|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы Пример, две наружные стены в угловой комнате или перегородочная отопительная панель в двух внутренних перегородках помещения). Можно, как это часто делают, радиационную температуру определить как средневзвешенную по площадям Fj в виде Eili но это менее правильно и точно, чем по формуле (1.24). Пользуясь понятием радиационной температуры нд, радиационный баланс поверхности 1 запишем в виде Эта запись наиболее простая, и именно ей пользуются в инженерных расчетах. Здесь ал,1 - коэффициент лучистого теплообмена поверхности 1 в помещении: где индексы \-R указывают, что соответствующие показатели должны быть определены относительно поверхности 1 и условной окружающей ее поверхности R, имеющей температуру tn. В условии помещения можно принять: 81 ня?0,85; ф1-н=1. Имея в виду, что Со=5,76 Вт/(м2.К) [4,96 ккал/(м2-ч-К)], коэффициент лучистого теплообмена на произвольной поверхности в помещении получим равным: в системе СИ an,i:5,76.0,85-1,1=4,9 Вт/(м2Х ХК) или в системе МКГСС ал=4,2 ккал/(м2.ч.°С). Это численное значение ал обычно используют в практике инженерных расчетов теплообмена в помещении. 1.2. КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН Наряду с излучением в общем обмене тепла в помещении существенную роль играет конвекция. Воздух обменивается теплом с охлажденными и нагретыми поверхностями ограждений, оборудования, нагревательных приборов и т. д. Нагретые и охлажденные потоки воздуха вовлекают в движение весь его объем, т. е. вызывают общую подвижность воздуха в помещении. Приток и удаление воздуха, осуществляемые вентиляцией, усиливают этот процесс. В общем случае составляющую конвективного теплообмена К\ в тепловом балансе (1.1) условно принятой произвольной поверхности 1 можно записать в следующем виде: где CLh,\-средний no поверхности / коэффициент конвективного теплообмена, отнесенный к средней разности температур воздуха в помещении и поверхности Ть Индекс dFi указывает на локальное значение соответствующих характеристик процесса. В большинстве помещений в результате перемешивания воздуха наблюдается сравнительно равномерное распределение его температуры /в в плане и по высоте, что позволяет принимать одинаковое значение в при расчете теплообмена на всех поверхностях. Исключение составляет температура воздуха в помещениях с большими избытками тепла или подачей воздуха неизотермическими струями: в первом случае температура воздуха неравномерна по высоте помещения, во втором - в плане. Над источниками тепла возникают конвективные токи теплового воздуха, которые, собираясь вверху, часто образуют под потолком слой нагретого воздуха (тепловую подушку). Подача воздуха неизотермическими струями приводит к образованию в объеме помещения неравномерного поля температур и скоростей. Струя, направленная вдоль поверхности, «налипает» на нее. Между настилающейся неизотермической струей воздуха и поверхностью происходит теплообмен, который приводит к нагреву или охлаждению ограждения. Таким образом, конвективный теплообмен в помещении может иметь различные формы. В большинстве случаев обмен теплом между воздухом и нагретыми и охлажденными поверхностями происходит в результате естественной конвекции в ограниченном объеме помещения. В условиях принудительного движения воздуха вдоль поверхностей теплообмен подчиняется закономерностям вынужденной конвекции. При подаче воздуха в помещении неизотермическими струями теплообмен связан с массообменом и происходит в результате турбулентного перемешивания воздуха струи с воздухом помещения в режиме, который можно назвать струйным теплообменом. Все эти процессы протекают в ограниченном объеме помещения и имеют специфические свойства. Рассмотрим основные результаты теоретического и экспериментального исследования свободного конвективного теплообмена на поверхностях. Закономерности свободного конвективного теплообмена неоднократно подтверждены многочисленными и тщательно выполненными экспериментами. В работе [6] свободная конвекция подробно рассмотрена как наиболее простой процесс. Закономерности свободной конвекции удобно использовать как основу для сопоставления с более сложными случаями естественного конвективного теплообмена на поверхностях в ограниченном объеме помещения. Среднее значение коэффициента свободного конвективного теплообмена на вертикальной поверхности, как показано в работе [6], без особой погрешности можно определить по формуле турбулентного режима теплообмена: а = сс- 1,66>аГ; (1.30) a = a==\A3VAt , (1.30) где At - разность температур воздуха и поверхности. Это связано с тем, что обычным для помещения перепадам температур и геометрическим размерам нагретых и охлажденных поверхностей соответствуют главным образом условия турбулентного режима свободного конвективного теплообмена. Формула (1.30) записана для вертикальной, свободно расположенной поверхности. Движение воздуха в режиме свободной конвекции около горизонтальных поверхностей происходит иначе, чем около вертикальных. Если горячая поверхность обращена вверх или холодная вниз, то воздух может поступать к ее средней части только по нормали. Возникает так называемый сахара-эффект, при котором воздух подходит к поверхности по границам своеобразных шестигранников и отходит в центрах этих шестигранников. К границам горизонтальной поверхности воздух подтекает беспрепятственно, поэтому при увеличении размеров горизонтальной поверхности средний по площади коэффициент конвективного теплообмена уменьшается. 0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 |