| Luftlagstykkelse, m | Termisk modstand af en lukket luftspalte R VP, m 2 °C/W | |||
| vandret med varmestrøm fra bund til top og lodret | vandret med varmestrøm fra top til bund | |||
| ved lufttemperaturen i mellemlaget | ||||
| positiv | negativ | positiv | negativ | |
| 0,01 | 0,13 | 0,15 | 0,14 | 0,15 |
| 0,02 | 0,14 | 0,15 | 0,15 | 0,19 |
| 0,03 | 0,14 | 0,16 | 0,16 | 0,21 |
| 0,05 | 0,14 | 0,17 | 0,17 | 0,22 |
| 0,10 | 0,15 | 0,18 | 0,18 | 0,23 |
| 0,15 | 0,15 | 0,18 | 0,19 | 0,24 |
| 0,20-0,30 | 0,15 | 0,19 | 0,19 | 0,24 |
Indledende data for lagene af omsluttende strukturer;
- trægulv(rillet bræt); 51 = 0,04 m; λ 1 \u003d 0,18 W / m ° C;
- dampspærre; ubetydelig.
- luft hul: Rpr = 0,16 m2 °C/W; δ 2 \u003d 0,04 m λ 2 \u003d 0,18 W / m ° С; ( Termisk modstand af en lukket luftspalte >>>.)
- isolering(styrofoam); δ ut = ? m; λ ut = 0,05 W/m °С;
- trækgulv(bestyrelse); 53 = 0,025 m; λ 3 \u003d 0,18 W / m ° С;
| trægulv i et stenhus. |
Som vi allerede har bemærket, for at forenkle den varmetekniske beregning, er en multiplikationsfaktor ( k), som tilnærmer værdien af den beregnede termiske modstand til de anbefalede termiske modstande for omsluttende strukturer; for kælder- og kælderetager er denne koefficient 2,0. Den nødvendige varmemodstand beregnes ud fra, at udelufttemperaturen (i underfeltet) er lig med; -10°C. (enhver kan dog indstille den temperatur, som han anser for nødvendig for sit særlige tilfælde).
Vi tror:
Hvor Rtr- nødvendig termisk modstand,
tv- designtemperatur for intern luft, °C. Det accepteres ifølge SNiP og er lig med 18 ° С, men da vi alle elsker varme, foreslår vi at hæve temperaturen i den indre luft til 21 ° С.
tn- designtemperatur for udeluften, °C, svarende til gennemsnitstemperaturen for den koldeste femdages periode i et givet byggeområde. Vi tilbyder temperaturen i underfeltet tn acceptere "-10°C", det er selvfølgelig en stor margin for Moskva-regionen, men her er det efter vores mening bedre at genbelåne end ikke at tælle. Nå, hvis du følger reglerne, så tages udendørstemperaturen tn i overensstemmelse med SNiP "Konstruktionsklimatologi". Du kan også finde ud af den nødvendige standardværdi på lokalt byggeorganisationer, eller regionale afdelinger for arkitektur.
δt n α c- produktet i nævneren af fraktionen er: 34,8 W / m2 - for ydervægge, 26,1 W/m2 - til belægninger og loftsgulve, 17,4 W/m2 ( i vores tilfælde) - til kælderlofter.
Nu vi beregner tykkelsen af isoleringen fra ekstruderet polystyrenskum (styrofoam).
Hvorδ ud - isoleringslags tykkelse, m;
δ 1 …… δ 3 - tykkelse individuelle lag omsluttende strukturer, m;
λ 1 …… λ 3 - varmeledningskoefficienter for individuelle lag, W / m ° С (se Builder's Handbook);
Rpr - termisk modstand af luftspalten, m2 °С/W. Hvis der ikke er luft i den omsluttende struktur, er denne værdi udelukket fra formlen;
α ind, α n - varmeoverførselskoefficienter af interne og ydre overflade gulve, svarende til henholdsvis 8,7 og 23 W/m2 °C;
λ ud - koefficient for varmeledningsevne af det isolerende lag(i vores tilfælde er styrofoam ekstruderet polystyrenskum), W / m ° С.
Konklusion; For at opfylde kravene til temperatur regime drift af huset, tykkelsen af det isolerende lag af polystyren plader placeret i kælderetage køn efter træbjælker(bjælketykkelse 200 mm) skal være mindst 11 cm. Da vi i starten satte for høje parametre, kan mulighederne være som følger; det er enten en kage på to lag 50 mm Styrofoam plader (minimum), eller en kage på fire lag 30 mm Styrofoam plader (maks.).
Opførelse af huse i Moskva-regionen:
- At bygge et hus fra en skumblok i Moskva-regionen. Tykkelsen af husets vægge fra skumblokke >>>
- Tykkelsesberegning murstensvægge under opførelsen af et hus i Moskva-regionen. >>>
- Konstruktion af et træ bjælkehus i Moskva-regionen. Tykkelsen af væggen i et tømmerhus. >>>
Prøve
om termisk fysik nr. 11
Termisk modstand af luftspalten
1. Bevis, at linjen med temperaturfald i tykkelsen af flerlagshegnet i koordinaterne "temperatur - termisk modstand" er en lige linje
2. Hvad bestemmer luftspaltens termiske modstand og hvorfor
3. Årsager, der forårsager, at der opstår en trykforskel på den ene og den anden side af hegnet
temperaturmodstand luftmellemlagsbeskytter
1. Bevis, at linjen med temperaturfald i tykkelsen af flerlagshegnet i koordinaterne "temperatur - termisk modstand" er en lige linje
Ved hjælp af ligningen for hegnets varmeoverførselsmodstand kan du bestemme tykkelsen af et af dets lag (oftest isolering - materialet med den laveste termiske ledningsevne), hvor hegnet vil have en given (påkrævet) værdi af varmeoverførsel modstand. Derefter kan den nødvendige isolationsmodstand beregnes som, hvor er summen af termiske modstande af lag med kendte tykkelser, og minimum tykkelse varmelegeme - så:. For yderligere beregninger skal tykkelsen af isoleringen afrundes til store side et multiplum af de forenede (fabriks)værdier af tykkelsen af et bestemt materiale. For eksempel er tykkelsen af en mursten et multiplum af halvdelen af dens længde (60 mm), tykkelsen af betonlag er et multiplum af 50 mm, og tykkelsen af lag af andre materialer er et multiplum af 20 eller 50 mm, afhængigt af på det trin, hvormed de er fremstillet på fabrikker. Når du udfører beregninger, er det praktisk at bruge modstande på grund af det faktum, at temperaturfordelingen over modstande vil være lineær, hvilket betyder, at det er praktisk at udføre beregninger grafisk. I dette tilfælde er hældningsvinklen for isotermen til horisonten i hvert lag den samme og afhænger kun af forholdet mellem forskellen mellem de beregnede temperaturer og strukturens varmeoverførselsmodstand. Og tangens af hældningsvinklen er intet andet end tætheden af varmefluxen, der passerer gennem dette hegn:.
Under stationære forhold er varmefluxtætheden konstant i tid, og dermed hvor R x- modstanden af en del af konstruktionen, herunder modstanden mod varmeoverførsel af den indre overflade og den termiske modstand af konstruktionens lag fra det indre lag til det plan, hvor temperaturen søges.
Derefter. For eksempel kan temperaturen mellem det andet og tredje lag af strukturen findes som følger: .
Den reducerede modstand mod varmeoverførsel af inhomogene omsluttende strukturer eller deres sektioner (fragmenter) bør bestemmes ud fra opslagsbogen, de reducerede modstande af flade omsluttende strukturer med varmeledende indeslutninger bør også bestemmes ud fra opslagsbogen.
2. Hvad bestemmer luftspaltens termiske modstand og hvorfor
Udover varmeoverførsel ved termisk ledning og konvektion i luftspalten, er der også direkte stråling mellem overfladerne, der begrænser luftspalten.
Strålingsvarmeoverførselsligning: , hvor b l - varmeoverførselskoefficient ved stråling, in mere afhængigt af materialerne på mellemlagsoverfladerne (jo lavere materialernes emissivitet er, jo lavere og b k) og den gennemsnitlige lufttemperatur i mellemlaget (med stigende temperatur øges varmeoverførselskoefficienten ved stråling).
Så hvor l eq - ækvivalent koefficient for termisk ledningsevne af luftlaget. At vide l eq, det er muligt at bestemme luftgabets termiske modstand. Dog modstand R vp kan også bestemmes ud fra opslagsbogen. De afhænger af tykkelsen af luftlaget, lufttemperaturen i det (positiv eller negativ) og typen af lag (lodret eller vandret). Mængden af varme, der overføres ved termisk ledning, konvektion og stråling gennem lodrette luftlag, kan bedømmes ud fra følgende tabel.
|
Lagtykkelse, mm |
Varmefluxtæthed, W/m 2 |
Mængde af overført varme i % |
Ækvivalent varmeledningskoefficient, m o C / W |
Termisk modstand af mellemlaget, W/m 2o C |
|||
|
varmeledningsevne |
konvektion |
stråling |
|||||
|
Bemærk: værdierne i tabellen svarer til lufttemperaturen i mellemlaget lig med 0 o C, temperaturforskellen på dets overflader 5 o C og emissiviteten af overfladerne C = 4,4. |
Når der designes udvendige barrierer med luftspalter, skal følgende tages i betragtning:
1) en stigning i tykkelsen af luftspalten har ringe effekt på at reducere mængden af varme, der passerer gennem den, og tynde lag (3-5 cm) er termisk effektive;
2) det er mere rationelt at lave flere lag af lille tykkelse i hegnet end et lag med stor tykkelse;
3) det er hensigtsmæssigt at fylde tykke lag med lavt varmeledende materialer for at øge hegnets termiske modstand;
4) luftlaget skal være lukket og ikke kommunikere med udeluften, det vil sige, at de lodrette lag skal blokeres af vandrette membraner på niveau med lofter mellem gulvene (hyppigere blokering af lagene i højden er uden praktisk betydning). Hvis der er behov for at installere lag ventileret med udendørs luft, er de underlagt særlig beregning;
5) på grund af det faktum, at hoveddelen af varmen, der passerer gennem luftspalten, transmitteres af stråling, er det ønskeligt at placere lagene tættere på uden for hegn, hvilket øger deres termiske modstand;
6) desuden anbefales det at dække den varmere overflade af mellemlaget med et materiale med lav emissivitet (f.eks. sølvpapir), hvilket reducerer strålingsfluxen markant. At dække begge overflader med et sådant materiale reducerer praktisk talt ikke varmeoverførslen.
3. Årsager, der forårsager, at der opstår en trykforskel på den ene og den anden side af hegnet
PÅ vintertid luften i opvarmede rum har en højere temperatur end udeluften, og derfor har udeluften en højere volumetrisk vægt (densitet) sammenlignet med indeluften. Denne forskel i luftens volumetriske vægt skaber en forskel i dens tryk på begge sider af hegnet (termisk tryk). Luft kommer igennem rummet nedre del dens ydervægge, og efterlader den igennem øvre del. I tilfælde af lufttæthed af de øvre og nedre afskærmninger og hvornår lukkede åbninger lufttryksforskellen når sine maksimale værdier nær gulvet og under loftet og er lig med nul i midten af rummets højde (neutral zone).
Lignende dokumenter
Varmeflux passerer gennem hegnet. Modstand mod varmeabsorption og varmeoverførsel. Varmefluxtæthed. Termisk modstand af hegnet. Temperaturfordeling over modstande. Rationering af modstand mod varmeoverførsel af hegn.
test, tilføjet 23/01/2012
Varmeoverførsel gennem luftspalten. Lav koefficient for termisk ledningsevne af luft i porer byggematerialer. Grundlæggende principper for design af lukkede luftspalter. Foranstaltninger til at øge temperaturen på den indvendige overflade af hegnet.
abstrakt, tilføjet 23/01/2012
Friktionsmodstand i akselkasser eller lejer på trolleybussers akselaksler. Overtrædelse af symmetrien af fordelingen af deformationer på overfladen af hjulet og skinnen. Modstand mod bevægelse fra stød luftmiljø. Formler til bestemmelse af resistivitet.
foredrag, tilføjet 14.08.2013
Undersøgelse af mulige foranstaltninger til at øge temperaturen på hegnets indre overflade. Bestemmelse af formlen til beregning af modstanden mod varmeoverførsel. Estimeret udelufttemperatur og varmeoverførsel gennem kabinettet. Temperatur-tykkelse koordinater.
test, tilføjet 24/01/2012
Projekt til beskyttelse af elledningsrelæ. Beregning af transmissionslinjeparametre. Specifik induktiv modstand. Reaktiv og specifik kapacitiv konduktans af luftledningen. Bestemmelse af den maksimale nødtilstand ved en enfaset kortslutningsstrøm.
semesteropgave, tilføjet 02/04/2016
Differentialligning for varmeledning. betingelser for entydighed. Specifik varmestrøm Termisk modstand af termisk ledningsevne af en tre-lags flad væg. Grafisk metode til bestemmelse af temperaturer mellem lag. Definition af integrationskonstanter.
præsentation, tilføjet 18.10.2013
Biot-tallets indflydelse på temperaturfordelingen i pladen. Kroppens indre, ydre termiske modstand. Ændringen i pladens energi (enthalpi) i løbet af dens fuldstændige opvarmning, afkøling. Mængden af varme, som pladen afgiver under afkøling.
præsentation, tilføjet 15/03/2014
Friktionshovedtab i vandrette rørledninger. Samlet hovedtab som summen af friktionsmodstand og lokal modstand. Tab af tryk under væskens bevægelse i apparater. Modstandskraften af mediet under bevægelsen af en sfærisk partikel.
præsentation, tilføjet 29/09/2013
Kontrol af eksterne hegns varmeafskærmende egenskaber. Tjek for kondens på indersiden af ydervæggene. Beregning af varme til opvarmning af den luft, der tilføres ved infiltration. Bestemmelse af rørledningsdiametre. Termisk modstand.
semesteropgave, tilføjet 22.01.2014
Elektrisk modstand- hoved elektrisk karakteristik leder. Overvejelse af måling af modstand ved konstant og vekselstrøm. Undersøgelse af amperemeter-voltmeter metoden. Valget af metode, hvor fejlen vil være minimal.
LUFT HUL, en af de typer af isolerende lag, der reducerer mediets termiske ledningsevne. PÅ nyere tid luftlagets betydning er især øget i forbindelse med brugen af hule materialer i byggebranchen. I et medium adskilt af en luftspalte overføres varme: 1) ved stråling fra overflader, der støder op til luftspalten, og ved varmeoverførsel mellem overflade og luft, og 2) ved varmeoverførsel med luft, hvis den er i bevægelse, eller ved varmeoverførsel fra en luftpartikel til en anden på grund af varmeledning den, hvis den er ubevægelig, og Nusselts forsøg beviser, at tyndere lag, hvori luften kan betragtes som næsten ubevægelig, har en lavere varmeledningskoefficient k end tykkere lag, men med konvektionsstrømme, der opstår i dem. Nusselt giver følgende udtryk for at bestemme mængden af varme, der overføres pr. time af luftgabet:
hvor F er en af de overflader, der begrænser luftspalten; λ 0 - betinget koefficient, numeriske værdier som, afhængigt af bredden af luftspalten (e), udtrykt i m, er angivet på den vedhæftede plade:
s 1 og s 2 - strålingskoefficienter af begge overflader af luftgabet; s er strålingskoefficienten for et helt sort legeme, lig med 4,61; θ 1 og θ 2 er temperaturerne på de overflader, der begrænser luftspalten. Ved at erstatte de passende værdier i formlen er det muligt at opnå værdierne for beregningerne af k (varmeledningskoefficient) og 1 / k (isoleringsevne) af luftlagene forskellig tykkelse. S. L. Prokhorov kompilerede ifølge Nusselts data diagrammer (se fig.), der viser ændringen i værdierne af k og 1/k af luftlag afhængigt af deres tykkelse, og det mest fordelagtige område er området fra 15 til 45 mm .
Mindre luftspalter er praktisk talt vanskelige at implementere, og store giver allerede en betydelig varmeledningskoefficient (ca. 0,07). Følgende tabel giver værdierne k og 1/k for diverse materialer, og flere værdier af disse mængder er givet for luft afhængigt af lagtykkelsen.
At. ses det, at det ofte er mere fordelagtigt at lave flere tyndere luftlag end at bruge et eller andet isoleringslag. En luftspalte op til 15 mm tyk kan betragtes som en isolator med et fast luftlag, med en tykkelse på 15-45 mm - med en næsten fast, og endelig skal luftspalter over 45-50 mm tykke anerkendes som lag med konvektionsstrømme, der opstår i dem, og derfor er underlagt beregning for generelt grundlag.
.
1.3 Bygningen som et samlet energisystem.
2. Varme- og fugtoverførsel gennem udvendige hegn.
2.1 Grundlæggende om varmeoverførsel i en bygning .
2.1.1 Termisk ledningsevne.
2.1.2 Konvektion.
2.1.3 Stråling.
2.1.4 Termisk modstand af luftspalten.
2.1.5 Varmeoverførselskoefficienter på de indre og ydre overflader.
2.1.6 Varmeoverførsel gennem en flerlagsvæg.
2.1.7 Reduceret modstand mod varmeoverførsel.
2.1.8 Temperaturfordeling over hegnets sektion.
2.2 Fugtighed omsluttende strukturer.
2.2.1 Årsager til fugt i hegn.
2.2.2 Negative effekter af opfugtning af udvendige hegn.
2.2.3 Kommunikation af fugt med byggematerialer.
2.2.4 Fugtig luft.
2.2.5 Materialets fugtindhold.
2.2.6 Sorption og desorption.
2.2.7 Dampgennemtrængelighed af hegn.
2.3 Udvendige barrierers luftgennemtrængelighed.
2.3.1 Grundlæggende.
2.3.2 Trykforskel på yder- og indersiden af hegnene.
2.3.3 Byggematerialers luftgennemtrængelighed.
2.1.4 Termisk modstand af luftspalten.
For ensartethed, varmeoverførselsmodstand lukkede luftspalter placeret mellem bygningsskærmens lag, kaldet termisk modstand R vp, m². ºС/W.
Skemaet for varmeoverførsel gennem luftgabet er vist i fig.
Fig.5. Varmeoverførsel i luftspalten.
Varmeflux, der passerer gennem luftspalten q v.p , W/m² , består af strømninger transmitteret af termisk ledningsevne (2) q t , W/m² , konvektion (1) q c, W/m² og stråling (3) ql, W/m² .
(2.12)
I dette tilfælde er andelen af fluxen, der transmitteres af stråling, den største. Lad os overveje et lukket lodret luftgab, på hvis overflader temperaturforskellen er 5ºС. Med en stigning i mellemlagstykkelsen fra 10 mm til 200 mm stiger andelen af varmeflux på grund af stråling fra 60 % til 80 %. I dette tilfælde falder andelen af varme, der overføres af termisk ledningsevne fra 38 % til 2 %, og andelen af konvektiv varmestrøm stiger fra 2 % til 20 %.
Den direkte beregning af disse komponenter er ret besværlig. Derfor i normative dokumenter der gives data om den termiske modstand af lukkede luftrum, som i 50'erne af det tyvende århundrede blev udarbejdet af K.F. Fokin baseret på resultaterne af eksperimenter af M.A. Mikheev. Hvis der er en varmereflekterende aluminiumsfolie på den ene eller begge overflader af luftspalten, som hindrer strålevarmeoverførsel mellem de overflader, der indrammer luftspalten, bør den termiske modstand fordobles. For at øge den termiske modstand af lukkede luftspalter anbefales det at huske følgende konklusioner fra undersøgelserne:
1) termisk effektive er mellemlag med lille tykkelse;
2) det er mere rationelt at lave flere lag af lille tykkelse i hegnet end et stort;
3) det er ønskeligt at placere luftspalter tættere på den ydre overflade af hegnet, da varmestrømmen ved stråling i dette tilfælde falder om vinteren;
4) lodrette lag i ydervæggene skal blokeres af vandrette membraner i niveau med lofter mellem gulvene;
5) for at reducere varmefluxen, der transmitteres af stråling, er det muligt at dække en af overfladerne af mellemlaget med aluminiumsfolie med en emissivitet på ca. ε=0,05. At dække begge overflader af luftspalten med folie reducerer ikke varmeoverførslen markant sammenlignet med at dække en overflade.
Spørgsmål til selvkontrol
1. Hvad er varmeoverførselspotentialet?
2. Angiv de elementære typer af varmeoverførsel.
3. Hvad er varmeoverførsel?
4. Hvad er termisk ledningsevne?
5. Hvad er materialets varmeledningsevne?
6. Skriv formlen for varmefluxen, der overføres af termisk ledningsevne i en flerlagsvæg ved kendte temperaturer på de indre tw og ydre tn overflader.
7. Hvad er termisk modstand?
8. Hvad er konvektion?
9. Skriv formlen for varmefluxen, der overføres ved konvektion fra luft til overfladen.
10. Fysisk betydning af koefficienten for konvektiv varmeoverførsel.
11. Hvad er stråling?
12. Skriv formlen for varmefluxen, der overføres af stråling fra en overflade til en anden.
13. Fysisk betydning af strålingsvarmeoverførselskoefficienten.
14. Hvad hedder modstanden mod varmeoverførsel af en lukket luftspalte i klimaskærmen?
15. Af hvilken art består den samlede varmestrøm gennem luftspalten af varmestrømme?
16. Hvilken karakter af varmestrømmen hersker i varmeflow gennem luftspalten?
17. Hvordan påvirker tykkelsen af luftspalten fordelingen af strømninger i den.
18. Hvordan reducerer man varmestrømmen gennem luftspalten?
På grund af luftens lave varmeledningsevne bruges luftspalter ofte som termisk isolering. Luftspalten kan tætnes eller ventileres, i sidstnævnte tilfælde kaldes det luftventil. Hvis luften var i ro, ville den termiske modstand være meget høj, men på grund af varmeoverførsel ved konvektion og stråling falder luftlagenes modstand.
Konvektion i luftspalten. Under varmeoverførsel overvindes modstanden af to grænselag (se fig. 4.2), så varmeoverførselskoefficienten halveres. I lodrette luftspalter, hvis tykkelsen er i forhold til højden, bevæger lodrette luftstrømme sig uden interferens. I tynde luftlag er de gensidigt hæmmet og danner interne cirkulationskredsløb, hvis højde afhænger af bredden.
Ris. 4.2 - Skema for varmeoverførsel i et lukket luftgab: 1 - ved konvektion; 2 - stråling; 3 - termisk ledningsevne
I tynde lag eller med en lille temperaturforskel på overfladerne (), er der en parallel strålebevægelse af luft uden opblanding. Mængden af varme, der overføres gennem luftspalten er
. (4.12)
Den kritiske tykkelse af mellemlaget blev eksperimentelt fastlagt, δ cr, mm, for hvilket det laminære strømningsregime opretholdes (ved en gennemsnitlig lufttemperatur i mellemlaget på 0°C):
I dette tilfælde udføres varmeoverførsel ved ledning og
For andre tykkelser er værdien af varmeoverførselskoefficienten lig med
. (4.15)
Med en stigning i tykkelsen af det lodrette lag, en stigning α til:
på δ = 10 mm - med 20%; δ = 50 mm - med 45 % ( maksimal værdi, efterfulgt af et fald); δ = 100 mm - med 25 % og δ = 200 mm - med 5%.
I vandrette luftlag (hvor den øvre overflade er mere opvarmet) vil der næsten ikke være nogen luftblanding, derfor er formel (4.14) anvendelig. Med en varmere nedre overflade (der dannes sekskantede cirkulationszoner), er værdien α til findes ved formel (4.15).
Strålende varmeoverførsel i luftspalten
Strålingskomponenten af varmefluxen bestemmes af formlen
. (4,16)
Strålingsvarmeoverførselskoefficienten antages at være α l\u003d 3,97 W / (m 2 ∙ o C), dens værdi er større α til derfor sker hovedvarmeoverførslen ved stråling. PÅ generel opfattelse mængden af varme, der overføres gennem mellemlaget er et multiplum af
.
Du kan reducere varmefluxen ved at dække den varme overflade (for at undgå kondens) med folie, ved hjælp af den såkaldte. "armering" Strålingsfluxen reduceres med omkring 10 gange, og modstanden fordobles. Nogle gange indføres honeycomb-folieceller i luftspalten, som også reducerer konvektiv varmeoverførsel, men denne løsning er ikke holdbar.
Indlæser...