Строительная теплотехника. Виды теплопередачи. Уравнение теплопроводности. Теплообмен на поверхностях ограждения. (Лекция 2)

Содержание

Слайд 2

Лекция 2 - Тезисы Виды теплопередачи Уравнение теплопроводности Теплообмен на поверхностях ограждения

Лекция 2 - Тезисы

Виды теплопередачи
Уравнение теплопроводности
Теплообмен на поверхностях ограждения

Слайд 3

Виды теплопередачи Теплопроводность теплообмен между непосредственно соприкасающимися частицами среды с различной

Виды теплопередачи

Теплопроводность
теплообмен между непосредственно соприкасающимися частицами среды с различной температурой, при

котором происходит обмен энергией теплового движения структурных частиц (молекул, атомов, свободных электронов)
Теплопроводность не связана с переносом вещества
Слайд 4

Метод измерения теплопроводности

Метод измерения теплопроводности

Слайд 5

Решение задач теплопроводности связано с определением уравнение Лапласа уравнение Фурье

Решение задач теплопроводности связано с определением

уравнение Лапласа

уравнение Фурье

Слайд 6

Количество тепла, проходящее через слой площадью S толщиной за время при

Количество тепла, проходящее через слой площадью S толщиной за время при разности

температур .

Коэффициент теплопроводности материала характеризует способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу

количество тепла, проходящее за 1 с через 1 м2 слоя толщиной 1 м при разности температур на границах слоя в 1 градус

Слайд 7

Дифференциальное уравнение теплопроводности (уравнение Фурье) При отсутствии внутренних источников тепла

Дифференциальное уравнение теплопроводности (уравнение Фурье)

При отсутствии внутренних источников тепла

Слайд 8

Дифференциальное уравнение теплопроводности при одномерном распространении тепла (в направлении x) уравнение Фурье

Дифференциальное уравнение теплопроводности при одномерном распространении тепла (в направлении x) уравнение Фурье

Слайд 9

Коэффициент температуропроводности

Коэффициент температуропроводности

Слайд 10

Физический смысл уравнения Фурье в каждой точке среды изменение температуры во

Физический смысл уравнения Фурье

в каждой точке среды
изменение температуры во времени


пропорционально
пространственному изменению градиента температуры
Слайд 11

В случае неоднородного материала

В случае неоднородного материала

Слайд 12

Нелинейное уравнение теплопроводности с переменными коэффициентами

Нелинейное уравнение теплопроводности с переменными коэффициентами

Слайд 13

Уравнение Фурье является уравнением нестационарного поля любого потенциала переноса

Уравнение Фурье

является
уравнением нестационарного поля
любого потенциала переноса

Слайд 14

При стационарных условиях

При стационарных условиях

Слайд 15

Дифференциальное уравнение температурного поля при стационарных условиях уравнение Лапласа

Дифференциальное уравнение температурного поля при стационарных условиях уравнение Лапласа

Слайд 16

Физический смысл уравнения Лапласа

Физический смысл уравнения Лапласа

Слайд 17

Плотность теплового потока

Плотность теплового потока

Слайд 18

При одномерной передаче тепла через однородный слой – линейная функция Плотность теплового потока

При одномерной передаче тепла через однородный слой
– линейная функция
Плотность теплового

потока
Слайд 19

Для плоского однородного слоя Граничные условия:

Для плоского однородного слоя

Граничные условия:

Слайд 20

Интегрируем

Интегрируем

Слайд 21

Из граничных условий

Из граничных условий

Слайд 22

Распределение температур по толщине слоя

Распределение температур по толщине слоя

Слайд 23

Плотность теплового потока

Плотность теплового потока

Слайд 24

В случае неоднородного материала

В случае неоднородного материала

Слайд 25

В случае неоднородного материала

В случае неоднородного материала

Слайд 26

Конвекция – перенос тепла движущимися частицами жидкости или газа. При этом

Конвекция

– перенос тепла движущимися частицами жидкости или газа. При этом перенос

теплоты осуществляется одновременно конвекцией и теплопроводностью
Слайд 27

Конвекция в кг/(м2∙с); где - скорость; - плотность жидкости.

Конвекция

в кг/(м2∙с);
где - скорость;
- плотность жидкости.

Слайд 28

Конвекция Естественная конвекция – движение обусловлено разностью температур, следовательно неодинаковой плотностью

Конвекция

Естественная конвекция – движение обусловлено разностью температур, следовательно неодинаковой плотностью

Слайд 29

Конвекция Вынужденная конвекция – движение частиц вызвано внешним воздействием

Конвекция

Вынужденная конвекция – движение частиц вызвано внешним воздействием

Слайд 30

Излучение – перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно

Излучение

– перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими

поверхностями (различно нагретыми поверхностями твёрдых тел, разделённых лучепрозрачной средой)
Слайд 31

Теплопередача излучением При нагревании какого-либо тела часть тепловой энергии превращается на

Теплопередача излучением

При нагревании какого-либо тела часть тепловой энергии превращается на его

поверхности в энергию лучистую. Излучение тепла поверхностью тела аналогично световому излучению и отличается от него длиной волн.
Видимые световые лучи имеют длины волн от 0,4 до 0,8 μ, а тепловые (инфракрасные) лучи – от 0,8 до 800 μ.
Законы распространения, отражения и преломления, установленные для видимых световых лучей, справедливы и для тепловых.
Слайд 32

Слайд 33

Спектральная интенсивность распределение излучаемой энергии по длинам волн характеризуется спектральной интенсивностью излучения

Спектральная интенсивность

распределение излучаемой энергии по длинам волн
характеризуется
спектральной интенсивностью излучения

Слайд 34

Кривые зависимостей спектральной интенсивности излучения от длины волны для источников, имеющих различную температуру

Кривые зависимостей спектральной интенсивности излучения от длины волны для источников, имеющих различную температуру


Слайд 35

Тепловое излучение Закон Вина

Тепловое излучение
Закон Вина

Слайд 36

Тепловое излучение Длины волн м При температуре м

Тепловое излучение

Длины волн м
При температуре
м

Слайд 37

Тепло, передаваемое излучением от более нагретой поверхности S1 к поверхности S2

Тепло, передаваемое излучением от более нагретой поверхности S1 к поверхности S2
Q

=5,67 εПР S1 ψ ((T1/100)4 – (T2/100)4)
εПР – приведенный относительный коэффициент излучения при теплообмене между двумя серыми поверхностями
ψ – угловой коэффициент излучения
Слайд 38

Теплопередача – перенос тепла из одной воздушной среды (более нагретой) в

Теплопередача

– перенос тепла
из одной воздушной среды
(более нагретой)
в другую (менее нагретую)
через

разделяющую эти среды ОК,
включающий все виды теплообмена
Слайд 39

Тепловосприятие – процесс теплообмена между поверхностью ОК и прилегающей к ней нагретой воздушной средой

Тепловосприятие

– процесс теплообмена
между поверхностью ОК
и прилегающей к ней
нагретой воздушной

средой
Слайд 40

Теплоотдача – процесс теплообмена между поверхностью ОК и прилегающей к ней охлажденной воздушной средой

Теплоотдача

– процесс теплообмена
между поверхностью ОК
и прилегающей к ней
охлажденной воздушной

средой
Слайд 41

Теплообмен на поверхностях ограждения

Теплообмен на поверхностях ограждения

Слайд 42

Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей

Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей

Слайд 43

Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей

Коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей

Слайд 44

Количество теплоты, передаваемое конвекцией, зависит от Разности температур воздуха и поверхности Характера движения воздуха

Количество теплоты, передаваемое конвекцией, зависит от
Разности температур
воздуха и поверхности
Характера движения

воздуха
Слайд 45

Тепло, передаваемое излучением от более нагретой поверхности S1 к поверхности S2

Тепло, передаваемое излучением от более нагретой поверхности S1 к поверхности S2
Q

=5,67 εПР S1 ψ ((T1/100)4 – (T2/100)4)
εПР – приведенный относительный коэффициент излучения при теплообмене между двумя серыми поверхностями
ψ – угловой коэффициент излучения
Слайд 46

Q =5,67 εПР S1 ψ ((T1/100)4 – (T2/100)4) q = 5,67

Q =5,67 εПР S1 ψ ((T1/100)4 – (T2/100)4)
q = 5,67 εПР

ψ ((T1/100)4 – (T2/100)4)
((T1/100)4 – (T2/100)4) = b (τ1 – τ2)
b = 0,81 + 0,01 (τ1 + τ2)/ 2
q = 5,67 εПР ψ b (τ1 – τ2) = αл(τ1 – τ2)
Слайд 47

Слайд 48