Название: Інженерне обладнання будівель

Жанр: Навчальні посібники

Просмотров: 3565

Загрузок: 144 (Загрузить)


1.4. теплопередача через розділяючу стінку

 

Елементарні способи теплообміну (теплопровідність, конвекція та теплове випромінювання) в реальних умовах відбуваються, як правило, одночасно. Конвекція супроводжується теплопровідністю, випромінювання часто супроводжується конвекцією. Сукупність різних видів теплообміну може бути досить різноманітною, а їхня роль у загальному процесі – неоднакова. Має місце так званий складний теплообмін.

У теплотехніці часто тепловий потік від однієї рідини (або газу) до іншої передається через розділяючу стінку. Тут також спостерігається сукупна дія конвекції, теплопровідності та теплового випромінювання. Такий сумарний процес теплообміну називається теплопередачею.

Розглянемо теплопередачу через плоску одношарову стінку. Нехай плоска стінка (рис. 1.6), товщиною d, виконана з матеріалу з коефіцієнтом теплопровідності l. Температура середовища (рідина, газ) з одного боку стінки становить t1, з другого боку стінки – t2, причому

t1 > t2.

Рис. 1.6. Теплопередача через плоску стінку

 

Температури поверхонь стінки не відомі. Позначимо їх  та . Інтенсивність теплообміну між поверхнями та середовищами a1 та a2. Для газового середовища вважатимемо, що коефіцієнт a включає в себе конвективну складову aк та променеву складову aп, тобто a = aк + aп. Для рідин aп = 0.

Запишемо три відомих рівняння щільності теплового потоку:

 

q = a1 (-);

q = l /d (-);

q = a2 (-).

Склавши почленно ці рівняння, після простих перетворень, отримаємо:

звідси:

.

Величина k називається коефіцієнтом теплопередачі

а обернена їй величина R – опором теплопередачі.

.

Для багатошарової плоскої стінки з різними товщинами шарів δі та різними значеннями коефіцієнтів теплопровідності λі:

.

Тепловий потік Q, Вт, від одного середовища до іншого через будь-яку плоску стінку дорівнюватиме:

.

 

У будівельній практиці в конструкціях зовнішніх огороджень часто застосовують теплову ізоляцію для зменшення теплопередачі. Для теплової ізоляції використовують матеріали з коефіцієнтом теплопровідності меншим 0,2 Вт/(м°С). При збільшені вологості пористих та волокнистих матеріалів їхня теплопровідність різко збільшується і відповідно зменшується опір теплопередачі, тому для попередження намокання теплової ізоляції використовують гідроізолюючі покриття.

 

Ззапитання для самоконтролю

 

Які є способи теплопередачі?

Що таке теплопровідність?

Охарактеризуйте теплопровідність через плоску стінку в стаціонарному режимі.

Що таке конвективний теплообмін?

Як відбувається теплообмін випромінюванням?

Як відбувається теплопередача через розділяючу стінку?