Теплообмен в помещении

Задачей расчета теплообмена в помещении является определение температуры внутренней поверхности ограждений с учетом лучистого теплообмена между отопительной панелью и остальными поверхностями при известных t_н, t_в, t_п, t_п, R_о.

Уравнение теплового баланса для внутренней поверхности наружного ограждения при установившемся режиме (рисунок 9.1):

Q_н = Q_л + Q_к (9.1)

Тепловой поток для внутренней поверхности А₁ наружного ограждения

t_dА1 - t_н

Q_н=ò ------------- A₁, (9.2)

A₁ R_o¹ dA₁

где R_o¹, dA₁ – неполное (без сопротивления теплообмену на внутренней поверхности) сопротивление теплопередаче ограждения,

R_o¹ dA₁ = 1 / a_н + åd_iA₁ / l_iA₁;

t_dА1 – локальное значение температуры внутренней поверхности ограждения.

Лучистый теплообмен поверхности А₁ с другими поверхностями

Q_л = å ò ò jdA_i-dA₁ e_пр C_o ((TdA_i / 100)⁴ - (TdA₁ / 100)⁴) dA_i dA₁, (9.3)

i A_i A₁

где j – коэффициент облученности поверхности, например см. рисунок 9.2,

j_1-2 = 1 / А_F1 ò ò ((cos j₁ cos j₂) / p r²) dA_F1 dA_F2,

A_F1 A_F2

т. е. характеризует отношение потока излучения 1-го тела, падающего на 2-е тело, к потоку полного полусферического излучения 1-го тела;

TdA_i = t_dАi + 273 – локальная температура внутренней поверхности ограждений;

e_пр – приведенная степень черноты,

1

e_пр = -----------------------------------------.

1 / eA₁ + å 1 / eA_i - 1

Конвективный теплообмен между воздухом и поверхностью А₁:

Q_к = ò a_{к dA1} (t_в - t_dА1) dA₁, (9.4)

А₁

где a_{к dA1} – локальное значение коэффициента теплообмена конвекцией на элементе поверхности dА₁.

Решение системы интегральных уравнений связано с вычислением коэффициента облученности j для каждой поверхности. Поэтому при практических расчетах определяют один коэффициент полной облученности или, если панель одна, то вообще не определяют. Тогда система интегральных уравнений заменяется системой алгебраических уравнений.

Замена системы уравнений одним:

– лучистый теплообмен представляется как теплообмен излучением между отопительной панелью и осредненной наружной поверхностью, считая внутренние поверхности отражающими (åj_n-i =1). Тогда:

k_o¹ A_н (t_но - t_н) = a_л А_п (t_п - t_но) + a_к А_п (t_п - t_в), (9.5)

ß Q_н ßQ_л ßQ_к

где k_o¹ – средний неполный коэффициент теплопередачи наружных ограждений;

А_н – общая площадь наружных ограждений (стен, окон);

t_но – средняя температура внутренней поверхности наружных ограждений;

А_п – площадь поверхности отопительной панели;

– лучистый теплообмен отопительной панели площадью А_п представляется как теплообмен с воздухом и одной условной поверхностью площадью (А_о - А_п). Тогда:

k_э¹ (A_о- А_п) (t_R¹ - t_н) = a_л А_п (t_п - t_R¹) + a_к А_п (t_п - t_в), (9.6)

где t_R¹ – радиационная температура условной поверхности;

k_э¹ – неполный эквивалентный коэффициент теплопередачи,

k_э¹ = 1 / (1 / k_э - R_в);

А_о – общая площадь поверхности ограждения;

k_э – эквивалентный коэффициент теплопередачи условного ограждения, не обогреваемого теплоносителем.

Темы для самостоятельной проработки:

– характеристика и сопоставление теплоносителей по технико-экономическим, санитарно-гигиеническим и эксплуатационным показателям.

Вопросы и задания для самоконтроля по теме 9

Дата добавления: 2015-12-07