conductivitate termică - studopediya
Bazele de transfer de căldură într-o clădire
Teplovlagoperedacha prin gardul exterior
Construirea ca un sistem energetic integrat
Totalitatea tuturor factorilor și proceselor (influențe externe și interne), care influențează formarea climatului interior termic, se numește regimul termic al clădirii.
Garduri nu numai că protejează camera de mediul extern, dar, de asemenea, de a împărtăși cu ei căldura și umiditatea, aerul este trecut prin ea atât în interior cât și în exterior. Sarcina de a menține o multitudine predeterminată termică sedii de regim (menținere la nivelul dorit de temperatură și umiditate, mobilitatea, radiația a temperaturii încăperii) este atribuită inginerie de încălzire, ventilare și climatizare. Cu toate acestea, determinarea capacității de căldură și modul de funcționare a acestor sisteme nu este posibilă fără a influența teplovlagozaschitnyh și proprietate teploinertsionnyh protecție. Prin urmare, sistemul de climatizare conditionat din interior include toate instrumentele de inginerie pentru a oferi microclimatului service apartamentelor dorite: anvelopei clădirilor de inginerie și de încălzire, ventilație și aer condiționat. Astfel, clădirea modernă -, căldură legate între ele și sistem complex de transfer de masă - un sistem energetic integrat.
Întrebări pentru auto-control
1 Ce este studiat în Clădirea Fizică termică?
2. Care este gard?
3. Ce este o incintă extern?
4. Ce este important pentru construirea de specialitate fizica termică în sistemele de încălzire și ventilație?
5. Care sunt particularitățile de calcul de inginerie termică a clădirilor moderne?
6. Care este regimul termic al clădirii?
7. Care este rolul în anvelopei clădirii regimul termic al clădirii?
8. Care sunt parametrii mediului intern Sisteme de încălzire și ventilație?
9. Care este sistemul de climatizare a climatului clădirii?
10. De ce clădirea este considerat a fi un singur sistem de energie?
mișcarea se produce întotdeauna căldură de la mai cald mediu mai rece. Procesul de transfer al căldurii de la un punct în spațiu în altul datorită diferenței de temperatură și transfer de căldură este denumit colectiv, deoarece include trei tipuri de bază de transfer de căldură: conductivitate termică (conducta), convecție și radiație. Astfel, diferența de potențial de transfer de căldură este de temperatură.
transfer de căldură de tip între particulele fixe de solide, lichide sau substanță gazoasă - conductivitate termică. Astfel, conductivitatea termică - un schimb de căldură între particule sau elemente ale unei structuri de material a mediului, fiind în contact direct unul cu celălalt. In studiul conductivitatea termică a unei substanțe este considerată ca o masă solidă, structura sa moleculară este ignorată. În formă pură, conductivitatea termică se găsește numai în solide, deoarece mediul lichid și gazos, este aproape imposibil să imobilizeze substanța.
Cele mai multe materiale de construcție sunt corpuri poroase. Porii este aerul care are să se miște, adică pentru transferul de căldură prin convecție. Se crede că conductivitatea termică a componentei convectivă a materialelor de construcție pot fi neglijate din cauza micimii sale. În interiorul porilor între suprafețele pereților sale de transfer de căldură radiative apare. transfer de căldură prin radiație la porii materialului este determinată în principal de mărimea porilor, deoarece cu cât porii, cu atât mai mare diferența de temperatură pe pereții acestuia. Luând în considerare caracteristicile de conductivitate termică ale procesului se referă la greutatea totală a ingredientelor: schelet și pori împreună.
Construirea anvelopei, este în general pereți plane paralele. în care transferul de căldură se efectuează într-o singură direcție. În plus, cele mai multe cazuri de calcule termice ale fațadei exterioare, se presupune că transferul de căldură are loc la condițiile termice staționare. adică într-un moment constantă în toate caracteristicile procesului: fluxul termic, temperatura la fiecare punct, caracteristicile termice ale materialelor de construcție. Prin urmare, este important să se ia în considerare procesul de unidimensional de căldură prin conducție la starea de echilibru într-un material omogen. care este descris de ecuația Fourier:
în care qt - densitatea de suprafață a fluxului de căldură. care trece printr-un plan perpendicular pe fluxul de căldură. W / m 2;
# 955; - conductivitatea termică a materialului. W / m. C;
t - temperatura, variind de-a lungul axei x, ° C;
Atitudine, este numele unui gradient de temperatură. C / m, și este notată grad t. Gradientul de temperatură este îndreptată în direcția de creșterea temperaturii, care este asociat cu absorbția căldurii și reducerea fluxului termic. Semnul minus de pe partea dreaptă a ecuației (2.1) arată că creșterea fluxului de căldură nu coincide cu o creștere a temperaturii.
conductivitate termică # 955; Este una dintre caracteristicile termice primare ale materialului. După cum rezultă din ecuația (2.1) conductivitatea termică a materialului - aceasta este o măsură a materialului conducta de căldură, care este numeric egal cu fluxul de căldură care trece prin 1 m 2 de suprafață perpendiculară pe direcția de curgere, cu un gradient de temperatură de-a lungul fluxului egal cu aproximativ 1 S / m (Fig.1). O valoare mai mare # 955;, mai intensă conductivitatea termică a materialului într-un astfel de proces, o mai mare flux de căldură. Prin urmare, materialele izolante este considerat a fi materiale cu o conductivitate termică mai mică de 0,3 W / m. C.
direcțiile Fig.1 ale fluxului termic și gradient de temperatură.
_______ - izotermei; - ------ - curent de linie de căldură.
Schimbarea conductivității termice a materialelor de construcție se schimba densitatea lor se datorează faptului că aproape orice material de construcție constă dintr-un schelet - substanță de construcție de bază și a aerului. KF Fokin [38], de exemplu, următoarele date: conductivitatea termică de material absolut densă (fără pori), în funcție de natura are o conductivitate termică de 0,1 W / m ° C (în plastic), până la 14 W / m ° C (în substanțe cristaline în fluxul căldură de-a lungul suprafeței de cristal), în timp ce aerul are o conductivitate termică de aproximativ 0.026 W / m ° C mai mare densitatea materialului (porozitate mai mică), cu atât mai mare valoarea conductivității termice. Se înțelege că materialele izolante ușoare au o densitate relativ scăzută.
Diferențele de porozitate și o conductivitate termică în scheletul conduce la o diferență de materiale de conductivitate termică, chiar și la aceeași densitate. De exemplu, următoarele materiale (Tabelul 1) la aceeași densitate, # 961; 0 = 1800 kg / m 3 au diferite valori de conductivitate termică [38]:
Conductivitatea termică a materialelor de aceeași densitate de 1800 kg / m3 [38].
Conductivitatea termică, W / (m ° C)
Odată cu scăderea densității materialului l conductivitatea termică scade pe măsură ce scăderea efectului componentei scheletice conductivă a materialului de conductivitate termică, dar, cu toate acestea, ea crește efectul componentei radiații. Prin urmare, reducerea densității este sub o anumită valoare duce la creșterea conductivității termice. Adică, există o valoare de densitate la care conductivitatea termică are o valoare minimă. Se estimează că la 20 ° C în pori cu un diametru de radiatie 1mm este conductivitate termica 0,0007 W / (m ° C), cu un diametru de 2 mm - 0,0014 W / (m ° C), etc. Astfel, conducta de căldură prin radiație devine semnificativă pentru materiale cu densitate mică și dimensiuni semnificative ale porilor izolant.
Conductivitatea termică a materialului crește cu creșterea temperaturii, la care are loc transferul de căldură. Creșterea conductivității termice a materialelor se datorează creșterii energiei cinetice a moleculelor substanței schelet. Și, de asemenea, crește conductivitatea termică a aerului în porii materialului, iar intensitatea transferului de căldură în aceste radiații. In construirea practica dependența de temperatură a valorilor de conductivitate termică sunt valori mari de conductivitate termică imeet.d.lya materiale de conversie obținute la o temperatură de până la 100 ° C, la valorile lor la 0 ° C este o formulă empirică OE Vlasov [3]:
unde # 955; a - conductivitatea termică a materialului la temperatura de 0 ° C;
# 955; t - conductivitatea termică a materialului la t ° C;
# 946; - coeficientul de temperatură al schimbării de conductivitate termică 1 / C, pentru o varietate de materiale egală cu circa 0,0025 1 / C;
t - temperatura materialului la care coeficientul de conductivitate termică este # 955; t.
Pentru o grosime a peretelui plat uniformă # 948; (Figura 2), fluxul de căldură transmisă printr-un perete conductor termic omogen, poate fi exprimată prin ecuația:
unde # 964; 1 # 964; 2 - temperatura la peretele suprafețelor C.
Din expresia (2.3), că distribuția temperaturii pe grosimea peretelui liniar. valoare # 948; / # 955; Se numește strat de material de rezistență termică și este notată RT. m 2. ° C / W:
Fig.2. Distribuția temperaturii în peretele planare omogen
Prin urmare, fluxul de căldură QT. W / m 2 printr-o grosime omogenă perete plan paralel # 948;. m, dintr-un material cu o conductivitate termică # 955;, W / m. C, poate fi scris ca
Strat de rezistență termică - este rezistența conductibilitate termică egală cu diferența de temperatură pe suprafețele opuse ale stratului, în timpul trecerii a fluxului de căldură la densitatea de suprafață de 1 W / m2.
Se încălzește conducta de transfer de căldură are loc în straturile de material ale anvelopei clădirii.