Co To jest wdmuchiwana i luźna Izolacja-definicja

przykład-straty ciepła przez ścianę

głównym źródłem strat ciepła z domu jest przez ściany. Oblicz szybkość strumienia ciepła przez ścianę o wymiarach 3 m x 10 m (a = 30 m2). Ściana ma grubość 15 cm (L1) i jest wykonana z cegieł o przewodności cieplnej k1 = 1,0 W/mK (słaby izolator termiczny). Załóżmy, że temperatury wewnątrz i na zewnątrz wynoszą 22°C i -8°C, a konwekcyjne współczynniki przenikania ciepła po wewnętrznej i zewnętrznej stronie wynoszą odpowiednio h1 = 10 W/m2K i H2 = 30 W/m2K. Należy pamiętać, że te współczynniki konwekcji silnie zależą zwłaszcza od warunków otoczenia i wnętrza (wiatr, wilgotność itp.).

1. Oblicz strumień ciepła (straty ciepła) przez tę nieizolowaną ścianę.
2. teraz zakładaj izolację termiczną po zewnętrznej stronie tej ściany. Stosować izolację z wełny szklanej o grubości 10 cm (L2) o przewodności cieplnej K2 = 0,023 W/m.K i obliczyć strumień ciepła (straty ciepła) przez tę kompozytową ścianę.

rozwiązanie:

jak napisano, wiele procesów wymiany ciepła obejmuje systemy kompozytowe, a nawet obejmuje połączenie zarówno przewodzenia, jak i konwekcji. W przypadku tych systemów kompozytowych często wygodnie jest pracować z ogólnym współczynnikiem przenikania ciepła, znanym jako współczynnik U. Współczynnik U jest zdefiniowany przez wyrażenie analogiczne do prawa Newtona o chłodzeniu:

ogólny współczynnik przenikania ciepła jest związany z całkowitą odpornością cieplną i zależy od geometrii problemu.

1. Naga ściana

zakładając jednowymiarowy transfer ciepła przez ścianę płaską i pomijając promieniowanie, ogólny współczynnik przenikania ciepła można obliczyć jako:

całkowity współczynnik przenikania ciepła wynosi wtedy:

U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 1/30) = 3.53 W/m2K

strumień ciepła można następnie obliczyć po prostu jako:

q = 3,53 x 30 = 105,9 W/m2

całkowite straty ciepła przez tę ścianę będą wynosić:

qloss = q . A = 105,9 x 30 = 3177w

1. ściana kompozytowa z izolacją termiczną

zakładając jednowymiarowy transfer ciepła przez płaską ścianę kompozytową, brak rezystancji styku termicznego i pomijając promieniowanie, ogólny współczynnik przenikania ciepła można obliczyć jako:

całkowity współczynnik przenikania ciepła wynosi wtedy:

U = 1 / (1/10 + 0.15/1 + 0.1/0.023 + 1/30) = 0.216 W/m2K

strumień ciepła można następnie obliczyć po prostu jako:

q = 0,216 x 30 = 6,48 W/m2

całkowite straty ciepła przez tę ścianę będą wynosić:

qloss = q . A = 6,48 x 30 = 194 w

jak widać, dodanie izolatora termicznego powoduje znaczne zmniejszenie strat ciepła. Należy go dodać, dodanie kolejnej warstwy izolatora termicznego nie powoduje tak dużych oszczędności. Można to lepiej zobaczyć na podstawie metody oporu cieplnego, która może być wykorzystana do obliczenia transferu ciepła przez ściany kompozytowe. Szybkość stałego transferu ciepła między dwiema powierzchniami jest równa różnicy temperatur podzielonej przez całkowity opór cieplny między tymi dwiema powierzchniami.