ir skaitliski vienāda ar siltuma daudzumu, kas tiek nodots laika vienībā caur laukuma vienību, kas ir perpendikulāra ņemtās sastāvdaļas virzienam.

Siltuma plūsmu blīvuma mērījumi, kas iet caur ēkas norobežojošo konstrukciju, tiek veikti saskaņā ar GOST 25380-82 "Ēkas un būves. Metode siltuma plūsmu blīvuma mērīšanai, kas iet caur ēkas norobežojošo konstrukciju".

Šis standarts nosaka vienotu metodi siltumplūsmu blīvuma noteikšanai, kas šķērso dzīvojamo, sabiedrisko, rūpniecisko un lauksaimniecības ēku un būvju viena slāņa un daudzslāņu ēku norobežojošās konstrukcijas eksperimentālā pētījuma laikā un to ekspluatācijas apstākļos.

Siltuma plūsmas blīvumu mēra pēc specializētas ierīces skalas, kurā ietilpst siltuma plūsmas pārveidotājs, vai arī aprēķina no emf mērījumu rezultātiem. uz iepriekš kalibrētiem siltuma plūsmas devējiem.

Siltuma plūsmas blīvuma mērīšanas shēma ir parādīta zīmējumā.

1 - norobežojošā konstrukcija; 2 - siltuma plūsmas pārveidotājs; 3 - emf skaitītājs;

tv, tn - iekšējā un ārējā gaisa temperatūra;

τн, τв, τ"в — norobežojošās konstrukcijas ārējo, iekšējo virsmu temperatūra attiecīgi pie pārveidotāja un zem tā;

R1, R2 - ēkas norobežojošo konstrukciju un siltuma plūsmas pārveidotāja termiskā pretestība;

q1, q2 ir siltuma plūsmas blīvums pirms un pēc devēja nostiprināšanas

II. Infrasarkanais starojums. Avoti. Aizsardzība.

Aizsardzība pret infrasarkano starojumu darba vietā.

Infrasarkanā starojuma (IR) avots ir jebkurš sakarsēts ķermenis, kura temperatūra nosaka izstarotās elektromagnētiskās enerģijas intensitāti un spektru. Viļņa garumu ar maksimālo termiskā starojuma enerģiju nosaka pēc formulas:

λmax = 2,9-103 / T [µm] (1)

kur T ir izstarojošā ķermeņa absolūtā temperatūra, K.

Infrasarkanais starojums ir sadalīts trīs jomās:

īsviļņu (X = 0,7 - 1,4 mikroni);

vidējais vilnis (k \u003d 1,4–3,0 mikroni):

gara viļņa garums (k = 3,0 μm - 1,0 mm).

Infrasarkanā diapazona elektriskajiem viļņiem galvenokārt ir termiska ietekme uz cilvēka ķermeni. Šajā gadījumā ir jāņem vērā: intensitāte un viļņa garums ar maksimālo enerģiju; izstarotās virsmas laukums; iedarbības ilgums darba dienā un nepārtrauktas iedarbības ilgums; fiziskā darba intensitāte un gaisa mobilitāte darba vietā; kombinezonu kvalitāte; darbinieka individuālās īpašības.

Īsviļņu diapazona stari ar viļņa garumu λ ≤ 1,4 μm spēj iekļūt cilvēka ķermeņa audos par vairākiem centimetriem. Šāds IR starojums caur ādu un galvaskausu viegli iekļūst smadzeņu audos un var ietekmēt smadzeņu šūnas, izraisot smagus smadzeņu bojājumus, kuru simptomi ir vemšana, reibonis, ādas asinsvadu paplašināšanās, asinsspiediena pazemināšanās un asinsrites traucējumi. un elpošana, krampji, dažreiz samaņas zudums. Apstarojot ar īsviļņu infrasarkanajiem stariem, tiek novērota arī plaušu, nieru, muskuļu un citu orgānu temperatūras paaugstināšanās. Asinīs, limfā, cerebrospinālajā šķidrumā parādās specifiskas bioloģiski aktīvas vielas, ir pārkāpums vielmaiņas procesi, mainās centrālās nervu sistēmas funkcionālais stāvoklis.

Vidējo viļņu diapazona stari ar viļņa garumu λ = 1,4 - 3,0 mikroni tiek saglabāti ādas virsmas slāņos 0,1 - 0,2 mm dziļumā. Tāpēc to fizioloģiskā ietekme uz organismu izpaužas galvenokārt ādas temperatūras paaugstināšanā un ķermeņa uzkarsēšanā.

Cilvēka ādas virsmas visintensīvākā sasilšana notiek ar IR starojumu ar λ > 3 µm. Tās ietekmē tiek traucēta sirds un asinsvadu un elpošanas sistēmu darbība, kā arī ķermeņa termiskais līdzsvars, kas var izraisīt karstuma dūrienu.

Termiskā starojuma intensitāte tiek regulēta, pamatojoties uz cilvēka subjektīvo starojuma enerģijas sajūtu. Saskaņā ar GOST 12.1.005-88 darbinieku termiskās iedarbības intensitāte no tehnoloģisko iekārtu un apgaismes ķermeņu apsildāmām virsmām nedrīkst pārsniegt: 35 W / m2 ar iedarbību uz vairāk nekā 50% no ķermeņa virsmas; 70 W/m2, pakļaujot 25 līdz 50% ķermeņa virsmas; 100 W/m2, apstarojot ne vairāk kā 25% no ķermeņa virsmas. No atklātiem avotiem (apsildāms metāls un stikls, atklāta liesma) termiskās iedarbības intensitāte nedrīkst pārsniegt 140 W / m2 ar iedarbību ne vairāk kā 25% no ķermeņa virsmas un obligāti jāizmanto individuālie aizsardzības līdzekļi, ieskaitot sejas aizsargus un acs.

Standarti ierobežo arī iekārtas apsildāmo virsmu temperatūru darba zonā, kas nedrīkst pārsniegt 45 °C.

Iekārtas, kuras iekšpusē temperatūra ir tuvu 100 0C, virsmas temperatūra nedrīkst pārsniegt 35 0C.

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

Galvenie aizsardzības pret infrasarkano starojumu veidi ir:

1. laika aizsardzība;

2. distances aizsardzība;

3. karstu virsmu ekranēšana, siltumizolācija vai dzesēšana;

4. cilvēka ķermeņa siltuma pārneses palielināšanās;

5. individuālie aizsardzības līdzekļi;

6. siltuma avota likvidēšana.

Laika aizsardzība paredz ierobežot laiku, ko radiācija pavada, darbojoties starojuma zonā. Cilvēka drošais uzturēšanās laiks IR starojuma darbības zonā ir atkarīgs no tā intensitātes (plūsmas blīvuma) un tiek noteikts saskaņā ar 1. tabulu.

1. tabula

Cilvēku drošas uzturēšanās laiks IR starojuma zonā

Drošo attālumu nosaka pēc formulas (2) atkarībā no uzturēšanās ilguma darba zonā un pieļaujamā IR starojuma blīvuma.

IR starojuma jaudu var samazināt ar projektēšanas un tehnoloģiskiem risinājumiem (produktu sildīšanas režīma un metodes nomaiņa u.c.), kā arī pārklājot apkures virsmas ar siltumizolējošiem materiāliem.

Ir trīs veidu ekrāni:

necaurspīdīgs;

· caurspīdīgs;

caurspīdīgs.

Necaurspīdīgos ekrānos enerģija elektromagnētiskās svārstības, mijiedarbojoties ar ekrāna vielu, pārvēršas siltumenerģijā. Šajā gadījumā ekrāns uzsilst un, tāpat kā jebkurš apsildāms korpuss, kļūst par termiskā starojuma avotu. Izstarojumu no ekrāna virsmas, kas atrodas pretī avotam, nosacīti uzskata par starojumu no avota. Necaurspīdīgie ekrāni ietver: metālu, alfa (no alumīnija folijas), porainiem (putu betons, putu stikls, keramzīts, pumeks), azbestu un citus.

Caurspīdīgos ekrānos starojums izplatās tajos saskaņā ar ģeometriskās optikas likumiem, kas nodrošina redzamību caur ekrānu. Šie ekrāni ir izgatavoti no dažāda veida stikla, tiek izmantoti arī plēves ūdens aizkari (brīvi un plūstoši pa stiklu).

Caurspīdīgie ekrāni apvieno caurspīdīgu un necaurspīdīgu ekrānu īpašības. Tie ietver metāla sietus, ķēdes aizkari, sietus no stikla, kas pastiprināti ar metāla sietu.

· siltumu atstarojošs;

· siltumu absorbējošs;

siltumu izkliedējoša.

Šis sadalījums ir diezgan patvaļīgs, jo katram ekrānam ir spēja atspoguļot, absorbēt un noņemt siltumu. Ekrāna piešķiršanu vienai vai otrai grupai nosaka tā, kura no tā spējām ir izteiktāka.

Siltumu atstarojošiem ekrāniem ir zema virsmas melnuma pakāpe, kā rezultātā tie atstaro ievērojamu daļu uz tiem krītošās starojuma enerģijas pretējā virzienā. Kā siltumu atstarojoši materiāli tiek izmantoti alfols, lokšņu alumīnijs, cinkots tērauds.

Siltumu absorbējošus ekrānus sauc par sietiem, kas izgatavoti no materiāliem ar augstu siltuma pretestību (zemu siltumvadītspēju). Kā siltumu absorbējošie materiāli tiek izmantoti ugunsizturīgi un siltumizolējoši ķieģeļi, azbests un izdedžu vate.

Kā siltumizolējošus sietus visplašāk izmanto ūdens aizkari, kas brīvi krīt plēves veidā vai apūdeņo citu sieta virsmu (piemēram, metālu), vai ir ievietoti speciālā stikla vai metāla korpusā.

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

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

q3 ir IS starojuma plūsmas blīvums, izmantojot aizsardzību, W/m2;

t ir IS starojuma temperatūra bez aizsardzības izmantošanas, °С;

t3 ir IS starojuma temperatūra, izmantojot aizsardzību, °С.

Gaisa plūsma, kas vērsta tieši uz darbinieku, ļauj palielināt siltuma izvadīšanu no viņa ķermeņa vidi. Gaisa plūsmas ātruma izvēle ir atkarīga no veiktā darba smaguma pakāpes un infrasarkanā starojuma intensitātes, taču tas nedrīkst pārsniegt 5 m/s, jo šajā gadījumā darbinieks izjūt diskomfortu (piemēram, troksnis ausīs). Gaisa dušu efektivitāte palielinās, ja uz darba vietu nosūtītais gaiss tiek atdzesēts vai tajā tiek iemaisīts smalki izsmidzināts ūdens (ūdens-gaisa duša).

Kā individuālie aizsardzības līdzekļi tiek izmantoti kombinezoni no kokvilnas un vilnas audumiem, audumi ar metāla pārklājumu (atstaro līdz 90% IR starojuma). Acu aizsardzībai paredzēti brilles, vairogi ar speciālām brillēm - dzeltenzaļas vai zilas krāsas gaismas filtri.

Terapeitiskie un profilaktiskie pasākumi paredz racionāla darba un atpūtas režīma organizēšanu. Pārtraukumu ilgumu darbā un to biežumu nosaka IR starojuma intensitāte un darba smagums. Paralēli periodiskajām pārbaudēm tiek veiktas medicīniskās pārbaudes, lai novērstu arodslimības.

III. Izmantotie instrumenti.

Lai izmērītu caur ēku norobežojošām konstrukcijām ejošo siltuma plūsmu blīvumu un pārbaudītu siltuma vairogu īpašības, mūsu speciālisti izstrādāja sērijas ierīces.

Pielietojuma zona:

IPP-2 sērijas ierīces tiek plaši izmantotas būvniecībā, zinātniskās organizācijās, dažādās enerģētikas objektos un daudzās citās nozarēs.

Siltuma plūsmas blīvuma mērīšana kā dažādu materiālu siltumizolācijas īpašību indikators tiek veikta, izmantojot IPP-2 sērijas ierīces:

Norobežojošo konstrukciju testēšana;

Siltuma zudumu noteikšana ūdens sildīšanas tīklos;

Laboratorijas darbu veikšana augstskolās (katedras "Dzīvības drošība", "Industriālā ekoloģija" u.c.).

Attēlā parādīts stenda prototips "Gaisa parametru noteikšana darba zonā un aizsardzība pret termiskiem efektiem" BZhZ 3 (ražotājs Intos + LLC).

Stendā ir siltuma starojuma avots sadzīves atstarotāja veidā, kura priekšā ir uzstādīts no dažādiem materiāliem (audums, metāla loksne, ķēžu komplekts u.c.) izgatavots siltuma vairogs. Aiz ekrāna dažādos attālumos no tā telpas modeļa iekšpusē ir novietota ierīce IPP-2, kas mēra siltuma plūsmas blīvumu. Virs telpas modeļa ir novietots izplūdes pārsegs ar ventilatoru. Mērīšanas ierīce IPP-2 ir papildu sensors, kas ļauj izmērīt gaisa temperatūru telpā. Tādējādi stends BZhZ 3 ļauj kvantitatīvi noteikt dažāda veida termiskās aizsardzības un vietējās ventilācijas sistēmas efektivitāti.

Stends dod iespēju izmērīt termiskā starojuma intensitāti atkarībā no attāluma līdz avotam, noteikt dažādu materiālu ekrānu aizsargīpašību efektivitāti.

IV. Ierīces IPP-2 darbības princips un konstrukcija.

Strukturāli ierīces mērvienība ir izgatavota plastmasas korpusā.

Ierīces darbības princips ir balstīts uz temperatūras starpības mērīšanu uz "palīgsienas". Temperatūras starpības lielums ir proporcionāls siltuma plūsmas blīvumam. Temperatūras starpību mēra, izmantojot lentes termopāri, kas atrodas zondes plāksnes iekšpusē, kas darbojas kā "palīgsiena".

Darbības režīmā ierīce veic ciklisku izvēlētā parametra mērījumu. Tiek veikta pāreja starp siltuma plūsmas blīvuma un temperatūras mērīšanas režīmiem, kā arī akumulatora uzlādes norādīšana procentos no 0% ... 100%. Pārslēdzoties starp režīmiem, uz indikatora tiek parādīts atbilstošais izvēlētā režīma uzraksts. Ierīce var arī veikt periodisku automātisku izmērīto vērtību ierakstīšanu nemainīgā atmiņā ar atsauci uz laiku. Statistikas ierakstīšanas iespējošana/izslēgšana, ierakstīšanas parametru iestatīšana, uzkrāto datu nolasīšana tiek veikta, izmantojot pēc pasūtījuma piegādāto programmatūru.

Īpatnības:

• Iespēja iestatīt skaņas un gaismas signālu sliekšņus. Sliekšņi ir attiecīgās vērtības pieļaujamo izmaiņu augšējās vai apakšējās robežas. Ja tiek pārkāpta augšējā vai apakšējā sliekšņa vērtība, ierīce nosaka šo notikumu un indikatorā iedegas LED. Ja ierīce ir pareizi konfigurēta, sliekšņu pārkāpšanu pavada skaņas signāls.

· Izmērīto vērtību pārsūtīšana uz datoru, izmantojot interfeisu RS 232.

Ierīces priekšrocība ir iespēja iekārtai pārmaiņus pievienot līdz pat 8 dažādām siltuma plūsmas zondēm. Katrai zondei (sensoram) ir savs individuālais kalibrēšanas koeficients (pārveides koeficients Kq), kas parāda, cik daudz mainās spriegums no sensora attiecībā pret siltuma plūsmu. Šo koeficientu instruments izmanto, lai izveidotu zondes kalibrēšanas raksturlielumu, kas nosaka pašreizējo siltuma plūsmas izmērīto vērtību.

Siltuma plūsmas blīvuma mērīšanas zondu modifikācijas:

Siltuma plūsmas zondes ir paredzētas virsmas siltuma plūsmas blīvuma mērīšanai saskaņā ar GOST 25380-92.

Siltuma plūsmas zondu izskats

1. PTP-ХХХП presveida siltuma plūsmas zonde ar atsperi ir pieejama sekojošās modifikācijās (atkarībā no siltuma plūsmas blīvuma mērījumu diapazona):

— PTP-2.0P: no 10 līdz 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: no 10 līdz 9999 W/m2.

2. Siltuma plūsmas zonde "monētas" formā uz elastīga kabeļa PTP-2.0.

Siltuma plūsmas blīvuma mērīšanas diapazons: no 10 līdz 2000 W/m2.

Temperatūras zondes modifikācijas:

Temperatūras zondu izskats

1. Iegremdējamie termopāri TPP-A-D-L uz Pt1000 termistora bāzes (pretestības termopāri) un termopāri ТХА-А-D-L uz XА termopāru bāzes (elektriskie termopāri) ir paredzēti dažādu šķidru un gāzveida materiālu, kā arī lielapjoma materiālu temperatūras mērīšanai.

Temperatūras mērīšanas diapazons:

- Tirdzniecības un rūpniecības kamerai-A-D-L: no -50 līdz +150 °С;

- ТХА-А-D-L: no -40 līdz +450 °С.

Izmēri:

- D (diametrs): 4, 6 vai 8 mm;

- L (garums): no 200 līdz 1000 mm.

2. Termopāris ТХА-А-D1/D2-LП uz XА termopāra bāzes (elektriskais termopāris) ir paredzēts plakanas virsmas temperatūras mērīšanai.

Izmēri:

- D1 ("metāla tapas" diametrs): 3 mm;

- D2 (pamatnes diametrs - "plāksteris"): 8 mm;

- L ("metāla tapas" garums): 150 mm.

3. Termopāris ТХА-А-D-LC uz termopāra ХА (elektriskais termopāris) bāzes ir paredzēts cilindrisku virsmu temperatūras mērīšanai.

Temperatūras mērīšanas diapazons: no -40 līdz +450 °С.

Izmēri:

- D (diametrs) - 4 mm;

- L ("metāla tapas" garums): 180 mm;

- lentes platums - 6 mm.

Vides termiskās slodzes blīvuma mērīšanas ierīces piegādes komplektā ietilpst:

2. Zonde siltuma plūsmas blīvuma mērīšanai.*

3. Temperatūras zonde.*

4. Programmatūra.**

5. Kabelis savienošanai ar personālo datoru. **

6. Kalibrēšanas sertifikāts.

7. IPP-2 ierīces lietošanas instrukcija un pase.

8. Pase termoelektriskajiem pārveidotājiem (temperatūras zondēm).

9. Siltuma plūsmas blīvuma zondes pase.

10. Tīkla adapteris.

* - Mērīšanas diapazoni un zondes dizains tiek noteikti pasūtījuma stadijā

** - Pozīcijas tiek piegādātas pēc īpaša pasūtījuma.

V. Ierīces sagatavošana darbībai un mērījumu veikšana.

Ierīces sagatavošana darbam.

Izņemiet ierīci no iepakojuma. Ja ierīci ienes siltā telpā no aukstas, nepieciešams 2 stundas ļaut ierīcei sasilt līdz istabas temperatūrai. Pilnībā uzlādējiet akumulatoru četru stundu laikā. Novietojiet zondi vietā, kur tiks veikti mērījumi. Pievienojiet zondi instrumentam. Ja ierīci paredzēts darbināt kopā ar personālo datoru, ierīce ir jāpievieno datora brīvam COM portam, izmantojot savienojuma kabeli. Pievienojiet ierīcei tīkla adapteri un instalējiet programmatūru atbilstoši aprakstam. Ieslēdziet ierīci, īsi nospiežot pogu. Ja nepieciešams, noregulējiet ierīci saskaņā ar 2.4.6. punktu. Ekspluatācijas rokasgrāmatas. Strādājot ar personālo datoru, iestatiet ierīces tīkla adresi un maiņas kursu saskaņā ar 2.4.8. punktu. Ekspluatācijas rokasgrāmatas. Sāciet mērīt.

Zemāk ir diagramma par pārslēgšanos režīmā "Darbs".

Mērījumu sagatavošana un veikšana ēku norobežojošo konstrukciju termiskās pārbaudes laikā.

1. Siltuma plūsmas blīvuma mērīšana parasti tiek veikta no ēku un būvju norobežojošo konstrukciju iekšpuses.

Ir atļauts mērīt siltuma plūsmu blīvumu no norobežojošo konstrukciju ārpuses, ja to nav iespējams izmērīt no iekšpuses (agresīva vide, gaisa parametru svārstības), ar nosacījumu, ka tiek uzturēta stabila temperatūra uz virsmas. Siltuma pārneses apstākļu kontrole tiek veikta, izmantojot temperatūras zondi un līdzekļus siltuma plūsmas blīvuma mērīšanai: mērot 10 minūtes. to rādījumiem jābūt instrumentu mērījumu kļūdas robežās.

2. Virsmas laukumi tiek izvēlēti specifiski vai raksturīgi visai pārbaudāmajai ēkas norobežojošajai konstrukcijai, atkarībā no nepieciešamības izmērīt lokālo vai vidējo siltuma plūsmas blīvumu.

Mērījumiem uz norobežojošās konstrukcijas izvēlētajām zonām jābūt ar viena un tā paša materiāla virsmas slānim, vienādam apstrādes un virsmas stāvoklim, ar vienādiem starojuma siltuma pārneses nosacījumiem, un tām nevajadzētu atrasties tiešā tuvumā elementiem, kas var mainīt virzienu un vērtību. siltuma plūsmām.

3. Nožogojošo konstrukciju virsmas laukumus, uz kuriem uzstādīts siltuma plūsmas pārveidotājs, notīra, līdz tiek novērsti redzamie un taustāmie nelīdzenumi.

4. Pārveidotājs tiek cieši piespiests pa visu virsmu pie norobežojošās konstrukcijas un fiksēts šajā pozīcijā, nodrošinot pastāvīgu siltuma plūsmas devēja kontaktu ar pētāmo laukumu virsmu visu turpmāko mērījumu laikā.

Uzstādot devēju starp to un norobežojošo konstrukciju, nav pieļaujama gaisa spraugu veidošanās. Lai tos izslēgtu, mērījumu vietās uz virsmas tiek uzklāts plāns tehniskā vazelīna slānis, kas nosedz virsmas nelīdzenumus.

Pārveidotāju var nostiprināt gar tā sānu virsmu, izmantojot celtniecības ģipša, tehniskā vazelīna, plastilīna, stieņa ar atsperi un citus līdzekļus, kas izslēdz siltuma plūsmas traucējumus mērījumu zonā.

5. Siltuma plūsmas blīvuma ekspluatācijas mērījumu laikā devēja irdenā virsma tiek pielīmēta ar materiāla slāni vai pārkrāsota ar krāsu ar tādu pašu vai līdzīgu izstarojuma pakāpi ar atšķirību 0,1 kā virsmas slāņa materiālam. norobežojošā konstrukcija.

6. Lasīšanas ierīce atrodas 5-8 m attālumā no mērījuma vietas vai blakus telpā, lai izslēgtu novērotāja ietekmi uz siltuma plūsmas vērtību.

7. Lietojot emf mērīšanas ierīces, kurām ir apkārtējās vides temperatūras ierobežojumi, tās novieto telpā ar šo ierīču darbībai pieņemamu gaisa temperatūru, un tām, izmantojot pagarinātājus, pievieno siltuma plūsmas pārveidotāju.

8. Iekārta saskaņā ar 7. punktu ir sagatavota darbībai saskaņā ar attiecīgās ierīces ekspluatācijas instrukciju, tajā skaitā ņemot vērā nepieciešamo iekārtas ekspozīcijas laiku, lai tajā izveidotu jaunu temperatūras režīmu.

Sagatavošanās un mērījumu veikšana

(laboratorijas darbu laikā pēc laboratorijas darba piemēra "Aizsardzības pret infrasarkano starojumu līdzekļu izpēte").

Pievienojiet IS avotu kontaktligzdai. Ieslēdziet IR starojuma avotu (augšējā daļa) un IPP-2 siltuma plūsmas blīvuma mērītāju.

Uzstādiet siltuma plūsmas blīvuma mērītāja galvu 100 mm attālumā no IR starojuma avota un nosakiet siltuma plūsmas blīvumu (trīs līdz četru mērījumu vidējā vērtība).

Manuāli pārvietojiet statīvu pa lineālu, iestatot mērīšanas galviņu attālumos no starojuma avota, kas norādīts 1. tabulas formā, un atkārtojiet mērījumus. Ievadiet mērījumu datus 1. tabulas veidā.

Izveidojiet grafiku IS plūsmas blīvuma atkarībai no attāluma.

Atkārtojiet mērījumus saskaņā ar rindkopām. 1 — 3 ar dažādiem Mērījumu dati jāievada tabulas veidā 1. Katram ekrānam izveidojiet IS starojuma plūsmas blīvuma atkarības grafikus no attāluma.

1. tabulas forma

Novērtējiet ekrānu aizsargdarbības efektivitāti pēc formulas (3).

Uzstādiet aizsargekrānu (kā norādījis skolotājs), novietojiet uz tā plašu putekļsūcēja suku. Ieslēdziet putekļu sūcēju gaisa ieplūdes režīmā, imitējot izplūdes ventilācijas ierīci, un pēc 2-3 minūtēm (pēc ekrāna termiskā režīma izveidošanas) nosakiet termiskā starojuma intensitāti tādos pašos attālumos kā 3. punktā. kombinētās termiskās aizsardzības efektivitāte, izmantojot formulu (3).

Termiskā starojuma intensitātes atkarība no attāluma konkrētam ekrānam izplūdes ventilācijas režīmā ir jāatspoguļo vispārējā grafikā (sk. 5. punktu).

Nosakiet aizsardzības efektivitāti, mērot temperatūru konkrētam ekrānam ar izplūdes ventilāciju un bez tās, izmantojot formulu (4).

Izveidojiet izplūdes ventilācijas aizsardzības efektivitātes grafikus un bez tās.

Pārslēdziet putekļu sūcēju pūtēja režīmā un ieslēdziet to. Virzot gaisa plūsmu uz noteiktā aizsargekrāna virsmu (dušas režīms), atkārtojiet mērījumus saskaņā ar rindkopām. 7 - 10. Salīdziniet punktu mērījumu rezultātus. 7-10.

Piestipriniet putekļsūcēja šļūteni uz viena no statīviem un ieslēdziet putekļu sūcēju "pūtēja" režīmā, virzot gaisa plūsmu gandrīz perpendikulāri siltuma plūsmai (nedaudz uz pusi) - gaisa aizkara imitācija. Izmantojot IPP-2 mērītāju, izmēra infrasarkanā starojuma temperatūru bez un ar "pūtēju".

Izveidojiet "pūtēja" aizsardzības efektivitātes grafikus pēc formulas (4).

VI. Mērījumu rezultāti un to interpretācija

(par piemēru laboratorijas darbu par tēmu "Aizsardzības pret infrasarkano starojumu līdzekļu izpēte" vienā no tehniskās universitātes Maskava).

Tabula. Elektrokamīns EXP-1,0/220. Statīvs maināmu ekrānu novietošanai. Statīvs mērgalvas uzstādīšanai. Siltuma plūsmas blīvuma mērītājs IPP-2M. Lineāls. Putekļu sūcējs Typhoon-1200.

IR starojuma intensitāti (plūsmas blīvumu) q nosaka pēc formulas:

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

kur S ir izstarojošās virsmas laukums, m2;

T ir izstarojošās virsmas temperatūra, K;

r ir attālums no starojuma avota, m.

Viens no visizplatītākajiem aizsardzības veidiem pret IR starojumu ir izstarojošo virsmu ekranēšana.

Ir trīs veidu ekrāni:

necaurspīdīgs;

· caurspīdīgs;

caurspīdīgs.

Saskaņā ar darbības principu ekrāni ir sadalīti:

· siltumu atstarojošs;

· siltumu absorbējošs;

siltumu izkliedējoša.

1. tabula

Aizsardzības pret termisko starojumu efektivitāti ar ekrānu E palīdzību nosaka pēc formulas:

E \u003d (q - q3) / q

kur q ir IR starojuma plūsmas blīvums bez aizsardzības, W/m2;

q3 ir IS starojuma plūsmas blīvums, izmantojot aizsardzību, W/m2.

Aizsargājošo ekrānu veidi (necaurspīdīgi):

1. Ekrāns jaukts — ķēdes pasts.

E-pasts = (1550–560) / 1550 = 0,63

2. Metāla ekrāns ar melnu virsmu.

E al+vāks = (1550–210) / 1550 = 0,86

3. Siltumu atstarojošs alumīnija ekrāns.

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

Uzzīmēsim IS plūsmas blīvuma atkarību no attāluma katram ekrānam.

Nav aizsardzības

Kā redzam, ekrānu aizsargdarbības efektivitāte atšķiras:

1. Jauktā sieta - ķēdes pasta minimālais aizsargefekts - 0,63;

2. Alumīnija ekrāns ar melnu virsmu - 0,86;

3. Siltumu atstarojošajam alumīnija ekrānam ir vislielākais aizsargefekts - 0,99.

Novērtējot ēku norobežojošo konstrukciju un konstrukciju siltumietilpības un nosakot reālo siltumenerģijas patēriņu caur ēkas ārējām norobežojošām konstrukcijām, tiek izmantoti šādi galvenie normatīvie dokumenti:

· GOST 25380-82. Metode siltuma plūsmu blīvuma mērīšanai, kas iet caur ēku norobežojošām konstrukcijām.

Novērtējot dažādu aizsardzības līdzekļu pret infrasarkano starojumu siltuma veiktspēju, tiek izmantoti šādi galvenie normatīvie dokumenti:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Darba zonas gaiss. Vispārējās sanitārās un higiēnas prasības.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Aizsardzības līdzekļi pret infrasarkano starojumu. Klasifikācija. Vispārīgās tehniskās prasības.

· GOST 12.4.123-83 “Darba drošības standartu sistēma. Līdzekļi kolektīvai aizsardzībai pret infrasarkano starojumu. Vispārīgās tehniskās prasības”.

IN 1 siltuma pārneses veidi

Siltuma pārneses teorija ir zinātne par siltuma pārneses procesiem. Siltuma pārnese ir sarežģīts process, ko var iedalīt vairākos vienkāršos procesos. Ir trīs elementāri siltuma pārneses procesi, kas būtiski atšķiras viens no otra - siltumvadītspēja, konvekcija un siltuma starojums.

Siltumvadītspēja- notiek ar vielas daļiņu (molekulu, atomu, brīvo elektronu) tiešu saskari (sadursmi), ko pavada enerģijas apmaiņa. Siltumvadītspēja gāzēs un šķidrumos ir niecīga. Siltuma vadīšanas procesi cietās vielās norit daudz intensīvāk. Korpusus ar zemu siltumvadītspēju sauc par siltumizolējošiem.

Konvekcija- rodas tikai šķidrumos un gāzēs un atspoguļo siltuma pārnesi šķidruma vai gāzes daļiņu kustības un sajaukšanas rezultātā. Konvekciju vienmēr pavada siltuma vadīšana.

Ja šķidruma vai gāzes daļiņu kustību nosaka to blīvumu atšķirība (temperatūras starpības dēļ), tad šādu kustību sauc par dabisko konvekciju.

Ja šķidrumu vai gāzi pārvieto ar sūkni, ventilatoru, ežektoru un citām ierīcēm, tad šādu kustību sauc par piespiedu konvekciju. Siltuma apmaiņa šajā gadījumā notiek daudz intensīvāk nekā dabiskās konvekcijas laikā.

termiskais starojums sastāv no siltuma pārnešanas no viena ķermeņa uz otru ar elektromagnētiskiem viļņiem, kas rodas sarežģītu molekulāru un atomu traucējumu rezultātā. Elektromagnētiskie viļņi izplatās no ķermeņa virsmas visos virzienos. Saskaroties ar citiem ķermeņiem, tie var daļēji absorbēt starojuma enerģiju, pārvēršoties atpakaļ siltumā (paaugstinot to temperatūru).

B2 Furjē likums un siltumvadītspēja

Pētot siltuma izplatīšanās procesus cietās vielās, Furjē eksperimentāli konstatēja, ka nodotais siltuma daudzums ir proporcionāls temperatūras kritumam, laikam un šķērsgriezuma laukumam perpendikulāri siltuma izplatīšanās virzienam.

Ja nodoto siltuma daudzumu attiecina uz sekcijas vienību un laika vienību, tad varam rakstīt:

Vienādojums (1.6) ir siltuma vadīšanas pamatlikuma matemātiska izteiksme. Furjē likums. Šis likums ir visu siltuma vadīšanas procesu teorētisko un eksperimentālo pētījumu pamatā. Mīnusa zīme norāda, ka siltuma plūsmas vektors ir vērsts virzienā, kas ir pretējs temperatūras gradientam.

Siltumvadītspējas koeficients

Proporcionalitātes reizinātājs  vienādojumā (1.6) ir siltumvadītspējas koeficients. Tas raksturo ķermeņa fizikālās īpašības un spēju vadīt siltumu:

(1.7)

Vērtība  ir siltuma daudzums, kas laika vienībā iziet cauri izotermiskas virsmas laukuma vienībai ar temperatūras gradientu, kas vienāds ar vienu.

Priekš dažādas vielas siltumvadītspējas koeficients ir atšķirīgs un atkarīgs no vielas īpašībām, struktūras, mitruma, piemaisījumu klātbūtnes, temperatūras un citiem faktoriem. Praktiskajos aprēķinos būvmateriālu siltumvadītspējas koeficients jāņem vērā kā daļa no SNiP II-3-79 ** "Būvniecības siltumtehnika".

Piemēram:

gāzēm -  = 0,0050,5 [W/mC]

šķidrumiem -  = 0,080,7 [W/mC]

būvmateriāli un siltumizolatori -  = 0,023,0 [W/mC]

metāliem -  = 20400 [W/mC]

B3 Siltumvadītspēja

Siltumvadītspēja ir iekšējās enerģijas pārnešana no vairāk apsildāmām ķermeņa daļām (vai ķermeņiem) uz mazāk apsildāmām daļām (vai ķermeņiem), ko veic nejauši kustīgas ķermeņa daļiņas (atomi, molekulas, elektroni utt.). Šāda siltuma pārnese var notikt jebkurā ķermenī ar nevienmērīgu temperatūras sadalījumu, bet siltuma pārneses mehānisms būs atkarīgs no vielas agregācijas stāvokļa.

Siltumvadītspēju sauc arī par kvantitatīvu raksturlielumu ķermeņa spējai vadīt siltumu. Salīdzinot siltuma ķēdes ar elektriskām ķēdēm, tas ir vadītspējas analogs.

Vielas spēju vadīt siltumu raksturo siltumvadītspējas koeficients (siltuma vadītspēja). Skaitliski šis raksturlielums ir vienāds ar siltuma daudzumu, kas iziet cauri materiāla paraugam, kura biezums ir 1 m, platība 1 m 2, laika vienībā (sekundē) ar temperatūras vienības gradientu.

Vēsturiski tika uzskatīts, ka siltumenerģijas pārnešana ir saistīta ar kaloriju plūsmu no viena ķermeņa uz otru. Tomēr vēlākie eksperimenti, jo īpaši lielgabalu stobra karsēšana urbšanas laikā, atspēkoja kaloriju kā neatkarīga matērijas veida esamību. Attiecīgi šobrīd tiek uzskatīts, ka siltumvadītspējas fenomens ir saistīts ar objektu vēlmi ieņemt stāvokli, kas tuvāks termodinamiskajam līdzsvaram, kas izpaužas to temperatūras izlīdzināšanā.

Praksē ir jāņem vērā arī siltuma vadīšana molekulu konvekcijas un starojuma iespiešanās dēļ. Piemēram, ja vakuums ir pilnīgi netermisks, siltumu var pārnest starojums (piemēram, Saule, infrasarkanā starojuma iekārtas). Un gāze vai šķidrums var patstāvīgi vai mākslīgi apmainīt apsildāmus vai atdzesētus slāņus (piemēram, fēns, sildīšanas ventilatori). Kondensētā vidē ir iespējams arī “pārlēkt” fononus no vienas cietas vielas uz otru caur submikronu spraugām, kas veicina skaņas viļņu un siltuma izplatīšanos, pat ja spraugas ir ideāls vakuums.

B4 Konvektīvā siltuma pārnese konvektīva siltuma pārnese var notikt tikai kustīgās vidēs - pilināmos šķidrumos un gāzēs. Parasti mobilo barotni nosacīti sauc par šķidrumu, neatkarīgi no vielas agregācijas stāvokļa.

siltuma plūsma J , W, ko pārnes konvektīvās siltuma pārneses laikā, nosaka pēc Ņūtona-Rihmaņa formulas:

J =  F ( t un - t ) , (2.1)

kur:  - siltuma pārneses koeficients, W / m 2 С;

F - siltuma apmaiņas virsmas laukums, m 2;

t un un t ir attiecīgi šķidruma un sienas virsmas temperatūra, С.

temperatūras starpība ( t un - t ) dažreiz sauc temperatūras starpība.

Siltuma pārneses koeficients raksturo siltuma daudzumu, kas konvekcijas ceļā tiek pārnests caur virsmas vienību laika vienībā pie temperatūras starpības 1С un kura izmērs ir [J/sm 2 С] vai [W/m 2 С].

vai kinemātiski (  =  /  ), tilpuma izplešanās koeficients  ;

Šķidruma ātrumi w ;

Šķidruma un sienu temperatūra t un un t ;

Mazgātās sienas forma un lineārie izmēri ( F , l 1 Siltuma pārneses koeficienta vērtība ir atkarīga no daudziem faktoriem, proti:

Šķidruma kustības raksturs (režīms) (lamināra vai turbulenta);

Kustības raksturs (dabisks vai piespiedu);

Kustīgas vides fizikālās īpašības - siltumvadītspējas koeficients  , blīvums  , siltuma jauda Ar , dinamiskās viskozitātes koeficients (  ), l 2 ,...).

Tādējādi vispārīgi mēs varam rakstīt:  = f (w,  , ar,  ,  ,  , t un , t ,F ,l 1 ,l 2 ,...). (2.2)

Nuselta kritērijs. Iestata siltuma pārneses intensitātes attiecību ar konvekcijas palīdzību (  ) un siltumvadītspēja (  ) cietā un šķidruma saskarnē: Nu =  l /  . (2.3)

Prandtl kritērijs. Raksturo siltuma pārneses mehānismus šķidrumā (atkarīgs no šķidruma fizikālajām īpašībām): Pr =  / a =  c  /  . (2.4)

Vērtība a =  / c  tiek saukts termiskā difūzija.

Reinoldsa kritērijs. Nosaka inerciālo un viskozo spēku attiecību šķidrumā un raksturo šķidruma kustības hidrodinamisko režīmu. R=V*l/nu Re = wl /  .

Plkst Re <2300 режим движения ламинарный, при Re >10 4 - nemierīgs, pie 2300<Re <10 4 режим движения переходной от ламинарного к турбулентному.

Grashof kritērijs. Tas raksturo celšanas spēku attiecību, kas rodas šķidruma blīvuma un viskozitātes spēku atšķirības dēļ. Blīvuma atšķirība ir saistīta ar šķidruma temperatūras starpību tā tilpumā: Gr = gl 3  t  /  2 .

Visos iepriekš norādītajos vienādojumos vērtība l – raksturīgais izmērs, m.

Vienādojumus, kas attiecas uz līdzības skaitļiem, sauc par kritērija vienādojumiem, un tos parasti raksta šādi: Nu = f ( Re , Gr , Pr ) . (2.7)

Konvektīvās siltuma pārneses ar šķidruma piespiedu kustību kritērija vienādojums ir šāds: Nu = cRe m Gr n Pr lpp . (2.8)

Un ar brīvu medija kustību: Nu = dgr k Pr r . (2.9)

Šajos vienādojumos proporcionalitātes koeficienti c un d , kā arī eksponenti saskaņā ar līdzības kritērijiem m , n , lpp , k un r izveidota eksperimentāli.

B5 starojuma siltuma pārnese

Izstarojuma enerģijas nesēji ir elektromagnētiskās svārstības ar dažādu viļņu garumu. Visi ķermeņi, kuru temperatūra atšķiras no absolūtās nulles, spēj izstarot elektromagnētiskos viļņus. Radiācija ir iekšējo atomu procesu rezultāts. Kad tas skar citus ķermeņus, starojuma enerģija tiek daļēji absorbēta, daļēji atspoguļota un daļēji iziet cauri ķermenim. Attiecīgi tiek norādītas absorbētās, atstarotās un pārraidītās enerģijas daļas no enerģijas daudzuma, kas krīt uz ķermeni A , R un D .

Ir skaidrs, ka A +R +D =1.

Ja R =D =0, tad šādu ķermeni sauc absolūti melns.

Ja ķermeņa atstarošanas spēja R \u003d 1 un atstarošana pakļaujas ģeometriskās optikas likumiem (t.i., staru kūļa krišanas leņķis ir vienāds ar atstarošanas leņķi), tad šādus ķermeņus sauc atspoguļots. Ja atstarotā enerģija ir izkliedēta visos iespējamos virzienos, tad šādus ķermeņus sauc absolūti balts.

ķermeņi, kuriem D =1 izsaukts absolūti caurspīdīgs(diatermisks).

Termiskā starojuma likumi

Planka likums nosaka melna ķermeņa monohromatiskā starojuma virsmas plūsmas blīvuma atkarību E 0  no viļņa garuma  un absolūtā temperatūra T .

Stefana-Bolcmaņa likums. Eksperimentāli (I. Stefans 1879. gadā) un teorētiski (L. Bolcmans 1881. gadā) atklāja, ka absolūti melna ķermeņa iekšējā integrālā starojuma plūsmas blīvums E 0 ir tieši proporcionāls absolūtajai temperatūrai līdz ceturtajai pakāpei, t.i.:

kur  0 - Stefana-Bolcmaņa konstante, vienāda ar 5,6710 -8 W / m 2 K 4;

NO 0 - absolūti melna ķermeņa izstarojuma koeficients, kas vienāds ar 5,67 W / m 2 K 4.

Indekss "0" visos iepriekšminētajos vienādojumos nozīmē, ka tiek uzskatīts par pilnīgi melnu ķermeni. Īstie ķermeņi vienmēr ir pelēki. Attieksme  =C/C 0 ko sauc par ķermeņa melnuma pakāpi, tas svārstās diapazonā no 0 līdz 1.

Attiecīgi uz pelēkajiem ķermeņiem Stefana-Bolcmaņa likumam ir šāda forma: (2.11)

Melnuma vērtība  galvenokārt ir atkarīgs no ķermeņa īpašībām, temperatūras un tās virsmas stāvokļa (gluda vai raupja).

Lamberta likums. Maksimālais starojums uz virsmas vienību notiek virzienā uz normālu pret to. Ja J n ir enerģijas daudzums, kas izstarots gar normālu uz virsmu, un J  - virzienā, kas veido leņķi  ar parasto, tad saskaņā ar Lamberta likumu: J  = J n  cos  . (2.12)

Kirhhofa likums. Ķermeņa izstarojuma koeficients E līdz tās absorbcijai BET visiem ķermeņiem vienāda un vienāda ar melna ķermeņa izstarojuma koeficientu E 0 tajā pašā temperatūrā: E/A=E 0 = f ( T ) .

B6 Sarežģīta siltuma pārnese un siltuma pārnese

Aplūkotie elementārie siltuma pārneses veidi (siltuma vadīšana, konvekcija un starojums) praksē, kā likums, notiek vienlaikus. Piemēram, konvekciju vienmēr pavada siltuma vadīšana; starojumu bieži pavada konvekcija. Dažādu siltuma pārneses veidu kombinācija var būt ļoti dažāda, un to loma kopējā procesā nav vienāda. Šī t.s sarežģīta siltuma pārnese.

Siltumtehnikas aprēķinos ar sarežģītu siltuma pārnesi bieži izmanto kopējo (kopējo) siltuma pārneses koeficientu  0 , kas ir kontakta siltuma pārneses koeficientu summa, ņemot vērā konvekcijas darbību, siltumvadītspēju  uz , un starojums  l , t.i.  0 = uz + l .

Šajā gadījumā siltuma plūsmas noteikšanas aprēķina formula ir šāda:

J =(  uz + l )( t un - t Ar )=  0 ( t un - t Ar ) . (2.14)

Bet, ja sienu mazgā pilošs šķidrums, piemēram, ūdens, tad

 l =0 un  0 = uz . (2.15)

Siltuma pārnese

Siltumtehnikā bieži siltuma plūsma no viena šķidruma (vai gāzes) uz otru tiek pārnesta caur sienu. Tiek saukts tāds kopējais siltuma pārneses process, kurā siltuma pārnese kontakta ceļā ir nepieciešama sastāvdaļa siltuma pārnesi.

Šādas sarežģītas siltuma pārneses piemēri var būt: siltuma apmaiņa starp ūdeni (vai tvaiku) sildītājā un iekštelpu gaisu; starp iekštelpu gaisu un āra gaisu.

B7 viena un daudzslāņu konstrukciju termiskā pretestība

Apsveriet šāda veida sarežģītu siltuma pārnesi

Siltuma pārnese caur plakanu viena slāņa sienu.

Apsveriet siltuma pārnesi caur plakanu viena slāņa sienu. Pieņemsim, ka siltuma plūsma tiek virzīta no kreisās puses uz labo, apsildāmās vides temperatūra t f1 , aukstas vides temperatūra t f2 . Sienu virsmu temperatūra nav zināma: mēs tās apzīmējam kā t c1 un t c2 (2.1. att.).

Siltuma pārnese aplūkotajā piemērā ir sarežģītas siltuma pārneses process, un tas sastāv no trim posmiem: siltuma pārnešana no karsējamās vides (šķidruma vai gāzes) uz kreiso sienas virsmu, siltuma vadīšana caur sienu un siltuma pārnese no labās sienas virsmas. uz aukstu vidi (šķidrumu vai gāzi). Šajā gadījumā tiek pieņemts, ka virsmas siltuma plūsmas blīvumi trīs norādītajos posmos ir vienādi, ja siena ir plakana un siltuma pārneses režīms ir stacionārs.

Vērtība k sauca siltuma pārneses koeficients un apzīmē siltuma plūsmas jaudu, kas caur 1 m 2 pāriet no vairāk uzkarsētas vides uz mazāk apsildāmu virsmu pie temperatūras starpības starp vidi 1K. Tiek saukts siltuma pārneses koeficienta apgrieztais skaitlis termiskā pretestība siltuma pārnesei un apzīmēts R , m 2 K/W:

Šī formula parāda, ka kopējā termiskā pretestība ir vienāda ar daļējo pretestību summu.

B8 Ierobežotu konstrukciju siltumtehniskie aprēķini

Aprēķina mērķis: izvēlēties tādus āra žogu projektus, kas atbilstu SNP ēku termiskās aizsardzības prasībām 23.02.2003.

Nosakiet izolācijas biezumu

Siltuma pārneses pretestības prasības, pamatojoties uz sanitārijas apstākļiem

Kur n - koeficients, kas ņemts atkarībā no norobežojošo konstrukciju ārējās virsmas stāvokļa attiecībā pret ārējo gaisu saskaņā ar tabulu. 3*, skatīt arī šīs rokasgrāmatas 4. tabulu;

t iekšā - iekšējā gaisa projektētā temperatūra, o C, pieņemta saskaņā ar GOST 12.1.005-88 un attiecīgo ēku un būvju projektēšanas standartiem (sk. arī 2. pielikumu);

t n - aprēķinātā ārējā gaisa ziemas temperatūra, o C, vienāda ar aukstākā piecu dienu perioda vidējo temperatūru ar drošību 0,92 saskaņā ar SNiP 23-01-99 (sk. 1. pielikumu);

Δ t n - normatīvā temperatūras starpība starp iekšējā gaisa temperatūru un ēkas norobežojošo konstrukciju iekšējās virsmas temperatūru, o C, kas ņemta saskaņā ar tabulu. 2*, skatīt arī tabulu. 3 no šīs rokasgrāmatas;

α iekšā - norobežojošo konstrukciju iekšējās virsmas siltuma pārneses koeficients, kas ņemts saskaņā ar tabulu. 4*, skatīt arī tabulu. 5.

No apstākļiem enerģijas taupīšanaR par tr pieņemts visiem pārējiem ēku veidiem saskaņā ar tabulu. 2 atkarībā no grādu dienas apkures periods (GSOP), ko nosaka pēc formulas

GSOP = (t iekšā - t no.per.) z no.per., (5a)

kur t iekšā- tāds pats kā formulā (5);

t no.per.- apkures perioda vidējā temperatūra, o C, ar vidējo diennakts gaisa temperatūru zem vai vienāda ar 8 o C saskaņā ar SNiP 23-01-99 (skatīt arī 1. pielikumu);

z no.per.- apkures perioda ilgums, dienas, ar vidējo diennakts gaisa temperatūru zemāk Viena slāņa ēkas norobežojošo konstrukciju kopējā (samazinātā) siltuma pretestībaR o , m 2 o C / W, ir vienāds ar visu individuālo pretestību summu, t.i.

kur α iekšā- norobežojošo konstrukciju iekšējās virsmas siltuma caurlaidības koeficients, W / (m 2 o C), noteikts saskaņā ar tabulu. 4*, skatīt arī tabulu. šīs rokasgrāmatas 5. punkts;

α n - norobežojošo konstrukciju ārējās virsmas siltuma caurlaidības koeficients, W / (m 2 o C), noteikts saskaņā ar tabulu. 6*, skatīt arī tabulu. šīs rokasgrāmatas 6. punkts;

R uz- viena slāņa struktūras termiskā pretestība, ko nosaka pēc formulas (2).

Termiskā pretestība (izturība pret siltuma pārnesi) R , m 2 o C/W , - svarīgākais žoga siltumīpašums. To raksturo temperatūras starpība starp žoga iekšējo un ārējo virsmu, caur kuru 1 m 2 iziet 1 vatu siltumenerģijas (1 kilokalorija stundā).

kur δ - žoga biezums, m;

λ - siltumvadītspējas koeficients, W / m o C.

Jo lielāka ir ēkas norobežojošo konstrukciju siltumizturība, jo labākas ir tās siltumizolācijas īpašības. No formulas (2) var redzēt, ka, lai palielinātu termisko pretestību R ir nepieciešams vai nu palielināt žoga biezumu δ , vai samazināt siltumvadītspējas koeficientu λ , tas ir, izmantot efektīvākus materiālus. Pēdējais ir izdevīgāks ekonomisku apsvērumu dēļ.

B9 Mikroklimata jēdziens. Siltummaiņa uz cilvēku un komforta nosacījumi.norma nepieciešama

Zem telpas mikroklimats attiecas uz termisko, gaisa un mitruma režīmu kopumu to savstarpējā savienojumā. Galvenā mikroklimata prasība ir uzturēt cilvēkiem labvēlīgus apstākļus telpā. Cilvēka organismā notiekošo vielmaiņas procesu rezultātā enerģija izdalās siltuma veidā. Šis siltums (lai uzturētu nemainīgu cilvēka ķermeņa temperatūru) ir jānodod vidē. Normālos apstākļos vairāk nekā 90% no saražotā siltuma tiek nodoti videi (50% ar starojumu, 25% ar konvekciju, 25% ar iztvaikošanu) un mazāk nekā 10% siltuma tiek zaudēti vielmaiņas rezultātā.

Cilvēka siltuma pārneses intensitāte ir atkarīga no telpas mikroklimata, ko raksturo:

Iekštelpu gaisa temperatūra t iekšā ;

Telpas radiācijas temperatūra (vidējā to aptverošo virsmu temperatūra) t R ;

Gaisa kustības ātrums (mobilitāte). v ;

Relatīvais mitrums  iekšā .

Šo mikroklimata parametru kombinācijas, kurās cilvēka organismā tiek uzturēts termiskais līdzsvars un tā termoregulācijas sistēmā nav spriedzes, sauc.ērti vaioptimāls .

Vissvarīgākais ir, pirmkārt, uzturēt labvēlīgus temperatūras apstākļus iekštelpās, jo mobilitātei un relatīvajam mitrumam parasti ir nenozīmīgas svārstības.

Papildus optimālajam ir pieļaujama mikroklimata parametru kombinācijas, kurās cilvēks var izjust nelielu diskomfortu.

Tiek saukta tā telpas daļa, kurā cilvēks pavada lielāko daļu sava darba laika apkalpoti vai darba zona. Termiskie apstākļi telpā galvenokārt atkarīgi no t.s. no tās temperatūras situācijas, ko parasti raksturo komforta apstākļi.

Pirmais komforta nosacījums- definē šādu kombināciju apgabalu t iekšā un t R , kurā cilvēks, atrodoties darba zonas centrā, neizjūt ne pārkaršanu, ne hipotermiju. Mierīgam prāta stāvoklim t iekšā = 21 ... 23, ar vieglu darbu - 19..21, ar smagu darbu - 14 ... 16С.

Gada aukstajam periodam pirmo nosacījumu raksturo formula:

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

Otrs komforta nosacījums- nosaka apsildāmu un atdzesētu virsmu pieļaujamo temperatūru, kad cilvēks atrodas to tiešā tuvumā.

Lai izvairītos no nepieņemamas radiācijas pārkaršanas vai cilvēka galvas hipotermijas, griestu un sienu virsmas var uzsildīt līdz pieņemamai temperatūrai:

Vai atdzesēts līdz temperatūrai:, (3.3)

kur:  - apstarošanas koeficients no cilvēka galvas elementāra laukuma virsmas uz apsildāmu vai atdzesētu virsmu.

Aukstās grīdas virsmas temperatūra ziemā var būt tikai par 2–2,5°C zemāka par istabas gaisa temperatūru cilvēka pēdu augstās jutības dēļ pret hipotermiju, bet ne augstāka par 22–34°C atkarībā no iekārtas mērķa. telpas.

Galvenās normatīvās prasības telpu mikroklimatam ir ietvertas normatīvajos dokumentos: SNiP 2.04.05-91 (ar grozījumiem un papildinājumiem), GOST 12.1.005-88.

Nosakot aprēķinātos meteoroloģiskos apstākļus telpā, tiek ņemta vērā cilvēka organisma spēja aklimatizēties dažādos gada laikos, veiktā darba intensitāte un siltuma veidošanās raksturs telpā. Aprēķinātie gaisa parametri tiek normalizēti atkarībā no gada perioda. Ir trīs gada periodi:

Auksts (vidējā dienas āra temperatūra t n <+8С);

Pārejas (-"– t n \u003d 8С);

Silts (-"- t n >8С);

Optimālie un pieļaujamie meteoroloģiskie apstākļi (iekšējā gaisa temperatūra t iekšā ) dzīvojamo, sabiedrisko un administratīvo telpu apkalpojošajā zonā ir norādīti 3.1. tabulā.

3.1. tabula

Maksimāli pieļaujamā gaisa temperatūra darba zonā ir 28С (ja aprēķinātā āra gaisa temperatūra ir lielāka par 25С, pieļaujama līdz 33С).

Optimālās relatīvā gaisa mitruma vērtības ir 40-60%.

Optimālais gaisa ātrums telpā aukstajam periodam ir 0,2-0,3 m / s, siltajam periodam - 0,2-0,5 m / s.

B10 Inženiertehnisko ēku iekārtu sistēmas mikroklimata veidošanai un uzturēšanai

Nepieciešamo mikroklimatu telpās rada šādas ēku inženiertehniskā aprīkojuma sistēmas: apkure, ventilācija un gaisa kondicionēšana.

Apkures sistēmas kalpo, lai radītu un uzturētu telpās gada aukstajā periodā nepieciešamo gaisa temperatūru, ko regulē attiecīgie standarti. Tie. tie nodrošina nepieciešamos telpu siltuma apstākļus.

Ciešā saistībā ar telpu siltuma režīmu ir gaisa režīms, ar ko saprot gaisa apmaiņas procesu starp telpām un ārējo gaisu.

Ventilācijas sistēmas ir paredzēti piesārņotā gaisa izvadīšanai no telpām un tīra gaisa piegādei tajās. Šajā gadījumā aprēķinātā iekšējā gaisa temperatūra nedrīkst mainīties. Ventilācijas sistēmas sastāv no ierīcēm pieplūdes gaisa sildīšanai, mitrināšanai un sausināšanai.

Gaisa kondicionēšanas sistēmas ir progresīvāki līdzekļi uzlabota mikroklimata radīšanai un nodrošināšanai telpā, t.i. dotie gaisa parametri: temperatūra, mitrums un tīrība pie pieļaujamā gaisa kustības ātruma telpā, neatkarīgi no ārējiem meteoroloģiskajiem apstākļiem un laika ziņā mainīgiem kaitīgajiem izmešiem telpās. Gaisa kondicionēšanas sistēmas sastāv no ierīcēm gaisa termiskai un mitruma apstrādei, tā attīrīšanai no putekļiem, bioloģiskajiem piesārņotājiem un smakām, gaisa pārvietošanai un sadalei telpā, iekārtu un aparātu automātiskai vadībai.

11. plkstsiltuma zudumu aprēķināšanas pamatformula hz ogr dizains

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

Qt ir siltumenerģijas daudzums, kas tiek pārnests no iekštelpu gaisa uz

āra gaiss, W

F - norobežojošās konstrukcijas laukums, m kV

R - ēkas norobežojošo konstrukciju kopējā pretestība siltuma pārnesei, m 2 C / W

tv - tn - attiecīgi iekšējā un ārējā gaisa projektētā temperatūra, C o

b - papildu siltuma zudumi, kas noteikti saskaņā ar SNiP 2.04.05-91* 9. pielikumu.

n - koeficients, kas ņemts atkarībā no ārējās virsmas stāvokļa attiecībā pret ārējo gaisu

12. plkstNorobežojošo konstrukciju virsmu mērīšana tiek veikta saskaņā ar:

Pirmā stāva sienu augstums grīdas klātbūtnē atrodas:

uz zemes - starp pirmā un otrā stāva grīdu līmeņiem

uz baļķiem - No pirmā stāva grīdas sagatavošanas augšējā līmeņa līdz otrā stāva grīdas līmenim

neapsildīta pagraba klātbūtnē - No pirmā stāva grīdas konstrukcijas apakšējās virsmas līmeņa līdz otrā stāva grīdas līmenim

Starpstāvu sienu augstums:

starp šī un pārklājošajiem stāviem

Augšējā stāva sienu augstums:

no grīdas līmeņa līdz bēniņu grīdas izolācijas slāņa augšai

Ārsienu garums pa ēkas ārējo perimetru:

stūra telpās - no sienu ārējo virsmu krustošanās līnijas līdz iekšējo sienu asīm

telpās, kas nav stūra, - starp iekšējo sienu asīm

Griestu un grīdu garums un platums virs pagrabiem un pazemes:

starp iekšējo sienu asīm un no ārsienas iekšējās virsmas līdz iekšējās sienas asij telpās, kas nav stūra un stūra

Logu, durvju platums un augstums:

atbilstoši mazākajiem izmēriem gaismā

B13 Plānotā āra un iekštelpu gaisa temperatūra

Aprēķinātajai āra temperatūrai t n, °С, nav ņemta aukstākā piecu dienu perioda zemākā vidējā temperatūra t 5 , °C, un tā vērtība ar nodrošinājumu 0,92.

Lai iegūtu šo vērtību, katrā aplūkojamā segmenta gadā tiek izvēlēts aukstākais piecu dienu periods P, gadi (in SNiP 23-01-99* laika posms no 1925. līdz 1980. gadiem). Atlasītās temperatūras vērtības aukstākajam piecu dienu periodam t 5 ir sakārtoti dilstošā secībā. Katrai vērtībai tiek piešķirts numurs. t. drošību Uz vispārīgā gadījumā aprēķina pēc formulas

Gada periods	Istabas nosaukums	Gaisa temperatūra, С		Iegūtā temperatūra, С		Relatīvais mitrums, %		Gaisa ātrums, m/s
		optimāls	pieļaujama	optimāls	pieļaujama	optimāls	pieļaujams, ne vairāk		optimāls, ne vairāk	pieļaujams, ne vairāk
Auksts	Dzīvojamā istaba
	Tas pats, apgabalos ar aukstākā piecu dienu perioda temperatūru (drošība 0,92) mīnus 31С
	Vannas istaba, apvienota vannas istaba
	Telpas atpūtai un mācībām
	Starpdzīvokļu koridors
	vestibils, kāpņu telpa
	Noliktavas
	Dzīvojamā istaba

B14 Siltuma zudumi ar infiltrējošu gaisu. papildu siltuma zudumi. Specifisks termiskais raksturlielums. n - koeficients, kas ņemts atkarībā no norobežojošās konstrukcijas ārējās virsmas stāvokļa attiecībā pret ārējo gaisu un noteikts saskaņā ar SNiP II-3-79 **;

 - papildu siltuma zudumi galveno zudumu daļās, ņemot vērā:

a) āra vertikāliem un slīpiem žogiem, kas orientēti uz virzieniem, no kuriem janvārī vējš pūš ar ātrumu, kas pārsniedz 4,5 m / s ar frekvenci vismaz 15% (saskaņā ar SNiP 2.01.01.-82) 0,05 apmērā pie vēja ātruma līdz 5 m/s un 0,10 apmērā pie ātruma 5 m/s vai vairāk; tipiskajam projektam jāņem vērā papildu zaudējumi 0,10 apmērā pirmajam un otrajam stāvam un 0,05 trešajam stāvam;

b) daudzstāvu ēku ārējiem vertikālajiem un slīpajiem žogiem 0,20 apmērā pirmajam un otrajam stāvam; 0,15 - par trešo; 0,10 - ēku ceturtajam stāvam ar 16 un vairāk stāviem; 10-15 stāvu ēkām papildus jārēķinās ar zaudējumiem 0,10 apmērā pirmajam un otrajam stāvam un 0,05 apmērā trešajam stāvam.

Siltuma zudumi infiltrējošā gaisa sildīšanai

Siltuma zudumi infiltrētā gaisa sildīšanai J iekšā , kW, tiek aprēķināti katrai apsildāmajai telpai ar vienu vai liels daudzums logi vai balkona durvis ārsienās, pamatojoties uz nepieciešamību nodrošināt āra gaisa sildīšanu ar sildītājiem vienas gaisa apmaiņas apjomā stundā pēc formulas

J iekšā =0,28 L inf*r*s( t iekšā - t n )

Ēkas īpatnējais siltuma raksturlielums ir maksimālā siltuma plūsma ēkas apkurei, ja temperatūras starpība starp iekšējo un ārējo vidi ir viens grāds pēc Celsija, ko sauc par 1 kubikmetru. m ēkas apsildāmā tilpuma. Faktiskos īpatnējos termiskos raksturlielumus nosaka pārbaužu rezultāti vai faktiskā siltumenerģijas patēriņa mērījumu rezultāti utt. Faktiskais īpatnējais siltuma raksturlielums ar zināmiem ēkas siltuma zudumiem ir vienāds ar: q \u003d (Qzd / (Vout (tv - tn.p)), kur Qzd ir aprēķinātie siltuma zudumi visās ēkas telpās, W; Vn ir apsildāmās ēkas tilpums pēc ārējā mērījuma, kub.m ; tv - iekštelpu gaisa temperatūra, C; tn.p - āra gaisa temperatūra, C."

B15 Saules starojuma un citu mājsaimniecības avotu kaitīgās emisijas no cilvēkiem

Siltuma izkliedes definīcija. Galvenie siltuma izdalīšanās veidi ir siltuma ieguvumi no cilvēkiem, mehāniskās enerģijas pārejas rezultātā siltumenerģijā, no apsildāmām iekārtām, no dzesēšanas materiāliem un citiem objektiem, kas tiek importēti ražotnē, no apgaismojuma avotiem, no sadegšanas produktiem, no saules starojums utt.

Cilvēku radītā siltuma izdalīšanās atkarīgs no to iztērētās enerģijas un gaisa temperatūras telpā. Dati par vīriešiem ir doti tabulā. 2.3. Sieviešu siltuma emisijas ir 85%, bet bērni - vidēji 75% no vīriešu siltuma emisijām.

Apkures sistēmu klasifikācija B16. Siltuma nesēji

Apsildes sistēma(CO) ir elementu komplekss, kas paredzēts, lai uzņemtu, nodotu un nodotu nepieciešamo siltuma daudzumu apsildāmām telpām. Katrs CO satur trīs galvenos elementus (6.1. attēls): siltuma ģenerators 1, kas kalpo siltuma iegūšanai un nodošanai dzesēšanas šķidrumam; siltuma cauruļu sistēma 2 dzesēšanas šķidruma transportēšanai caur tiem no siltuma ģeneratora uz sildītājiem; apkures ierīces 3, pārnesot siltumu no dzesēšanas šķidruma uz gaisu un telpas korpusiem 4.

Kā CO siltuma ģenerators var kalpot apkures katla bloks, kurā tiek sadedzināts kurināmais un izdalītais siltums tiek nodots dzesēšanas šķidrumam vai jebkuram citam siltummainim, kas izmanto dzesēšanas šķidrumu, kas nav CO.

SO prasības:

- sanitāri higiēniski- atbilstošos standartos noteikto gaisa temperatūru telpā un ārējo žogu virsmu nodrošināšana;

- ekonomisks– minimālu samazinātu izmaksu nodrošināšana būvniecībai un ekspluatācijai, minimālais metāla patēriņš;

- celtniecība– ēkas arhitektonisko un plānošanas un instruktīvo lēmumu ievērošanas nodrošināšana;

- montāža- uzstādīšanas nodrošināšana ar rūpnieciskām metodēm, maksimāli izmantojot vienotas saliekamās vienības ar minimālu standarta izmēru skaitu;

- operatīvi- apkopes, pārvaldības un remonta vienkāršība un ērtība, uzticamība, drošība un darbības bez trokšņa;

- estētiska- laba saderība ar telpas iekšējo arhitektonisko apdari, minimālā CO aizņemtā platība.

Siltuma daudzumu, kas iet caur noteiktu virsmu laika vienībā, sauc siltuma plūsma Q, W.

Siltuma daudzumu uz laukuma vienību laika vienībā sauc siltuma plūsmas blīvums jeb īpatnējo siltuma plūsmu un raksturo siltuma pārneses intensitāti.

(9.4)

Siltuma plūsmas blīvums q, ir vērsta pa normālu uz izotermisko virsmu virzienā, kas ir pretējs temperatūras gradientam, t.i., temperatūras pazemināšanās virzienā.

Ja sadalījums ir zināms q uz virsmas F, tad kopējais siltuma daudzums Jτ laika gaitā izgāja cauri šai virsmai τ , var atrast saskaņā ar vienādojumu:

(9.5)

un siltuma plūsma:

(9.5")

Ja vērtība q ir nemainīgs visā aplūkotajā virsmā, tad:

(9.5")

Furjē likums

Šis likums iestata siltuma plūsmas daudzumu, pārvadot siltumu caur siltuma vadīšanu. Franču zinātnieks J. B. Furjē 1807. gadā viņš konstatēja, ka siltuma plūsmas blīvums caur izotermisku virsmu ir proporcionāls temperatūras gradientam:

(9.6)

Mīnusa zīme iekšā (9.6) norāda, ka siltuma plūsma ir vērsta pretējā virzienā pret temperatūras gradientu (sk. 9.1. att.).

Siltuma plūsmas blīvums patvaļīgā virzienā l apzīmē siltuma plūsmas projekciju uz šo virzienu normālā virzienā:

Siltumvadītspējas koeficients

Koeficients λ , W/(m·K), Furjē likuma vienādojumā ir skaitliski vienāds ar siltuma plūsmas blīvumu, kad temperatūra pazeminās par vienu Kelvinu (grādu) uz garuma vienību. Dažādu vielu siltumvadītspēja ir atkarīga no tām fizikālās īpašības. Noteiktam ķermenim siltumvadītspējas koeficienta vērtība ir atkarīga no ķermeņa uzbūves, tā tilpuma svara, mitruma, ķīmiskais sastāvs, spiediens, temperatūra. Tehniskajos aprēķinos vērtība λ ņemts no atsauces tabulām, un ir jānodrošina, lai apstākļi, kuriem tabulā norādīta siltumvadītspējas koeficienta vērtība, atbilstu aprēķinātās problēmas nosacījumiem.

Siltumvadītspējas koeficients īpaši lielā mērā ir atkarīgs no temperatūras. Lielākajai daļai materiālu, kā liecina pieredze, šo atkarību var izteikt ar lineāru formulu:

(9.7)

kur λ o - siltumvadītspējas koeficients 0 °C temperatūrā;

β - temperatūras koeficients.

Gāzu siltumvadītspējas koeficients, un jo īpaši tvaiki ir ļoti atkarīgi no spiediena. Siltumvadītspējas koeficienta skaitliskā vērtība dažādām vielām svārstās ļoti plašā diapazonā - no 425 W / (m K) sudrabam līdz vērtībām 0,01 W / (m K) gāzēm. Tas izskaidrojams ar to, ka siltuma pārneses mehānisms ar siltuma vadīšanu dažādās fiziskās vides savādāk.

Metāliem ir augstākā vērtība siltumvadītspējas koeficients. Metālu siltumvadītspēja samazinās, palielinoties temperatūrai, un strauji samazinās piemaisījumu un leģējošu elementu klātbūtnē. Tātad tīra vara siltumvadītspēja ir 390 W / (m K), un vara ar arsēna pēdām ir 140 W / (m K). Tīra dzelzs siltumvadītspēja ir 70 W / (m K), tērauda ar 0,5% oglekļa - 50 W / (m K), leģētā tērauda ar 18% hroma un 9% niķeļa - tikai 16 W / (m K).

Dažu metālu siltumvadītspējas atkarība no temperatūras parādīta att. 9.2.

Gāzēm ir zema siltumvadītspēja (apmēram 0,01...1 W/(m K)), kas strauji palielinās, palielinoties temperatūrai.

Šķidruma siltumvadītspēja pasliktinās, palielinoties temperatūrai. Izņēmums ir ūdens un glicerīns. Kopumā pilināmo šķidrumu (ūdens, eļļas, glicerīna) siltumvadītspēja ir augstāka nekā gāzēm, bet zemāka nekā gāzēm. cietvielas un atrodas diapazonā no 0,1 līdz 0,7 W / (m K).

Rīsi. 9.2. Temperatūras ietekme uz metālu siltumvadītspēju