Głównie występuje w ośrodkach gazowych i ciekłych.

Podobne dokumenty
wymiana energii ciepła

4. OBLICZANIE REZYSTANCYJNYCH PRZEWODÓW I ELEMENTÓW GRZEJ- NYCH

LABORATORIUM TECHNIKI CIEPLNEJ INSTYTUTU TECHNIKI CIEPLNEJ WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ

Przedmowa Przewodność cieplna Pole temperaturowe Gradient temperatury Prawo Fourier a...15

PRZEPŁYW CIEPŁA PRZEZ PRZEGRODY BUDOWLANE

ψ przedstawia zależność

Wyznaczanie izolacyjności cieplnej dachów w świetle obowiązujących polskich norm i przepisów prawa budowlanego

4.2. Obliczanie przewodów grzejnych metodą dopuszczalnego obciążenia powierzchniowego

WSPÓŁCZYNNIK PRZEJMOWANIA CIEPŁA PRZEZ KONWEKCJĘ

2.1 Zagadnienie Cauchy ego dla równania jednorodnego. = f(x, t) dla x R, t > 0, (2.1)

Wyznaczanie współczynnika przenikania ciepła dla przegrody płaskiej

Spis treści. Przedmowa WPROWADZENIE DO PRZEDMIOTU... 11

Wnikanie ciepła przy konwekcji swobodnej. 1. Wstęp

WYKŁAD 1 ZASADY ELEKTROMECHANICZNEGO PRZETWARZANIA ENERGII

gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

Zasada pędu i popędu, krętu i pokrętu, energii i pracy oraz d Alemberta bryły w ruchu postępowym, obrotowym i płaskim

Podstawy elektrotechniki

Symulacja przepływu ciepła dla wybranych warunków badanego układu

WYMIANA CIEPŁA i WYMIENNIKI CIEPŁA

Dobór przekroju żyły powrotnej w kablach elektroenergetycznych

Termodynamika. Energia wewnętrzna ciał

Termodynamika. Część 12. Procesy transportu. Janusz Brzychczyk, Instytut Fizyki UJ

Ruch płaski. Bryła w ruchu płaskim. (płaszczyzna kierująca) Punkty bryły o jednakowych prędkościach i przyspieszeniach. Prof.

Sformułowanie Schrödingera mechaniki kwantowej. Fizyka II, lato

gazów lub cieczy, wywołanym bądź różnicą gęstości (różnicą temperatur), bądź przez wymuszenie czynnikami zewnętrznymi.

DOBÓR PRZEKROJU ŻYŁY POWROTNEJ W KABLACH ELEKTROENERGETYCZNYCH

Wykład FIZYKA I. 2. Kinematyka punktu materialnego. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

1. Wprowadzenie: dt q = - λ dx. q = lim F

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 13

ĆWICZENIE 2 BADANIE TRANSPORTU CIEPŁA W WARUNKACH STACJONARNYCH

Instrukcja do laboratorium z fizyki budowli.

WYDZIAŁ LABORATORIUM FIZYCZNE

C d u. Po podstawieniu prądu z pierwszego równania do równania drugiego i uporządkowaniu składników lewej strony uzyskuje się:

Równania różniczkowe. Lista nr 2. Literatura: N.M. Matwiejew, Metody całkowania równań różniczkowych zwyczajnych.

1. BILANSOWANIE WIELKOŚCI FIZYCZNYCH

R = 0,2 / 0,04 = 5 [m 2 K/W]

II.1. Zagadnienia wstępne.

OŚRODKI JEDNOSKŁADNIKOWE

Przenikanie ciepła obliczanie współczynników przenikania ciepła skrót wiadomości

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

ZADANIE 28. Wyznaczanie przewodnictwa cieplnego miedzi

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu) (1.1) (1.2a)

Lista nr Znaleźć rozwiązania ogólne następujących równań różniczkowych: a) y = y t,

Wymagania przedmiotowe z fizyki - klasa II (obowiązujące w roku szkolnym 2013/2014)

Straty mocy i sprawność transformatorów z uzwojeniami nadprzewodnikowymi wykonanymi z taśmy HTS 2G

Fale elektromagnetyczne spektrum

Pole temperatury - niestacjonarne (temperatura zależy od położenia elementu ciała oraz czasu)

1. Podstawowe pojęcia w wymianie ciepła

WYMIANA (TRANSPORT) CIEPŁA

Zapomniane twierdzenie Nyquista

WSTĘP DO ELEKTRONIKI

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej

ĆWICZENIE NR 43 U R I (1)

Projekt Inżynier mechanik zawód z przyszłością współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA WYDZIAŁ MECHANICZNY INSTYTUT POJAZDÓW MECHANICZNYCH I TRANSPORTU

całkowite rozproszone

Materiały edukacyjne dla doradców Na podstawie projektu gotowego z kolekcji Muratora M03a Moje Miejsce. i audytorów energetycznych

Laboratorium komputerowe z wybranych zagadnień mechaniki płynów

Wyznaczenie współczynników przejmowania ciepła dla konwekcji wymuszonej

Wykład 4 Metoda Klasyczna część III

Skuteczność izolacji termicznych

Pobieranie próby. Rozkład χ 2

Politechnika Poznańska Zakład Budownictwa Ogólnego Obliczanie przegród z warstwami powietrznymi

ĆWICZENIE 7 WYZNACZANIE LOGARYTMICZNEGO DEKREMENTU TŁUMIENIA ORAZ WSPÓŁCZYNNIKA OPORU OŚRODKA. Wprowadzenie

Wykład 3 Zjawiska transportu Dyfuzja w gazie, przewodnictwo cieplne, lepkość gazu, przewodnictwo elektryczne

Sprawność pompy ciepła w funkcji temperatury górnego źródła ciepła

Kinematyka W Y K Ł A D I. Ruch jednowymiarowy. 2-1 Przemieszczenie, prędkość. x = x 2 - x x t

BADANIE WYMIENNIKÓW CIEPŁA

Spis treści. PRZEDMOWA.. 11 WYKAZ WAśNIEJSZYCH OZNACZEŃ.. 13

Podstawy fizyki wykład 6

Przedmiotowy system nauczania z fizyki dla klasy II gimnazjum

i elementy z półprzewodników homogenicznych część II

BUDYNKI WYMIANA CIEPŁA

Mechanika ogólna. Kinematyka. Równania ruchu punktu materialnego. Podstawowe pojęcia. Równanie ruchu po torze (równanie drogi)

Część I. MECHANIKA. Wykład KINEMATYKA PUNKTU MATERIALNEGO. Ruch jednowymiarowy Ruch na płaszczyźnie i w przestrzeni.

DYNAMIKA KONSTRUKCJI

Zasady dynamiki Newtona. Ilość ruchu, stan ruchu danego ciała opisuje pęd

WPŁYW WARUNKÓW CHŁODZENIA

WOJSKOWA AKADEMIA TECHNICZNA Wydział Mechaniczny Katedra Pojazdów Mechanicznych i Transportu LABORATORIUM TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ

PROCESY CIEPLNE ZACHODZĄCE W INSTALACJACH Z DACHÓWKAMI FOTOWOLTAICZNYMI

4.4. Obliczanie elementów grzejnych

z wykorzystaniem pakiet MARC/MENTAT.

Matematyka ubezpieczeń majątkowych r. ma złożony rozkład Poissona. W tabeli poniżej podano rozkład prawdopodobieństwa ( )

Ćwiczenie projektowe z przedmiotu FIZYKA BUDOWLI

BADANIE DYNAMICZNYCH WŁAŚCIWOŚCI PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

1 Symulacja procesów cieplnych 1. 2 Algorytm MES 2. 3 Implementacja rozwiązania 2. 4 Całkowanie numeryczne w MES 3. k z (t) t ) k y (t) t )

Rozkład nauczania fizyki w klasie II liceum ogólnokształcącego w Zespole Szkół nr 53 im. S. Sempołowskiej rok szkolny 2015/2016

Semestr zimowy Brak Tak

Ćwiczenie nr 2 Wpływ budowy skraplacza na wymianę ciepła

POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA i ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN i URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH

OCENA OCHRONY CIEPLNEJ

WENTYLACJA i KLIMATYZACJA 2. Ćwiczenia nr 1

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z FIZYKI WYMAGANIA EDUKACYJNE DLA UCZNIÓW KLAS I

J. Szantyr -Wykład 2 Poważne wprowadzenie do Mechaniki Płynów

Praca domowa nr 1. Metodologia Fizyki. Grupa 1. Szacowanie wartości wielkości fizycznych Zad Stoisz na brzegu oceanu, pogoda jest idealna,

WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA WNIKANIA CIEPŁA PODCZAS KONWEKCJI WYMUSZONEJ GAZU W RURZE

POMIAR INDUKCJI MAGNETYCZNEJ ZA POMOCĄ FLUKSOMETRU

Pojęcia podstawowe 1

Fizyka Klasa VII Szkoły Podstawowej WYMAGANIA EDUKACYJNE NA POSZCZEGÓLNE STOPNIE Opinia PPP.4320/81/12/13

Akademia Górniczo - Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Transkrypt:

W/g ermodynamiki - ciepło jes jednym ze sposobów ransporu energii do/z bila, zysy przepływ ciepła może wysąpić jedynie w ciałach sałych pozosających w spoczynku. Proces wymiany ciepla: przejmowanie ciepła z ośrodka cieplejszego przewodzenie ciepła przez przegrodę oddawanie ciepla do osrodka cieplejszego Nauka rozparuje nasępujące rzy formy (sposoby) wymiany ciepła: przewodzenie ciepła konwekcja promieniowanie W ych rzech formach wymiany ciepła wysępują ylko dwa mechanizmy ransporu ciepła, a mianowicie: zderzenia cząsek fala elekromagneyczna Konwekcja ( UNOSZENIE ) wysępuje wówczas, gdy poszczególne makroskopowe cząski ośrodka, w kórym odbywa się ruch ciepła, zmieniają swoje położenie. Głównie wysępuje w ośrodkach gazowych i ciekłych. Rozróżnia się przy ym dwa rodzaje konwekcji: swobodną wymuszoną. Przy konwekcji swobodnej ruchy powierza są wynikiem różnic gęsości spowodowanych wzrosem objęości przy ogrzewaniu. Ten charaker konwekcji jes właściwy dla wnęrza pomieszczeń. Przy konwekcji wymuszonej ruchy powierza spowodowane są działaniem wiaru, wenylaorów ip. Ten yp konwekcji przeważa na zewnęrznych powierzchniach budynków. Konwekcyjną wymianę ciepła między powierzchnią i powierzem opisuje równanie Newona q k = k ( i - i) q k gęsość srumienia cieplnego [W/m ] k współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję [W/m K], i emperaura ośrodka [K], i emperaura powierzchni [K]. RÓWNANIA KRYTALIALNE: Kryerialne równanie wymiany ciepła w obszarze burzliwym dla powierzchni pionowych przyjmuje W PRZYPADKU KONWEKJI SWOBODNEJ posać: N u =,35 (G r P r ) /3 N u liczba podobieńswa Nusell a, G r P r iloczyn liczb Grasshoff a i Prandl a określający inensywność wymiany ciepła przez konwekcję swobodną,

W PRZYPADKU KONWEKJI WYMUSZONEJ (ruch powierza wzdłuż powierzchni) równanie kryerialne przyjmuje posać: N u =,3 R e.8 R e liczba podobieńswa Reynolds a k współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję [W/M K] wzór uproszczony dla wewnęrznych powierzchni pionowych: k =,66 /3 kóry z niewielkim przybliżeniem rzędu % może być sosowany w przedziale emperaur -3. Dla powierzchni zewnęrznych współczynnik wymiany ciepła przez konwekcję można obliczać ze wzoru:.656 k = 7,3 + 3,78 e -,9 [W/m K] PROMIENIOWANIE przenoszenie energii w ośrodku gazowym lub próżni pomiędzy dwoma powierzchniami za pomocą fal elekromagneycznych. Wymiana ciepła na powierzchni przegród przez promieniowanie odbywa się za pośrednicwem fal elekromagneycznych, przy czym nasępuje u dwukrona zamiana posaci energii, j. cieplnej na elekromagneyczną na powierzchni ciała wypromieniowującego ciepło i elekromagneycznej na cieplną na powierzchni ciała pochłaniającego ciepło. Powierzchnie wszyskich ciał o emperaurze powyżej zera bezwzględnego są źródłami promieniowania cieplnego o naężeniu zależnym od właściwości i emperaury powierzchni. Zdolność maeriału wypromieniowywania i pochłaniania ciepła charake ryzuje współczynnik promieniowania maeriału. Naężenie promieniowanie ciał absolunie czarnych jes można opisać wzorem Sefana-Bolzmana T E T emperaura absoluna [K] współczynnik promieniowania ciała absolunie czar nych = 5,77 W/m K. Sosunek naężenia promieniowania pochłanianego przez powierzchnię ciała szarego do naężenia promieniowania padającego oznaczamy e i nazywamy współczynnikiem absorpcji. Zgodnie z prawem Kirchhoffa współczynnik en charakeryzuje ciała również przy emisji promieniowania, co opisuje zależność = o współczynnik promieniowania powierzchni ciała szarego. Podobnie sosunek naężenia promieniowania odbiego do naężenia promieniowania padającego nazywamy współczynnikiem odbicia i oznaczamy Współczynniki odbicia i absorpcji dla maeriałów nieprzezroczysych są związane zależnością + =. Dla dwóch przegród równoległych współczynnik wymiany ciepła przez promieniowanie określać można z zależności

r. 73 73, współczynniki promieniowania powierzchni, współczynnik promieniowania ciała absolunie czarnego,, emperaury powierzchni [ ]. W rzeczywisości na powierzchniach przegród budowlanych mamy do czynienia z jednoczesną wymianą ciepła przez konwekcję i promieniowanie, j. ze złożoną wymianą ciepła. Dla porzeb analizy złożonej wymiany ciepła korzysamy z założenia, że gęsość srumienia cieplnego na rozparywanej powierzchni jes równa sumie gęsości srumieni cieplnych przekazywanych przez konwekcję i promieniowanie q = qk + qr q gęsość srumienia cieplnego, qk gęsość srumienia cieplnego przekazywanego przez konwekcję, qr gęsość srumienia cieplnego przekazywanego przez promieniowanie. W przypadku pomieszczenia z jedną ścianą zewnęrzną i przy jednakowej emisyjności i emperaurze pozosałych powierzchni zależność powyższą można przedsawić w posaci q = k ( i - i) + r( i - i) = i lub e ( i - i) q gęsość srumienia cieplnego [W/m ] i lub e = k + r k współczynnik przejmowania ciepła przez konwekcję [W/m K], i emperaura ośrodka [K], i emperaura powierzchni [K]. PRZEWODZENIE IEPŁA Przewodzenie ciepła jes zjawiskiem polegającym na przeno szeniu energii cieplnej wewnąrz makroskopowo nieruchomego ośrodka maerialnego w wyniku oddziaływań międzycząseczkowych - HARAKTERYSTYZNY DLA IAŁ STAŁYH. określenie pola emperaur j. podania zależności funkcyjnej emperaury od współrzędnych x, y i z oraz czas = f(x, y, z, ) Jeżeli emperaura zależy od czasu, o pole emperaur nosi nazwę pola nieusalonego (niesacjonarnego). Naomias jeżeli emperaura w każdym punkcie pola jes sała w czasie czyli f ( x, y, z) o pole emperaury nazywamy polem usalonym (sacjonarnym) i wówczas emperaurę określa się jedynie w funkcji współrzędnych

Wedy w sanie usalonym a nieusalonym = f(x, y, z). = f(x), = f(x, ). W ym przypadku pole emperaur znajduje się jako rozwiązanie równania różniczkowego, zwanego równaniem Fouriera lub równaniem przewodnicwa cieplnego a a x gdzie a współczynnik wyrównania emperaury [m /S] w kórym: - współczynnik przewodzenia ciepła [W/mK] a = c Qd A c = ciepło właściwe [J/kg.K], - gęsość maeriału [kg/m 3 ] lub empirycznym prawem Fouriera d q grad dx q naężenie srumienia cieplnego, d grad- gradien emperaury. dx Dla przepływu jednokierunkowego = f(x,). Warunki brzegowe opisują sposób wymiany ciepła na granicy obszaru o jednorodnych cechach cieplnych. Najczęściej wyróżnia się nasępujące warunki brzegowe: - warunek brzegowy I rodzaju, gdy znany jes rozkład emperaury na brzegu obszaru w dowolnej chwili F ( ) = f( ) indeks F oznacza brzeg obszaru - warunek brzegowy II rodzaju, gdy znany jes rozkład gęsości srumienia cieplnego na brzegu obszaru w dowolnej chwili q F ( ) = f( )

- warunek brzegowy III rodzaju, gdy wymiana ciepła między powierz chnią o oaczającym ośrodkiem odbywa się wg prawa Newona - (grad) F = ( F - ) - współczynnik przejmowania ciepła F emperaura na brzegu obszaru emperaura oaczającego ośrodka. - warunek brzegowy IV rodzaju, obejmujący warunki ciągłości empera ury i gęsości srumienia cieplnego na brzegu obszarów, w kórych przewodzenie ciepła opisane jes różnymi równaniami (np. na skuek różnych cech fizycznych i ermicznych maeriałów F ( ) = F ( ) (grad ) F = (grad ) F założenia przenikania ciepła przez przegrody -przepływ ciepła odbywa się w warunkach usalonych, zn. srumień cieplny i emperaury nie zmieniają się w czasie, -pole emperaur jes jednowymiarowe (wzdłuż grubości przegrody), -ruch ciepła odbywa się prosopadle do płaszczyzny przeg rody. Odwroność oporu przenikania ciepła nosi nazwę współczynnika przenikania ciepła U [W/m K] będący sosowana powszechnie MIARĄ IZOLAYJNOŚI PRZEGRÓD. U [ W/m K]. R T