Процесс теплопередачи можно разделить на теплоотдачу энергии горячим веществом стенке, процесс теплопроводности внутри стенки и теплоотдачу стенки энергии холодному веществу.
Поток тепла при стационарной теплопередаче величина постоянная, то есть не зависит от времени и координат.
Рассмотрим плоскую стенку, через которую происходит теплопередача. Поток тепла через нее равен:
где — температура холодного вещества (), — температура горячего вещества, S — площадь стенки, — коэффициент теплопередачи.
Коэффициентом теплопередачи через плоскую стенку является физическая величина () равная:
где — коэффициент теплоотдачи от первой среды к стенке, — коэффициент теплоотдачи от стенки ко второй среде, — толщина стенки, — коэффициент теплопроводности стенки.
Поток тепла свозь стенку в виде цилиндра вычисляют при помощи формулы:
где — линейный коэффициент теплопередачи, — высота цилиндра.
Линейным коэффициентом теплопередачи через стенку в виде цилиндра является физическая величина () равная:
где — внутренний диаметр цилиндра, — внешний диаметр цилиндра. Для цилиндрических стенок, у которых для расчета теплопередачи применяют формулы (1) и (2) для плоской стенки. Если цилиндр (труба) выполнен из материала с высокой теплопроводностью, то величина термического сопротивления () стенки стремится к нулю ( ), тогда коэффициент теплопроводности рассчитывают по формуле:
Поток тепла через шаровую стенку с внутренним диаметром и наружным — , которая разделяет две среды с постоянными температурами и равен:
Линейным коэффициентом теплопередачи через стенку в виде шара является физическая величина () равная:
Основной единицей измерения коэффициента теплопередачи в системе СИ является:
=Вт/м2К
=Вт/мК
=Вт/К
Эта статья поможет вам самостоятельно выяснить, какие потери тепла вы несете. Для этого необходимо знать четыре основные термина. С первого взгляда они означают одно и то же, поэтому и надо рассмотреть их внимательнее.
Коэффициент теплопередачи
Коэффициент теплопередачи показывает, как хорошо элемент конструкции (крыша, стена, пол) проводит тепло. Чем ниже этот показатель, тем хуже пропускается тепло и тем лучше теплоизоляция.
Определение коэффициента теплопередачи звучит следующим образом: потеря энергии квадратным метром поверхности при разности температур внешней и внутренней. Это определение влечет за собой взаимосвязь ватт, квадратных метров и Кельвина W/(m2·K).
Кельвин – это единица температуры. 0 Кельвинов – минимально возможное значение температуры. При разности температур значения Кельвина совпадают с градусами по Цельсию.Следующий пример с неизолированной стеной в старой постройке показывает значение коэффициента теплопередачи.В начале 20 века внешние стены дома строили из полнотелого кирпича толщиной 24 см, с двух сторон стена покрывалась штукатуркой толщиной 1,5 см. коэффициент теплопередачи такой стены примерно составляет 2 W/(m 2·K).
При разности температур в 1Кельвин (например 21 градус внутри помещения и 20 снаружи) потеря энергии составляет 2 Ватта за квадратный метр. Стена площадью 30 метров квадратных (12*2,5) теряет примерно 60 Ватт.
При понижении внешней температуры соответственно увеличивается потеря энергии. При внешней температуре 0, разница составит 21 градус, а потеря тепла 21 Kельвин x 60 Ватт/Kельвин = 1260 Ватт или 1,26 кВатт. За 24 часа получается 24ч х 1,26 кВатт=30 кВатт/сут., что соответствует расходу топлива объемом 3 литра.
Коэффициент теплопередачи – это предпочтительный способ сравнения конструкций с энергетической точки зрения.
Теплопроводность лямбда λ
Теплопроводность – это свойство материала. Она показывает, насколько хорошо материал проводит тепло и не зависит от его плотности. Теплопроводность подходит для сравнения различных изоляционных материалов, но не для архитектурных конструкций. Теплопроводность – это тепловой ток (Ватт) на разность температур на площадь поперечного сечения умножить на толщину материала. Чем больше толщина материала, тем меньше теплового тока (и наоборот: чем больше площадь поперечного сечения, тем больше теплового тока). Теплопроводность считается по формуле W/(m·K). Но это не означает «Ватт разделить на метр, умноженный на Кельвин». А «Ватт, разделить на метр квадратный(поперечное сечение)умножить на метр (толщина материала) разделить на Кельвин»
Если разделить теплопроводность на толщину материала, то получится коэффициент пропуска тепла с единицей измерения тепловой ток(Ватт) на квадратный метр поверхности и на Кельвин. Эта формула совпадает с коэффициентом теплопередачи, но значения этих понятий различны. Коэффициент теплопередачи учитывает термическое сопротивление воздуха в помещении на стену, также как внешнего воздуха на внешнюю стену. В расчетах коэффициента теплопередачи расчет ведется исходя из разницы в температуре воздуха, а в коэффициенте пропуска тепла – в температуре материалов.
Сопротивление пропуску тепла R
Сопротивление пропуску тепла является обратной величиной коэффициенту пропуска тепла R = d/λ. D при этом толщина слоя. Сопротивление пропуску тепла описывает, как определенный материал не пропускает тепло. Чем выше сопротивление пропуску тепла, тем лучше теплоизоляция. Единица измерения m2K/W.
Таблица перевода единиц теплопроводности глазами англоязычных инженеров.
|
Одним из проявлений научно-технического прогресса и связанного с ним процесса технического перевооружения современных производств являются разработка и внедрение новых видов конструкционных материалов, главным образом – полимеров. Современные полимерные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкционными материалами, что позволяет увеличивать производительность и срок службы оборудования, следовательно, повышать рентабельность производства, создавать конкурентные преимущества. В некоторых случаях свойства полимеров настолько уникальны, что альтернативы их применению просто не существует, в особенности, если мы говорим о полимерах нового поколения, внедренных в широкую практику в последнее десятилетие.
Целью нашей компании является активизация внедрения инженерных пластиков в формах полуфабрикатов (листов, прутков и стержней из полипропилена и полиэтилена, профилей, труб, деталей и комплектующих) в различных отраслях современного производства. Основная задача, которую призван решить данный ресурс – помочь техническим специалистам производственных предприятий разобраться в огромном разнообразии современных полимерных материалов, получить информацию о передовом зарубежном опыте применения пластиковых полуфабрикатов для решения инженерных задач в указанных направлениях, найти оптимальное решение применительно к конкретной актуальной задаче.
С момента начала практического применения полимеров (приблизительно полвека назад) объем их потребления рос в геометрической прогрессии, и в дальнейшем эта тенденция сохраниться. В частности, в последнее время в отечественной практике широко применяются следующие виды полуфабрикатов инженерных пластиков:
Более подробно о применении этих и других видов инженерных пластиков в различных отраслях можно узнать в разделе «Решения» нашего сайта.
Строительство зданий требует соблюдения большого количества нюансов, факторов, способных повлиять на качество постройки. Существуют стандарты, нормы, от которых отходить не рекомендуется. До начала строительства необходимо создать план, произвести расчеты. Коэффициент сопротивления теплопередаче показывает, насколько быстро материалы пропустят холод с улицы в жилье.
Правильно рассчитать теплопередачу приведенного материала так же важно, как и другие данные. От полученных результатов зависит то, насколько жилище будет теплым, какие в нем показатели экономии тепла. Можно примерно рассчитать расход на энергию, затрачиваемую на отопление дома. Кроме того, будет ясна прочность, надежность сооружения.
Стенам и иным частям дома свойственно при больших морозах промерзание. Если не учитывать правила теплопередачи, дом может промерзнуть насквозь. Заморозка-размораживание приводит к скорейшему износу частей жилища, они ветшают, после чего здание может стать аварийным. Высокое сопротивление теплопроводности наружных стен и дверей помогает справиться с проникновением холода.
Любой элемент в природе имеет различную степень проводимости. Тепло проходит сквозь него в зависимости от скорости движения частиц, которые способны передать температурные колебания. Чем частицы ближе находятся одна к другой, тем теплообмен будет проходить быстрее. Получается, что чем более плотный материал, тем быстрее он будет нагреваться или остывать. Плотность является основным фактором теплопередачи, показывая ее интенсивность. 
Таблица с данными для камня
Выражается данный показатель коэффициентом теплопроводности. Обозначение буквенное производится символом «λ». Единица измерения Вт/(м*Со). Чем больше численные данные этого коэффициента, тем лучше материал проводит тепло. Существует величина, обратная проводимости тепла, которая называется тепловое термическое сопротивление. Единица измерения: м2*Со/Вт. Буквенное обозначение «R».
Данные по регионамНормируемое сопротивление можно посмотреть в справочниках. Важно придерживаться норм, чтобы не пришлось дополнительно утеплять дом, так как холод легко проникает сквозь стены. Правильному теплообмену, такому, какой бы подходил для данного региона, должно предшествовать утепление стен и верное использование материалов.
Значения по регионамДля каждого материала, используемого в строительстве, важно определить степень проводимости тепла. Теплоизоляционные свойства влияют на скорость промерзания стен, насколько материал подвержен воздействию холода. Показатель сопротивления при теплопередаче для любого современного материала уже вписан в справочники.
Современные технологии предполагают использование нескольких слоев для стен, дверей, поэтому показатели тепловой проводимости в них могут объединяться. Для показа общей степени проводимости принята величина «приведенное сопротивление теплопередаче». 
Таблица с данными для стеклопакетов
Рассчитать ее можно точно так же, как и предыдущие данные. Но учитывать следует несколько показателей теплопроводности. Второй вариант произведения расчетов теплоотдачи – использование однородного аналога многослойной стенки. Он должен пропускать такое же количество тепла за равный промежуток времени. Разница в температурах для внутренней части помещения и внешней должна быть одинаковой.
Расчет приведенного сопротивления производится не на квадратный метр, а на целую комнату или весь дом. Показатель помогает обобщить данные о проводимости тепла всего жилища, а точнее материалов, из которых оно изготовлено. Сопротивление для пола также необходимо учитывать.
Любая стена, дверь, окно служит для ограждения от внешних природных воздействий. Они способны в разной степени защитить жилище от холодов, так как коэффициент проводимости у них отличается. Для каждого ограждения коэффициент рассчитываться должен по-разному. Точно так же ведется расчет для внутренних перегородок, стен, дверей, неотапливаемых частей дома.
Если в здании имеются части, которые не протапливаются, необходимо утеплять стены между ними и другими помещениями так же качественно, как и внешние. Воздух – плохой переносчик тепла, потому что там частицы находятся на значительном отдалении друг от друга. Выходит, что если изолировать некоторые воздушные массы герметично, получится неплохая изоляция от холода. Для уточнения данных производится расчет приведенного сопротивления. Данные показывают, насколько хорошо утеплено жилище, нет ли необходимости в дополнительном утеплении. 
Современные материалы
В старых домах делали всегда по две рамы, чтобы между ними находилось некоторое количество воздушных масс. Теперь по такому же принципу делаются стеклопакеты, но воздух между стеклами откачивается полностью, чтобы частиц, проводящих тепло, вообще не было. Термическое сопротивление в них значительно превышает показатели старых окон. Входные двери делаются по такому же принципу. Стараются сделать небольшой коридор, предбанник, который сохранит тепло в доме.
Если в жилище установить дополнительные резиновые уплотнители в несколько слоев, это позволит повысить теплоизоляционные свойства. Современные входные двери создаются многослойными, там помещается несколько разных слоев утеплительного материала. Конструкция становится практически герметичной, дополнительное утепление часто не требуется. Сопротивление теплопередаче стен обычно не такое хорошее, потому используются дополнительные материалы для утепления.
Данные после расчета теплового сопротивления помогут показать, насколько хорошо утеплен дом, какое количество тепла теряется в процессе. Таким образом, можно точно подобрать оборудование для утепления, правильно рассчитать мощность. Для примера будет произведен расчет одной из стен и дверей каркасного дома с керамическим кирпичом, что поможет понять, насколько хороши данные материалы для строительства и утепления. 
Утепление изнутри
Класс сопротивления для каждого материала разный. С обратной стороны он утеплен экструдированным пенополистиролом, толщина которого составляет 100 мм. Стены по толщине будут в два кирпича, что равняется 500 мм. Формула для вычисления сопротивления:
R = d/λ, где d – толщина компонентов стены, λ – коэффициент теплопроводности.
По справочнику необходимо посмотреть данные λ. Это число 0,56 для кирпича и 0,036 – для полистирола.
R = 0,5 / 0,56 = 0,89 – для кирпича.
R = 0,1 / 0,036 = 2,8 – для полистирола.
Общий показатель будет суммой этих величин. R = 0,89 + 2,8 = 3,59. Данная формула с приведенными данными имеет численное значение. Его можно сравнить с показаниями с улицы, верными в вашем регионе, и понять, правильно ли применены утеплители. Можно определить класс по приведенному выше сопротивлению.
Для увеличения теплового термического сопротивления следует использовать современные материалы, в которых показатели проводимости тепла максимально низкие. Количество таких материалов сейчас увеличивается. Популярными стали:
Пример защиты от внешнего воздухаПри проектировании жилища необходимо учитывать погодные условия местности. Если данные не учтены, термическое сопротивление теплопередаче может быть недостаточным, что позволит холоду проникать сквозь стены. Обычно, если такое происходит, используются утеплители. Иногда утепление производится внутри дома, но обычно оно проводится по наружным стенам. Утепляются несущие элементы и части, расположенные в непосредственном контакте с улицей. 
Утепление жилища
Показатели современных теплоизоляционных материалов очень высокие, потому их не нужно использовать в большом количестве. Обычно для утепления хватает толщины до 10 мм. Не стоит забывать о паропроницаемости стен, дверей и утеплительных компонентов. Правила строительства требуют, чтобы этот показатель повышался из внутренних частей к внешним. Потому утеплять газобетонные или пенобетонные стены можно только минеральной ватой, показатели которой верны для приведенных требований. 
Внутреннее утепление
Кроме потерь тепла через стены дома оно может уходить через кровлю. Поэтому важно утеплять не только наружные элементы, но и уложить материал над потолком, чтобы жилье было надежно утеплено. Если нет возможности применять необходимый материал, можно сконструировать зазор для вентиляции. В любом случае не стоит забывать, что теплосопротивление для материалов является одной из важнейших величин. Обязательно учитывайте его при возведении нового дома.
| Величина | Единица измерения в СИ | Зависимости |
| Длина | м (метр) | 1 Å (Ангстрем) = 10-10 м |
| 1 дюйм (inch, сокр. in) = 0,0254 м | ||
| 1 фут (fееt, сокр. ft) = 12 дюймов = 0,3048 м | ||
| 1 ярд (yard, сокр. yd) = 3 фута = 0,9144 м | ||
| Площадь | м2 (метр квадратный) | 1 in2 = 0,0006452 м2 |
| 1 ft2 = 0,0929 м2 | ||
| 1 yd2 = 0,8361 м2 | ||
| Объем | м3 (метр кубический) | 1 л (литр) = 0,001 м3 |
| 1 in3 = 0,00001639 м3 | ||
| 1 ft3 = 0,02832 м3 = 28,32 л | ||
| 1 yd3 = 0,7646 м3 | ||
| 1 галлон (gallon, сокр. gal) = 0,0037852 м3 = 3,7852 л | ||
| Масса | кг (килограмм) | 1 унция (ounces, сокр. oz) = 0,02835 кг |
| 1 фунт (pound, сокр. lb) = 16 унций = 0,4536 кг | ||
| 1 ц (центнер) = 100 кг | ||
| 1 т (тонна) = 1000 кг | ||
| 1 тонна малая (короткая) [short ton] = 2000 фунтов = 907,185 кг | ||
| 1 тонна большая (длинная) [long ton] = 2240 фунтов = 1016,05 кг | ||
| Время | с (секунда) | 1 час = 3600 с |
| 1 сутки = 86400 с | ||
| 1 год (невысокосный) = 31536000 с | ||
| Плоский угол | рад (радиан) | 1° (градус) = π/180 рад |
| 1′ (минута) = π/10800 рад | ||
| 1” (секунда) = π/648000 рад | ||
| 1 об. (оборот) = 2·π рад = 6,2832 рад | ||
| Частота | Гц (Герц) | 1 Гц = 1 c-1 |
| 1 об/с = 1 Гц | ||
| 1 об/мин = 0,0167 Гц | ||
| Скорость линейная | м/с | 1 ft/с = 0,3048 м/с |
| 1 миля/ч = 0,447 м/с | ||
| 1 км/ч = 0,2778 м/с | ||
| Скорость угловая | рад/с | 1 об/мин = π/30 рад/с |
| 1 об/с = 2·π рад/с | ||
| Ускорение линейное | м/с2 | 1 in/с2 = 0,0254 м/с2 |
| 1 ft/с2 = 0,3048 м/с2 | ||
| Удельный объем | м3/кг | 1 ft3/lb = 0,06243 м3/кг |
| Плотность | кг/м3 | 1 oz/ft3 = 1,0 кг/м3 |
| 1 lb/ft3 = 16,0185 кг/м3 | ||
| 1 lb/in3 = 27680,37 кг/м3 | ||
| Сила | Н (Ньютон) | 1 дин = 10-5 Н |
| 1 lbf = 4,45 Н | ||
| 1 кгс (килограмм-сила) = 9,80665 Н | ||
| 1 стен = 103 Н | ||
| Давление | Па (Паскаль) | 1 кгс/см2 = 1 ат (атмосфера) = 98066,5 Па = 736,5 мм рт. ст. |
| 1 бар = 105 Па = 1,0197 кгс/см2 | ||
| 1 мм вод. ст. = 9,80665 Па | ||
| 1 мм рт. ст. = 133,32 Па | ||
| 1 lbf/in2 = 6894,76 Па | ||
| 1 lbf/ft2 = 47,88 Па | ||
| Температура | К (Кельвин) | по шкале Кельвина: T, K = t, °C + 273,15 |
| по шкале Фаренгейта: t, °F = (9/5)·t, °C + 32 | ||
| по шкале Цельсия: t, °C = (5/9)·(t, °F – 32) | ||
| по шкале Реомюра: t, °R = 0,8·t, °C | ||
| Натяжение поверхностное | Н/м | 1 кгс/м = 9,81 Н·м |
| Массовый расход | кг/с | 1 lb/с = 0,4536 кг/с |
| 1 lb/ч= 0,000126 кг/с | ||
| Объемный расход | м3/с | 1 л/мин = 0,00001667 м3/с |
| 1 ft3/с = 0,02832 м3/c | ||
| 1 in3/с = 0,00001639 м3/с | ||
| Динамический коэффициент вязкости | Па·с | 1 кгс·с/м2 = 9,81 Па·с |
| 1 П (Пуаз) = 0,1 Па·с | ||
| 1 lbf·с/ft2 = 47,88 Па·с | ||
| Кинематический коэффициент вязкости | м2/с | 1 Ст (Стокс) = 0,0001 м2/с |
| 1 ft2/с = 0,0929 м2/с | ||
| 1 ft2/ч = 334,45 м2/с | ||
| Коэффициент диффузии | м2/с | 1 ft2/с = 0,0929 м2/с |
| Коэффициент вязкости | кг/(м·с) | 1 lb/(ft·с) = 1,488 кг/(м·с) |
| Работа, Энергия, Количество теплоты | Дж (Джоуль) | 1 эрг = 10-7 Дж |
| 1 lbf·in = 0,113 Дж | ||
| 1 lbf·ft = 1,3558 Дж | ||
| 1 кал (калория) = 4,1868 Дж | ||
| 1 кгс·м = 9,80665 Дж | ||
| 1 кВт·ч = 860 ккал = 3603,4 кДж | ||
| 1 Btu (British thermal unit) = 1055,06 Дж | ||
| 1 pcu (pound cehtigrad unit) = 1899,11 Дж | ||
| Мощность, Тепловой поток, Холодопроизводительность | Вт (Ватт) | 1 л. с. = 736 Вт |
| 1 ккал/ч = 1,163 Вт | ||
| 1 lbf·ft/с = 1,356 Вт | ||
| Плотность теплового потока (Теплонапряжение, Удельная тепловая нагрузка) | Вт/м2 | 1 ккал/(м2·ч) = 1,163 Вт/м2 |
| 1 Btu/(ft2·ч) = 3,155 Вт/м2 | ||
| 1 pcu/(ft2·ч) = 5,678 Вт/м2 | ||
| Удельная энтальпия, Удельная теплота фазового перехода | Дж/кг | 1 ккал/кг = 4,1868 кДж/кг |
| 1 Btu/lb = 2325,97 Дж/кг | ||
| Удельная массовая теплоемкость, Удельная энтропия | Дж/(кг·К) | 1 ккал/(кг·ºC) = 4,1868 кДж/(кг·K) |
| 1 эрг/(г·ºC) = 0,0001 Дж/(кг·К) | ||
| 1 Btu/(lb·ºF) = 4,1868 кДж/(кг·K) | ||
| Коэффициент теплопроводности | Вт/(м·K) | 1 ккал/(м·ч·ºC) = 1,163 Вт/(м·K). |
| 1 Btu/(ft·ч·ºF) = 0,962 Вт/(м·K) | ||
| 1 Btu/(in·ч·ºF) = 11,538 Вт/(м·K) | ||
| Коэффициент теплоотдачи (теплопередачи) | Вт/(м2·K) | 1 ккал/(м2·ч·ºC) = 1,163 Вт/(м2·K) |
| 1 Btu/(ft2·ч·ºF) = 3,154 Вт/(м2·K) | ||
| 1 pcu/(ft2·ч·ºF) = 5,678 Вт/(м2·K) | ||
| Коэффициент излучения | Вт/(м2·K4) | 1 ккал/(м2·ч·K4) = 1,163 Вт/(м2·K4) |
Теплота передается через ограждающие конструкции помещений, а также во всех непрерывно действующих нагревательных приборах — котлах, печах, водо- и воздухоподогревателях, сушилках, пропарочных камерах и других теплообменниках.
Расчет теплопередачи заключается обычно в определении количества теплоты, которая передается в единицу времени между теплоносителями через стенку, разделяющую их.
Может рассматриваться и обратная задача — определение требуемой площади поверхности стенки между жидкостями для передачи заданного количества теплоты от горячего теплоносителя к холодному.
Попутно с этими основными задачами при конструировании ограждений, разделяющих горячую и холодную жидкости (стенки печей, барабанов, кипятильных труб котла и т. п.), рассчитывают температуры на поверхности каждого слоя ограждения, с тем чтобы рабочая температура материала не превышала максимально допустимое для него значение.
В настоящей главе рассматривается теплопередача через плоскую, цилиндрическую, сферическую и ребристую стенки для условий стационарного режима, а также методика расчета теплообменных аппаратов.
Возможно эта страница вам будет полезна:
Теплота передается от горячей жидкости с температурой к холодной жидкости, имеющей температуру , через плоскую однородную стенку с теплопроводностью .
Стенка имеет толщину , которая значительно меньше линейных размеров ее площади поверхности S, что дает возможность пренебречь потерями теплоты с торцов стенки. Значения коэффициентов теплоотдачи, определяемые условиями движения жидкостей, считаем известными и соответственно равными на горячей стороне и на холодной ,.
Температуры поверхностей стенки неизвестны. Обозначим их соответственно через и °С (рис. 16.1, а). Требуется определить плотность теплового потока, проходящего через стенку, и распределение температур в стенке. В условиях стационарного режима вся теплота, передаваемая горячей жидкостью стенке, проходит через нее и поглощается холодной средой. При этом плотность теплового потока q может быть выражена равенствами:
Рис. 16.1. Схема теплопередачи между двумя жидкостями через плоскую стенку (а) и графический способ определения температурного поля в стенке (б)Из этих равенств определяем разности температур:
и, складывая их, получаем
откуда искомая величина
а тепловой поток
где
Коэффициент К носит название коэффициента теплопередачи. Он имеет ту же размерность, что и ; числовое значение его определяет мощность теплового потока, проходящего от одного теплоносителя к другому через единицу поверхности стенки, разделяющей эти теплоносители, при разности температур между ними 1°.
В знаменателе формулы (16.2) слагаемое представляет собой термическое сопротивление теплопроводности (см. § 13.2), а слагаемые и — термические сопротивления теплоотдачи ( — от горячей жидкости к стенке, а — от стенки к холодной жидкости). Сумма термических сопротивлений , представляющая собой величину, обратную коэффициенту теплопередачи, называется термическим сопротивлением теплопередачи и обозначается R, т. е.
Единицами измерения для К и R служат соответственно и .
Для плоской стенки, состоящей из нескольких слоев толщиной с соответствующими теплопроводностями , термическое сопротивление теплопередачи составит
В этом случае выражение (16.2) для коэффициента теплопередачи К принимает вид
Из формулы видно, что величина К всегда меньше каждой из величин и и если термические сопротивления слоев стенок малы по сравнению с и , то
Полученное равенство показывает, что наибольшее влияние на К оказывает тот коэффициент теплоотдачи, который значительно меньше другого: например, при
Для определения температуры и на поверхностях стенки достаточно подставить найденное значение плотности теплового потока q в равенство (а), тогда:
Эти температуры можно также определить графическим способом (рис. 16.1, б), суть которого состоит в том, что но оси абсцисс в одном масштабе откладывают последовательно все термические сопротивления, а на крайних ординатах от произвольного нуля откладывают температуры и .
Соединяя полученные точки прямой линией GК , получаем в точке пересечения ее с остальными ординатами температуры на поверхностях слоев стенки и . Из рассмотрения подобия треугольников, например треугольников GPL и GHK, следует, что
=, откуда
Согласно уравнению (16.4), следовательно, отрезок или . Аналогично из подобия треугольников и GHK доказывается, что отрезок
Возможно эта страница вам будет полезна:
Мощность теплового потока, передаваемого от горячей жидкости к холодной через цилиндрическую стенку, находят по той же методике, что и для плоской стенки.
Пусть внутри трубы, диаметр которой достаточно мал по сравнению с ее длиной (это позволяет пренебречь потерями теплоты через торцы стенки), протекает горячая жидкость с постоянной температурой — Снаружи трубы находится холодная среда, температура которой также неизменна и равна. Стенка грубы однородна, ее теплопроводность равна , внутренний диаметр наружный
Суммарные коэффициенты теплоотдачи соответственно равны и . Неизвестные температуры на внутренней поверхности стенки обозначим и на наружной (рис. 16.2). В условиях стационарного режима линейная плотность теплового потока, т. е. количество теплоты, переданной от нагретой среды стенке, прошедшего через стенку и. переданного от стенки к более холодной среде, будет постоянным и соответственно равным:
Определяя по этим уравнениям разности температур:
и суммируя, можем написать
Рис. 16.2. Теплопередача между двумя жидкостями через цилиндрическую стенку или
где
— линейный коэффициент теплопередачи, числовое значение которого определяет мощность теплового потока , проходящего от одного теплоносителя к другому через 1 м длинны трубы при разности температур между теплоносителями, равной 1°.
Величину находят по формуле
Мощность теплового потока, переданного через трубу длиной l, составляет
Величина, обратная линейному коэффициенту теплопередачи, называется линейным термическим сопротивлением теплопередачи, т. е.
В этом уравнении среднее слагаемое является термическим сопротивлением теплопроводности стенки (см. § 13.2), а крайние слагаемые и — термическими сопротивлениями теплоотдачи от горячей жидкости к внутренней поверхности цилиндрической стенки и от наружной поверхности к холодной жидкости.
Единица измерения линейного коэффициента теплопередачи — , единица измерения линейного термического сопротивления теплопередачи — м • К/Вт.
Для многослойной цилиндрической стенки в состав выражения для вычисления линейного термического сопротивления вместо одного слагаемого, определяющего сопротивление теплопроводности стенки,
должен входить ряд однотипных слагаемых в соответствии с числом слоев, т. е.
Неизвестные значения температур поверхностей стенки и находят из равенств (б), если подставить в них полученное значение по уравнению (16.6). Решая эти равенства, можем написать:
Температуры между слоями у многослойной цилиндрической стенки могут быть определены или графическим способом аналогично определению температур у плоской многослойной стенки, или аналитическим путем, рассмотренным.
Плотность теплового потока, отнесенного к внутренней или наружной поверхности трубы, определяется по известным соотношениям:
где — коэффициенты теплопередачи цилиндрической стенки, отнесенные соответственно к единице внутренней или наружной ее поверхности, определяемые по формулам:
dn+1 1 lyn dn+1 di+l
При в соответствии с уравнением (13.12′) , что позволяет упростить расчетные формулы, которые, например, для и принимают вид:
В случае использования тонких цилиндрических стенок значения и определяют по тем же уравнениям, что и для плоской многослойной стенки формула (16.2), так как отношения и практически можно принять равными единице.
Этим, в частности, объясняется то положение, что при расчете теплообменных аппаратов, имеющих обычно трубчатую конструкцию (конденсаторы, котлы, подогреватели), теоретический коэффициент теплопередачи рассчитывают по формуле для плоской многослойной стенки.
Рассмотрим более подробно формулу (16.8), определяющую линейное термическое сопротивление теплопередачи трубы. Из этой формулы следует, что с увеличением наружного диаметра трубы возрастает термическое сопротивление теплопроводности стенки и уменьшается термическое сопротивление теплоотдачи от стенки к холодной жидкости . Поэтому в зависимости от толщины стенки трубы ее термическое сопротивление теплопередаче будет увеличиваться или уменьшаться.
Для этого нужно взять производную термического сопротивления грубы при переменном и приравнять ее к нулю. В результате получим:
Исследование полученной формулы показывает, что, например, для стальной трубы при = 46 Вт/ (м • К) и = 14 Таким образом, предельное значение диаметра металлических труб, после увеличения которого количество передаваемой через трубу теплоты
Рис. 16.3. К определению минимального термического сопротивления стенки трубы будет падать, весьма велико и измеряется метрами. В границах этого диаметра чем толще стенка металлической трубы, тем больше теплоты через нее будет передаваться от горячей жидкости к холодной. Если труба изготовлена из теплоизоляционного материала, например асбестовой массы с= 0,167 Вт/ (м • К ), то при том же значении = 14 2 • 0,167 : 14 = 0,024 м, т. е. для труб с наружным диаметром более 24 мм при увеличении толщины изоляции теплопередача будет снижаться.
У бетонных труб при = 1,17Вт/ (м • К) и =14 ) 160 мм. При наружных диаметрах этих труб, которые меньше или больше 160 мм, количество теплоты, передаваемой от внутренней ■среды к наружной, снижается.
Это означает, что если металлическую трубу покрыть слоем бетона, теплопередача через такую двухслойную цилиндрическую стенку может оказаться больше, чем через чистую металлическую трубу.
Действительно, если наружный диаметр стальной трубы принять равным 40 мм, толщину ее стенки 2 мм, а наружный диаметр бетонной рубашки на этой трубе 120 мм, то при 46 Вт/ (м • К), = 1,17 Вт/ (м • К), = 2800 и = 14 термическое сопротивление чистой металлической трубы составит
а трубы с бетонной рубашкой —
т. е. почти в 2 раза меньше, чем стальной трубы без слоя бетона. Это свидетельствует о том, что при диаметре цилиндрической оболочки меньше тепловая изоляция теряет свою роль.
Поэтому при конструировании нагревательных приборов целесообразно использовать бетон, а также керамику для частичной замены металла.
В частности, в промышленности строительных материалов широкое применение находят керамические рекуператоры, состоящие из блоков различного фасонного сечения, образующих при укладке взаимно перекрещивающиеся каналы, по одной стороне которых движется воздух, подругой — продукты горения топлива.
При установившемся тепловом состоянии системы количество теплоты Q, переданной через однородную сферическую стенку от горячей жидкости к холодной, так же как количество теплоты, переданной плоской и цилиндрической стенками, может быть выражено тремя следующими уравнениями:
где , — внутренний и наружный диаметры сферической стенки; , — коэффициенты теплоотдачи от горячей жидкости к стенке и от стенки холодной жидкости; — теплопроводность материала стенки; , — температуры поверхностей стенки.
Из этих уравнений определяют искомое значение
где — коэффициент теплопередачи для сферической стенки, равный:
Величина, обратная называется термическим сопротивлением теплопередачи сферической стенки и выражается соотношением
Единицей измерения для служит Вт/К, для термического сопротивления теплопередачи сферической стенки — К/Вт.
Анализ формул (16.3), (16.8) и (16.15) для термических сопротивлений стенок различной конфигурации показывает, что чем больше площадь внешней поверхности стенки отличается от площади внутренней, тем меньше при прочих равных условиях термические сопротивления теплоотдачи таких стенок.
Например, у плоской стенки у цилиндрической а для сферической стенки . Поэтому для понижения термического сопротивления системы в целом достаточно увеличить площадь поверхности стенки, сделав ее ребристой с той стороны, где меньше теплоотдача.
Ребра увеличивают площадь поверхности теплообмена и таким образом при том же способствуют повышению количества передаваемой теплоты.
В последнем нетрудно убедиться, если проанализировать, как передается теплота через ребристую стенку (рис. 16.4).
Пусть площадь поверхности этой стенки с гладкой стороны с ребристой — , температуры жидкостей, омывающих стенку, и коэффициенты теплоотдачи и при этом , температуры поверхностей стенки и теплопроводность стенки , а ее толщина .
Процесс передачи теплоты через стенку соответственно трем
Рис. 16.4. Схема теплопередачи через ребристую стенку составляющим его звеньям может быть выражен следующими тремя уравнениями:
Q
Решая эти уравнения относительно частных температурных напоров и складывая их, получим
гдe Kp — коэффициент теплопередачи я ребристой стенки, равный:
При расчете плотности теплового потока на единицу гладкой поверхности стенки имеем
где — коэффициент теплопередачи, отнесенный к плоской поверхности ребристой стенки и равный:
Если определяют тепловой поток на единицу ребристой поверхности стенки, то расчетная формула принимает вид
Расчет теплопередачи через тела неправильной формы можно приближенно сводить к трем рассмотренным случаям. С этой целью стенку сложного очертания мысленно деформируют, придавая ей правильную форму плоской стенки, цилиндра или шара в зависимости от того, к какому типу тел ее можно отнести.
При этом расчетную толщину такой деформированной стенки определяют из условия равенства ее объема и объема правильной стенки, а расчетный коэффициент теплоотдачи для поверхности деформированной стенки находят из равенства:
где индекс «д» относится к деформированной стенке, а величины без индекса характеризуют стенку правильной формы.
Все приведенные формулы по расчету теплопередачи могут быть использованы и для расчета тепловой изоляции.
Для этого с учетом допустимых тепловых потерь объекта, возможности осуществления технологического процесса, а также соблюдения техники безопасности выбирают вид изоляции, температуру на ее поверхности и рассчитывают требуемую толщину слоя изоляции. Основные темы теории из учебников тут, надеюсь она вам поможет.
При выборе изоляции немаловажное значение имеют и такие факторы, как масса, гигиеничность, удобство монтажа и срок службы изоляции.
Энергоэффективность дома в значительной степени зависит от теплоизоляции его наружных перегородок, т.е. фундамента, наружных стен, кровли. Коэффициент теплопередачи используется для определения характеристик изоляции. Что это такое и как его рассчитать?
В настоящее время большое значение придается энергоэффективности в строительстве, в том числе индивидуальных жилых домов.Принимая решение о строительстве дома, мы заботимся о том, чтобы дом после постройки генерировал самые низкие эксплуатационные расходы. Уже не секрет, что из-за потери тепла домом больше всего энергии уходит на отопление зимой и кондиционирование воздуха. Сколько тепла мы теряем? Многое может убежать. Следовательно, потребление энергии может быть снижено за счет уменьшения утечки тепла через пол на землю, наружные стены, окна, двери и крышу. Небольшие потери тепла приводят к снижению счетов за тепловую энергию.В этом отношении одним из наиболее важных параметров является коэффициент теплопередачи.
Коэффициент теплопередачи U характеризует теплопроводность перегородок зданий, например стен и крыш. Определяет, сколько энергии (выраженное в ваттах) проходит через 1 квадратный метр перегородки (стены, крыша, окна, двери и т. д.) при разности температур с обеих сторон 1 К (Кельвин).Таким образом, единицей измерения коэффициента теплопередачи является Вт/(м²·К). Чем ниже значение U, тем лучше барьер и тем ниже потери тепла.
Проще говоря, коэффициент теплопередачи покажет нам, к каким потерям тепла мы должны быть готовы и будут ли счета за отопление высокими или низкими.
С коэффициентом теплопроводности тесно связан еще один параметр – коэффициент теплопередачи λ. Его значение определяет скорость передачи тепла через различные материалы.Обычно принимается по данным производителя для умеренно влажных условий. Чем менее теплопроводен материал (имеет меньшее значение λ), тем лучше он подходит для теплоизоляции.
Для расчета коэффициента теплопередачи U необходимы две величины: коэффициент теплопроводности λ и толщина перегородки или материала. Связь между ними выражается формулой:
U = λ/d
где: λ – теплопроводность, d – толщина перегородки или материала.
Эта формула часто используется для простого сравнения материалов, так как коэффициент теплопередачи указывается в правилах для определения минимальных характеристик изоляции конкретных перегородок. Такое применение этого соотношения (этой формулы) верно, если мы имеем дело с очень простой перегородкой из одного материала. Если, с другой стороны, перегородка имеет сложную конструкцию и состоит из многих материалов, то ее значение U требует сложных расчетов, и использование такого простого преобразователя может привести к ошибкам.
По этой причине для определения теплоизоляции перегородки используется термическое сопротивление, обратное коэффициенту U.
R = 1 / U
Тепловое сопротивление всей перегородки равно сумме сопротивления отдельных слоев и сопротивления притоку и оттоку тепла. Сопротивление одиночного слоя можно рассчитать по формуле:
R = d/λ
Чтобы узнать, какая теплоизоляция имеет стена, следует просуммировать тепловое сопротивление каждого ее слоя.
Один из важнейших параметров, который необходимо учитывать при проектировании и строительстве дома. Поэтому максимальные значения для каждой из наружных перегородок определяются нормативными актами, а точнее Постановлением Министра инфраструктуры от 12 апреля 2002 г. о технических условиях, которым должны соответствовать здания и их расположение.С 2014 года значения U время от времени ужесточались. Последующие изменения будут применяться с 1 января 2021 года. Их обычно называют стандартом WT 2021.
Значение коэффициента U для конкретных перегородок отличается. С января 2017 года нормы коэффициента теплоотдачи не могут быть выше:
С 2021 года нормы, регламентирующие утепление крыш и наружных стен, будут снижены до следующих значений:
Какой коэффициент U применим на практике? Значение коэффициента теплопередачи для отдельных перегородок зависит в основном от их толщины и теплоизоляционного слоя. Безусловно, стоит выбирать материалы с наименьшим коэффициентом λ и располагать их более толстым слоем. Инвестиции в такую изоляцию окупятся в виде более низких счетов за отопление.
Теплопроводность - явление самопроизвольного выравнивания температуры во всем объеме физического тела без макроскопического движения вещества. Здесь мы имеем дело с потоком энергии в виде тепла.
Различные вещества по-разному проводят тепло. Медленнее всего этот процесс протекает в газах, намного быстрее в жидкостях и быстрее всего (за исключением избытка гелия) в металлах.Мерой скорости теплового потока является так называемый коэффициент теплопроводности.
Ниже перечислены методы передачи тепла:
Коэффициент теплопроводности или теплопроводность - это константа пропорциональности, найденная в Фурье , характерная для данного вещества, и которая является мерой скорости теплового потока за счет теплопроводности.
Единица измерения коэффициента электропроводности: Дж / (К·м · с) = Вт / (К·м).
Чем больше значение этого коэффициента для данного вещества, тем лучше оно проводит тепло.
Плотность проводимого теплового потока q , т. е. количество энергии, протекающей в виде тепла в единицу времени через единицу поверхности, перпендикулярной направлению потока энергии, прямо пропорционально градиенту температуры:
где:
Еще другие подобные величины используются в физике и технике. Это, среди прочего, коэффициент теплопроводности , равный отношению коэффициента теплопроводности к удельной теплоемкости.
К сожалению, теплопроводность зависит от многих факторов и не только от типа вещества. Это зависит от термодинамических условий и строения вещества. В таблицах обычно приводятся средние значения коэффициента для данной температуры.
Следующие коэффициенты теплопроводности при 25°С.
| Вещество | Коэффициент теплопроводности λ [Вт/(К·м)] |
|---|---|
| хлор | 0,008 |
| двуокись углерода | 0,017 |
| воздух | 0,026 |
| гелий | 0,155 |
| водород | 0,185 |
| керосин | 0,15 |
| этанол | 0,167 |
| глицерин | 0,285 |
| вода | 0,606 (0,5562 при 0°С и 0,673 при 100°С) |
| ртуть | 8.514 |
| тканевый жир | 0,17 |
| кожа | 0,33-1,5 (зависит от кровоснабжения) |
| пенополиуретан | 0,03 |
| полистирол | 0,03-0,05 |
| крышка | 0,04-0,06 |
| солома | 0,06 |
| сосна | 0,11 (поперек волокон) |
| кирпич рядовой красный | 0,4-0,6 |
| оконное стекло | 0,9-1,1 |
| лед | 2,34 (при 0°С) |
| мрамор | 2-4 |
| кремний | 148 |
| графит | примерно 200 |
| алмаз | 2320-3500 |
| титан | 21,9 |
| свинец | 34,9 |
| банка | 66,7 |
| платина | 71,6 |
| железо (сталь) | 30-80 |
| латунь | 110 |
| золото | 317 |
| медь | 401 |
| серебро | 429 |
Как видно из таблицы выше, газы и некоторые твердые тела обладают низкой теплопроводностью.Это так называемые теплоизоляторы . Вещества, обладающие высоким коэффициентом теплопроводности, являются проводниками тепла , .
© medianauka.pl, 23.05.2021, ART-4057
В термодинамике, машиностроении и химическом машиностроении коэффициент теплопередачи используется для расчета теплопередачи, обычно путем конвекции и фазового перехода между жидким и твердым состояниями. Коэффициент теплопередачи определяется как пропорциональность между тепловым потоком (т.е. потоком тепла через единицу площади) и вызывающей его термодинамической «силой» (т.е. разностью температур).
В системе СИ единицами измерения коэффициента теплопередачи являются Ватт на квадратный метр и Кельвин Вт/(м² • К). Коэффициент теплопередачи является величиной, обратной величине сопротивления теплоизоляции.
Этот онлайн-конвертер единиц измерения позволяет быстро и точно преобразовывать множество различных единиц измерения из одной системы в другую. Страница преобразования единиц измерения предназначена для инженеров, переводчиков и любых других пользователей, использующих измеренные значения в других единицах измерения.
Этот преобразователь может использоваться для преобразования нескольких сотен единиц (включая метрические, английские и американские), разделенных на 76 категорий, или нескольких тысяч пар единиц, включая ускорение, площадь поверхности, энергию, силу, длину, свет, массу, массовый расход. , плотность, массоемкость, мощность, давление, напряжение, температура, время, крутящий момент, скорость, вязкость, объем и емкость, объемный расход и многое другое.
В этом калькуляторе обозначение E используется для отображения слишком маленьких и слишком больших чисел.Или " умножить на десять в степени ". Это обозначение широко используется в калькуляторах, а также учеными, математиками и инженерами.
Мы прилагаем все усилия, чтобы результаты, представленные конвертерами и калькуляторами TranslatorsCafe.com, были правильными. Однако мы не гарантируем, что наши конвертеры и калькуляторы не содержат ошибок. Весь контент предоставляется «как есть», без каких-либо гарантий. Условия и положения.
Если вы видите ошибку в тексте или расчете, или если вам нужен другой конвертер, которого здесь нет, сообщите нам об этом!
Кафе переводчиков.com Unit Converter YouTube канал
.| шт. длина |
|
|
| |
| морских миль (Великобритания) | морских миль (Великобритания) | морских миль (Великобритания) | 1 морская миля (Великобритания) = 1,85318 км | |
| морских миль (США) | н.миль (США) | морских миль (США) | 1 морская миля (США) = 1,852 км | |
| миль (Международный) | миль (Международный) | миль (Международный) | 1 миля (Int) = 1760 ярдов = 1,60934 км | |
| двор | ярдов | двор | 1 ярд = 3 фута = 914,4 мм | |
| футов | футов | футов | 1 фут = 12 дюймов = 304,8 мм | |
| дюймов | в | дюймов | 1 дюйм = 25,4 мм | |
| калибр | кл | калибр | 1 кл = 254 мм | |
| единиц площадь поверхности |
|
|
| |
| квадратных миль (Международная) | м и 90 176 2 90 177, кв м и | квадратных миль | 1 миля 90 176 2 90 177 (Int) = 640 ac = 2,58999 км 90 176 2 90 177 | |
| акров | ак | акров | 1 акр = 4840 ярдов 2 = 4046,86 м 2 | |
| квадратных ярдов | ярдов 90 176 2 90 177, кв. ярдов | квадратных ярдов | 1 ярд 90 176 2 90 177 = 9 футов 90 176 2 90 177 = 0,836 127 м 90 176 2 90 177 | |
| квадратных футов | футов 90 176 2 90 177 кв. футов | квадратных футов | 1 фут 90 176 2 90 177 = 144 дюйма 90 176 2 90 177 = 929,030 см 90 176 2 90 177 | |
| квадратных дюймов | в 90 176 2 , кв в | квадратных дюймов | дюймов 90 176 2 90 177 = 645,16 мм 90 176 2 90 177 | |
| единиц томов |
|
|
| |
| тонн регистр | тонн рег | зарегистрированная тонна | 1 тонна reg = 2,83168 м 90 176 3 90 177 | |
| кубических ярдов | ярдов 90 176 3 90 177 | кубических ярдов | 1 ярд 90 176 3 90 177 = 0,764555 м 90 176 3 90 177 | |
| кубических футов | футов 90 176 3 90 177 | кубических футов | 1 фут 90 176 3 90 177 = 28,3169 дм 90 176 3 90 177 | |
| куб. дюйм | в 90 176 3 90 177 | куб. дюйм | 1 дюйм 90 176 3 90 177 = 16,3871 см 90 176 3 90 177 | |
| бушелей (Великобритания) | бу (Великобритания) | бушелей (Великобритания) | 1 буй (Великобритания) = 36,3687 дм 90 176 3 90 177 | |
| галлонов (Великобритания) | галлонов (Великобритания) | британских галлонов | 1 галлон (Великобритания) = 1,20094 галлона (США) = 4,54609 дм 90 176 3 90 177 | |
| жидкая унция (Великобритания) | жидких унций (Великобритания) | жидких унций (Великобритания) | 1 жидкая унция (Великобритания) = 28,8 см 90 176 3 90 177 | |
| ствол | баррелей (США) | ствол (ствол) | 1 баррель (США) = 42 галлона (США) = 158,987 дм 90 176 3 90 177 | |
| бушелей (США) | бу (США) | бушелей (США) | 1 буш. (США) = 35,2391 дм 90 176 3 90 177 | |
| галлон жидкости (США) | галлонов (США) | галлонов жидкости (США) | 1 гал л (США) = 3,78541 дм 90 176 3 90 177 | |
| жидкая унция (США) | жидких унций (США) | жидких унций (США) | 1 жидкая унция (США) = 29,574 см 90 176 3 90 177 | |
| шт. вес |
|
|
| |
| длинных тонн | тонн (Великобритания) | тонн (Великобритания) | 1 тонна (Великобритания) = 2240 фунтов = 1,010 мг | |
| коротких тонн | тонн (США) | тонн (США) | 1 тонна (США) = 2000 фунтов = 0, | 5 мг |
| фунтов | фунтов | фунтов | 1 фунт = 16 унций = 0,453592 кг | |
| унций | унций | унций | 1 унция = 28,3495 г | |
| единиц плотность |
|
|
| |
| фунтов за кубический фут | фунт/фут 90 176 3 90 177, фунт/куб. фут | фунтов на кубический фут | 1 фунт/фут 90 176 3 90 177 = 16,0185 кг/м 90 176 3 90 177 | |
| унций на кубический фут | унций/футов 3 , унций/куб. футов | унций на кубический фут | 1 унция/фут 90 176 3 90 177 = 1,00116 кг/м 90 176 3 90 177 | |
| длинных тонн на кубический ярд | тонн/ярдов 90 176 3 (Великобритания) | длинных тонн на кубический ярд | 1 тонна/ярд 90 176 3 90 177 (Великобритания) = 1328,94 кг/м 90 176 3 90 177 | |
| фунтов на галлон жидкости (Великобритания) | фунтов/галлон жидкости (Великобритания) | фунтов на галлон жидкости (Великобритания) | 1 фунт/галлон жидкости (Великобритания) = 99,7763 кг/м 90 176 3 90 177 | |
| фунтов на галлон жидкости (США) | фунтов/галлон жидкости (США) | фунтов на галлон жидкости (США) | 1 фунт/галлон жидкости (США) = 119,826 кг/м 90 176 3 90 177 | |
| единиц скоростей |
|
|
| |
| футов в секунду | футов/с | футов в секунду | 1 фут/с = 0,3048 м/с | |
| миль в час | миль/ч | миль в час | 1 миля/ч = 1,60934 км/ч = 0,47704 м/с | |
| миль в секунду | миль/с | миль в секунду | 1 миля/с = 1,60932 км/с = 5793,64 км/ч | |
| единиц ускорение |
|
|
| |
| футов в секунду в квадрате | фут/с 90 176 2 90 177 | футов в секунду в квадрате | 1 фут/с = 0,3048 м/с 90 176 2 90 177 | |
| ед. сила, вес |
|
|
| |
| длинная тонна сила | тонн (Великобритания) | длинных тонн - сила (Великобритания) | 1 тонна (Великобритания) = 9964,02 Н | |
| короткая тонна силы | тонн (США) | коротких тонн - сила (США) | 1 тонна (США) = 8896,44 Н | |
| фунтов силы | фунтов силы | фунтов - сила | 1 фунт-сила = 4,44822 Н | |
| унций сила | унций | унций - сила | 1 унция = 0,278014 Н | |
| единиц удельный вес | ||||
| фунтов силы на кубический фут | фунт-сила/фут 90 176 3 90 177 | фунтов - сила на кубический фут | 1 фунт-сила/фут 90 176 3 90 177 = 157,087 Н/м 90 176 3 90 177 | |
| ед. давление, механическое напряжение | ||||
| фунтов силы на квадратный дюйм | фунт-сила/дюйм 90 176 2 90 177 | фунтов - сила на квадратный дюйм | 1 фунт-сила/дюйм 2 = 6894,76 Па | |
| унций силы на квадратный дюйм | унций/дюйм 2 | унций - сила на квадратный дюйм | 1 унция/дюйм 90 176 2 90 177 = 430,992 Па | |
| фут водяной нити | футов В 2 О | футов воды | 1 фут H 2 O = 2989,07 Па | |
| дюймов водяной резьбы | в H 2 O | дюймов водяного столба | 1 дюйм H 2 O = 249,089 Па | |
| дюймов ртутной нити | дюймов ртутного столба | дюймов ртутного столба | 1 дюйм ртутного столба = 3386,39 Па | |
| ед. работы, энергии, количества теплоты | ||||
| фунтов сила-фут | фунт-сила-фут | фунт-сила-фут | 1 фунт-сила-фут = 1,35582 Дж | |
| Британская тепловая единица | БТЕ | Британская тепловая единица | 1 БТЕ = 1055,06 Дж | |
| ед. мощность, тепловой поток | ||||
| фунт-сила-фут в секунду | фунт-сила-фут/с | lbf.ft в секунду | 1 фунт-сила-фут/с = 1,35582 Вт | |
| лошадиных сил | л.с. | лошадиных сил (Великобритания) | 1 л.с. = 745,700 Вт | |
| БТЕ в секунду | БТЕ/с | БТЕ в секунду | 1 БТЕ/с = 1055,06 Вт | |
| БТЕ в час | БТЕ/ч | БТЕ в час | 1 БТЕ/ч = 0,29306 Вт | |
| единиц удельная теплоемкость |
|
|
| |
| БТЕ за фунт · градус Фаренгейта | БТЕ / (фунт ° F) | БТЕ за фунт и градусов по Фаренгейту | 1 БТЕ/(фунт·°F) = 4,1868 кДж/(кг·К) | |
| единиц теплопроводность | ||||
| БТЕ в час · фут ´ градус Фаренгейта | БТЕ/(ч·фут·°F) | БТЕ в час · фут и градус Фаренгейта | 1 БТЕ/(ч·фут·°F) = 1,73073 Вт/(м·К) | |
| БТЕ в секунду · фут ´ градус Фаренгейта | БТЕ/(с·фут·°F) | БТЕ в секунду · фут и градус Фаренгейта | 1 БТЕ/(с·фут·°F) = 6,230964 кВт/(м·К) | |
| ед. коэффициент теплообмена | ||||
| БТЕ в час, квадратный фут, градус по Фаренгейту | БТЕ/(ч фут 90 176 2 90 177°F) | БТЕ в час на квадратный фути степень Фар. | 1 БТЕ/(ч фут 90 176 2 90 177°F) = 5,67826 Вт/(м 90 176 2 90 177 К) | |
Обычно в проекте нет конкретных торговых наименований для материалов. Приведены только их параметры – те, которые являются наиболее важными в данной перегородке, для элементов кладки и теплоизоляции, к ним относятся теплотехнические характеристики.Мы, как инвесторы, должны сами покупать соответствующие материалы. Как читать то, что нам преподносят производители?
Применительно к однородному материалу, т.е. к отдельному элементу перегородки - кладочному элементу, пенополистирольной плите, шерстяному мату и т.п. - основной величиной, характеризующей тепловые параметры, является интенсивность теплопередачи кондуктивным путем. Он постоянен и не зависит от толщины слоя, а его показатель равен коэффициенту теплопроводности λ .Чаще всего именно это значение мы встречаем по отношению ко всем теплоизоляциям. Согласно определению, λ определяет количество тепла, протекающего при определенных условиях через единичный куб материала (т. е. куб со стороной 1 м) за время 1 с, при разности температур по обеим сторонам 1 К. , Единицей измерения λ является Вт/(м , К). Чем ниже коэффициент λ, тем лучше материал теплоизолирует. Например, бетон может иметь, например, λ = 1,350; силикатный блок λ = 0,800; ДСП λ = 0,140; а у популярного полистирола только λ = 0,035 Вт/(м . К). Стоит отметить, что, в то время как в случае блоков λ увеличивается с плотностью (т.е. ухудшается), чем больше плотность полистирола, тем меньше (лучше) λ.
Используется для определения движения тепла через определенный слой материала. Он учитывает теплопроводность материала (λ) и его толщину (d) и выражается соотношением:
R = d / λ [м 2 . К/Вт]
Конечно, простое сопротивление одного слоя материала не принесет нам никакой пользы.Перегородки здания всегда состоят из нескольких слоев. Например, готовая стена состоит из слоя гипсокартона (R 1 ), кирпичной кладки (R 2 ), утеплителя (R 3 ) и внешней штукатурки (R 4 ). Сопротивление каждого слоя рассчитывается отдельно, а затем суммируется и дополнительно увеличивается на так называемые сопротивления теплопередаче, т.е. входное (R si ) и выходное (R se ) сопротивления, которые перегородка размещает тепло на внутренней и внешней поверхностях соответственно ( >>> см. подробнее о наборе сопротивлений ).
R = R si + R 1 + R 2 + R 3 + R 4 + ... + R se
Таким образом, тепловое сопротивление всей перегородки является составной величиной. В случае крыши или стены с каркасной конструкцией вопрос усложняется, т.к. необходимо учитывать их неоднородность - в сечениях вдоль каркаса сопротивление иное, чем в сечениях через поле заполнения, а все зоны принадлежат одной плоскости теплообмена.Затем сопротивления отдельных зон подставляются в соответствующие формулы и рассчитывается общее значение сопротивления R для всей перегородки.
Чем больше термическое сопротивление, тем лучше слой материала теплоизолирует . В связи с тем, что термическое сопротивление относится к определенной толщине, обычно это значение дается по отношению к кладке. Тем более, что в стене есть стыки, нарушающие однородность – сопротивление их учитывает. Если мы находим значение R как определение тепловых свойств данного материала, мы должны проверить толщину, для которой оно дано.Обратите внимание: не имеет значения R независимо от толщины слоя! Если мы хотим сравнить тепловые параметры материалов разных производителей, мы должны либо оценивать слои одинаковой толщины - и только тогда мы можем следить за значением сопротивления R (чем выше, тем лучше материал изолирует) - либо сравнивать тепловые проводимость λ (чем ниже, тем лучше изоляция ), Толщина слоя значения не имеет.
Это значение, обратное общему сопротивлению:
U = 1 / R [Вт / (м 2. К)]
В просторечии - чем меньше U, тем теплее перегородка. Следует помнить, что коэффициент теплопередачи U всегда относится ко всей перегородке, U самой стены определять не следует (если только это не однослойная стена, но тогда учитывается и ее отделка) или уклон только между стропилами. Это не является окончательным и, к сожалению, часто используется в качестве маркетингового трюка. Простой пример — коэффициент теплопередачи крыши, рассчитанный только в области между стропилами, будет низким даже при небольшой толщине утеплителя.Именно наличие стропил ухудшает общие теплотехнические показатели. Поэтому, если один производитель дает U только для этого фрагмента и исходя из этого необходимую толщину утеплителя, например 15 см, а другой достоверно рассчитывает U всего ската с учетом перемычек по стропилам, и получается, что на утепление нужно 25 см – это ни в какое сравнение качества изоляционных материалов. Это просто блеф. Таким образом, можно сравнивать термическое сопротивление R отдельных зон, а не их коэффициенты U. Коэффициент теплопередачи гетерогенных структур является функцией геометрии и параметров всех составляющих ее материалов.Требуемое стандартом максимальное значение U относится ко всей перегородке, а не к ее части. Нас интересует только общее U полной перегородки.
На сайтах производителей часто можно встретить значения тепловых параметров с дополнительной маркировкой. Как их интерпретировать? Итак, тепловые свойства данного материала более или менее тесно связаны с его структурой, т. е. плотностью, деформируемостью под нагрузкой и тем, как он реагирует на изменение влажности воздуха.Один и тот же материал работает по-разному в разных условиях. Поэтому тесты определяют несколько значений одного и того же коэффициента, обозначая их соответствующим образом. Базовым всегда является заявленное значение, отмеченное в нижнем индексе символом «D» (λ D ; R D ). Его определяют сразу после изготовления материала в определенных лабораторных условиях - при температуре 10 0 С, в воздушно-сухом состоянии. На самом деле никакие строительные материалы не работают в постоянных лабораторных условиях, они подвергаются постоянным перепадам температуры и влажности, стареют.Поэтому должны использоваться расчетные значения расчетных тепловых параметров, обозначаемые индексом «ob» (λ ob ; R ob ), которые учитывают эти коэффициенты преобразования. С другой стороны, в готовом проекте - для инвестора - предусмотрено заявленное значение теплового свойства данного материала λ D или R D , соответствующее расчету соответствующее - . И это значение следует считать обязательным при покупке.
Дата публикации: 23 мая 2018 г. 90 112
.Длина
Метр - это расстояние, пройденное в вакууме светом за 1/299 792 458 секунд
В технике горюче-смазочных материалов иногда используют английские единицы длины:
дюйм (дюйм) [дюйм], [1'']; 1'' = 24,5 мм = 25,4 * 10⁻³ м,
фут [фут], [1']; 1 фут = 12 дюймов = 0,304 8 м,
ярда [ярда]; 1 ярд = 3 фута = 0,914 4 м.
Площадь поверхности
| квадратный метр | м2 | 1 м² = 1 м • 1 м | 1 м² |
Иногда используется английская единица измерения площади:
квадратных дюйма, [in2]; 1 дюйм2 = 0,645 16 * 10⁻³ м2,
квадратных фута [фут2]; 1 фут2 = 144 дюйма2; 1 фут2 = 92,903 * 10⁻³ м2,
квадратных ярда, [yd2]; 1 ярд2 = 9 футов2; 1 ярд2 = 0,836·13 м2.
Объем
| кубометров | м3 | 1 м³ = 1 м • 1 м • 1 м | 1 м³ |
| литр | л, л | 1 л = 1 дм³ = 10⁻³ м³ |
|
Британские и американские единицы измерения объема иногда используются в технологии топлива и смазки:
кубических дюйма [дюйм³]; 1 дюйм³ = 16,387 * 10-6 м³,
кубических фута [фут³]; 1 фут³ = 1728 дюймов³; 1 фут³ = 28,317 * 10⁻³ м³,
кубических ярда [ярда]; 1 ярд = 27 футов³; 1 ярд³ = 0,764 56 м3,
английских галлона (имперские галлоны) [Imp.гал]; 1 Имп. гал = 4,546 л,
галлона США [галлон США]; 1 галлон США = 3,785,4 л,
имперский баррель, баррель [баррель]; 1 баррель = 36 имп. гал; 1 баррель = 0,15899 * 10³ л,
баррель США [баррель США]; 1 баррель США = 42 галлона США = 1,5898 * 10³ л.
Вес
Прототип килограмма - цилиндр диаметром, равным его высоте, изготовленный из сплава платины {90% (м/м)} с иридием {10% (м/м)}.
Традиционно кратные и дольные единицы массы образуются путем добавления префикса к единице 1/1000 кг = 1 г.
Тонна [т], также называемая метрической тонной, допускается в качестве дополнительной единицы массы, где:
1 т = 1 мг = 10³ кг
Иногда используются английские коммерческие единицы веса:
фунта [фунта]; 1 фунт = 0,45359 кг,
унции (унции) [oz]; 1 унция = 1/16 фунта; 1 унция = 28,350 * 10⁻³ кг.
Время
Секунда - это время равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующее переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия 133.
Допустимые единицы измерения времени, кроме СИ:
минуты [мин]; 1 мин = 60 сек
часа [ч]; 1 час = 60 минут = 3600 секунд
день [д]; 1 д = 24 ч = 86 400 с
года (тропический) [r, a]; 1 г ≈ 31 556 926 с
Температура
Кельвин - это 1/273,16 от термодинамической температуры тройной точки воды.
Градус Цельсия — это специальное название единицы измерения Кельвина, предназначенное для выражения значения температуры в градусах Цельсия, где:
1 °С = 1 К
Связь между числовыми значениями температуры t, выраженной в °С, и температуры Т, выраженной в К, следующая:
т = Т - 273,15
Плотность
Плотность (удельный вес)
Плотность (удельный вес) - это вес единицы объема тела или отношение веса тела к его объему.
1 кг/м3 = 1 кг: 1 м3
Обычными единицами плотности, не входящими в систему СИ, являются грамм на кубический сантиметр и грамм на миллилитр:
1 г/см3 = 1000 кг/м3, 1 г/мл = 1000 кг/м3.
В англо-саксонских странах используются следующие единицы измерения плотности:
фунта на кубический дюйм - [фунт/дюйм³]; [фунт/дюйм³]; 1 фунт/дюйм³ = 27,680 г/мл = 27,680 кг/м³,
фунта на кубический фут - [фунт/фут³]; [1 б/фут³]; 1b/фут³ = 0,016018 г/мл = 0,016018 кг/м³,
фунта на британский галлон - [фунт/имперский галлон]; [фунт / имп.гал.]; 1 фунт/имп.гал = 0,099776 г/мл = 0,119826 кг/м³,
фунта на галлон США - [фунт/галлон США]; [фунт / галлон США]; фунт/галлон США = 0,119826 г/мл = 0,119826 кг
Относительная плотность
Относительная плотность - это отношение плотности тела к стандартной плотности
1 = (1 кг/м3): (1 кг/м3)
Основной единицей относительной плотности является единица.
Удельный вес
Удельный вес - Это вес единицы объема тела или отношение веса тела к его объему.
Основной единицей измерения удельного веса является килограмм силы на кубический метр.
[1 кгс/м3 = 1 м⁻³ кгс]
В системе СИ удельный вес может быть выражен в ньютонах на кубический метр.
[1 Н/м³ = 1 м³ * Н]
1 кгс/м³ = 9,80665 Н/м³
Часто символ [кГс] используется для обозначения килограмма силы [кгс].
1 кгс = 1 кгс
Динамическая вязкость
Основной единицей измерения динамической вязкости является паскаль-секунда.
[1 Па * с = 1 м⁻¹ * кг * с⁻¹]
| Паскалей секунд | Па*с | 1 Па * с = 1 Па: (1 м/с: 1 м) | 1 м-1 * кг * с¹ |
В системе единиц СГС единицей динамической вязкости является пуаз [P]. На практике используется единица в 100 раз меньшая - сантипуаз [сП].
Между единицами системы СГС и единицами системы СИ существуют соотношения, выражаемые формулами:
1 P = 0,1 Па * с
1 сП = 1 мПа * с
Кинематическая вязкость
Основной единицей измерения кинематической вязкости является квадратный метр в секунду.
[1 м² / с = 1 м² * с⁻¹]
| квадратных метров в секунду | м²/с | 1 м²/с = 1 Па*с: 1 кг/м³ | 1 м² • |
Иногда используется традиционная единица кинематической вязкости:
токеса [ст]; 1 St = 10² сСт = 10⁻⁴ м2/с
сСт; 1 сСт = 1 мм²/с
Скорость (линейная)
| метров в секунду | м/с | 1 м/с = 1 м: 1 с | 1 м * |
ВНИМАНИЕ Следует различать следующие термины: скорость (вектор) и скорость (скаляр), например:
Скорость
| обратная величина секунд | это | 1 с⁻¹ = 1: 1 с | 1 шт. |
Единицы измерения скорости вращения вращающихся частей машин:
оборота в секунду [об/с]; 1 об/с = 1 с⁻¹ = 1 Гц,
оборота в минуту [об/мин]; 1 об/мин = 1/60 с⁻¹ = 0,01666 (6) Гц,
В некоторых странах вместо "rev" используется "r" и:
[р/с] = [г/с],
[об/мин] = [об/мин] или [об/мин].
Символы «об» и «r» не представляют единицу измерения СИ.
Частота
Герц - это частота периодического явления, период которого равен секунде.
1 Гц = 1: (1 с)
Для скорости вращения могут использоваться следующие единицы измерения:
оборотов в секунду [г/с] 1 об/с = с¹,
оборотов в минуту [об/мин] 1 об/с = мин.
Прочность
| Ньютон - это сила, которая в направлении своего действия сообщает массе 1 килограмм ускорение 1 метр в секунду в квадрате. 1 Н = 1 кг * 1 м/с
|
Также используются традиционные силовые агрегаты:
дина [дина]; 1 дин = 10 * 10⁻⁶ Н,
килопонда [кп]; 1 кп = 9,806 Н,
килограмм-сила [кгс], [кГс]; 1 кг = 1 кг = 1 кп = 9,806 Н,
фунт-сила [lbf]; 1 фунт силы ≈ 4,448 2 Н.
ПРИМЕЧАНИЕ: В некоторых странах вместо «кгс» используется «кгс» (f для силы).
ПРИМЕЧАНИЕ. Следует различать термины «сила» и «масса». Ранее единица массы использовалась для выражения величины силы (известная как килограмм-сила - кг и фунт-сила - lbf).
Давление
[1 Па = 1 м⁻¹ * кг * с⁻²]
Паскаль - это давление, возникающее на плоскую поверхность площадью 1 квадратный метр, на которую перпендикулярно действует сила в 1 ньютон
1 Па = 1 Н: (1 м2)
Избегайте использования единицы измерения давления в ньютонах на квадратный метр [Н/м2] и используйте единицу измерения Паскаль [Па], если это не оговорено особо.
Также используются традиционные единицы измерения давления:
бар [бар]; 1 бар = 100 * 10³ Па,
техническая атмосфера [ат], [кп/см²]; 1 и t = 98,066 * 10³ Па,
Tor [Tr], миллиметр ртутного столба [1 Tr ≈ 1 мм рт.ст.]; 1 мм рт.ст. = 133,32 Па,
физическая атмосфера [атм]; 1 атм = 101,32 * 10³ Па,
фунтов силы на квадратный дюйм (фунт-сила/дюйм²) [фунт-сила/дюйм² = фунт/кв. дюйм]; 1 psi = 6,894 8 * 10³ Па.
Энергия, работа
[1 Дж = 1 м² * кг * с⁻²]
| Джоуль - это энергия, равная работе, совершаемой на 1 метре дороги силой 1 Ньютон в направлении ее действия. 1 Дж = 1 Н * 1 м
|
Также используются традиционные единицы измерения энергии и работы:
киловатт-час [кВт*ч]; 1 кВтч = 3,6 * 10⁶ Дж,
километр [кп*м]; 1 Кр*м = 9,806 Дж,
калорий [кал]; 1 дюйм = 4,186 Дж,
британская тепловая единица [БТЕ]; 1 БТЕ = 1,055 1 * 10³ Дж.
Теплоемкость
Основной единицей измерения теплоемкости является джоуль на кельвин.
| Джоуль на Кельвин | Дж/К | 1 Дж / К = 1 Дж: 1 К | 1 м² * кг * с⁻² * K⁻¹ |
Теплопроводность
| Кубических метров в секунду | м3/с | 1 м3/с = 1 м3: 1 с | 1 м3 • с-1 |
Показатель преломления
Основной единицей измерения показателя преломления является единица.
| шт. | 1 | (1 м/с): (1 м/с) | - |
к: показатель преломления, коэффициент отражения света, показатель пропускания.
.
Говоря о теплоте в разрезе стен и стеновых материалов, используются два основных коэффициента - коэффициент теплопередачи и коэффициент теплопроводности. Несмотря на схожую номенклатуру, эти два фактора существенно отличаются друг от друга. Коэффициент теплопередачи маркируется буквой «У» и распространяется на всю перегородку (учитывает все слои, входящие в ее состав, и сопротивление теплопередаче на внешней и внутренней поверхностях перегородки).Коэффициент теплопроводности обозначается «λ» и является характеристикой физического свойства данного материала.
Коэффициент теплопроводности материала, также называемый теплопроводностью, представляет собой способность проводить тепло, характерную для каждого материала. Коэффициент обозначается символом «λ» и определяется в единицах [Вт/(м·К)]. Благодаря тепловым свойствам более выгодны низкие значения коэффициента теплопроводности.Для семейства кладочных материалов можно сделать общий вывод – теплоизоляция снижается с увеличением плотности. Поэтому среди ячеистых бетонов наилучшие теплотехнические свойства будут у самых легких блоков (300, 350), а среди силикатных элементов самый толстый слой теплоизоляции следует добавлять к материалам с повышенными акустическими свойствами, которые также являются элементами наибольшей плотности. классы (2.0, 2.2).
Коэффициент теплопередачи используется для определения теплопередачи через перегородки.Коэффициент обозначается буквой «U» и указывается в единицах [Вт/(м 2 ·К)]. Как и в случае с коэффициентом теплопроводности, чем меньше значение коэффициента теплопередачи, тем лучше теплоизоляционные свойства. Параметр U учитывает все слои, из которых состоит перегородка, а значит, не только стеновой элемент, но и теплоизоляционный слой, или штукатурные слои и т. д. Причем он зависит не только от типа материалов, из которых состоит перегородка. отдельных слоев перегородки, но и от толщины отдельных слоев.Низкое значение коэффициента теплопередачи стен выливается в экономию, получаемую в связи с малыми расходами на отопление дома. Исключительное значение фактора «U» подчеркивается постепенным снижением его предельно допустимой величины (в 2013, 2017, 2021 гг.). Такая акция направлена на создание новых и обновленных зданий с низким потреблением энергии.
Коэффициент теплопередачи стены можно рассчитать по соответствующей формуле.Для выполнения правильных расчетов необходимо определить коэффициенты теплопроводности λ (лямбда) и толщину (d) всех слоев, составляющих перегородку. Коэффициент U проще всего вычислить как обратную сумму термических сопротивлений всех слоев, образующих перегородку, и сопротивлений теплопередаче на внешней и внутренней поверхностях перегородки - U = 1/ƩR, где R для каждого слоя можно вычисляться как d / λ.
Силикаты и газобетоны производятся из сходного сырья.Однако эти продукты производятся по разным технологиям, что выражается в разных физических свойствах готовой продукции. Для обеспечения необходимого коэффициента теплопередачи наружной стены (U ≤ 0,23) достаточно построить однослойную стену толщиной примерно 40 см из газобетона. В случае наружных стен силикаты необходимо дополнить дополнительным слоем теплоизоляции.
Коэффициент теплопередачи стен – параметр, знание которого позволяет избежать проблем с чрезмерными потерями тепла из здания.Выбрав газобетон, можно быстро возвести однослойные стены с хорошей теплоизоляцией. Перегородка из силикатных элементов со слоем теплоизоляции – вариант для людей, которые помимо стабильного теплового режима ищут решения, гарантирующие повышенную звукоизоляцию.
Коэффициент теплопередачи U - фундамент Фото. Legallet 
Коэффициент теплопередачи U - окна Фото. Окнопласт/Алюхаус 
Коэффициент теплопередачи U - наружные стены Termo Organika 
Коэффициент теплопередачи U - крыша Isover Polska 
Коэффициент теплопередачи УВТ 2021.
