ISI AKIŞI

ISI AKIŞI

İzotermalden aktarılan ısı miktarı birimlerde zaman. T. p.'nin boyutu, gücün boyutuyla örtüşür. T. p., watt veya kcal / h (1 kcal / h \u003d 1.163 W) cinsinden ölçülür. T. p., birimlere atıfta bulunur. izotermal denilen yüzeyler yoğunluk T. p., atım. vb. veya ısı yükü; genellikle q olarak belirtilir, W / m2 veya kcal / (m2 h) cinsinden ölçülür. Yoğunluk T. p., herhangi bir bileşeni sayısal olarak birimlerde aktarılan ısı miktarına eşit olan bir vektördür. birim zaman alınan yöne dik alan.

Fiziksel Ansiklopedik Sözlük. - M.: Sovyet Ansiklopedisi. . 1983 .

ISI AKIŞI

Sıcaklık gradyanına zıt yönde yönlendirilmiş ve abs'de eşit bir vektör. izotermalden geçen ısı miktarı. birim zaman başına yüzey. Watt veya kcal / h (1 kcal / h \u003d 1.163 W) olarak ölçülür. T. p., birim izotermal ile ilgili. denilen yüzeyler yoğunluk T. p. veya atım. T. s., teknolojide - ısı yükü. Birimler atıyor. T. p. W / m 2 ve kcal / (m 2 h) olarak hizmet eder.

Fiziksel ansiklopedi. 5 ciltte. - M.: Sovyet Ansiklopedisi. Genel Yayın Yönetmeni A. M. Prokhorov. 1988 .

Diğer sözlüklerde "HEAT FLOW" un ne olduğunu görün:

ısı akışı- Isı akışı - birim zamanda numuneden geçen ısı miktarı. [GOST 7076 99] Isı akışı - ısı değişim sürecinde aktarılan ısı enerjisinin akışı. [Beton ve betonarme için terminolojik sözlük. FSUE…… Yapı malzemelerinin terimleri, tanımları ve açıklamaları ansiklopedisi

İsteğe bağlı bir izotermal yüzeyden birim zamanda geçen ısı miktarı ... Büyük Ansiklopedik Sözlük

- (a. ısı akışı, ısı akışı, ısı akışı hızı; n. Warmefluβ, Warmestromung; f. Courant calorifique, flux de chaleur; i. corriente termico, torrente calorico, flujo termico) izotermal yoluyla aktarılan ısı miktarı. birim başına yüzey ... ... Jeolojik Ansiklopedi

Isı transferi sürecinde herhangi bir yüzeyden aktarılan ısı miktarı. Yüzeyden aktarılan ısı miktarının, bunun için zaman aralığına oranı olan T. p.'nin yoğunluğu ile karakterize edilir ... ... teknoloji ansiklopedisi

ısı akışı- — [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. İngilizce Rusça Elektrik Mühendisliği ve Güç Mühendisliği Sözlüğü, Moskova, 1999] Elektrik mühendisliği konuları, temel kavramlar EN termal akımtermal akışısı akışıtermal akı ... Teknik Çevirmenin El Kitabı

Isı akısı Q- W, birim zamanda bina kabuğundan geçen ısı miktarıdır.

1. Homojen duvar. Sabit bir ısıl iletkenlik olan homojen bir duvar kalınlığını (Şekil 1-7) düşünün. Duvarın dış yüzeylerinde sabit sıcaklıklar korunur. Sıcaklık sadece x ekseni yönünde değişir. Bu durumda sıcaklık alanı tek boyutludur, izotermal yüzeyler düzdür ve x eksenine dik konumdadır.

x mesafesinde, iki izotermal yüzeyle sınırlanan duvarın içinde bir kalınlık tabakası seçiyoruz. Bu durum için Fourier yasasına [denklem (1-1)] dayanarak şunu yazabiliriz:

Yoğunluk ısı akışı q durağan termal koşullar altında her bölümde sabittir, bu nedenle

Entegrasyon sabiti C, sınır koşullarından belirlenir, yani a için. Bu değerleri (b) denklemine koyarak, elimizde:

(c) denkleminden, ısı akısı yoğunluğunun q bilinmeyen değeri belirlenir, yani:

Sonuç olarak, birim zaman başına duvar yüzeyinin bir biriminden aktarılan ısı miktarı, ısıl iletkenlik katsayısı ve dış yüzeylerin sıcaklık farkı ile doğru orantılı ve duvar kalınlığı ile ters orantılıdır.

Denklem (1-2), düz bir duvarın ısıl iletkenliği için hesaplama formülüdür. Dört miktarı birbirine bağlar: ve . Bunlardan üçünü bilerek dördüncüyü bulabilirsiniz:

Oran, duvarın ısıl iletkenliği olarak adlandırılır ve karşılıklı, ısıl direnç olarak adlandırılır. İkincisi, birim ısı akışı yoğunluğu başına duvardaki sıcaklık düşüşünü belirler.

Bulunan C değerlerini ve ısı akısı yoğunluğunu q denklem (b) ile değiştirirsek, sıcaklık eğrisinin denklemini elde ederiz.

İkincisi, termal iletkenlik katsayısının sabit bir değerinde, homojen bir duvarın sıcaklığının doğrusal bir yasaya göre değiştiğini gösterir. Gerçekte, sıcaklığa bağlı olması nedeniyle termal iletkenlik katsayısı bir değişkendir. Bu durum dikkate alınırsa, daha karmaşık hesaplama formülleri elde ederiz.

Malzemelerin büyük çoğunluğu için, termal iletkenlik katsayısının sıcaklığa bağımlılığı, formun doğrusal bir karakterine sahiptir. Bu durumda, düz bir duvar için Fourier yasasına dayanarak şunları elde ederiz:

Değişkenleri bölerek ve entegre ederek şunları elde ederiz:

(e) denkleminde değişkenlerin sınır değerlerini değiştirerek, elimizde

(g) denklemini (h) denkleminden çıkararak, şunu elde ederiz:

Pirinç. 1-7. Homojen düz duvar.

Yeni hesaplama formülü (1-4), formül (1-2)'den biraz daha karmaşıktır. Orada termal iletkenlik sabitini ve bir ortalama değere eşit aldık.

Bu formüllerin doğru kısımlarını birbirine eşitleyerek şunları elde ederiz:

Bu nedenle, duvar sıcaklıklarının sınır değerlerinin aritmetik ortalaması ile belirlenirse, formül (1-2) ve (1-4) eşdeğerdir.

Isıl iletkenlik katsayısının sıcaklığa bağımlılığı dikkate alınarak, duvardaki sıcaklık eğrisinin denklemi, denklem (e)'nin t'ye göre çözülmesi ve (g)'den C değerinin değiştirilmesiyle elde edilir, yani:

Bu nedenle, bu durumda, duvar sıcaklığı doğrusal olarak değil, bir eğri boyunca değişir. Ayrıca, b katsayısı pozitifse, eğrinin dışbükeyliği yukarı doğru, negatif ise - aşağı doğru yönlendirilir (bkz. Şekil 1-10).

2. Çok katmanlı duvar.

Birkaç heterojen katmandan oluşan duvarlara çok katmanlı denir.

Bunlar, örneğin, ana tuğla tabakasında bir tarafta iç sıva, diğer tarafta dış kaplama bulunan konut binalarının duvarlarıdır. Fırınların, kazanların ve diğer termal cihazların kaplaması da genellikle birkaç katmandan oluşur.

Pirinç. 1-8. Çok katmanlı düz duvar.

Duvarın heterojen, ancak birbirine yakın üç katmandan oluşmasına izin verin (Şekil 1-8). İkinci ve üçüncü birinci katmanın kalınlığı. Buna göre, katmanların ısıl iletkenlik katsayıları. Ayrıca duvarın dış yüzeylerinin sıcaklıkları da bilinmektedir. Yüzeyler arasındaki termal temasın ideal olduğu varsayılır; temas noktalarındaki sıcaklığı ile ifade ederiz.

Durağan rejimde, ısı akısı yoğunluğu sabittir ve tüm katmanlar için aynıdır. Bu nedenle, (1-2) denklemine dayanarak şunu yazabiliriz:

Bu denklemlerden, her katmandaki sıcaklık farklarını belirlemek kolaydır:

Her katmandaki sıcaklık farklarının toplamı, toplam sıcaklık farkıdır. Denklem sisteminin (m) sol ve sağ kısımlarını ekleyerek şunu elde ederiz:

(n) ilişkisinden, ısı akısı yoğunluğunun değerini belirleriz:

Yukarıdakilere benzeterek, hemen -layer duvar için hesaplama formülünü yazabilirsiniz:

Formül (1-6)'daki paydanın her bir terimi, katmanın termal direncini temsil ettiğinden, denklem (1-7)'den, çok katmanlı duvarın toplam termal direncinin, kısmi termal dirençlerin toplamına eşit olduğu sonucu çıkar. .

Pirinç. 1-9. Ara sıcaklıkları belirlemek için grafiksel yöntem.

(1-6) denklemindeki ısı akısı yoğunluğunun değeri denklem (m) ile değiştirilirse, bilinmeyen sıcaklıkların değerlerini elde ederiz:

Her katmanın içinde sıcaklık düz bir çizgide değişir, ancak bir bütün olarak çok katmanlı bir duvar için bu kesik bir çizgidir (Şekil 1-8). Çok katmanlı bir duvarın bilinmeyen sıcaklık değerleri de grafiksel olarak belirlenebilir (Şekil 1-9). Herhangi bir ölçekte x ekseni boyunca, ancak katmanların sırasına göre çizilirken, termal dirençlerinin değerleri çizilir ve dikeyler geri yüklenir. Bunların en uç noktasında, ayrıca keyfi, ancak aynı ölçekte, dış sıcaklıkların değerleri çizilir.

Ortaya çıkan A ve C noktaları düz bir çizgi ile bağlanır. Bu doğrunun ortalama diklerle kesiştiği noktalar istenen sıcaklıkların değerlerini verir. Böyle bir yapı ile. Sonuç olarak,

Segmentlerin değerlerini değiştirerek şunu elde ederiz:

Benzer şekilde, bunu kanıtlıyoruz

Bazen, hesaplamaları azaltmak adına, çok katmanlı bir duvar, tek katmanlı (üniform) kalınlık olarak hesaplanır. Bu durumda, sözde eşdeğer termal iletkenlik, ilişkiden belirlenen hesaplamaya dahil edilir.

Dolayısıyla elimizde:

Bu nedenle, eşdeğer termal iletkenlik, yalnızca termal direnç değerlerine ve ayrı katmanların kalınlığına bağlıdır.

Çok katmanlı bir duvar için hesaplama formülünü türetirken, katmanların birbirine yakın bir şekilde bitişik olduğunu ve ideal termal temas nedeniyle farklı katmanların temas yüzeylerinin aynı sıcaklığa sahip olduğunu varsaydık. Ancak yüzeyler pürüzlü ise yakın temas mümkün olmaz ve tabakalar arasında hava boşlukları oluşur. Havanın termal iletkenliği küçük olduğundan, çok ince boşlukların varlığı bile çok katmanlı bir duvarın eşdeğer termal iletkenliğinin azalmasını büyük ölçüde etkileyebilir. Benzer bir etki metal oksit tabakası tarafından uygulanır. Bu nedenle, çok katmanlı bir duvarın ısıl iletkenliğini hesaplarken ve özellikle ölçerken, katmanlar arasındaki temas yoğunluğuna dikkat edilmelidir.

Örnek 1-1. Duvar yüzeylerinde sıcaklık korunursa, 5 m uzunluğunda, 3 m yüksekliğinde ve 250 mm kalınlığında bir tuğla duvardan ısı kaybını belirleyin. Tuğla A = 0,6 W / (m ° C) ısı iletkenlik katsayısı.

(1-2) denklemine göre

Örnek 1-2. Duvar malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısının değerini, mm kalınlığında ve sıcaklık farkıyla, ısı akısı yoğunluğu ise belirleyin.

I. Bina kabuğundan geçen ısı akılarının yoğunluğunun ölçümü. GOST 25380-82.

Isı akısı - birim zamanda izotermal bir yüzeyden aktarılan ısı miktarı. Isı akışı watt veya kcal / s (1 W \u003d 0.86 kcal / s) cinsinden ölçülür. İzotermal yüzeyin birimi başına ısı akısı, ısı akısı yoğunluğu veya ısı yükü olarak adlandırılır; genellikle q ile gösterilir, W / m2 veya kcal / (m2 × h) cinsinden ölçülür. Isı akısı yoğunluğu, herhangi bir bileşeni, alınan bileşenin yönüne dik bir birim alan boyunca birim zamanda aktarılan ısı miktarına sayısal olarak eşit olan bir vektördür.

Bina kabuğundan geçen ısı akılarının yoğunluğunun ölçümleri GOST 25380-82 "Binalar ve yapılar. Bina kabuğundan geçen ısı akılarının yoğunluğunu ölçme yöntemi" uyarınca yapılır.

Bu standart, deneysel bir çalışma sırasında ve çalışma koşulları altında konut, kamu, endüstriyel ve tarımsal bina ve yapıların tek katmanlı ve çok katmanlı bina zarflarından geçen ısı akılarının yoğunluğunu belirlemek için birleşik bir yöntem oluşturur.

Isı akışı yoğunluğu, bir ısı akışı dönüştürücü içeren özel bir cihazın ölçeğinde ölçülür veya emf ölçümünün sonuçlarından hesaplanır. önceden kalibre edilmiş ısı akışı dönüştürücülerinde.

Isı akışı yoğunluğunu ölçmek için şema çizimde gösterilmiştir.

1 - kapalı yapı; 2 - ısı akışı dönüştürücü; 3 - emf ölçer;

tv, tn - iç ve dış havanın sıcaklığı;

τн, τв, τ"в - sırasıyla dönüştürücünün yakınındaki ve altındaki kapalı yapının dış, iç yüzeylerinin sıcaklığı;

R1, R2 - bina kabuğunun ve ısı akışı dönüştürücünün termal direnci;

q1, q2, dönüştürücünün sabitlenmesinden önceki ve sonraki ısı akışı yoğunluğudur

II. Kızılötesi radyasyon. Kaynaklar. Koruma.

İşyerinde kızılötesi radyasyona karşı koruma.

Kızılötesi radyasyonun (IR) kaynağı, sıcaklığı yayılan elektromanyetik enerjinin yoğunluğunu ve spektrumunu belirleyen herhangi bir ısıtılmış cisimdir. Maksimum termal radyasyon enerjisine sahip dalga boyu aşağıdaki formülle belirlenir:

λmax = 2,9-103 / T [µm] (1)

burada T, yayılan cismin mutlak sıcaklığıdır, K.

Kızılötesi radyasyon üç alana ayrılır:

kısa dalga (X = 0.7 - 1.4 mikron);

orta dalga (k \u003d 1.4 - 3.0 mikron):

uzun dalga boyu (k = 3.0 μm - 1.0 mm).

Kızılötesi aralığın elektrik dalgaları esas olarak insan vücudu üzerinde termal bir etkiye sahiptir. Bu durumda, dikkate alınması gereken: maksimum enerji ile yoğunluk ve dalga boyu; yayılan yüzey alanı; iş günü başına maruz kalma süresi ve sürekli maruz kalma süresi; işyerinde fiziksel emek ve hava hareketliliğinin yoğunluğu; tulumların kalitesi; işçinin bireysel özellikleri.

λ ≤ 1,4 μm dalga boyuna sahip kısa dalga aralığındaki ışınlar, insan vücudunun dokusuna birkaç santimetre nüfuz etme yeteneğine sahiptir. Bu tür IR radyasyonu deriden ve kafatasından beyin dokusuna kolayca nüfuz eder ve beyin hücrelerini etkileyerek şiddetli beyin hasarına neden olabilir, bu da semptomları kusma, baş dönmesi, cilt kan damarlarının genişlemesi, kan basıncında düşüş ve kan dolaşımının bozulmasıdır. ve nefes alma, kasılmalar, bazen bilinç kaybı. Kısa dalga kızılötesi ışınlarla ışınlandığında, akciğerlerin, böbreklerin, kasların ve diğer organların sıcaklığında da bir artış gözlenir. Kanda, lenf, beyin omurilik sıvısı, spesifik biyolojik olarak aktif maddeler ortaya çıkıyor, bir ihlal var metabolik süreçler, merkezi sinir sisteminin fonksiyonel durumu değişir.

λ = 1,4 - 3,0 mikron dalga boyuna sahip orta dalga aralığının ışınları, cildin yüzey katmanlarında 0,1 - 0,2 mm derinlikte tutulur. Bu nedenle, vücut üzerindeki fizyolojik etkileri, esas olarak cilt sıcaklığındaki bir artış ve vücudun ısınması ile kendini gösterir.

İnsan derisi yüzeyinin en yoğun ısınması λ > 3 µm olan IR radyasyonu ile gerçekleşir. Etkisi altında, kardiyovasküler ve solunum sistemlerinin aktivitesi ile vücudun termal dengesi bozulur ve bu da sıcak çarpmasına neden olabilir.

Termal radyasyonun yoğunluğu, bir kişi tarafından radyasyon enerjisinin subjektif duyusuna dayalı olarak düzenlenir. GOST 12.1.005-88'e göre, işçilerin proses ekipmanının ve aydınlatma armatürlerinin ısıtılmış yüzeylerinden termal maruz kalma yoğunluğu aşağıdakileri geçmemelidir: vücut yüzeyinin %50'sinden fazlasına maruz kalan 35 W/m2; 70 W/m2 vücut yüzeyinin %25 ila %50'sine maruz kaldığında; Vücut yüzeyinin en fazla %25'ini ışınlarken 100 W/m2. Açık kaynaklardan (ısıtılmış metal ve cam, açık alev), termal maruziyetin yoğunluğu, vücut yüzeyinin% 25'inden fazla olmayan maruz kalma ve yüz koruması dahil kişisel koruyucu ekipmanların zorunlu kullanımı ile 140 W / m2'yi geçmemelidir ve göz.

Standartlar ayrıca, çalışma alanındaki ekipmanın ısıtılan yüzeylerinin sıcaklığının 45 °C'yi geçmemesi gerektiğini de sınırlar.

Sıcaklığın 100 0C'ye yakın olduğu ekipmanın yüzey sıcaklığı 35 0C'yi geçmemelidir.

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

Kızılötesi radyasyona karşı ana koruma türleri şunları içerir:

1. zaman koruması;

2. mesafe koruması;

3. Sıcak yüzeylerin korunması, ısı yalıtımı veya soğutulması;

4. insan vücudunun ısı transferinde artış;

5. kişisel koruyucu ekipman;

6. ısı kaynağının ortadan kaldırılması.

Zaman koruması, radyasyon alanında faaliyet gösteren radyasyonun harcadığı sürenin sınırlandırılmasını sağlar. Bir kişinin IR radyasyonunun etki bölgesinde kaldığı güvenli süre, yoğunluğuna (akı yoğunluğu) bağlıdır ve Tablo 1'e göre belirlenir.

tablo 1

IR radyasyon bölgesinde insanların güvenli kalma süresi

Güvenli mesafe, çalışma alanında kalma süresine ve izin verilen IR radyasyon yoğunluğuna bağlı olarak formül (2) ile belirlenir.

IR radyasyonunun gücü, tasarım ve teknolojik çözümler (ısıtma ürünlerinin modunun ve yönteminin değiştirilmesi vb.) ve ayrıca ısıtma yüzeylerini ısı yalıtım malzemeleriyle kaplayarak azaltılabilir.

Üç tür ekran vardır:

opak;

· şeffaf;

yarı saydam.

Opak ekranlarda, enerji elektromanyetik salınımlar, ekranın maddesi ile etkileşime girerek termal hale gelir. Bu durumda, ekran ısınır ve herhangi bir ısıtılmış gövde gibi, bir termal radyasyon kaynağı haline gelir. Kaynağın karşısındaki ekran yüzeyinin radyasyonu, koşullu olarak kaynağın iletilen radyasyonu olarak kabul edilir. Opak ekranlar şunları içerir: metal, alfa (alüminyum folyodan), gözenekli (köpük beton, köpük cam, genişletilmiş kil, pomza), asbest ve diğerleri.

Saydam ekranlarda, radyasyon, ekran boyunca görünürlüğü sağlayan geometrik optik yasalarına göre içlerinde yayılır. Bu ekranlar çeşitli camlardan yapılmakta olup, film su perdeleri (serbest ve camdan aşağı akan) da kullanılmaktadır.

Yarı saydam ekranlar, şeffaf ve şeffaf olmayan ekranların özelliklerini birleştirir. Bunlara metal ağlar, zincir perdeler, metal ağ ile güçlendirilmiş cam ekranlar dahildir.

· ısı yansıtan;

· ısı emici;

ısı yayıcı.

Bu bölünme oldukça keyfidir, çünkü her ekran ısıyı yansıtma, emme ve çıkarma yeteneğine sahiptir. Ekranın bir veya başka bir gruba atanması, yeteneklerinden hangisinin daha belirgin olduğuna göre belirlenir.

Isı yansıtan ekranlar, düşük derecede bir yüzey siyahlığına sahiptir, bunun sonucunda üzerlerine gelen radyan enerjinin önemli bir bölümünü ters yönde yansıtırlar. Isı yansıtan malzemeler olarak Alfol, alüminyum sac, galvanizli çelik kullanılmaktadır.

Isı emici eleklere ısıl direnci yüksek (düşük ısı iletkenliği) malzemelerden yapılmış elekler denir. Isı emici malzemeler olarak refrakter ve ısı yalıtımlı tuğlalar, asbest ve cüruf yünü kullanılır.

Isı giderici ekranlar olarak, su perdeleri en yaygın olarak kullanılır, bir film şeklinde serbestçe düşer veya başka bir elek yüzeyini (örneğin metal) sular veya cam veya metalden yapılmış özel bir kasa içine alınır.

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

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

q3, koruma kullanımıyla birlikte IR radyasyonunun akı yoğunluğudur, W/m2;

t, koruma kullanılmadan IR radyasyonunun sıcaklığıdır, °C;

t3, koruma kullanımı ile IR radyasyonunun sıcaklığıdır, °С.

Doğrudan işçiye yönlendirilen hava akımı, vücudundaki ısının atılımını arttırmaya izin verir. çevre. Hava akış hızı seçimi, yapılan işin ciddiyetine ve kızılötesi radyasyonun yoğunluğuna bağlıdır, ancak 5 m / s'yi geçmemelidir, çünkü bu durumda işçi hoş olmayan hisler (örneğin kulak çınlaması) yaşar. İş yerine gönderilen hava soğutulduğunda veya içine ince su püskürtüldüğünde (su-hava duşu) hava duşlarının etkinliği artar.

Kişisel koruyucu ekipman olarak, pamuklu ve yünlü kumaşlardan yapılmış tulumlar, metal kaplamalı kumaşlar (IR radyasyonunun% 90'ını yansıtan) kullanılır. Gözlükler, özel gözlüklü kalkanlar gözleri korumak için tasarlanmıştır - sarı-yeşil veya mavi renkli ışık filtreleri.

Terapötik ve önleyici tedbirler, rasyonel bir çalışma ve dinlenme rejiminin organizasyonunu sağlar. İşteki molaların süresi ve sıklığı, IR radyasyonunun yoğunluğu ve işin ciddiyeti ile belirlenir. Periyodik muayenelerin yanı sıra meslek hastalıklarını önlemek için tıbbi muayeneler yapılmaktadır.

III. Kullanılan aletler.

Bina kabuğundan geçen ısı akılarının yoğunluğunu ölçmek ve ısı kalkanlarının özelliklerini kontrol etmek için uzmanlarımız serinin cihazlarını geliştirdi.

Uygulama alanı:

IPP-2 serisi cihazlar inşaat, bilimsel organizasyonlar, çeşitli enerji tesisleri ve diğer birçok endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çeşitli malzemelerin ısı yalıtım özelliklerinin bir göstergesi olarak ısı akışı yoğunluğunun ölçümü, IPP-2 serisi cihazlar kullanılarak gerçekleştirilir:

Kapalı yapıların test edilmesi;

Su ısıtma şebekelerinde ısı kayıplarının belirlenmesi;

Üniversitelerde laboratuvar çalışmalarının yapılması ("Can Güvenliği", "Endüstriyel Ekoloji" vb. bölümler).

Şekil, "Çalışma alanındaki havanın parametrelerinin belirlenmesi ve termal etkilerden korunma" prototip standını göstermektedir BZhZ 3 (Intos + LLC tarafından üretilmiştir).

Stand, önüne çeşitli malzemelerden (kumaş, metal levha, bir dizi zincir vb.) Yapılmış bir ısı kalkanının takıldığı bir ev reflektörü şeklinde bir termal radyasyon kaynağı içerir. Oda modelinin içinde ekranın arkasına çeşitli mesafelerde, ısı akısı yoğunluğunu ölçen IPP-2 cihazı yerleştirilmiştir. Oda modelinin üzerine fanlı bir davlumbaz yerleştirilmiştir. Ölçü aleti IPP-2, odanın içindeki hava sıcaklığını ölçmenizi sağlayan ek bir sensöre sahiptir. Bu nedenle, BZhZ 3 standı, çeşitli termal koruma türlerinin ve yerel havalandırma sisteminin etkinliğini ölçmeyi mümkün kılar.

Stand, çeşitli malzemelerden yapılmış ekranların koruyucu özelliklerinin etkinliğini belirlemek için kaynağa olan mesafeye bağlı olarak termal radyasyon yoğunluğunu ölçmeyi mümkün kılar.

IV. IPP-2 cihazının çalışma prensibi ve tasarımı.

Yapısal olarak cihazın ölçü birimi plastik bir kutu içerisinde yapılmıştır.

Cihazın çalışma prensibi, "yardımcı duvar" üzerindeki sıcaklık farkının ölçülmesine dayanmaktadır. Sıcaklık farkının büyüklüğü, ısı akısı yoğunluğu ile orantılıdır. Sıcaklık farkı, "yardımcı duvar" görevi gören prob plakasının içine yerleştirilmiş bir bant termokupl kullanılarak ölçülür.

Çalışma modunda cihaz, seçilen parametrenin döngüsel ölçümünü gerçekleştirir. Isı akışı yoğunluğunu ve sıcaklığını ölçme modları arasında bir geçiş yapılır ve ayrıca pil şarjını %0 ... %100 oranlarında gösterir. Modlar arasında geçiş yaparken, seçilen modun ilgili yazısı göstergede görüntülenir. Cihaz ayrıca, zamana bağlı olarak kalıcı bellekte ölçülen değerlerin periyodik otomatik kaydını da gerçekleştirebilir. İstatistiklerin kaydının etkinleştirilmesi/devre dışı bırakılması, kayıt parametrelerinin ayarlanması, birikmiş verilerin okunması, siparişle sağlanan yazılım kullanılarak gerçekleştirilir.

Özellikler:

• Sesli ve ışıklı alarmlar için eşik ayarlama imkanı. Eşikler, karşılık gelen değerde izin verilen değişikliğin üst veya alt sınırlarıdır. Alt veya üst eşik değeri aşılırsa cihaz bu olayı algılar ve gösterge üzerinde led yanar. Cihaz uygun şekilde yapılandırılmışsa, eşiklerin ihlaline sesli bir sinyal eşlik eder.

· Ölçülen değerlerin RS 232 arayüzü üzerinden bilgisayara aktarılması.

Cihazın avantajı, 8 adede kadar farklı ısı akış probunun cihaza dönüşümlü olarak bağlanabilmesidir. Her probun (sensör), ısı akışına göre sensörden gelen voltajın ne kadar değiştiğini gösteren kendi kalibrasyon faktörü (dönüşüm faktörü Kq) vardır. Bu katsayı, cihaz tarafından, ısı akışının mevcut ölçülen değerini belirleyen probun kalibrasyon özelliğini oluşturmak için kullanılır.

Isı akışı yoğunluğunu ölçmek için probların modifikasyonları:

Isı akısı probları, GOST 25380-92'ye göre yüzey ısı akısı yoğunluğunu ölçmek için tasarlanmıştır.

Isı akışı problarının görünümü

1. PTP-ХХХП yaylı pres tipi ısı akışı probu aşağıdaki modifikasyonlarda mevcuttur (ısı akışı yoğunluğu ölçüm aralığına bağlı olarak):

— PTP-2.0P: 10 ila 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: 10'dan 9999 W/m2'ye.

2. Esnek bir kablo PTP-2.0 üzerinde "madeni para" şeklinde ısı akışı probu.

Isı akışı yoğunluğu ölçüm aralığı: 10 ila 2000 W/m2.

Sıcaklık probu modifikasyonları:

Sıcaklık problarının görünümü

1. Pt1000 termistöre (direnç termokuplları) dayalı TPP-A-D-L daldırma termokuplları ve XА termokupllarına (elektrik termokuplları) dayalı termokupllar ТХА-А-D-L, dökme malzemelerin yanı sıra çeşitli sıvı ve gazlı ortamların sıcaklığını ölçmek için tasarlanmıştır.

Sıcaklık ölçüm aralığı:

- Ticaret ve Sanayi Odası-A-D-L için: -50 ila +150 °С arası;

- ТХА-А-D-L için: -40 ila +450 °С arası.

Boyutlar:

- D (çap): 4, 6 veya 8 mm;

- L (uzunluk): 200 ila 1000 mm.

2. Termokupl ТХА-А-D1/D2-LPX, XА termokupluna (elektrik termokupl) dayalı olarak düz bir yüzeyin sıcaklığını ölçmek için tasarlanmıştır.

Boyutlar:

- D1 ("metal pimin" çapı): 3 mm;

- D2 (taban çapı - "yama"): 8 mm;

- L ("metal pimin" uzunluğu): 150 mm.

3. Termokupl ТХА-А-D-LC, XА termokupl (elektrik termokupl) bazlı silindirik yüzeylerin sıcaklığını ölçmek için tasarlanmıştır.

Sıcaklık ölçüm aralığı: -40 ila +450 °С.

Boyutlar:

- D (çap) - 4 mm;

- L ("metal pimin" uzunluğu): 180 mm;

- bant genişliği - 6 mm.

Ortamın termal yükünün yoğunluğunu ölçmek için cihazın teslimat seti şunları içerir:

2. Isı akışı yoğunluğunu ölçmek için sonda.*

3. Sıcaklık probu.*

4. Yazılım.**

5. Kişisel bilgisayara bağlanmak için kablo. **

6. Kalibrasyon sertifikası.

7. IPP-2 cihazı için kullanım kılavuzu ve pasaport.

8. Termoelektrik dönüştürücüler için pasaport (sıcaklık probları).

9. Isı akışı yoğunluk probu için pasaport.

10. Ağ bağdaştırıcısı.

* - Ölçüm aralıkları ve prob tasarımı sipariş aşamasında belirlenir

** - Pozisyonlar özel sipariş ile teslim edilir.

V. Cihazı çalıştırmaya hazırlama ve ölçü alma.

Cihazı iş için hazırlama.

Cihazı ambalajından çıkarın. Cihaz soğuk bir odadan sıcak bir odaya getirilirse cihazın 2 saat oda sıcaklığına ısınması gerekir. Pili dört saat içinde tamamen şarj edin. Probu ölçümlerin yapılacağı yere yerleştirin. Probu cihaza bağlayın. Cihaz bir kişisel bilgisayar ile birlikte çalıştırılacaksa, cihazı bir bağlantı kablosu kullanarak bilgisayarın boş bir COM portuna bağlamak gerekir. Ağ bağdaştırıcısını cihaza bağlayın ve yazılımı açıklamaya göre yükleyin. Düğmeye kısaca basarak cihazı açın. Gerekirse, cihazı 2.4.6 paragrafına göre ayarlayın. Kullanım kılavuzları. Kişisel bir bilgisayarla çalışırken, cihazın ağ adresini ve döviz kurunu 2.4.8 paragrafına göre ayarlayın. Kullanım kılavuzları. Ölçüme başlayın.

Aşağıda "Çalışma" modunda anahtarlama şeması verilmiştir.

Bina zarflarının ısıl testi sırasında ölçümlerin hazırlanması ve gerçekleştirilmesi.

1. Isı akısı yoğunluğunun ölçümü, kural olarak, bina ve yapıların kapalı yapılarının içinden yapılır.

Yüzeyde sabit bir sıcaklığın korunması şartıyla, içeriden (agresif ortam, hava parametrelerindeki dalgalanmalar) ölçmek mümkün değilse, kapalı yapıların dışından ısı akılarının yoğunluğunun ölçülmesine izin verilir. Isı transfer koşullarının kontrolü, bir sıcaklık probu ve ısı akışı yoğunluğunu ölçmek için araçlar kullanılarak gerçekleştirilir: 10 dakika boyunca ölçerken. okumaları, aletlerin ölçüm hatası dahilinde olmalıdır.

2. Yüzey alanları, yerel veya ortalama ısı akışı yoğunluğunu ölçme ihtiyacına bağlı olarak, test edilen tüm bina kabuğu için özel veya karakteristik olarak seçilir.

Kapalı yapı üzerinde ölçümler için seçilen alanlar aynı malzemeden yapılmış bir yüzey katmanına, aynı işleme ve yüzey koşuluna sahip olmalı, radyan ısı transferi için aynı koşullara sahip olmalı ve yön ve değer değiştirebilecek elemanlara çok yakın olmamalıdır. ısı akışları.

3. Isı akısı dönüştürücünün monte edildiği kapalı yapıların yüzey alanları, görünen ve dokunulabilir pürüzler giderilene kadar temizlenir.

4. Dönüştürücü, tüm yüzeyi boyunca kapalı yapıya sıkıca bastırılır ve bu konumda sabitlenerek, sonraki tüm ölçümler sırasında ısı akışı dönüştürücünün çalışılan alanların yüzeyi ile sürekli teması sağlanır.

Dönüştürücüyü kendisi ile kapalı yapı arasına monte ederken, hava boşluklarının oluşmasına izin verilmez. Bunları dışlamak için, yüzey düzensizliklerini kaplayan ölçüm bölgelerindeki yüzey alanına ince bir teknik vazelin tabakası uygulanır.

Dönüştürücü, bir yapı alçısı, teknik vazelin, hamuru, yaylı bir çubuk ve ölçüm bölgesindeki ısı akışının bozulmasını hariç tutan diğer araçlar kullanılarak yan yüzeyi boyunca sabitlenebilir.

5. Isı akısı yoğunluğunun operasyonel ölçümleri sırasında, dönüştürücünün gevşek yüzeyi bir malzeme tabakası ile yapıştırılır veya yüzey tabakasının malzemesi ile aynı veya benzer emisyon derecesine sahip boya ile boyanır ve yüzey tabakasının malzemesi ile 0,1'lik bir farkla boyanır. çevreleyen yapı.

6. Okuma cihazı, gözlemcinin ısı akışının değeri üzerindeki etkisini dışlamak için ölçüm yerinden 5-8 m mesafede veya bitişik bir odada bulunur.

7. Ortam sıcaklığı üzerinde kısıtlamaları olan emf ölçmek için cihazları kullanırken, bu cihazların çalışması için kabul edilebilir bir hava sıcaklığına sahip bir odaya yerleştirilirler ve ısı akısı dönüştürücüsü uzatma kabloları kullanılarak bunlara bağlanır.

8. İstem 7'ye göre ekipman, içinde yeni bir sıcaklık rejimi oluşturmak için cihazın gerekli maruz kalma süresinin dikkate alınması da dahil olmak üzere, ilgili cihazın çalıştırma talimatlarına uygun olarak çalıştırılmak üzere hazırlanmıştır.

Ölçümlerin hazırlanması ve alınması

(laboratuvar çalışması örneği üzerinde laboratuvar çalışması sırasında "Kızılötesi radyasyona karşı koruma araçlarının araştırılması").

IR kaynağını sokete bağlayın. IR radyasyon kaynağını (üst kısım) ve IPP-2 ısı akısı yoğunluk ölçeri açın.

Isı akısı yoğunluk ölçerin kafasını IR radyasyon kaynağından 100 mm mesafeye kurun ve ısı akısı yoğunluğunu belirleyin (ortalama üç ila dört ölçümün değeri).

Ölçüm kafasını Tablo 1'de belirtilen radyasyon kaynağından mesafelere ayarlayarak tripodu cetvel boyunca manuel olarak hareket ettirin ve ölçümleri tekrarlayın. Ölçüm verilerini tablo 1 şeklinde girin.

IR akı yoğunluğunun mesafeye bağımlılığının bir grafiğini oluşturun.

Paragraflara göre ölçümleri tekrarlayın. 1 — 3 Farklı ölçüm verileri ile Tablo 1'e girilecek ölçüm verileri 1. Her bir ekran için IR radyasyonunun akı yoğunluğunun mesafeye bağımlılığının grafiklerini oluşturun.

Tablo formu 1

Ekranların koruyucu etkisinin etkinliğini formül (3)'e göre değerlendirin.

Koruyucu bir ekran takın (öğretmen tarafından belirtildiği gibi), üzerine geniş bir elektrikli süpürge fırçası yerleştirin. Elektrikli süpürgeyi hava giriş modunda, bir egzoz havalandırma cihazını simüle edin ve 2-3 dakika sonra (ekran termal rejimi kurulduktan sonra), paragraf 3'teki ile aynı mesafelerde termal radyasyonun yoğunluğunu belirleyin. formül (3) kullanılarak kombine termal korumanın etkinliği.

Egzoz havalandırma modunda belirli bir ekran için mesafeye termal radyasyon yoğunluğunun bağımlılığı genel grafikte çizilmelidir (bakınız madde 5).

Formül (4)'ü kullanarak egzoz havalandırması olan ve olmayan belirli bir ekran için sıcaklığı ölçerek korumanın etkinliğini belirleyin.

Egzoz havalandırmasının korunmasının etkinliğinin ve onsuz grafiklerini oluşturun.

Elektrikli süpürgeyi üfleyici moduna getirin ve açın. Hava akışını belirli bir koruyucu perdenin (duş modu) yüzeyine yönlendirerek, paragraflara uygun olarak ölçümleri tekrarlayın. 7 - 10. Paragrafların ölçüm sonuçlarını karşılaştırın. 7-10.

Elektrikli süpürgenin hortumunu raflardan birine sabitleyin ve elektrikli süpürgeyi "üfleyici" modunda açın, hava akışını ısı akışına neredeyse dik (biraz doğru) yönlendirin - bir hava perdesinin taklidi. IPP-2 metreyi kullanarak, kızılötesi radyasyonun sıcaklığını "üfleyici" olmadan ve "üfleyici" ile ölçün.

Formül (4)'e göre "üfleyici" koruma verimliliğinin grafiklerini oluşturun.

VI. Ölçüm sonuçları ve yorumlanması

(birinde "Kızılötesi radyasyona karşı koruma araçlarının araştırılması" konulu laboratuvar çalışması örneğinde teknik üniversiteler Moskova).

Masa. Elektro şömine EXP-1,0/220. Değiştirilebilir ekranları yerleştirmek için raf. Ölçüm kafasının montajı için raf. Isı akısı yoğunluk ölçer IPP-2M. Cetvel. Elektrikli süpürge Typhoon-1200.

IR radyasyonunun yoğunluğu (akı yoğunluğu) q aşağıdaki formülle belirlenir:

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

S, yayılan yüzeyin alanıdır, m2;

T, yayılan yüzeyin sıcaklığıdır, K;

r, radyasyon kaynağından olan mesafedir, m.

IR radyasyonuna karşı en yaygın koruma türlerinden biri, yayan yüzeylerin korunmasıdır.

Üç tür ekran vardır:

opak;

· şeffaf;

yarı saydam.

Çalışma prensibine göre ekranlar ikiye ayrılır:

· ısı yansıtan;

· ısı emici;

ısı yayıcı.

tablo 1

E ekranlarının yardımıyla termal radyasyona karşı korumanın etkinliği, formüllerle belirlenir:

E \u003d (q - q3) / q

burada q, korumasız IR radyasyon akı yoğunluğudur, W/m2;

q3, koruma kullanımı ile IR radyasyon akısının yoğunluğudur, W/m2.

Koruyucu ekran türleri (opak):

1. Ekran karışık - zincir posta.

E-posta = (1550 - 560) / 1550 = 0,63

2. Karartılmış bir yüzeye sahip metal ekran.

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

3. Isı yansıtan alüminyum ekran.

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

IR akı yoğunluğunun uzaklığa bağımlılığını her ekran için çizelim.

Koruma yok

Gördüğümüz gibi, ekranların koruyucu etkisinin etkinliği değişir:

1. Karışık bir ekranın minimum koruyucu etkisi - zincir posta - 0,63;

2. Karartılmış bir yüzeye sahip alüminyum ekran - 0.86;

3. Isıyı yansıtan alüminyum ekran en büyük koruyucu etkiye sahiptir - 0.99.

Bina zarflarının ve yapılarının termal performansını değerlendirirken ve dış bina zarfları aracılığıyla gerçek ısı tüketimini belirlerken aşağıdaki ana düzenleyici belgeler kullanılır:

· GOST 25380-82. Bina zarflarından geçen ısı akılarının yoğunluğunu ölçmek için bir yöntem.

Kızılötesi radyasyona karşı çeşitli koruma araçlarının termal performansını değerlendirirken, aşağıdaki ana düzenleyici belgeler kullanılır:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Çalışma alanı havası. Genel sıhhi ve hijyenik şartlar.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Kızılötesi radyasyona karşı koruma araçları. Sınıflandırma. Genel teknik gereksinimler.

· GOST 12.4.123-83 “İş güvenliği standartları sistemi. Kızılötesi radyasyona karşı toplu koruma araçları. Genel teknik gereksinimler".

1 İÇİNDE ısı transferi türleri

Isı transferi teorisi, ısı transferi süreçlerinin bilimidir. Isı transferi, bir dizi basit sürece bölünebilen karmaşık bir süreçtir. Temelde birbirinden farklı üç temel ısı transfer süreci vardır - termal iletkenlik, konveksiyon ve termal radyasyon.

Termal iletkenlik- bir enerji değişimi ile birlikte madde parçacıklarının (moleküller, atomlar, serbest elektronlar) doğrudan teması (çarpışması) ile oluşur. Gazlarda ve sıvılarda termal iletkenlik ihmal edilebilir. Katılarda ısı iletim süreçleri çok daha yoğun bir şekilde ilerler. Düşük ısı iletkenliğine sahip cisimlere ısı yalıtımı denir.

Konveksiyon- sadece sıvılarda ve gazlarda oluşur ve sıvı veya gaz parçacıklarının hareketi ve karışması sonucu ısı transferini temsil eder. Konveksiyona her zaman ısı iletimi eşlik eder.

Bir sıvı veya gaz parçacıklarının hareketi yoğunluklarındaki farkla (sıcaklık farkından dolayı) belirlenirse, bu harekete doğal konveksiyon denir.

Bir sıvı veya gaz bir pompa, fan, ejektör ve diğer cihazlar tarafından hareket ettirilirse, bu harekete zorlanmış konveksiyon denir. Bu durumda ısı değişimi, doğal konveksiyondan çok daha yoğun bir şekilde gerçekleşir.

termal radyasyon karmaşık moleküler ve atomik bozulmalardan kaynaklanan elektromanyetik dalgalar yoluyla bir vücuttan diğerine ısı transferinden oluşur. Elektromanyetik dalgalar vücudun yüzeyinden her yöne yayılır. Yolda diğer cisimlerle karşılaşan radyan enerji, onlar tarafından kısmen emilerek tekrar ısıya dönüşebilir (sıcaklıklarını arttırır).

B2 Fourier yasası ve termal iletkenlik

Katılarda ısı yayılımı süreçlerini inceleyen Fourier, deneysel olarak şunu belirledi: transfer edilen ısı miktarı, ısı yayılım yönüne dik olan sıcaklık, zaman ve kesit alanındaki düşüşle orantılıdır..

Aktarılan ısı miktarı bir kesit birimine ve bir zaman birimine atfedilirse, şunu yazabiliriz:

Denklem (1.6), ısı iletiminin temel yasasının matematiksel bir ifadesidir - Fourier yasası. Bu yasa, ısı iletim süreçlerinin tüm teorik ve deneysel çalışmalarının temelini oluşturur. Eksi işareti, ısı akısı vektörünün sıcaklık gradyanına zıt yönde yönlendirildiğini gösterir.

Termal iletkenlik katsayısı

orantı çarpanı  (1.6) denkleminde termal iletkenlik katsayısıdır. Vücudun fiziksel özelliklerini ve ısı iletme yeteneğini karakterize eder:

(1.7)

Değer  sıcaklık gradyanı bire eşit olan bir izotermal yüzeyin birim alanından birim zamanda geçen ısı miktarıdır.

İçin çeşitli maddeler termal iletkenlik katsayısı farklıdır ve maddenin doğasına, yapısına, nemine, safsızlıkların varlığına, sıcaklığa ve diğer faktörlere bağlıdır. Pratik hesaplamalarda, yapı malzemelerinin ısıl iletkenlik katsayısı SNiP II-3-79 ** "İnşaat Isı Mühendisliği" kapsamında alınmalıdır.

Örneğin:

gazlar için -  = 0,0050,5 [W/mC]

sıvılar için -  = 0,080,7 [W/mC]

yapı malzemeleri ve ısı yalıtkanları -  = 0.02~3.0 [W/mC]

metaller için -  = 20~400 [W/mC]

B3 Termal iletkenlik

Termal iletkenlik, vücudun daha fazla ısıtılmış kısımlarından (veya cisimlerden) daha az ısıtılmış kısımlara (veya cisimlere) iç enerjinin, vücudun rastgele hareket eden parçacıkları (atomlar, moleküller, elektronlar vb.) Bu tür bir ısı transferi, homojen olmayan bir sıcaklık dağılımına sahip herhangi bir vücutta meydana gelebilir, ancak ısı transferinin mekanizması, maddenin kümelenme durumuna bağlı olacaktır.

Termal iletkenlik, bir vücudun ısı iletme yeteneğinin nicel bir özelliği olarak da adlandırılır. Termal devrelerin elektrik devreleriyle karşılaştırıldığında, bu bir iletkenlik analogudur.

Bir maddenin ısı iletme yeteneği ile karakterize edilir termal iletkenlik katsayısı (termal iletkenlik). Sayısal olarak, bu özellik, birim sıcaklık gradyanında birim zamanda (saniye) 1 m kalınlığında, 1 m2 alanlı bir malzeme numunesinden geçen ısı miktarına eşittir.

Tarihsel olarak, termal enerjinin transferinin, bir vücuttan diğerine kalori akışıyla ilişkili olduğuna inanılıyordu. Bununla birlikte, daha sonraki deneyler, özellikle de sondaj sırasında top namlularının ısıtılması, kalorinin bağımsız bir madde türü olarak varlığının gerçekliğini ispatladı. Buna göre, şu anda, termal iletkenlik olgusunun, nesnelerin sıcaklıklarının eşitlenmesinde ifade edilen termodinamik dengeye daha yakın bir durumu işgal etme arzusundan kaynaklandığına inanılmaktadır.

Pratikte, moleküllerin konveksiyonu ve radyasyonun penetrasyonu nedeniyle ısı iletimini de hesaba katmak gerekir. Örneğin, vakum tamamen termal olmadığında, ısı radyasyon yoluyla aktarılabilir (örneğin Güneş, kızılötesi radyasyon tesisatları). Ve bir gaz veya sıvı, ısıtılmış veya soğutulmuş katmanları bağımsız veya yapay olarak değiştirebilir (örneğin, bir saç kurutma makinesi, ısıtma fanları). Yoğunlaştırılmış ortamda, boşluklar ideal bir vakum olsa bile, ses dalgalarının ve ısının yayılmasına katkıda bulunan mikron altı boşluklar yoluyla fononları bir katıdan diğerine "atlamak" da mümkündür.

B4Konvektif ısı transferi konvektif ısı transferi sadece hareketli ortamlarda - sıvıları ve gazları damlatarak meydana gelebilir. Genellikle, hareketli bir ortama, maddenin kümelenme durumuna bakılmaksızın şartlı olarak sıvı denir.

ısı akışı Q , W, konvektif ısı transferi sırasında aktarılır, Newton-Richmann formülü ile belirlenir:

Q =  F ( t ve - t ) , (2.1)

nerede:  - ısı transfer katsayısı, W / m 2 С;

F - ısı değişim yüzey alanı, m 2;

t ve ve t sırasıyla sıvının ve duvar yüzeyinin sıcaklıklarıdır, С.

sıcaklık farkı ( t ve - t ) bazen denir sıcaklık farkı.

Isı transfer katsayısı, 1С sıcaklık farkında birim zamanda birim yüzeyden konveksiyon yoluyla aktarılan ısı miktarını karakterize eder ve [J/sm 2 С] veya [W/m 2 boyutuna sahiptir. С].

veya kinematik (  =  /  ), hacimsel genişleme katsayısı  ;

Akışkan hızları w ;

Akışkan ve duvar sıcaklıkları t ve ve t ;

Yıkanmış duvarın şekli ve doğrusal boyutları ( F , ben 1 Isı transfer katsayısının değeri birçok faktöre bağlıdır, yani:

Akışkan hareketinin doğası (modu) (laminer veya türbülanslı);

Hareketin doğası (doğal veya zorunlu);

Hareketli bir ortamın fiziksel özellikleri - termal iletkenlik katsayısı  , yoğunluk  , ısı kapasitesi İle birlikte , dinamik viskozite katsayısı (  ), ben 2 ,...).

Böylece, genel anlamda şunları yazabiliriz:  = f (w,  ,İle birlikte,  ,  ,  , t ve , t ,F ,ben 1 ,ben 2 ,...). (2.2)

Nusselt kriteri. Konveksiyonla ısı transferinin yoğunluğunun oranını ayarlar (  ) ve termal iletkenlik (  ) katı-sıvı arayüzünde: hayır =  ben /  . (2.3)

prandtl kriteri. Bir sıvıdaki ısı transfer mekanizmalarını karakterize eder (sıvının fiziksel özelliklerine bağlıdır): Halkla İlişkiler =  / a =  c  /  . (2.4)

Değer a =  / c  denir termal yayılım.

Reynolds kriteri. Bir akışkandaki atalet ve viskoz kuvvetlerin oranını belirler ve akışkan hareketinin hidrodinamik rejimini karakterize eder. R=V*l/nu Tekrar = wl /  .

saat Tekrar <2300 режим движения ламинарный, при Tekrar >10 4 - çalkantılı, 2300'de<Tekrar <10 4 режим движения переходной от ламинарного к турбулентному.

Grashof kriteri. Akışkan yoğunlukları ve viskozite kuvvetleri arasındaki farktan kaynaklanan kaldırma kuvvetlerinin oranını karakterize eder. Yoğunluktaki fark, sıvının hacmindeki sıcaklık farkından kaynaklanır: gr = gl 3  t  /  2 .

Yukarıda verilen tüm denklemlerde, değer ben – karakteristik boyut, m.

Benzerlik sayılarına ilişkin denklemlere kriter denklemleri denir ve genellikle aşağıdaki gibi yazılır: hayır = f ( Tekrar , gr , Halkla İlişkiler ) . (2.7)

Zorlanmış akışkan hareketi ile konvektif ısı transferinin kriter denklemi şu şekildedir: hayır = cRe m gr n Halkla İlişkiler p . (2.8)

Ve ortamın serbest hareketi ile: hayır = yönetici k Halkla İlişkiler r . (2.9)

Bu denklemlerde orantı katsayıları c ve d , benzerlik kriterleri altındaki üslerin yanı sıra m , n , p , k ve r deneysel olarak kurulmuştur.

B5 radyan ısı transferi

Işınım enerjisinin taşıyıcıları, farklı dalga boylarına sahip elektromanyetik salınımlardır. Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip tüm cisimler elektromanyetik dalgalar yayabilir. Radyasyon, atom içi süreçlerin sonucudur. Diğer cisimlere çarptığında, radyasyon enerjisi kısmen emilir, kısmen yansıtılır ve kısmen vücuttan geçer. Vücuda gelen enerji miktarından emilen, yansıyan ve iletilen enerjinin payları sırasıyla belirtilmiştir. A , R ve D .

bariz ki A +R +D =1.

Eğer bir R =D =0, o zaman böyle bir cisim denir kesinlikle siyah.

Vücudun yansıtıcılığı ise R \u003d 1 ve yansıma geometrik optik yasalarına uyar (yani, ışının gelme açısı yansıma açısına eşittir), daha sonra bu tür cisimlere denir aynalı. Yansıyan enerji tüm olası yönlere dağılırsa, bu tür cisimlere denir. kesinlikle beyaz.

organları D =1 aradı kesinlikle şeffaf(diyatermik).

Termal radyasyon yasaları

Planck Yasası siyah bir cismin monokromatik radyasyonunun yüzey akı yoğunluğunun bağımlılığını belirler E 0  dalga boyundan  ve mutlak sıcaklık T .

Stefan-Boltzmann yasası. Deneysel olarak (1879'da I. Stefan) ve teorik olarak (L. Boltzmann 1881'de) kesinlikle siyah bir cismin içsel integral radyasyonunun akı yoğunluğunun olduğunu buldu. E 0 mutlak sıcaklıkla dördüncü güce doğru orantılıdır, yani:

nerede  0 - Stefan-Boltzmann sabiti, 5.6710 -8 W / m2 K 4'e eşittir;

İTİBAREN 0 - kesinlikle siyah bir cismin emisyonu, 5,67 W / m 2 K 4'e eşittir.

Yukarıdaki tüm denklemlerdeki "0" indeksi, tamamen siyah bir cismin düşünüldüğü anlamına gelir. Gerçek bedenler her zaman gridir. Davranış  =C/C 0 vücudun siyahlık derecesi olarak adlandırılır, 0 ile 1 arasında değişir.

Gri cisimlere uygulandığında Stefan-Boltzmann yasası şu şekli alır: (2.11)

siyahlık değeri  esas olarak vücudun doğasına, sıcaklığa ve yüzeyinin durumuna (pürüzsüz veya pürüzlü) bağlıdır.

Lambert yasası. Birim yüzey başına maksimum radyasyon, yüzeyin normali yönünde gerçekleşir. Eğer bir Q n yüzeye normal boyunca yayılan enerji miktarıdır ve Q  - açıyı oluşturan yönde  normal ile, o zaman, Lambert yasasına göre: Q  = Q n  çünkü  . (2.12)

Kirchhoff yasası. Vücut emisyon oranı E emiciliğine ANCAK tüm cisimler için aynı ve siyah bir cismin yayma gücüne eşittir E 0 aynı sıcaklıkta: E/A=E 0 = f ( T ) .

B6 Karmaşık ısı transferi ve ısı transferi

Pratikte dikkate alınan temel ısı transferi türleri (termal iletim, konveksiyon ve radyasyon) kural olarak aynı anda ilerler. Örneğin konveksiyona her zaman ısı iletimi eşlik eder; radyasyona genellikle konveksiyon eşlik eder. Farklı ısı transferi türlerinin kombinasyonu çok çeşitli olabilir ve genel süreçteki rolleri aynı değildir. Bu sözde karmaşık ısı transferi.

Karmaşık ısı transferi ile ısı mühendisliği hesaplamalarında, genellikle toplam (toplam) ısı transfer katsayısı kullanılır.  0 konveksiyonun etkisi, termal iletkenlik dikkate alınarak temas yoluyla ısı transfer katsayılarının toplamı olan ,  ile ve radyasyon  ben , yani  0 = ile + ben .

Bu durumda, ısı akışını belirlemek için hesaplama formülü şu şekildedir:

Q =(  ile + ben )( t ve - t İle birlikte )=  0 ( t ve - t İle birlikte ) . (2.14)

Ancak duvar, örneğin su gibi damlayan bir sıvı ile yıkanırsa, o zaman

 ben =0 ve  0 = ile . (2.15)

Isı transferi

Isı mühendisliğinde, genellikle bir sıvıdan (veya gazdan) diğerine ısı akışı duvardan aktarılır. Temas yoluyla ısı transferinin gerekli bir bileşen olduğu böyle bir toplam ısı transferi işlemine denir. ısı transferi.

Bu tür karmaşık ısı transferinin örnekleri şunlar olabilir: bir ısıtıcıdaki su (veya buhar) ile iç mekan havası arasındaki ısı değişimi; iç hava ve dış hava arasında.

Tek ve çok katmanlı yapıların B7 termal direnci

Bu tür karmaşık ısı transferini düşünün

Düz tek katmanlı bir duvardan ısı transferi.

Düz tek katmanlı bir duvardan ısı transferini düşünün. Isı akışının soldan sağa doğru yönlendirildiğini varsayalım, ısıtılan ortamın sıcaklığı t f1 , soğuk ortam sıcaklığı t f2 . Duvar yüzeylerinin sıcaklığı bilinmiyor: biz onları şöyle gösteriyoruz: t c1 ve t c2 (Şekil 2.1).

Söz konusu örnekteki ısı transferi, karmaşık bir ısı transferi sürecidir ve üç aşamadan oluşur: ısıtılmış ortamdan (sıvı veya gaz) sol duvar yüzeyine ısı transferi, duvar boyunca ısı iletimi ve sağ duvar yüzeyinden ısı transferi soğuk ortama (sıvı veya gaz). Bu durumda, duvar düz ve ısı transfer modu durağan ise, belirtilen üç aşamadaki yüzey ısı akısı yoğunluklarının aynı olduğu varsayılır.

Değer k aranan ısı transfer katsayısı ve 1K ortamlar arasındaki sıcaklık farkında 1 m 2 boyunca daha fazla ısıtılmış bir ortamdan daha az ısıtılmış bir yüzeye geçen ısı akışının gücünü temsil eder. Isı transfer katsayısının tersi denir. ısı transferine karşı termal direnç ve belirtilen R , m2K/W:

Bu formül, toplam termal direncin kısmi dirençlerin toplamına eşit olduğunu gösterir.

B8 Sınırlı yapıların ısıl mühendislik hesaplaması

Hesaplamanın amacı: Binaların SNP termal korumasının gerekliliklerini karşılayacak bu tür dış mekan çit tasarımlarını seçmek 23.02.2003

Yalıtımın kalınlığını belirleyin

Sanitasyon koşullarına dayalı ısı transfer direnci gereksinimleri

Neresi n - Tabloya göre dış havaya göre kapalı yapıların dış yüzeyinin konumuna bağlı olarak alınan katsayı. 3*, ayrıca bu kılavuzdaki Tablo 4'e bakın;

t içinde - iç havanın tasarım sıcaklığı, o C, GOST 12.1.005-88'e ve ilgili bina ve yapılar için tasarım standartlarına göre kabul edilmiştir (ayrıca bkz. Ek 2);

t n - dış havanın hesaplanan kış sıcaklığı, o C, SNiP 23-01-99'a göre 0.92 güvenlikle en soğuk beş günlük dönemin ortalama sıcaklığına eşittir (bkz. Ek 1);

Δ t n - iç havanın sıcaklığı ile bina kabuğunun iç yüzeyinin sıcaklığı arasındaki normatif sıcaklık farkı, o C, Tabloya göre alınır. 2*, ayrıca tabloya bakın. Bu kılavuzun 3'ü;

α içinde - Tabloya göre alınan kapalı yapıların iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı. 4*, ayrıca tabloya bakın. 5.

koşullardan enerji tasarrufuR hakkında tr Tabloya göre diğer tüm bina türleri için kabul edilir. 2 bağlı olarak derece günleri ısıtma süresi (GSOP), formül tarafından belirlenir

GSOP = (t içinde - t itibaren.per.) z itibaren.per., (5a)

nerede t içinde- formül (5) ile aynı;

t itibaren.per.- SNiP 23-01-99'a göre günlük ortalama hava sıcaklığının 8 o C'ye eşit veya altında olduğu ısıtma süresinin ortalama sıcaklığı, o C (ayrıca bkz. Ek 1);

z itibaren.per.- günlük ortalama hava sıcaklığının altında olduğu ısıtma periyodunun süresi, günleri Tek katmanlı bir bina kabuğunun toplam (azaltılmış) termal direnciR Ö , m 2 o C / W, tüm bireysel dirençlerin toplamına eşittir, yani.

nerede α içinde- kapalı yapıların iç yüzeyinin ısı transfer katsayısı, W / (m 2 o C), tabloya göre belirlenir. 4*, ayrıca Tabloya bakınız. Bu kılavuzun 5'i;

α n - kapalı yapıların dış yüzeyinin ısı transfer katsayısı, W / (m 2 o C), tabloya göre belirlenir. 6*, ayrıca Tabloya bakınız. Bu kılavuzun 6'sı;

R ile- formül (2) ile belirlenen tek katmanlı bir yapının termal direnci.

Isıl direnç (ısı transferine direnç) R , m 2 o C / W , - çitin en önemli termal özelliği. Çitin iç ve dış yüzeyleri arasındaki sıcaklık farkı ile karakterize edilir, bunun 1 m2'si 1 watt termal enerji (saatte 1 kilokalori) geçer.

nerede δ - çitin kalınlığı, m;

λ - termal iletkenlik katsayısı, W / m o C.

Bina kabuğunun ısıl direnci ne kadar büyük olursa, ısı koruma özellikleri o kadar iyi olur. Formül (2)'den, termal direnci arttırmak için görülebilir. Rçitin kalınlığını artırmak için gereklidir δ veya termal iletkenlik katsayısını azaltın λ yani daha verimli malzemeler kullanmaktır. İkincisi ekonomik nedenlerle daha faydalıdır.

B9 Mikro iklim kavramı. Kişi başı ısı değişimi ve konfor koşulları.norm gerekli

Altında oda mikro iklimi birbirleriyle bağlantılarındaki termal, hava ve nem rejimlerinin toplamını ifade eder. Mikro iklim için temel gereksinim, odadaki insanlar için uygun koşulları sağlamaktır. İnsan vücudunda meydana gelen metabolik süreçler sonucunda ısı şeklinde enerji açığa çıkar. Bu ısı (insan vücut sıcaklığını sabit tutmak için) çevreye aktarılmalıdır. Normal şartlar altında üretilen ısının %90'dan fazlası çevreye verilir (%50 radyasyon, %25 konveksiyon, %25 buharlaşma) ve ısının %10'dan azı metabolizma sonucu kaybedilir.

İnsan ısı transferinin yoğunluğu, aşağıdakilerle karakterize edilen odanın mikro iklimine bağlıdır:

İç hava sıcaklığı t içinde ;

Odanın radyasyon sıcaklığı (çevreleyen yüzeylerin ortalama sıcaklığı) t R ;

Havanın hareket hızı (hareketlilik) v ;

Bağıl nem  içinde .

İnsan vücudunda termal dengenin sağlandığı ve termoregülasyon sisteminde gerilimin olmadığı bu mikro iklim parametrelerinin kombinasyonlarına denir.rahat veyaen uygun .

Hareketlilik ve bağıl nem, kural olarak önemsiz dalgalanmalara sahip olduğundan, ilk etapta iç mekanlarda uygun sıcaklık koşullarının korunması çok önemlidir.

Optimalin yanı sıra, kabul edilebilir bir kişinin hafif rahatsızlık hissedebileceği mikro iklim parametrelerinin kombinasyonları.

Bir kişinin çalışma zamanının çoğunu geçirdiği odanın bölümüne denir. servis veya çalışma alanı. Odadaki ısıl koşullar esas olarak örn. genellikle karakterize edilen sıcaklık durumundan konfor koşulları.

Rahatlığın ilk şartı- böyle bir kombinasyon alanını tanımlar t içinde ve t R , çalışma alanının merkezinde bulunan bir kişinin aşırı ısınma veya hipotermi yaşamadığı. Sakin bir ruh hali için t içinde = 21 ... 23, hafif iş ile - 19..21, ağır iş - 14 ... 16С.

Yılın soğuk dönemi için, ilk koşul aşağıdaki formülle karakterize edilir:

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

Rahatlığın ikinci şartı- bir kişi onlara yakın olduğunda, ısıtılan ve soğutulan yüzeylerin izin verilen sıcaklıklarını belirler.

İnsan kafasının kabul edilemez radyasyon aşırı ısınmasını veya hipotermisini önlemek için tavanın ve duvarların yüzeyleri kabul edilebilir bir sıcaklığa ısıtılabilir:

Veya bir sıcaklığa soğutulur:, (3.3)

nerede:  - bir kişinin kafasındaki temel bir alanın yüzeyinden ısıtılmış veya soğutulmuş bir yüzeye doğru ışınlama katsayısı.

Kışın soğuk bir zeminin yüzey sıcaklığı, insan ayaklarının hipotermiye karşı yüksek hassasiyeti nedeniyle oda hava sıcaklığından sadece 2–2,5°C daha düşük olabilir, ancak kullanım amacına bağlı olarak 22–34°C'den yüksek olamaz. bina.

Tesislerin mikro iklimi için ana düzenleyici gereklilikler düzenleyici belgelerde yer almaktadır: SNiP 2.04.05-91 (değiştirildiği ve eklendiği gibi), GOST 12.1.005-88.

Odada hesaplanan meteorolojik koşullar belirlenirken, insan vücudunun yılın farklı zamanlarında iklime uyum sağlama yeteneği, yapılan işin yoğunluğu ve odadaki ısı üretiminin doğası dikkate alınır. Hesaplanan hava parametreleri, yılın dönemine bağlı olarak normalleştirilir. Yılın üç dönemi vardır:

Soğuk (ortalama günlük dış ortam sıcaklığı t n <+8С);

Geçiş (-"– t n \u003d 8С);

Ilık (-"- t n >8С);

Optimal ve izin verilen meteorolojik koşullar (iç hava sıcaklığı t içinde ) konut, kamu ve idari binaların hizmet verilen alanlarında Tablo 3.1'de verilmiştir.

Tablo 3.1

Çalışma alanında izin verilen maksimum hava sıcaklığı 28С'dir (hesaplanan dış hava sıcaklığı 25С'den fazlaysa, 33С'ye kadar izin verilir).

En uygun bağıl hava nemi değerleri %40-60'tır.

Soğuk dönem için odadaki en uygun hava hızı, sıcak dönem için 0,2-0,3 m / s'dir - 0,2-0,5 m / s.

B10 Mikro iklim oluşturmak ve sürdürmek için mühendislik bina ekipman sistemleri

Tesislerde gerekli mikro iklim, binaların aşağıdaki mühendislik ekipmanları sistemleri tarafından yaratılır: ısıtma, havalandırma ve iklimlendirme.

Isıtma sistemleri ilgili standartlar tarafından düzenlenen, yılın soğuk döneminde tesislerde gerekli hava sıcaklıklarını oluşturmaya ve korumaya hizmet eder. Şunlar. tesislerin gerekli termal koşullarını sağlarlar.

Binanın termal rejimi ile yakın bağlantılı olarak, bina ve dış hava arasındaki hava değişimi süreci olarak anlaşılan hava rejimidir.

Havalandırma sistemleri tesislerdeki kirli havayı çıkarmak ve onlara temiz hava sağlamak için tasarlanmıştır. Bu durumda iç havanın hesaplanan sıcaklığı değişmemelidir. Havalandırma sistemleri, besleme havasını ısıtmak, nemlendirmek ve nemini almak için kullanılan cihazlardan oluşur.

Klima sistemleri odada gelişmiş bir mikro iklim yaratmanın ve sağlamanın daha gelişmiş araçlarıdır, yani. verilen hava parametreleri: dış meteorolojik koşullar ve odalardaki zamana göre değişken zararlı emisyonlar ne olursa olsun, odadaki izin verilen hava hareketi hızında sıcaklık, nem ve temizlik. Klima sistemleri, havanın termal ve nem arıtımı, tozdan, biyolojik kirleticilerden ve kokulardan arındırılması, odadaki havanın taşınması ve dağıtılması, ekipman ve aparatların otomatik kontrolü için cihazlardan oluşur.

11'DEısı kaybını hesaplamak için temel formül hz ogr tasarımı

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

Qt, iç ortam havasından ortama aktarılan ısı enerjisi miktarıdır.

dış hava, W

F - kapalı yapının alanı, m kV

R - bina kabuğunun ısı transferine karşı toplam direnci, m 2 C / W

tv - tn - sırasıyla iç ve dış havanın tasarım sıcaklığı, C o

b - SNiP 2.04.05-91* Ek 9'a göre belirlenen ek ısı kayıpları

n - dış yüzeyin dış havaya göre konumuna bağlı olarak alınan katsayı

12'deKapalı yapıların yüzeylerinin ölçümü aşağıdakilere göre yapılır:

Bulunan bir katın varlığında birinci katın duvarlarının yüksekliği:

zeminde - Birinci ve ikinci katların kat seviyeleri arasında

kütüklerde - Birinci katın zemininin üst hazırlık seviyesinden ikinci katın zemin seviyesine

ısıtılmamış bir bodrum katında - Birinci katın zemin yapısının alt yüzeyinin seviyesinden ikinci katın zemin seviyesine

Ara katın duvarlarının yüksekliği:

bunun zemin seviyeleri ile üstteki katlar arasında

Üst kat duvar yüksekliği:

zemin seviyesinden çatı katının yalıtım tabakasının üstüne

Binanın dış çevresi boyunca dış duvarların uzunluğu:

köşe odalarda - duvarların dış yüzeylerinin kesişme çizgisinden iç duvarların eksenlerine

köşe olmayan odalarda - iç duvarların eksenleri arasında

Bodrum ve yer altı üstü tavan ve katların uzunluk ve genişlikleri:

iç duvarların eksenleri arasında ve dış duvarın iç yüzeyinden, köşe ve köşe olmayan odalarda iç duvarın eksenine

Pencerelerin, kapıların genişliği ve yüksekliği:

ışıktaki en küçük boyutlara göre

B13 Tasarım dış ve iç hava sıcaklıkları

Hesaplanan dış ortam sıcaklığı için t n, °С, en soğuk beş günlük dönemin en düşük ortalama sıcaklığı alınmaz t 5 , °C ve 0.92 güvenlik ile değeri.

Bu değeri elde etmek için, söz konusu segmentin her yılında en soğuk beş günlük dönem seçilir. P, yıllar (içinde SNiP 23-01-99* 1925'ten 1980'lere kadar olan dönem). En soğuk beş günlük dönemin seçilen sıcaklık değerleri t 5 azalan sırada sıralanır. Her değere bir sayı atanır. t. güvenlik İle genel durumda, formülle hesaplanır

Yılın dönemi	bir odanın adı	Hava sıcaklığı, С		Ortaya çıkan sıcaklık, С		Bağıl nem, %		Hava hızı, m/s
		en uygun	kabul edilebilir	en uygun	kabul edilebilir	en uygun	kabul edilebilir, artık yok		optimal, artık yok	kabul edilebilir, artık yok
Soğuk	Oturma odası
	Aynı, en soğuk beş günlük dönemin (güvenlik 0,92) eksi 31С olduğu bölgelerde
	Banyo, birleşik banyo
	Dinlenme ve çalışma için tesisler
	Daireler arası koridor
	lobi, merdiven boşluğu
	depolar
	Oturma odası

B14 Sızan hava ile ısı kaybı. ek ısı kaybı. Spesifik termal karakteristik. n - kapalı yapının dış yüzeyinin dış havaya göre konumuna bağlı olarak alınan ve SNiP II-3-79 **'a göre belirlenen katsayı;

 - dikkate alınan ana kayıpların paylarındaki ek ısı kayıpları:

a) Ocak ayında rüzgarın 4,5 m / s'yi aşan bir hızda en az% 15 (SNiP 2.01.01.1.-82'ye göre) 0.05 miktarında estiği yönlere yönelik dış mekan dikey ve eğimli çitler için 5 m/s'ye kadar rüzgar hızında ve 5 m/s veya daha fazla hızda 0.10 miktarında; tipik tasarım için, birinci ve ikinci katlar için 0,10 ve üçüncü kat için 0,05 miktarında ek kayıplar dikkate alınmalıdır;

b) birinci ve ikinci katlar için 0,20 miktarındaki çok katlı binaların dış dikey ve eğimli çitleri için; 0.15 - üçüncü için; 0.10 - 16 veya daha fazla katlı binaların dördüncü katı için; 10-15 katlı binalar için birinci ve ikinci katlar için 0,10, üçüncü katlar için 0,05 tutarında ek kayıplar dikkate alınmalıdır.

Sızan havayı ısıtmak için ısı kaybı

Sızan havayı ısıtmak için ısı kaybı Q içinde , kW, ısıtılan her oda için bir veya büyük miktar Dış duvarlarda pencere veya balkon kapıları, formüle göre saatte tek hava değişimi miktarında ısıtıcılar ile dış havanın ısıtılmasını sağlama ihtiyacına göre

Q içinde =0,28 L enf*r*s( t içinde - t n )

Bir binanın spesifik termal karakteristiği, 1 metreküp olarak adlandırılan, iç ve dış ortam arasındaki bir santigrat derecelik bir sıcaklık farkında binayı ısıtmak için maksimum ısı akışıdır. binanın ısıtılmış hacminin m. Gerçek spesifik termal özellikler, testlerin sonuçları veya gerçek termal enerji tüketimi vb. ölçümlerinin sonuçları ile belirlenir. Binanın bilinen ısı kayıplarına sahip gerçek spesifik termal özelliği şuna eşittir: q \u003d (Qzd / (Vout (tv - tn.p)) burada Qzd, binanın tüm odaları tarafından hesaplanan ısı kaybıdır, W; Vn dış ölçüme göre ısıtılan binanın hacmidir, cub.m. ; tv - iç hava sıcaklığı, C; tn.p - dış hava sıcaklığı, C."

B15 Güneş radyasyonu ve diğer ev kaynaklarından kaynaklanan zararlı emisyonlar

Isı yayılımının tanımı. Başlıca ısı yayılımı türleri, mekanik enerjinin termal enerjiye geçişi sonucu insanlardan, ısıtılan ekipmanlardan, soğutma malzemeleri ve üretim tesisine ithal edilen diğer maddelerden, aydınlatma kaynaklarından, yanma ürünlerinden, güneş radyasyonu vb.

İnsanlar tarafından ısının serbest bırakılması harcadıkları enerjiye ve odadaki hava sıcaklığına bağlıdır. Erkekler için veriler Tablo'da verilmiştir. 2.3. Kadınların ısı emisyonları% 85 ve çocuklar - erkeklerin ısı emisyonlarının ortalama% 75'i.

Isıtma sistemlerinin B16 sınıflandırması. Isı taşıyıcılar

Isıtma sistemi(CO), gerekli miktarda ısıyı ısıtılmış odalara almak, iletmek ve aktarmak için tasarlanmış bir elementler kompleksidir. Her CO üç ana unsur içerir (Şekil 6.1): ısı üreticisi 1, ısı elde etmeye ve soğutucuya aktarmaya hizmet eder; ısı borusu sistemi 2 soğutucuyu ısı üreticisinden ısıtıcılara taşımak için; ısıtma cihazları 3, soğutucudan havaya ve odanın mahfazalarına ısı transferi 4.

CO için bir ısı üreticisi olarak, yakıtın yakıldığı ve açığa çıkan ısının soğutucuya veya CO dışında bir soğutucu kullanan herhangi bir ısı eşanjörüne aktarıldığı bir ısıtma kazanı ünitesi hizmet edebilir.

SO gereksinimleri:

- sıhhi ve hijyenik- odadaki hava sıcaklıklarının ve ilgili standartların gerektirdiği dış çitlerin yüzeylerinin sağlanması;

- ekonomik– inşaat ve işletme için minimum azaltılmış maliyetler, minimum metal tüketimi sağlamak;

- inşaat– binanın mimari ve planlama ve öğretici kararlarına uygunluğun sağlanması;

- montaj- minimum sayıda standart boyutta birleşik prefabrik ünitelerin maksimum kullanımı ile endüstriyel yöntemlerle kurulumun sağlanması;

- operasyonel- basitlik ve bakım, yönetim ve onarım kolaylığı, güvenilirlik, güvenlik ve operasyon gürültüsüzlüğü;

- estetik- CO'nun kapladığı minimum alan olan odanın iç mimari dekorasyonu ile iyi uyumluluk.

Birim zamanda belirli bir yüzeyden geçen ısı miktarına denir. ısı akısı Q, W .

Birim zamanda birim alana düşen ısı miktarına denir. ısı akısı yoğunluğu veya spesifik ısı akışı ve ısı transferinin yoğunluğunu karakterize eder.

(9.4)

ısı akısı yoğunluğu q, sıcaklık gradyanının tersi yönde, yani azalan sıcaklık yönünde, izotermal yüzeye normal boyunca yönlendirilir.

Dağılım biliniyorsa q yüzeyin üzerinde F, daha sonra toplam ısı miktarı Qτ süre boyunca bu yüzeyden geçti τ , denkleme göre bulunabilir:

(9.5)

ve ısı akışı:

(9.5")

eğer değer q dikkate alınan yüzey üzerinde sabittir, bu durumda:

(9.5")

Fourier yasası

Bu yasaısı iletimi yoluyla ısı aktarırken ısı akışının miktarını ayarlar. Fransız bilim adamı J.B. Fourier 1807'de izotermal bir yüzeyden geçen ısı akışının yoğunluğunun sıcaklık gradyanı ile orantılı olduğunu tespit etti:

(9.6)

(9.6)'daki eksi işareti, ısı akışının sıcaklık gradyanına zıt yönde yönlendirildiğini gösterir (bkz. Şekil 9.1.).

İsteğe bağlı bir yönde ısı akısı yoğunluğu ben normal yönde ısı akışının bu yönüne izdüşümünü temsil eder:

Termal iletkenlik katsayısı

katsayı λ , W/(m·K), Fourier kanunu denkleminde, sıcaklık birim uzunluk başına bir Kelvin (derece) düştüğünde ısı akısı yoğunluğuna sayısal olarak eşittir. Çeşitli maddelerin ısıl iletkenliği, bunların özelliklerine bağlıdır. fiziksel özellikler. Belirli bir vücut için, termal iletkenlik katsayısının değeri, vücudun yapısına, hacimsel ağırlığına, nemine, kimyasal bileşim, basınç, sıcaklık. Teknik hesaplamalarda, değer λ referans tablolardan alınmış olup, tabloda ısıl iletkenlik katsayısı değerinin verildiği koşulların hesaplanan problemin koşullarına karşılık gelmesinin sağlanması gerekmektedir.

Termal iletkenlik katsayısı, özellikle sıcaklığa güçlü bir şekilde bağlıdır. Çoğu malzeme için, deneyimin gösterdiği gibi, bu bağımlılık doğrusal bir formülle ifade edilebilir:

(9.7)

nerede λ o - 0 °C'de termal iletkenlik katsayısı;

β - sıcaklık katsayısı.

Gazların termal iletkenlik katsayısı, ve özellikle buharlar büyük ölçüde basınca bağlıdır. Çeşitli maddeler için ısıl iletkenlik katsayısının sayısal değeri çok geniş bir aralıkta değişir - gümüş için 425 W / (m K) ile gazlar için 0,01 W / (m K) mertebesindeki değerlere kadar. Bu, çeşitli şekillerde termal iletim yoluyla ısı transferi mekanizmasının olması gerçeğiyle açıklanmaktadır. fiziksel ortamlar farklı.

Metaller en yüksek değer termal iletkenlik katsayısı. Metallerin termal iletkenliği artan sıcaklıkla azalır ve safsızlıklar ve alaşım elementlerinin varlığında keskin bir şekilde azalır. Bu nedenle, saf bakırın termal iletkenliği 390 W / (m K) ve eser miktarda arsenik içeren bakır 140 W / (m K) 'dir. Saf demirin ısıl iletkenliği 70 W / (m K),% 0,5 karbonlu çelik - 50 W / (m K),% 18 krom ve% 9 nikel içeren alaşımlı çelik - sadece 16 W / (m K).

Bazı metallerin ısıl iletkenliğinin sıcaklığa bağımlılığı, Şek. 9.2.

Gazların ısıl iletkenliği düşüktür (0,01...1 W/(m K) düzeyinde), bu da artan sıcaklıkla güçlü bir şekilde artar.

Sıvıların ısıl iletkenliği artan sıcaklıkla bozulur. Bunun istisnası su ve gliserol. Genel olarak, damlayan sıvıların (su, yağ, gliserin) ısıl iletkenliği gazlarınkinden daha yüksek, ancak sıvılarınkinden daha düşüktür. katılar ve 0,1 ila 0,7 W / (m K) aralığında yer alır.

Pirinç. 9.2. Sıcaklığın metallerin termal iletkenliği üzerindeki etkisi