Конвекция - Строительная теплофизика
Конвекция - перенос теплоты движущимися частицами вещества. Конвекция имеет место только в жидких и газообразных веществах, а также между жидкой или газообразной средой и поверхностью твердого тела. При этом происходит передача теплоты и теплопроводностью. Совместное воздействие конвекции и теплопроводности в пограничной области у поверхности называют конвективным теплообменом.
Конвекция имеет место на наружной и внутренней поверхностях ограждений здания. В теплообмене внутренних поверхностей помещения конвекция играет существенную роль. При различных значениях температуры поверхности и прилегающего к ней воздуха происходит переход теплоты в сторону меньшей температуры. Тепловой поток, передаваемый конвекцией, зависит от режима движения жидкости или газа, омывающих поверхность, от температуры, плотности и вязкости движущейся среды, от шероховатости поверхности, от разности между температурами поверхности и омывающей ее среды.
Процесс теплообмена между поверхностью и газом (или жидкостью) протекает по-разному в зависимости от природы возникновения движения газа. Различают Естественную и вынужденную конвекцию. В первом случае движение газа происходит за счет разности температуры поверхности и газа, во втором - за счет внешних для данного процесса сил (работы вентиляторов, ветра).
Вынужденная конвекция в общем случае может сопровождаться процессом естественной конвекции, но так как интенсивность вынужденной конвекции заметно превосходит интенсивность естественной, то при рассмотрении вынужденной конвекции естественной часто пренебрегают.
В дальнейшем будут рассматриваться только стационарные процессы конвективного теплообмена, предполагающие постоянство во времени скорости и температуры в любой точке воздуха. Но так как температура элементов помещения изменяется довольно медленно, полученные для стационарных условий зависимости могут быть распространены и на процесс Нестационарного теплового режима помещения, при котором в каждый рассматриваемый момент процесс конвективного теплообмена на внутренних поверхностях ограждений считается стационарным. Полученные для стационарных условий зависимости могут быть распространены и на случай внезапной смены природы конвекции от естественной к вынужденной, например, при включении в помещении рециркуляционного аппарата нагрева помещения (фанкойла или сплит-системы в режиме теплового насоса). Во-первых, новый режим движения воздуха устанавливается быстро и, во-вторых, требуемая точность инженерной оценки процесса теплообмена ниже возможных неточностей от отсутствия коррекции теплового потока в течение переходного состояния.
Для инженерной практики расчетов для отопления и вентиляции важен конвективный теплообмен между поверхностью ограждающей конструкции или трубы и воздухом (или жидкостью). В практических расчетах для оценки конвективного теплового потока (рис. 3) применяют уравнения Ньютона:
,(2.6)
Где QК - тепловой поток, Вт, передаваемый конвекцией от движущейся среды к поверхности или наоборот;
TA - температура воздуха, омывающего поверхность стенки, ОС;
Ф - температура поверхности стенки, ОС;
БК - коэффициент конвективной теплоотдачи на поверхности стенки, Вт/м2.оС.
Рис. 3 Ковективный теплообмен стенки с воздухом
Коэффициент теплоотдачи конвекцией, К - физическая величина, численно равная количеству теплоты, передаваемой от воздуха к поверхности твердого тела путем конвективного теплообмена при разности между температурой воздуха и температурой поверхности тела, равной 1ОС. При таком подходе вся сложность физического процесса конвективного переноса теплоты заключена в коэффициенте теплоотдачи, К. Естественно, что величина этого коэффициента является функцией многих аргументов. Для практического использования принимаются весьма приближенные значения К.
Уравнение (2.5) удобно переписать в виде:
,(2.7)
Где RК - Сопротивление конвективной теплоотдаче на поверхности ограждающей конструкции, м2.оС/Вт, равное разности температуры на поверхности ограждения и температуры воздуха при прохождении теплового потока с поверхностной плотностью 1 Вт/м2 от поверхности к воздуху или наоборот.
Сопротивление RК является величиной обратной коэффициенту конвективной теплоотдачи К:
,(2.8)
е __________________________________________________________________________________________________________________
Похожие статьи
-
Излучение - Строительная теплофизика
Излучение (лучистый теплообмен) - перенос теплоты с поверхности на поверхность через лучепрозрачную среду электромагнитными волнами, трансформирующимися...
-
Комфортность тепловой обстановки в помещении, Тепловой баланс человека - Строительная теплофизика
Внутренние Тепловые условия в помещении ( Микроклимат ) могут быть заданы с 3-х позиций: - Комфортность для человека - Оптимальность для технологического...
-
Теплоустойчивость помещения, Температура помещения - Строительная теплофизика
Теплоустойчивость Помещения - это его свойство поддерживать относительное постоянство температуры при изменении тепловых воздействий. Теплоустойчивость...
-
Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях - Строительная теплофизика
Рассмотрим стенку, отделяющую помещение с температурой tВ от наружной среды с температурой tН. Наруружная поверхность путем конвекции обменивается...
-
Основы теплопередачи в здании Перемещение теплоты всегда происходит от более теплой среды к более холодной. Процесс переноса теплоты из одной точки...
-
Паропроницаемость ограждений - Строительная теплофизика
Исключение конденсации водяных паров на внутренней поверхности ограждения не может гарантировать отсутствия конденсации влаги в толще ограждения. Влага в...
-
Коэффициент теплоусвоения внутренней поверхности ограждения - Строительная теплофизика
Отношение амплитуды колебания теплового потока АQ, воздействующего на внутреннюю поверхность ограждения, к амплитуде колебаний температуры на этой...
-
Условия комфортности температурной обстановки в помещении - Строительная теплофизика
I условие комфортности касается общей температурной обстановки в помещении. Оно устанавливает связь между температурой воздуха и радиационной...
-
Коэффициент теплоусвоения материала - Строительная теплофизика
Если представить себе полуограниченный массив какого-либо однородного материала, на плоскую поверхность которого воздействует гармонический тепловой...
-
Расчетные значения параметров внутреннего микроклимата - Строительная теплофизика
В ГОСТ 30494-96 [13] приведены расчетные значения параметров внутреннего микроклимата жилых и общественных зданий в оптимальных для пребывания человека и...
-
Термическое сопротивление воздушной прослойки - Строительная теплофизика
Для внесения единообразия сопротивление теплопередаче Замкнутых воздушных прослоек , расположенных между слоями ограждающей конструкции, называют...
-
Влажный воздух - Строительная теплофизика
Атмосферный воздух, состоящий из кислорода, азота, углекислого газа и небольшого количества инертных газов всегда содержит некоторое количество влаги в...
-
Требуемое (нормируемое) сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции - это минимально допустимое сопротивление теплопередаче для рассматриваемого...
-
Отрицательные последствия увлажнения наружных ограждений - Строительная теплофизика
Известно, что с повышением влажности материалов ухудшаются Теплотехнические качества ограждения за счет увеличения коэффициента теплопроводности...
-
Влажностный режим ограждений тесно связан с их тепловым режимом, поэтому он изучается в курсе Строительной теплофизики. Увлажнение строительных...
-
Воздухопроницаемость строительных материалов - Строительная теплофизика
Строительные материалы в основной своей массе являются пористыми телами. Размеры и структура пор у различных материалов неодинакова, поэтому...
-
Требуемые сопротивления паропроницанию ограждения Требуемые сопротивления паропроницанию ограждения между внутренней средой и плоскостью возможной...
-
Здание как единая энергетическая система - Строительная теплофизика
Совокупность всех факторов и процессов (внешних и внутренних воздействий), влияющих на формирование теплового микроклимата помещений, называется Тепловым...
-
Связь влаги со строительными материалами - Строительная теплофизика
По характеру своего взаимодействия с водой твердые тела делятся на Смачиваемые (гидрофильные) и Несмачиваемые (гидрофобные) . К гидрофильным строительным...
-
Разность давлений на наружной и внутренней поверхности ограждений - Строительная теплофизика
Известно, что в столбе газа статическое Гравитационное давление переменно по высоте. Гравитационное давление Р Грав , Па, в любой точке наружного воздуха...
-
Слой резких колебаний. Показатель тепловой инерция слоя D - Строительная теплофизика
Колебания температуры на внутренней поверхности ограждения вызывают колебания температуры в толще ограждения. По мере удаления от внутренней поверхности...
-
При выводе общего сопротивления теплопередаче рассматривалось плоско-параллельное ограждение. А поверхности большинства современных ограждающих...
-
Потребность в теплоте на нагревание инфильтрационного воздуха - Строительная теплофизика
Расход наружного воздуха, поступающего в помещения в результате инфильтрации в расчетных условиях, зависит от объемно-планировочного решения здания,...
-
Следует иметь в виду влияние на воздухопроницаемость конструкции, имеющиеся в ней какие-либо включения. Например, в кладке из кирпича или ячеистобетонных...
-
Влажность материала, Сорбция и десорбция - Строительная теплофизика
В капиллярно-пористых материалах в естественной воздушной среде всегда находится некоторое количество химически несвязанной влаги. Если образец...
-
Теплопередача через многослойную стенку - Строительная теплофизика
Если с одной стороны многослойной стенки, состоящей из n слоев, поддерживается температура T В , а с другой стороны T Н < t В , то возникает тепловой...
-
За Расчетную скорость ветра v принимается максимальная из средних скоростей ветра в январе по румбам (направлениям) ветра. Но учитывается только ветер,...
-
Показатели теплозащиты здания СНиП [1] устанавливает три показателя тепловой защиты здания: А) приведенное сопротивление теплопередаче отдельных...
-
Теплоустойчивость ограждения Часто при определении нагрузок на системы кондиционирования воздуха возникают задачи, связанные с оценкой периодически...
-
Метод сложения проводимостей - Строительная теплофизика
Для плоских ограждающих конструкций с теплопроводными включениями толщиной больше 50% толщины ограждения теплопроводность которых не превышает...
-
Основное дифференциальное уравнение и методы его решения Процесс передачи теплоты через ограждение, все параметры которого остаются неизменными во...
-
Расчетная температура наружного воздуха - Строительная теплофизика
Самые холодные погодные условия в пределах отопительного периода года описываются Расчетными значениями климатических параметров . Они не являются...
-
Введение, Цель и задачи курса, Предмет курса - Строительная теплофизика
Цель и задачи курса Конспект лекций дисциплины "Строительная теплофизика" предназначен для студентов, изучающих в рамках специальности...
-
Конструирование ограждающей конструкции с теплотехнической точки зрения В общем случае ограждение состоит из конструктивного слоя, теплоизоляционного...
-
Величина приведенного сопротивления воздухопроницанию окон жилых, общественных и производственных зданий RИнф, м2.Ч/кг при ?P= 10 Па, должна по...
-
Средние температура и продолжительность отопительного периода - Строительная теплофизика
Для характеристики отопительного периода служат Средняя температура tО. п., ОС, и Продолжительност Ь zО. п., сут., этого периода. Причем они относятся к...
-
Воздухопроницаемость наружных ограждений, Основные положения - Строительная теплофизика
Основные положения 2. ч). Воздухопронием через ограждения называют процесс проникновения воздуха сквозь их неплотности. Проникновение воздуха снаружи...
-
Расчетные параметры наружной среды для теплотехнических расчетов Холодный период года и отопительный период Уровень теплозащиты ограждающих конструкций в...
-
Тепловая энергия на строительной площадке расходуется в основном в зимний период для отопления и сушки строящихся зданий и сооружений, объектов...
-
Обжиг изделий Обжиг Изделий проводят в Печах Различной конструкции: в Муфелях с рабочим пространством, защищенным от нагревателей огнеупорным коробом, в...
Конвекция - Строительная теплофизика