Merjenje gostote toplotnega toka (toplotnega sevanja). Toplotni tok

domov

Greznica

I. Merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj stavbe. GOST 25380-82.

Toplotni tok - količina toplote, ki se prenese skozi izotermno površino na enoto časa. Toplotni tok se meri v vatih ali kcal/h (1 W = 0,86 kcal/h). Toplotni tok na enoto izotermne površine imenujemo gostota toplotnega toka ali toplotna obremenitev; običajno označeno s q, merjeno v W / m2 ali kcal / (m2 × h). Gostota toplotnega toka je vektor, katerega katera koli komponenta je številčno enaka količini toplote, prenesene na enoto časa skozi enoto površine, pravokotno na smer odvzete komponente.

Meritve gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj stavbe, se izvajajo v skladu z GOST 25380-82 "Zgradbe in konstrukcije. Metoda za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj stavbe".

Ta standard vzpostavlja enotno metodo za določanje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi enoslojne in večplastne ovoje stanovanjskih, javnih, industrijskih in kmetijskih zgradb in objektov med eksperimentalno študijo in v njihovih delovnih pogojih.

Gostoto toplotnega toka merimo na skali specializirane naprave, ki vključuje pretvornik toplotnega toka, ali pa jo izračunamo iz rezultatov merjenja emf. na predhodno kalibriranih pretvornikih toplotnega toka.

Shema za merjenje gostote toplotnega toka je prikazana na risbi.

1 - ograjena konstrukcija; 2 - pretvornik toplotnega toka; 3 - merilnik emf;

tv, tn - temperatura notranjega in zunanjega zraka;

τн, τв, τ"в - temperatura zunanjih, notranjih površin ograjene konstrukcije v bližini in pod pretvornikom;

R1, R2 - toplotna upornost ovoja stavbe in pretvornika toplotnega toka;

q1, q2 sta gostota toplotnega toka pred in po pritrditvi pretvornika

II. Infrardeče sevanje. Viri. Zaščita.

Zaščita pred infrardečim sevanjem na delovnem mestu.

Vir infrardečega sevanja (IR) je vsako segreto telo, katerega temperatura določa intenziteto in spekter oddane elektromagnetne energije. Valovna dolžina z največjo energijo toplotnega sevanja je določena s formulo:

λmax = 2,9-103 / T [µm] (1)

kjer je T absolutna temperatura sevajočega telesa, K.

Infrardeče sevanje delimo na tri področja:

kratkovalovni (X = 0,7 - 1,4 mikronov);

srednji val (k \u003d 1,4 - 3,0 mikronov):

dolgovalovno (k = 3,0 μm - 1,0 mm).

Električni valovi infrardečega območja imajo predvsem toplotni učinek na človeško telo. V tem primeru je treba upoštevati: intenzivnost in valovno dolžino z največjo energijo; sevana površina; trajanje izpostavljenosti na delovni dan in trajanje neprekinjene izpostavljenosti; intenzivnost fizičnega dela in mobilnost zraka na delovnem mestu; kakovost kombinezonov; individualne značilnosti delavca.

Žarki kratkovalovnega območja z valovno dolžino λ ≤ 1,4 μm imajo sposobnost prodreti v tkivo človeškega telesa za nekaj centimetrov. Takšno IR sevanje zlahka prodre skozi kožo in lobanjo v možgansko tkivo in lahko prizadene možganske celice ter povzroči hude poškodbe možganov, katerih simptomi so bruhanje, vrtoglavica, širjenje kožnih žil, padec krvnega tlaka in motnje krvnega obtoka. in dihanje, konvulzije, včasih izguba zavesti. Pri obsevanju s kratkovalovnimi infrardečimi žarki opazimo tudi povišanje temperature pljuč, ledvic, mišic in drugih organov. V krvi, limfi, cerebrospinalni tekočini se pojavijo specifične biološko aktivne snovi, opazimo presnovne motnje, spremeni se funkcionalno stanje centralnega živčnega sistema.

Žarki srednjega valovnega območja z valovno dolžino λ = 1,4 - 3,0 mikronov se zadržujejo v površinskih plasteh kože na globini 0,1 - 0,2 mm. Zato se njihov fiziološki učinek na telo kaže predvsem v zvišanju temperature kože in segrevanju telesa.

Najmočneje segreje površino človeške kože pri IR sevanju z λ > 3 µm. Pod njegovim vplivom se poruši delovanje srčno-žilnega in dihalnega sistema ter toplotno ravnovesje telesa, kar lahko povzroči vročinski udar.

Intenzivnost toplotnega sevanja uravnavamo na podlagi subjektivnega občutka energije sevanja s strani osebe. V skladu z GOST 12.1.005-88 intenzivnost toplotne izpostavljenosti delavcev ogrevanim površinam tehnološke opreme in svetlobnih naprav ne sme presegati: 35 W / m2 z izpostavljenostjo več kot 50% telesne površine; 70 W/m2 pri izpostavljenosti 25 do 50 % telesne površine; 100 W/m2 pri obsevanju največ 25 % telesne površine. Od odprtih virov (segreta kovina in steklo, odprti ogenj) intenzivnost toplotne izpostavljenosti ne sme presegati 140 W / m2 z izpostavljenostjo največ 25% telesne površine in obvezno uporabo osebne zaščitne opreme, vključno z zaščito za obraz in oko.

Standardi omejujejo tudi temperaturo ogrevanih površin opreme v delovnem prostoru, ki ne sme presegati 45 °C.

Temperatura površine opreme, znotraj katere je temperatura blizu 100 0C, ne sme preseči 35 0C.

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2] (2)

Glavne vrste zaščite pred infrardečim sevanjem vključujejo:

1. zaščita časa;

2. zaščita na daljavo;

3. zaščito, toplotno izolacijo ali hlajenje vročih površin;

4. povečanje prenosa toplote človeškega telesa;

5. osebna varovalna oprema;

6. izločitev vira toplote.

Časovna zaščita omogoča omejitev časa delovanja sevanja v območju delovanja. Varni čas človekovega bivanja v območju delovanja IR sevanja je odvisen od njegove jakosti (gostote pretoka) in je določen po tabeli 1.

Tabela 1

Čas varnega bivanja ljudi v območju IR sevanja

Varna razdalja je določena s formulo (2) glede na trajanje zadrževanja v delovnem območju in dovoljeno gostoto IR sevanja.

Moč IR sevanja lahko zmanjšamo s konstrukcijskimi in tehnološkimi rešitvami (zamenjava načina in načina segrevanja produktov itd.), pa tudi s prevleko grelnih površin s toplotnoizolacijskimi materiali.

Obstajajo tri vrste zaslonov:

motno;

· pregleden;

prosojen.

V neprozornih zaslonih se energija elektromagnetnih nihanj, ki medsebojno delujejo s snovjo zaslona, spremeni v toploto. V tem primeru se zaslon segreje in tako kot vsako segreto telo postane vir toplotnega sevanja. Sevanje površine zaslona nasproti vira se pogojno šteje za prepuščeno sevanje vira. Med neprozorne zaslone spadajo: kovinski, alfa (iz aluminijaste folije), porozni (penobeton, penasto steklo, ekspandirana glina, plovec), azbest in drugi.

Pri prozornih zaslonih se sevanje znotraj njih širi po zakonih geometrijske optike, kar zagotavlja vidljivost skozi zaslon. Ti zasloni so izdelani iz različnih vrst stekla, uporabljajo se tudi filmske vodne zavese (proste in tekoče po steklu).

Prosojni zasloni združujejo lastnosti prozornega in neprozornega zaslona. Sem spadajo kovinske mreže, verižne zavese, stekleni paravani, ojačani s kovinsko mrežo.

· toplotno odbojna;

· absorbira toploto;

Odvajanje toplote.

Ta delitev je precej poljubna, saj ima vsak zaslon sposobnost odbijanja, absorbiranja in odvajanja toplote. Uvrstitev zaslona v eno ali drugo skupino je odvisna od tega, katera njegova sposobnost je bolj izrazita.

Toplotnoodbojni zasloni imajo nizko stopnjo črnine površine, zaradi česar odbijajo pomemben del sevalne energije, ki vpada nanje, v nasprotni smeri. Alfol, aluminijasta pločevina, pocinkano jeklo se uporabljajo kot toplotno odbojni materiali.

Zasloni, ki absorbirajo toploto, se imenujejo zasloni, izdelani iz materialov z visoko toplotno odpornostjo (nizka toplotna prevodnost). Kot materiali, ki absorbirajo toploto, se uporabljajo ognjevzdržne in toplotnoizolacijske opeke, azbest in žlindrna volna.

Kot zasloni za odvajanje toplote se najpogosteje uporabljajo vodne zavese, ki prosto padajo v obliki filma ali namakajo drugo zaslonsko površino (na primer kovino) ali so zaprte v posebnem ohišju iz stekla ali kovine.

E \u003d (q - q3) / q (3)

E \u003d (t - t3) / t (4)

q3 gostota pretoka IR sevanja z uporabo zaščite, W/m2;

t je temperatura IR sevanja brez uporabe zaščite, ° C;

t3 je temperatura IR sevanja z uporabo zaščite, ° C.

Zračni tok, usmerjen neposredno na delavca, omogoča povečan odvod toplote z njegovega telesa v okolje. Izbira hitrosti pretoka zraka je odvisna od teže opravljenega dela in jakosti infrardečega sevanja, vendar ne sme presegati 5 m/s, saj v tem primeru delavec doživi nelagodje (na primer tinitus). Učinkovitost zračnih prh se poveča, ko zrak, ki ga pošiljamo v delovno mesto, ohladimo ali ko vanj primešamo fino razpršeno vodo (vodno-zračna prha).

Kot osebna zaščitna oprema se uporabljajo kombinezoni iz bombažnih in volnenih tkanin, tkanine s kovinsko prevleko (odbijejo do 90% IR sevanja). Očala, ščitniki s posebnimi očali so namenjeni zaščiti oči - svetlobni filtri rumeno-zelene ali modre barve.

Terapevtski in preventivni ukrepi zagotavljajo organizacijo racionalnega režima dela in počitka. Trajanje odmorov pri delu in njihova pogostost sta določena z intenzivnostjo IR sevanja in težo dela. Poleg občasnih pregledov se izvajajo tudi zdravstveni pregledi za preprečevanje poklicnih bolezni.

III. Uporabljeni instrumenti.

Za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoje stavb, in za preverjanje lastnosti toplotnih ščitov so naši strokovnjaki razvili naprave serije .

Področje uporabe:

Naprave serije IPP-2 se pogosto uporabljajo v gradbeništvu, znanstvenih organizacijah, na različnih energetskih objektih in v mnogih drugih panogah.

Merjenje gostote toplotnega toka kot pokazatelja toplotnoizolacijskih lastnosti različnih materialov se izvaja z napravami serije IPP-2 pri:

Testiranje ograjenih struktur;

Ugotavljanje toplotnih izgub v omrežjih za ogrevanje vode;

Izvajanje laboratorijskega dela na univerzah (oddelki "Življenjska varnost", "Industrijska ekologija" itd.).

Na sliki je prikazan prototip stojala "Določanje parametrov zraka v delovnem območju in zaščita pred toplotnimi učinki" BZhZ 3 (proizvajalec Intos + LLC).

Stojalo vsebuje vir toplotnega sevanja v obliki gospodinjskega reflektorja, pred katerim je nameščen toplotni ščit iz različnih materialov (tkanina, pločevina, komplet verig itd.). Za zaslonom na različnih razdaljah od njega v notranjosti sobnega modela je nameščena naprava IPP-2, ki meri gostoto toplotnega toka. Nad sobnim modelom je nameščena napa z ventilatorjem. Merilna naprava IPP-2 ima dodatni senzor, ki omogoča merjenje temperature zraka v prostoru. Tako stojalo BZhZ 3 omogoča kvantificiranje učinkovitosti različnih vrst toplotne zaščite in lokalnega prezračevalnega sistema.

Stojalo omogoča merjenje intenzivnosti toplotnega sevanja glede na razdaljo do vira, ugotavljanje učinkovitosti zaščitnih lastnosti zaslonov iz različnih materialov.

IV. Načelo delovanja in zasnova naprave IPP-2.

Strukturno je merilna enota naprave izdelana v plastičnem ohišju.

Princip delovanja naprave temelji na merjenju temperaturne razlike na "pomožni steni". Velikost temperaturne razlike je sorazmerna z gostoto toplotnega toka. Temperaturna razlika se meri s tračnim termoelementom, ki se nahaja znotraj plošče sonde, ki deluje kot "pomožna stena".

V načinu delovanja naprava izvaja ciklično meritev izbranega parametra. Izveden je prehod med načini merjenja gostote toplotnega toka in temperature ter prikazovanje napolnjenosti baterije v odstotkih 0% ... 100%. Pri preklapljanju med načini se na indikatorju prikaže ustrezen napis izbranega načina. Naprava lahko izvaja tudi periodično samodejno snemanje izmerjenih vrednosti v obstojnem pomnilniku glede na čas. Omogočanje/onemogočanje beleženja statistike, nastavitev parametrov snemanja, branje akumuliranih podatkov se izvaja s programsko opremo, ki je dobavljena po naročilu.

Posebnosti:

Možnost nastavitve pragov za zvočne in svetlobne alarme. Pragovi so zgornje ali spodnje meje dovoljene spremembe ustrezne vrednosti. Če je zgornja ali spodnja vrednost praga prekoračena, naprava zazna ta dogodek in na indikatorju zasveti LED. Če je naprava pravilno konfigurirana, kršitev mejnih vrednosti spremlja zvočni signal.

· Prenos izmerjenih vrednosti v računalnik na vmesniku RS 232.

Prednost naprave je možnost izmenične povezave do 8 različnih sond toplotnega toka na napravo. Vsaka sonda (senzor) ima svoj individualni kalibracijski faktor (pretvorbeni faktor Kq), ki kaže, koliko se spremeni napetost iz senzorja glede na toplotni tok. S tem koeficientom instrument sestavi kalibracijsko karakteristiko sonde, ki določa trenutno izmerjeno vrednost toplotnega toka.

Modifikacije sond za merjenje gostote toplotnega toka:

Sonde toplotnega toka so zasnovane za merjenje površinske gostote toplotnega toka po GOST 25380-92.

Videz sond toplotnega toka

1. Stiskalna sonda toplotnega toka z vzmetjo PTP-ХХХП je na voljo v naslednjih izvedbah (odvisno od območja merjenja gostote toplotnega toka):

— PTP-2.0P: od 10 do 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: od 10 do 9999 W/m2.

2. Sonda toplotnega toka v obliki "kovanca" na gibljivem kablu PTP-2.0.

Območje merjenja gostote toplotnega toka: od 10 do 2000 W/m2.

Modifikacije temperaturne sonde:

Videz temperaturnih sond

1. Potopni termoelementi TPP-A-D-L na osnovi termistorja Pt1000 (uporovni termoelementi) in termoelementi ТХА-А-D-L na osnovi termoelementov XA (električni termoelementi) so zasnovani za merjenje temperature različnih tekočih in plinastih medijev, pa tudi razsutih materialov.

Območje merjenja temperature:

- za GZS-A-D-L: od -50 do +150 °С;

- za ТХА-А-D-L: od -40 do +450 °С.

Dimenzije:

- D (premer): 4, 6 ali 8 mm;

- L (dolžina): od 200 do 1000 mm.

2. Termočlen ТХА-А-D1/D2-LП na osnovi termočlena XA (električni termočlen) je zasnovan za merjenje temperature ravne površine.

Dimenzije:

- D1 (premer "kovinskega zatiča"): 3 mm;

- D2 (premer baze - "obliž"): 8 mm;

- L (dolžina "kovinskega zatiča"): 150 mm.

3. Termočlen ТХА-А-D-LC na osnovi termočlena ХА (električni termočlen) je zasnovan za merjenje temperature cilindričnih površin.

Območje merjenja temperature: od -40 do +450 °С.

Dimenzije:

- D (premer) - 4 mm;

- L (dolžina "kovinskega zatiča"): 180 mm;

- širina traku - 6 mm.

Dobavni komplet naprave za merjenje gostote toplotne obremenitve medija vključuje:

2. Sonda za merjenje gostote toplotnega toka.*

3. Temperaturna sonda.*

4. Programska oprema.**

5. Kabel za povezavo z osebnim računalnikom. **

6. Potrdilo o kalibraciji.

7. Navodila za uporabo in potni list za napravo IPP-2.

8. Potni list za termoelektrične pretvornike (temperaturne sonde).

9. Potni list za sondo gostote toplotnega toka.

10. Omrežni adapter.

* - Merilna območja in oblika sonde se določijo v fazi naročila

** - Pozicije se dostavljajo po posebnem naročilu.

V. Priprava naprave za delovanje in izvajanje meritev.

Priprava naprave za delo.

Napravo odstranite iz embalaže. Če napravo prinesemo iz hladnega v topel prostor, je potrebno pustiti, da se naprava 2 uri segreje na sobno temperaturo. Baterijo popolnoma napolnite v štirih urah. Sondo postavite na mesto, kjer boste izvajali meritve. Priključite sondo na instrument. V kolikor bo naprava delovala v povezavi z osebnim računalnikom, je potrebno napravo s povezovalnim kablom povezati na prosti COM vhod računalnika. Povežite omrežno kartico z napravo in namestite programsko opremo v skladu z opisom. Napravo vklopite s kratkim pritiskom na gumb. Po potrebi prilagodite napravo v skladu z odstavkom 2.4.6. Priročniki za uporabo. Pri delu z osebnim računalnikom nastavite omrežni naslov in menjalni tečaj naprave v skladu z odstavkom 2.4.8. Priročniki za uporabo. Začnite meriti.

Spodaj je diagram preklopa v načinu "Delo".

Priprava in izvedba meritev pri toplotnih preizkusih ovoja stavbe.

1. Merjenje gostote toplotnega toka se praviloma izvaja z notranje strani ograjenih konstrukcij zgradb in objektov.

Dovoljeno je meriti gostoto toplotnih tokov z zunanje strani ograjenih konstrukcij, če jih ni mogoče izmeriti od znotraj (agresivno okolje, nihanja parametrov zraka), pod pogojem, da se na površini vzdržuje stabilna temperatura. Kontrola pogojev prenosa toplote se izvaja s temperaturno sondo in sredstvom za merjenje gostote toplotnega toka: pri merjenju 10 minut. njihovi odčitki morajo biti znotraj merilne napake instrumentov.

2. Površine se izberejo specifično ali značilno za celoten testiran ovoj stavbe, odvisno od potrebe po merjenju lokalne ali povprečne gostote toplotnega toka.

Območja, izbrana na ograjeni konstrukciji za meritve, morajo imeti površinsko plast iz istega materiala, enako obdelavo in stanje površine, imeti enake pogoje za prenos sevalne toplote in ne smejo biti v neposredni bližini elementov, ki lahko spremenijo smer in vrednost toplotnih tokov.

3. Površine ograjenih konstrukcij, na katerih je nameščen pretvornik toplotnega toka, se čistijo, dokler se ne odpravijo hrapavosti, vidne in otipljive na dotik.

4. Pretvornik je tesno pritisnjen po celotni površini na obdajajočo konstrukcijo in pritrjen v tem položaju, kar zagotavlja stalen stik pretvornika toplotnega toka s površino preučevanih območij med vsemi nadaljnjimi meritvami.

Pri montaži pretvornika med njim in ograjeno konstrukcijo ni dovoljeno nastajanje zračnih rež. Za njihovo odpravo se na površino merilnih mest nanese tanek sloj tehničnega vazelina, ki prekrije površinske nepravilnosti.

Pretvornik lahko pritrdite vzdolž njegove stranske površine z raztopino gradbenega mavca, tehničnega vazelina, plastelina, palice z vzmetjo in drugih sredstev, ki izključujejo izkrivljanje toplotnega toka v merilnem območju.

5. Pri obratovalnih meritvah gostote toplotnega toka se ohlapna površina pretvornika zlepi s plastjo materiala ali prebarva z barvo z enako ali podobno stopnjo emisivnosti z razliko 0,1 kot material površinske plasti ograjena konstrukcija.

6. Odčitavalna naprava se nahaja na razdalji 5-8 m od mesta merjenja ali v sosednjem prostoru, da se izključi vpliv opazovalca na vrednost toplotnega toka.

7. Pri uporabi naprav za merjenje emf, ki imajo omejitve glede temperature okolice, so nameščene v prostoru s temperaturo zraka, ki je sprejemljiva za delovanje teh naprav, pretvornik toplotnega toka pa je z njimi povezan s podaljški.

8. Oprema po zahtevku 7 je pripravljena za delovanje v skladu z navodili za uporabo ustrezne naprave, vključno z upoštevanjem potrebnega časa izpostavljenosti naprave za vzpostavitev novega temperaturnega režima v njej.

Priprava in meritve

(med laboratorijskim delom na primeru laboratorijskega dela "Raziskave sredstev za zaščito pred infrardečim sevanjem").

Povežite IR vir z vtičnico. Vklopimo vir IR sevanja (zgornji del) in merilnik gostote toplotnega toka IPP-2.

Namestite glavo merilnika gostote toplotnega toka na razdalji 100 mm od vira IR sevanja in določite gostoto toplotnega toka (povprečna vrednost treh do štirih meritev).

Stojalo ročno premaknite po ravnilu, merilno glavo nastavite na razdalje od vira sevanja, navedene v obliki tabele 1, in ponovite meritve. Merilne podatke vnesite v obliko tabele 1.

Zgradite graf odvisnosti gostote IR toka od razdalje.

Ponovite meritve v skladu z odstavki. 1 — 3 z različnimi Podatki meritev vnesti v obliki tabele 1. Izdelajte grafe odvisnosti gostote pretoka IR sevanja od razdalje za vsak zaslon.

Obrazec tabele 1

Ocenite učinkovitost zaščitnega delovanja zaslonov po formuli (3).

Namestite zaščitni zaslon (po navodilih učitelja), nanj položite široko krtačo sesalnika. Vklopite sesalnik v načinu dovoda zraka, simulirajte napravo za izpušno prezračevanje in po 2-3 minutah (po vzpostavitvi toplotnega režima zaslona) določite intenzivnost toplotnega sevanja na enakih razdaljah kot v odstavku 3. Ocenite učinkovitost kombinirane toplotne zaščite po formuli (3).

Odvisnost intenzivnosti toplotnega sevanja od razdalje za dani zaslon v načinu izpušnega prezračevanja je treba narisati na splošnem grafu (glej točko 5).

Določite učinkovitost zaščite z merjenjem temperature za dani zaslon z in brez izpušnega prezračevanja z uporabo formule (4).

Izdelajte grafe učinkovitosti zaščite izpušnega prezračevanja in brez njega.

Sesalnik preklopite v način puhanja in ga vklopite. Z usmerjanjem zračnega toka na površino danega zaščitnega zaslona (način prhanja) ponovite meritve v skladu z odstavki. 7 - 10. Primerjajte rezultate meritev odstavkov. 7-10.

Pritrdite cev sesalnika na eno od stojal in vklopite sesalnik v načinu "puhala", tako da usmerite zračni tok skoraj pravokotno na toplotni tok (rahlo proti) - imitacija zračne zavese. Z merilnikom IPP-2 izmerimo temperaturo infrardečega sevanja brez in z "puhalom".

Izdelajte grafe učinkovitosti zaščite "puhala" po formuli (4).

VI. Rezultati meritev in njihova interpretacija

(na primeru laboratorijskega dela na temo "Raziskave sredstev za zaščito pred infrardečim sevanjem" na eni od tehničnih univerz v Moskvi).

Tabela. Elektrokamin EXP-1,0/220. Stojalo za postavitev zamenljivih paravanov. Stojalo za namestitev merilne glave. Merilnik gostote toplotnega toka IPP-2M. Ravnilo. Sesalnik Typhoon-1200.

Intenzivnost (gostota toka) IR sevanja q je določena s formulo:

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2]

kjer je S površina sevalne površine, m2;

T je temperatura sevalne površine, K;

r je razdalja od vira sevanja, m.

Ena najpogostejših vrst zaščite pred IR sevanjem je zaščita sevalnih površin.

Obstajajo tri vrste zaslonov:

motno;

· pregleden;

prosojen.

Po principu delovanja so zasloni razdeljeni na:

· toplotno odbojna;

· absorbira toploto;

Odvajanje toplote.

Tabela 1

Učinkovitost zaščite pred toplotnim sevanjem s pomočjo zaslonov E je določena s formulami:

E \u003d (q - q3) / q

kjer je q gostota pretoka IR sevanja brez zaščite, W/m2;

q3 je gostota toka IR sevanja z uporabo zaščite, W/m2.

Vrste zaščitnih zaslonov (neprozornih):

1. Zaslon mešan - verižna pošta.

E-pošta = (1550 - 560) / 1550 = 0,63

2. Kovinski zaslon s počrnjeno površino.

E al+ovitek = (1550 - 210) / 1550 = 0,86

3. Aluminijasti zaslon, ki odbija toploto.

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0,99

Narišimo odvisnost gostote IR pretoka od razdalje za vsak zaslon.

Brez zaščite

Kot lahko vidimo, je učinkovitost zaščitnega delovanja zaslonov različna:

1. Najmanjši zaščitni učinek mešanega zaslona - verižne pošte - 0,63;

2. Aluminijast zaslon s črno površino - 0,86;

3. Toplotno odbijajoči aluminijasti zaslon ima največji zaščitni učinek - 0,99.

Pri ocenjevanju toplotne učinkovitosti ovojov in konstrukcij stavb ter ugotavljanju dejanske porabe toplote skozi zunanje ovoje stavb se uporabljajo naslednji glavni regulativni dokumenti:

· GOST 25380-82. Metoda za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoje stavb.

Pri ocenjevanju toplotne učinkovitosti različnih sredstev zaščite pred infrardečim sevanjem se uporabljajo naslednji glavni regulativni dokumenti:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Zrak delovnega prostora. Splošne sanitarne in higienske zahteve.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Sredstva za zaščito pred infrardečim sevanjem. Razvrstitev. Splošne tehnične zahteve.

· GOST 12.4.123-83 „Sistem standardov varnosti pri delu. Sredstva kolektivne zaščite pred infrardečim sevanjem. Splošne tehnične zahteve".

Količina toplote, ki prehaja skozi določeno površino na enoto časa, se imenuje toplotni tok Q, W .

Količina toplote na enoto površine na enoto časa se imenuje gostota toplotnega toka ali specifični toplotni tok in označuje intenzivnost prenosa toplote.

Gostota toplotnega toka q, je usmerjen vzdolž normale na izotermno površino v smeri, ki je nasprotna temperaturnemu gradientu, to je v smeri padajoče temperature.

Če je porazdelitev znana q Na površini F, potem skupna količina toplote Qτ prešla skozi to površino v času τ , lahko najdete po enačbi:

in toplotni tok:

Če vrednost q konstantna na obravnavani površini, potem:

Fourierjev zakon

Ta zakon nastavi količino toplotnega toka pri prenosu toplote s toplotno prevodnostjo. Francoski znanstvenik J. B. Fourier leta 1807 je ugotovil, da je gostota toplotnega toka skozi izotermno površino sorazmerna s temperaturnim gradientom:

Znak minus v (9.6) pomeni, da je toplotni tok usmerjen v nasprotno smer od temperaturnega gradienta (glej sliko 9.1.).

Gostota toplotnega toka v poljubni smeri l predstavlja projekcijo na to smer toplotnega toka v smeri normale:

Koeficient toplotne prevodnosti

Koeficient λ , W/(m·K), v enačbi Fourierovega zakona je numerično enaka gostoti toplotnega toka, ko temperatura pade za en Kelvin (stopinjo) na enoto dolžine. Koeficient toplotne prevodnosti različnih snovi je odvisen od njihovih fizikalnih lastnosti. Za določeno telo je vrednost koeficienta toplotne prevodnosti odvisna od zgradbe telesa, njegove prostorninske teže, vlažnosti, kemične sestave, tlaka, temperature. Pri tehničnih izračunih vrednost λ vzeti iz referenčnih tabel, in je treba zagotoviti, da pogoji, za katere je vrednost koeficienta toplotne prevodnosti podana v tabeli, ustrezajo pogojem izračunanega problema.

Koeficient toplotne prevodnosti je še posebej močno odvisen od temperature. Za večino materialov, kot kažejo izkušnje, je to odvisnost mogoče izraziti z linearno formulo:

kje λ o - koeficient toplotne prevodnosti pri 0 °C;

β - temperaturni koeficient.

Koeficient toplotne prevodnosti plinov, zlasti hlapi, so močno odvisni od tlaka. Številčna vrednost koeficienta toplotne prevodnosti za različne snovi se spreminja v zelo širokem razponu - od 425 W / (m K) za srebro do vrednosti reda 0,01 W / (m K) za pline. To je razloženo z dejstvom, da je mehanizem prenosa toplote s toplotno prevodnostjo v različnih fizičnih medijih drugačen.

Kovine imajo najvišjo vrednost toplotne prevodnosti. Toplotna prevodnost kovin se zmanjša z naraščajočo temperaturo in se močno zmanjša v prisotnosti nečistoč in legirnih elementov. Tako je toplotna prevodnost čistega bakra 390 W / (m K), bakra s sledovi arzena pa 140 W / (m K). Toplotna prevodnost čistega železa je 70 W / (m K), jekla z 0,5% ogljika - 50 W / (m K), legiranega jekla z 18% kroma in 9% niklja - samo 16 W / (m K).

Odvisnost toplotne prevodnosti nekaterih kovin od temperature je prikazana na sl. 9.2.

Plini imajo nizko toplotno prevodnost (približno 0,01...1 W/(m K)), ki se z naraščajočo temperaturo močno poveča.

Toplotna prevodnost tekočin se s povišanjem temperature slabša. Izjema je voda in glicerol. Na splošno je koeficient toplotne prevodnosti kapljajočih tekočin (voda, olje, glicerin) višji kot pri plinih, vendar nižji kot pri trdnih snoveh in znaša od 0,1 do 0,7 W/(m K).

riž. 9.2. Vpliv temperature na toplotno prevodnost kovin

20.03.2014

Merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj stavbe. GOST 25380-82

Toplotni tok - količina toplote, ki se prenese skozi izotermno površino na enoto časa. Toplotni tok se meri v vatih ali kcal/h (1 W = 0,86 kcal/h). Toplotni tok na enoto izotermne površine imenujemo gostota toplotnega toka ali toplotna obremenitev; običajno označeno s q, merjeno v W / m 2 ali kcal / (m 2 × h). Gostota toplotnega toka je vektor, katerega katera koli komponenta je številčno enaka količini toplote, prenesene na enoto časa skozi enoto površine, pravokotno na smer odvzete komponente.

Ta GOST določa metodo za merjenje gostote toplotnega toka, ki prehaja skozi enoslojne in večplastne ovoje zgradb in objektov - javnih, stanovanjskih, kmetijskih in industrijskih.

Trenutno se pri gradnji, prevzemu in obratovanju stavb, pa tudi v stanovanjskem in komunalnem sektorju veliko pozornosti posveča kakovosti opravljene gradnje in notranje opreme, toplotni izolaciji stanovanjskih stavb, pa tudi varčevanju z energijo.

Pomemben parameter vrednotenja v tem primeru je poraba toplote iz izolacijskih konstrukcij. Preizkusi kakovosti toplotne zaščite ovoja stavb se lahko izvajajo v različnih fazah: pri predaji stavb v obratovanje, na končanih gradbiščih, med gradnjo, pri remontu konstrukcij in med obratovanjem stavb za izdelavo energetske izkaznice stavb. , in na pritožbe.

Meritve gostote toplotnega toka je treba izvajati pri temperaturi okolja od -30 do +50 °C in relativni vlažnosti zraka največ 85 %.

Merjenje gostote toplotnega toka omogoča oceno toplotnega toka skozi ovoj stavbe in s tem določitev toplotnih lastnosti stavbe in gradbenih ovojov.

Ta standard se ne uporablja za ocenjevanje toplotne učinkovitosti ograjenih struktur, ki prepuščajo svetlobo (steklo, plastika itd.).

Poglejmo, na čem temelji metoda merjenja gostote toplotnega toka. Na ograjeno konstrukcijo stavbe (konstrukcije) je nameščena plošča (tako imenovana "pomožna stena"). Temperaturna razlika, ki nastane na tej "pomožni steni", je sorazmerna z njeno gostoto v smeri toplotnega toka. Temperaturna razlika se pretvori v elektromotorno silo termoelementnih baterij, ki se nahajajo na “pomožni steni” in so usmerjene vzporedno s toplotnim tokom ter so vezane zaporedno glede na generirani signal. Skupaj "pomožna stena" in sklop termoelementov tvorita merilni pretvornik za merjenje gostote toplotnega toka.

Na podlagi rezultatov merjenja elektromotorne sile baterij termoelementov se izračuna gostota toplotnega toka na predhodno kalibriranih pretvornikih.

Shema za merjenje gostote toplotnega toka je prikazana na risbi.

1 - ograjena konstrukcija; 2 - pretvornik toplotnega toka; 3 - merilnik emf;

t noter, t n- temperatura notranjega in zunanjega zraka;

τ n, τ in, τ’ in- temperatura zunanje in notranje površine ograjene konstrukcije v bližini in pod pretvornikom;

R 1 , R 2 - toplotna upornost ovoja stavbe in pretvornika toplotnega toka;

q 1, q 2- gostota toplotnega toka pred in po pritrditvi pretvornika

Viri infrardečega sevanja. Infrardeča zaščita na delovnem mestu

λ max = 2,9-103 / T [µm] (1)

kjer je T absolutna temperatura sevajočega telesa, K.

Infrardeče sevanje delimo na tri področja:

kratkovalovni (X \u003d 0,7 - 1,4 mikronov);
srednji val (k \u003d 1,4 - 3,0 mikronov):
dolgovalovno (k = 3,0 μm - 1,0 mm).

Na človeško telo imajo električni valovi v IR območju predvsem toplotni učinek. Pri ocenjevanju tega vpliva se upošteva naslednje:

dolžina in intenzivnost vala z največjo energijo;

površina oddane površine;

trajanje izpostavljenosti med delovnim dnem;

trajanje neprekinjene izpostavljenosti;

intenzivnost fizičnega dela;

intenzivnost gibanja zraka na delovnem mestu;

Vrsta tkanine, iz katere je izdelan kombinezon;

posamezne značilnosti telesa.

Kratkovalovno območje vključuje žarke z valovno dolžino λ ≤ 1,4 µm. Zanje je značilna sposobnost prodiranja v tkiva človeškega telesa do globine nekaj centimetrov. Ta vpliv povzroči hude poškodbe različnih človeških organov in tkiv s hudimi posledicami. Poveča se temperatura mišic, pljuč in drugih tkiv. V krvožilnem in limfnem sistemu se tvorijo posebne biološko aktivne snovi. Delo centralnega živčnega sistema je moteno.

Srednjevalovno območje vključuje žarke z valovno dolžino λ = 1,4 - 3,0 μm. Prodirajo le v površinske plasti kože, zato je njihov učinek na človeško telo omejen na povišanje temperature izpostavljenih predelov kože in povišanje telesne temperature.

Dolgovalovno območje - žarki z valovno dolžino λ > 3 μm. Z vplivom na človeško telo povzročijo najmočnejši dvig temperature na izpostavljenih predelih kože, kar moti delovanje dihalnega in srčno-žilnega sistema ter poruši toplotno ravnovesje orgazma, kar vodi do toplotnega udara.

V skladu z GOST 12.1.005-88 intenzivnost toplotne izpostavljenosti delavcev ogrevanim površinam tehnološke opreme in svetlobnih naprav ne sme presegati: 35 W / m 2 pri obsevanju več kot 50% telesne površine; 70 W/m 2 pri izpostavljenosti 25 do 50 % telesne površine; 100 W / m 2 z obsevanjem največ 25%> telesne površine. Iz odprtih virov (segreta kovina in steklo, odprti ogenj) intenzivnost toplotnega sevanja ne sme presegati 140 W / m 2 z izpostavljenostjo največ 25% telesne površine in obvezno uporabo osebne zaščitne opreme, vključno z obrazom in zaščita oči.

Standardi omejujejo tudi temperaturo ogrevanih površin opreme v delovnem prostoru, ki ne sme presegati 45 °C.

Temperatura površine opreme, znotraj katere je temperatura blizu 100 °C, ne sme preseči 35 °C.

Glavne vrste zaščite pred infrardečim sevanjem vključujejo:

1. zaščita časa;

2. zaščita na daljavo;

3. zaščito, toplotno izolacijo ali hlajenje vročih površin;

4. povečanje prenosa toplote človeškega telesa;

5. osebna varovalna oprema;

6. izločitev vira toplote.

Obstajajo tri vrste zaslonov:

motno;

· pregleden;

prosojen.

Pri neprozornih zaslonih se energija elektromagnetnih nihanj med interakcijo s snovjo zaslona pretvori v toplotno energijo. Zaradi te transformacije se zaslon segreje in sam postane vir toplotnega sevanja. Sevanje površine zaslona, ki je nasproti vira, se običajno obravnava kot prepuščeno sevanje vira. Možno je izračunati gostoto toplotnega toka, ki prehaja skozi enoto površine zaslona.

Pri prozornih zaslonih je stvar drugačna. Sevanje, ki pada na površino zaslona, se znotraj njega porazdeli v skladu z zakoni geometrijske optike. To pojasnjuje njegovo optično preglednost.

Prosojni zasloni imajo tako prozorne kot neprozorne lastnosti.

· toplotno odbojna;

· absorbira toploto;

Odvajanje toplote.

Pravzaprav imajo vsi zasloni v eni ali drugi meri lastnost absorbiranja, odboja ali odvajanja toplote. Zato je opredelitev zaslona v posamezno skupino odvisna od tega, katera lastnost je najmočneje izražena.

Zaslone, ki odbijajo toploto, odlikuje nizka stopnja črnine površine. Zato odbijajo večino žarkov, ki padajo nanje.

Med zaslone, ki absorbirajo toploto, sodijo zasloni, pri katerih ima material, iz katerega so izdelani, nizek koeficient toplotne prevodnosti (visok toplotni upor).

Prozorne folije ali vodne zavese delujejo kot zasloni za odvajanje toplote. Uporabite lahko tudi zaslone znotraj steklenih ali kovinskih zaščitnih kontur.

E \u003d (q - q 3) / q (3)

E \u003d (t - t 3) / t (4)

q 3 - gostota pretoka IR sevanja z uporabo zaščite, W / m 2;

t temperatura IR sevanja brez uporabe zaščite, °C;

t 3 - temperatura IR sevanja z uporabo zaščite, ° С.

Uporabljeni instrumenti

Za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoje stavb, in za preverjanje lastnosti toplotnih ščitov so naši strokovnjaki razvili naprave serije .

Območje merjenja gostote toplotnega toka: od 10 do 250, 500, 2000, 9999 W/m2

Področje uporabe:

· Gradnja;

energetski predmeti;

znanstveno raziskovanje itd.

Merjenje gostote toplotnega toka kot indikatorja toplotnoizolacijskih lastnosti različnih materialov izvajajo naprave serije pri:

· termotehnični preizkusi ograjnih konstrukcij;

določanje toplotnih izgub v omrežjih za ogrevanje vode;

izvajanje laboratorijskega dela na univerzah (oddelki "Življenjska varnost", "Industrijska ekologija" itd.).

Na sliki je prikazan prototip stojala "Določanje parametrov zraka v delovnem območju in zaščita pred toplotnimi učinki" BZhZ 3 (proizvajalec Intos + LLC).

Na stojalu je vir toplotnega sevanja (gospodinjski reflektor). Pred virom so postavljeni zasloni iz različnih materialov (kovina, tkanina itd.). Naprava je nameščena za zaslonom znotraj modela sobe na različnih razdaljah od zaslona. Nad sobnim modelom je pritrjena napa z ventilatorjem. Naprava je poleg sonde za merjenje gostote toplotnega toka opremljena s sondo za merjenje temperature zraka v notranjosti modela. Na splošno je stojalo vizualni model za ocenjevanje učinkovitosti različnih vrst toplotne zaščite in lokalnega prezračevalnega sistema.

S pomočjo stojala se ugotavlja učinkovitost zaščitnih lastnosti zaslonov glede na materiale, iz katerih so izdelani, in glede na razdaljo od zaslona do vira toplotnega sevanja.

Načelo delovanja in zasnova naprave IPP-2

Strukturno je naprava izdelana v plastičnem ohišju. Na sprednji plošči naprave so štirimestni LED indikator, gumbi za upravljanje; na stranski površini so priključki za povezavo naprave z računalnikom in omrežno kartico. Na zgornji plošči je konektor za priključitev primarnega pretvornika.

Videz naprave

1 - LED za stanje baterije

2 - LED indikator kršitve praga

3 - Indikator merilne vrednosti

4 - Priključek za merilno sondo

5 , 6 - Gumbi za upravljanje

7 - Konektor za povezavo z računalnikom

8 - Priključek za omrežni adapter

Načelo delovanja

Načelo delovanja naprave temelji na merjenju temperaturne razlike na “pomožni steni”. Velikost temperaturne razlike je sorazmerna z gostoto toplotnega toka. Merjenje temperaturne razlike se izvaja s pomočjo tračnega termoelementa, ki se nahaja znotraj plošče sonde, ki deluje kot "pomožna stena".

Prikaz meritev in načinov delovanja naprave

Naprava zasliši merilno sondo, izračuna gostoto toplotnega toka in njeno vrednost prikaže na LED indikatorju. Interval anketiranja sonde je približno ena sekunda.

Registracija meritev

Podatki, prejeti iz merilne sonde, se z določeno periodo zapišejo v obstojni pomnilnik enote. Nastavitev obdobja, branje in ogled podatkov poteka s programsko opremo.

Komunikacijski vmesnik

S pomočjo digitalnega vmesnika je mogoče iz naprave prebrati trenutne vrednosti merjenja temperature, akumulirane podatke meritev, spreminjati nastavitve naprave. Merilna enota lahko deluje z računalnikom ali drugimi krmilniki preko digitalnega vmesnika RS-232. Menjalni tečaj prek vmesnika RS-232 je nastavljiv po želji uporabnika v območju od 1200 do 9600 bps.

Lastnosti naprave:

možnost nastavitve pragov za zvočne in svetlobne alarme;
prenos izmerjenih vrednosti v računalnik preko vmesnika RS-232.

Modifikacije sond za merjenje gostote toplotnega toka:

Sonde toplotnega toka so zasnovane za merjenje površinske gostote toplotnega toka po GOST 25380-92.

Videz sond toplotnega toka

1. Stiskalna sonda toplotnega toka z vzmetjo PTP-ХХХП je na voljo v naslednjih izvedbah (odvisno od območja merjenja gostote toplotnega toka):

PTP-2.0P: od 10 do 2000 W / m 2;

PTP-9.9P: od 10 do 9999 W / m 2.

2. Sonda toplotnega toka v obliki "kovanca" na gibljivem kablu PTP-2.0.

Območje merjenja gostote toplotnega toka: od 10 do 2000 W/m 2 .

Modifikacije temperaturne sonde:

Videz temperaturnih sond

1. Potopni termočleni TPP-A-D-L na osnovi termistorja Pt1000 (uporovni termočleni) in termočleni ТХА-А-D-L na osnovi termočlenov ХА (električni termočleni) so zasnovani za merjenje temperature različnih tekočih in plinastih medijev, pa tudi razsutih materialov.

Območje merjenja temperature:

Za CCI-A-D-L: od -50 do +150 °С;

Za THA-A-D-L: od -40 do +450 °C.

Dimenzije:

D (premer): 4, 6 ali 8 mm;

L (dolžina): od 200 do 1000 mm.

2. Termočlen ТХА-А-D1/D2-LП na osnovi termočlena ХА (električni termočlen) je namenjen merjenju temperature ravne površine.

Dimenzije:

D1 (premer "kovinskega zatiča"): 3 mm;

D2 (premer baze - "obliž"): 8 mm;

L (dolžina "kovinskega zatiča"): 150 mm.

3. Termočlen ТХА-А-D-LC na osnovi termočlena ХА (električni termočlen) je zasnovan za merjenje temperature cilindričnih površin.

Območje merjenja temperature: od -40 do +450 °С.

Dimenzije:

D (premer) - 4 mm;

L (dolžina "kovinskega zatiča"): 180 mm;

Širina traku - 6 mm.

Dobavni komplet naprave za merjenje gostote toplotne obremenitve medija vključuje:

1. Merilnik gostote toplotnega toka (merilna enota).

2. Sonda za merjenje gostote toplotnega toka.*

3. Temperaturna sonda.*

4. Programska oprema.**

5. Kabel za povezavo z osebnim računalnikom. **

6. Potrdilo o kalibraciji.

7. Navodila za uporabo in potni list za napravo.

8. Potni list za termoelektrične pretvornike (temperaturne sonde).

9. Potni list za sondo gostote toplotnega toka.

10. Omrežni adapter.

* – Merilna območja in oblika sonde se določijo v fazi naročila

** – Artikli so dobavljeni po posebnem naročilu.

Priprava instrumenta za delovanje in izvajanje meritev

1. Napravo odstranite iz embalaže. Če napravo vnesemo iz hladnega v topel prostor, je potrebno pustiti, da se naprava segreje na sobno temperaturo vsaj 2 uri.

2. Napolnite baterije tako, da priključite napajalnik na napravo. Čas polnjenja za popolnoma izpraznjeno baterijo je najmanj 4 ure. Da bi podaljšali življenjsko dobo polnilne baterije, je priporočljivo, da jo enkrat mesečno popolnoma izpraznite, dokler se naprava samodejno ne izklopi in nato popolnoma napolnite.

3. Merilno enoto in merilno sondo povežite s priključnim kablom.

4. Ko napravo dopolnite z diskom s programsko opremo, jo namestite v računalnik. Napravo z ustreznimi povezovalnimi kabli povežite s prostim COM priključkom računalnika.

5. Napravo vklopite s kratkim pritiskom na gumb "Izberi".

6. Ko je naprava vklopljena, se 5 sekund izvaja samotestiranje naprave. V primeru notranjih okvar naprava na indikatorju signalizira številko okvare, ki jo spremlja zvočni signal. Po uspešnem testiranju in zaključku prenosa indikator prikaže trenutno vrednost gostote toplotnega toka. Razlaga testnih napak in drugih napak v delovanju naprave je podana v poglavju 6 tega navodila za uporabo.

7. Po uporabi napravo izklopite s kratkim pritiskom na tipko "Izberi".

8. Če boste napravo shranjevali dlje časa (več kot 3 mesece), morate baterije odstraniti iz prostora za baterije.

Spodaj je prikazan diagram preklopa v načinu »Delovanje«.

Priprava in izvedba meritev pri toplotnih preizkusih ovoja stavbe.

1. Merjenje gostote toplotnega toka se praviloma izvaja z notranje strani ograjenih konstrukcij zgradb in objektov.

2. Površine se izberejo specifično ali značilno za celoten testiran ovoj stavbe, odvisno od potrebe po merjenju lokalne ali povprečne gostote toplotnega toka.

3. Površine ograjenih konstrukcij, na katerih je nameščen pretvornik toplotnega toka, se čistijo, dokler se ne odpravijo hrapavosti, vidne in otipljive na dotik.

5. Med obratovalnimi meritvami gostote toplotnega toka se ohlapna površina pretvornika zlepi s plastjo materiala ali prebarva z barvo z enako ali podobno stopnjo emisivnosti z razliko Δε ≤ 0,1, kot je material iz katerega je izdelan. površinski sloj ograjene konstrukcije.

6. Odčitavalna naprava se nahaja na razdalji 5-8 m od mesta merjenja ali v sosednjem prostoru, da se izključi vpliv opazovalca na vrednost toplotnega toka.

Priprava in meritve

(med laboratorijskim delom na primeru laboratorijskega dela "Preiskava sredstev za zaščito pred infrardečim sevanjem")

Povežite IR vir z vtičnico. Vklopimo vir IR sevanja (zgornji del) in merilnik gostote toplotnega toka IPP-2.

Namestite glavo merilnika gostote toplotnega toka na razdalji 100 mm od vira IR sevanja in določite gostoto toplotnega toka (povprečna vrednost treh do štirih meritev).

Stojalo ročno premaknite po ravnilu, merilno glavo nastavite na razdalje od vira sevanja, navedene v obliki tabele 1, in ponovite meritve. Merilne podatke vnesite v obliko tabele 1.

Zgradite graf odvisnosti gostote IR toka od razdalje.

Ponovite meritve v skladu z odstavki. 1 - 3 z različnimi zaščitnimi zasloni (aluminij, ki odbija toploto, tkanina, ki absorbira toploto, kovina s črno površino, mešana - verižna pošta). Podatke meritev vnesite v obliki tabele 1. Izdelajte grafe odvisnosti gostote pretoka IR sevanja od razdalje za posamezen zaslon.

Obrazec tabele 1

Ocenite učinkovitost zaščitnega delovanja zaslonov po formuli (3).

Odvisnost intenzivnosti toplotnega sevanja od razdalje za dani zaslon v načinu izpušnega prezračevanja je treba narisati na splošnem grafu (glej točko 5).

Določite učinkovitost zaščite z merjenjem temperature za dani zaslon z in brez izpušnega prezračevanja z uporabo formule (4).

Izdelajte grafe učinkovitosti zaščite izpušnega prezračevanja in brez njega.

Pritrdite cev sesalnika na eno od stojal in vklopite sesalnik v načinu "puhala", tako da usmerite zračni tok skoraj pravokotno na toplotni tok (rahlo proti) - imitacija zračne zavese. Z merilnikom izmerite temperaturo infrardečega sevanja brez in z "pihalko".

Izdelajte grafe učinkovitosti zaščite "puhala" po formuli (4).

Rezultati meritev in njihova interpretacija

(na primeru laboratorijskega dela na temo "Raziskave sredstev za zaščito pred infrardečim sevanjem" na eni od tehničnih univerz v Moskvi).

Tabela.
Elektrokamin EXP-1,0/220.
Stojalo za postavitev zamenljivih paravanov.
Stojalo za namestitev merilne glave.
Merilnik gostote toplotnega toka.
Ravnilo.
Sesalnik Typhoon-1200.

Intenzivnost (gostota toka) IR sevanja q je določena s formulo:

q \u003d 0,78 x S x (T 4 x 10 -8 - 110) / r 2 [W / m 2]

kjer je S površina sevalne površine, m 2;

T je temperatura sevalne površine, K;

r - oddaljenost od vira sevanja, m.

Ena najpogostejših vrst zaščite pred IR sevanjem je zaščita sevalnih površin.

Obstajajo tri vrste zaslonov:

motno;

pregleden;

prosojen.

Po principu delovanja so zasloni razdeljeni na:

odbojna toplota;

toplotno absorbira;

odvajanje toplote.

Učinkovitost zaščite pred toplotnim sevanjem s pomočjo ščitov E je določena s formulami:

E \u003d (q - q 3) / q

kjer je q gostota pretoka IR sevanja brez uporabe zaščite, W / m 2;

q3 - gostota pretoka IR sevanja z uporabo zaščite, W/m 2 .

Vrste zaščitnih zaslonov (neprozornih):

1. Zaslon mešan - verižna pošta.

E-verižna pošta \u003d (1550 - 560) / 1550 \u003d 0,63

2. Kovinski zaslon s počrnjeno površino.

E al+ovitek = (1550 - 210) / 1550 = 0,86

3. Aluminijasti zaslon, ki odbija toploto.

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0,99

Narišimo odvisnost gostote IR pretoka od razdalje za vsak zaslon.

Kot lahko vidimo, je učinkovitost zaščitnega delovanja zaslonov različna:

1. Najmanjši zaščitni učinek mešanega zaslona - verižne pošte - 0,63;

2. Aluminijast zaslon s črno površino - 0,86;

3. Toplotno odbijajoči aluminijasti zaslon ima največji zaščitni učinek - 0,99.

Normativne reference

Pri ocenjevanju toplotne učinkovitosti ovojov in konstrukcij stavb ter ugotavljanju dejanske porabe toplote skozi zunanje ovoje stavb se uporabljajo naslednji glavni regulativni dokumenti:

· GOST 25380-82. Metoda za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoje stavb.

Pri ocenjevanju toplotne učinkovitosti različnih sredstev zaščite pred infrardečim sevanjem se uporabljajo naslednji glavni regulativni dokumenti:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Zrak delovnega prostora. Splošne sanitarne in higienske zahteve.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Sredstva za zaščito pred infrardečim sevanjem. Razvrstitev. Splošne tehnične zahteve.

· GOST 12.4.123-83 „Sistem standardov varnosti pri delu. Sredstva kolektivne zaščite pred infrardečim sevanjem. Splošne tehnične zahteve".

GOST 25380-2014

MEDDRŽAVNI STANDARD

STAVBE IN KONSTRUKCIJE

Metoda za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj zgradbe

Zgradbe in objekti. Metoda merjenja gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ograjene konstrukcije

MKS 91.040.01

Datum uvedbe 2015-07-01

Predgovor

Cilji, osnovna načela in osnovni postopek za izvajanje dela na meddržavni standardizaciji so določeni v GOST 1.0-92 "Meddržavni sistem standardizacije. Osnovne določbe" in GOST 1.2-2009 "Meddržavni sistem standardizacije. Meddržavni standardi, pravila, priporočila za meddržavno standardizacijo. Pravila za razvoj, sprejetje, posodobitve in preklice"

O standardu

1 RAZVIL Zvezni državni proračunski zavod "Raziskovalni inštitut za gradbeno fiziko Ruske akademije za arhitekturo in gradbeništvo" (NIISF RAASN) ob sodelovanju SKB Stroypribor LLC

2 PREDSTAVIL tehnični odbor za standardizacijo TC 465 "Konstrukcije"

3 SPREJEL Meddržavni svet za standardizacijo, meroslovje in certifikacijo (Zapisnik z dne 30. septembra 2014 N 70-P)

Glasovali za sprejem:


Kratko ime države po MK (ISO 3166) 004-97		Skrajšano ime nacionalnega organa za standardizacijo
		Ministrstvo za gospodarstvo Republike Armenije
Belorusija		Državni standard Republike Belorusije
Kirgizistan		Kyrgyzstandart
		Moldavija-Standard
		Rosstandart

4 Z odredbo Zvezne agencije za tehnično regulacijo in meroslovje z dne 22. oktobra 2014 N 1375-st je meddržavni standard GOST 25380-2014 začel veljati kot nacionalni standard Ruske federacije od 1. julija 2015.

5 NAMESTO GOST 25380-82

(Sprememba. IUS N 7-2015).

Informacije o spremembah tega standarda so objavljene v letnem informacijskem indeksu "Nacionalni standardi", besedilo sprememb in dopolnitev pa v mesečnem informacijskem indeksu "Nacionalni standardi". V primeru revizije (zamenjave) ali preklica tega standarda bo ustrezno obvestilo objavljeno v mesečnem informacijskem indeksu "Nacionalni standardi". Ustrezne informacije, obvestila in besedila so objavljeni tudi v sistemu javnega obveščanja - na uradni spletni strani Zvezne agencije za tehnično regulacijo in meroslovje na internetu.

DOPOLNJENO, objavljeno v IUS N 7, 2015

Spremenjen s strani proizvajalca baze podatkov

Uvod

Oblikovanje standarda za metodo merjenja gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoje stavb, temelji na zahtevah zveznega zakona N 384-FZ z dne 30. decembra 2009. N 384-FZ * "Tehnični predpisi o varnosti zgradb in objektov", v skladu s katerimi morajo zgradbe in objekti na eni strani izključevati neracionalno porabo energetskih virov med obratovanjem, na drugi strani pa ne ustvarjati pogojev za nesprejemljivo poslabšanje parametrov človekovega okolja in pogojev proizvodnih in tehnoloških procesov.
_______________
* Besedilo dokumenta ustreza izvirniku. - Opomba proizvajalca baze podatkov.

Ta standard je bil razvit z namenom vzpostavitve enotne metode za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ograje ogrevanih zgradb in objektov v laboratorijskih in naravnih pogojih, kar omogoča količinsko opredelitev toplotne učinkovitosti zgradb in objektov ter skladnost z zahtevami. njihovih ovojov stavb z regulativnimi zahtevami, določenimi v veljavnih regulativnih dokumentih, za določitev dejanskih toplotnih izgub skozi zunanje ograjene konstrukcije, preverjanje projektnih rešitev in njihovo izvajanje v zgrajenih zgradbah in objektih.

Standard je eden temeljnih standardov, ki določa parametre za energetski potni list in energetski pregled stavb in objektov v obratovanju.

1 področje uporabe

Ta standard določa enotno metodo za merjenje gostote toplotnih tokov, ki prehajajo skozi enoslojne in večslojne ovoje stanovanjskih, javnih, industrijskih in kmetijskih zgradb in objektov med eksperimentalno študijo in v njihovih delovnih pogojih.

Standard velja za ograjene konstrukcije ogrevanih zgradb, preizkušene v klimatskih pogojih v klimatskih komorah in med obsežnimi termotehničnimi študijami v delovnih pogojih.

2 Normativne reference

Ta standard uporablja sklicevanja na naslednje standarde:

GOST 8.140-2009 Državni sistem za zagotavljanje enotnosti meritev. Državni primarni etalon in državna overitvena shema za merilne instrumente za toplotno prevodnost trdnih snovi od 0,1 do 5 W/(m K) v temperaturnem območju od 90 do 500 K in od 5 do 20 W/(m K) v temperaturno območje od 300 do 1100 K

GOST 6651-2009 Upornostni toplotni pretvorniki. Splošne tehnične zahteve in preskusne metode

GOST 7076-99 Gradbeni materiali in izdelki. Metoda za določanje toplotne prevodnosti in toplotne upornosti v stacionarnem toplotnem režimu

GOST 8711-93 Neposredno delujoči analogni kazalni električni merilni instrumenti in njihovi pomožni deli. 2. del: Posebne zahteve za ampermetre in voltmetre

GOST 9245-79 Potenciometri za merjenje enosmernega toka. Splošne specifikacije

Opomba - Pri uporabi tega standarda je priporočljivo preveriti veljavnost referenčnih standardov v skladu z indeksom "nacionalnih standardov", sestavljenim od 1. januarja tekočega leta, in v skladu z ustreznimi informacijskimi indeksi, objavljenimi v tekočem letu. Če je referenčni standard nadomeščen (spremenjen), potem morate pri uporabi tega standarda voditi nadomestni (spremenjeni) standard. Če je referenčni standard preklican brez zamenjave, velja določba, v kateri je navedeno sklicevanje nanj, če to sklicevanje ni prizadeto.

3 Izrazi in definicije

Za namene tega mednarodnega standarda se uporabljajo naslednji izrazi z ustreznimi definicijami:

3.1 toplotni tok , W: Količina toplote, ki prehaja skozi strukturo ali medij na časovno enoto.

3.2 gostota toplotnega toka (površina) , W/m: Količina toplotnega toka, ki prehaja skozi enoto površine strukture.

3.3 odpornost proti prenosu toplote ovoja stavbe , m°C/W: Vsota odpornosti proti absorpciji toplote, toplotne odpornosti plasti, odpornosti proti prenosu toplote ograjene konstrukcije.

4 Osnovni predpisi

4.1 Bistvo metode

4.1.1 Metoda merjenja gostote toplotnega toka temelji na merjenju temperaturne razlike na »dodatni steni« (plošči), nameščeni na ovoju stavbe. Ta padec temperature, ki je sorazmeren z njegovo gostoto v smeri toplotnega toka, se pretvori v termoEMF (termoelektromotorna sila) z baterijo termočlenov, ki se nahajajo v "dodatni steni" vzporedno s toplotnim tokom in so vezani zaporedno glede na ustvarjenega signala. "Dodatna stena" (plošča) in kup termoelementov tvorita pretvornik toplotnega toka.

4.1.2 Gostota toplotnega toka se meri na lestvici specializirane naprave ITP-MG 4.03 "Flow", ki vključuje pretvornik toplotnega toka, ali pa se izračuna iz rezultatov meritev termoEMF na predhodno kalibriranih pretvornikih toplotnega toka.

Vrednost gostote toplotnega toka je določena s formulo

kjer je gostota toplotnega toka, W/m;

- pretvorbeni faktor, W/m mV;

- vrednost termoelektričnega signala, mV.

Shema za merjenje gostote toplotnega toka je prikazana na sliki 1.

1 - merilna naprava (DC potenciometer po GOST 9245);

2 - priključitev merilne naprave na pretvornik toplotnega toka;

3 - pretvornik toplotnega toka; 4 - raziskana ograjna konstrukcija;

- gostota toplotnega toka, W/m

Slika 1 - Shema za merjenje gostote toplotnega toka

4.2 Naprave

4.2.1 Naprava ITP-MG 4.03 "Flow" * se uporablja za merjenje gostote toplotnih tokov.
________________
* Glej razdelek Bibliografija. - Opomba proizvajalca baze podatkov.

Tehnične značilnosti naprave ITP-MG 4.03 "Flow" so podane v prilogi A.

4.2.2 Med toplotnim preskušanjem ograjenih konstrukcij je dovoljeno meriti gostoto toplotnih tokov z uporabo ločeno izdelanih in kalibriranih pretvornikov toplotnega toka s toplotno upornostjo do 0,005-0,06 m ° C / W in instrumentov, ki merijo termoEMF, ki ga ustvarjajo pretvorniki.

Dovoljena je uporaba pretvornika, katerega zasnova je podana v GOST 7076.

4.2.3 Pretvorniki toplotnega toka po 4.2.2 morajo izpolnjevati naslednje osnovne zahteve:

materiali za "dodatno steno" (plošče) morajo ohraniti svoje fizikalne in mehanske lastnosti pri temperaturi okolja od 243 do 343 K (od minus 30°C do plus 70°C);

materialov ne smemo močiti in vlažiti z vodo v tekoči in parni fazi; razmerje med premerom senzorja in njegovo debelino mora biti vsaj 10;

pretvorniki morajo imeti varovano območje, ki se nahaja okoli baterije termočlena, katerega linearna velikost mora biti vsaj 30 % polmera ali polovica linearne velikosti pretvornika;

pretvornik toplotnega toka mora biti kalibriran v organizacijah, ki so pridobile pravico do proizvodnje teh pretvornikov na predpisan način;

pod zgornjimi okoljskimi pogoji je treba kalibracijske lastnosti pretvornika vzdrževati vsaj eno leto.

4.2.4 Kalibracijo pretvornikov toplotnega toka v skladu s 4.2.2 je dovoljeno izvajati na napravi za določanje toplotne prevodnosti v skladu z GOST 7076, v kateri se gostota toplotnega toka izračuna iz rezultatov merjenja temperaturne razlike na referenčnem vzorci materialov, certificirani v skladu z GOST 8.140 in nameščeni namesto testiranih vzorcev. Metoda kalibracije za pretvornik toplotnega toka je podana v Dodatku B.

4.2.5 Pretvornik se preveri vsaj enkrat letno, kot je navedeno v 4.2.3, 4.2.4.

4.2.6 Za merjenje termoEMF pretvornika toplotnega toka je dovoljena uporaba prenosnega potenciometra PP-63 po GOST 9245, digitalnih voltampermetrov V7-21, F30 po GOST 8711 ali drugih merilnikov termoEMF, izračunana napaka katerega v območju izmerjenega termoEMF pretvornika toplotnega toka ne presega 1 % in katerega vhodna impedanca je vsaj 10-krat večja od notranjega upora pretvornika.

Pri toplotnem testiranju ovoja zgradbe z ločenimi pretvorniki je bolje uporabiti avtomatske zapisovalne sisteme in naprave.

4.3 Priprava na merjenje

4.3.1 Merjenje gostote toplotnega toka se praviloma izvaja z notranje strani ograjenih konstrukcij zgradb in objektov.

Dovoljeno je meriti gostoto toplotnih tokov z zunanje strani ograjenih konstrukcij, če jih ni mogoče izmeriti od znotraj (agresivno okolje, nihanja parametrov zraka), pod pogojem, da se na površini vzdržuje stabilna temperatura. Kontrola pogojev prenosa toplote se izvaja s pomočjo temperaturne sonde in sredstev za merjenje gostote toplotnega toka: pri merjenju 10 minut morajo biti njihovi odčitki znotraj merilne napake instrumentov.

4.3.2 Površine se izberejo specifično ali značilno za celoten preizkušan ovoj stavbe, odvisno od potrebe po merjenju lokalne ali povprečne gostote toplotnega toka.

Območja, izbrana na ograjeni konstrukciji za meritve, morajo imeti površinsko plast iz istega materiala, enako obdelavo in stanje površine, imeti enake pogoje za prenos sevalne toplote in ne smejo biti v neposredni bližini elementov, ki lahko spremenijo smer in vrednost toplotnih tokov.

4.3.3 Območja površine ograjenih konstrukcij, na katerih je nameščen pretvornik toplotnega toka, se očistijo, dokler se ne odstranijo vidne in oprijemljive hrapavosti.

4.3.4 Pretvornik je po celotni površini tesno pritisnjen na obdajajočo konstrukcijo in pritrjen v tem položaju, tako da je med vsemi nadaljnjimi meritvami zagotovljen stalen stik pretvornika toplotnega toka s površino preučevanih območij.

Pri montaži pretvornika med njim in ograjeno konstrukcijo ni dovoljeno nastajanje zračnih rež. Da bi jih izključili, na površino merilnih mest nanesemo tanek sloj tehničnega vazelina, ki prekrije površinske nepravilnosti.

Pretvornik lahko pritrdite vzdolž njegove stranske površine z raztopino gradbenega mavca, tehničnega vazelina, plastelina, palice z vzmetjo in drugih sredstev, ki izključujejo izkrivljanje toplotnega toka v merilnem območju.

4.3.5 Med obratovalnimi meritvami gostote toplotnega toka se na ohlapno površino pretvornika nalepi tanek sloj ovojnega materiala, na katerega je pritrjen pretvornik, ali prebarva z barvo z enako ali podobno stopnjo emisijske sposobnosti z razlika 0,1, kot pri materialu površinske plasti ograjene konstrukcije.

4.3.6 Odčitavalna naprava se nahaja na razdalji 5 do 8 m od mesta merjenja ali v sosednjem prostoru, da se izključi vpliv opazovalca na vrednost toplotnega toka.

4.3.7 Pri uporabi naprav za merjenje termoEMF, ki imajo omejitve glede temperature okolice, so nameščene v prostoru s temperaturo zraka, ki je sprejemljiva za delovanje teh naprav, pretvorniki toplotnega toka pa so na njih povezani s podaljški.

Pri meritvah z napravo ITP-MG 4.03 "Flow" se pretvorniki toplotnega toka in merilna naprava nahajajo v istem prostoru, ne glede na temperaturo zraka v prostoru.

4.3.8 Oprema v skladu s 4.3.7 je pripravljena za delovanje v skladu z navodili za uporabo ustrezne naprave, vključno z upoštevanjem potrebnega časa izpostavljenosti naprave za vzpostavitev novega temperaturnega režima v njej.

4.4 Izvajanje meritev

4.4.1 Merjenje gostote toplotnega toka se izvaja:

pri uporabi naprave ITP-MG 4.03 "Potok" po ponovni vzpostavitvi pogojev izmenjave toplote v prostoru v bližini krmilnih odsekov ograjenih konstrukcij, popačenih med pripravljalnimi operacijami, in po ponovni vzpostavitvi prejšnjega načina prenosa toplote neposredno na testnem območju, ki je bil moteno med pritrjevanjem pretvornikov;

med termičnimi preskusi z uporabo pretvornikov toplotnega toka v skladu s 4.2.2 - po začetku nove stalne izmenjave toplote pod pretvornikom.

Po izvedbi pripravljalnih operacij v skladu s 4.3.2-4.3.5 pri uporabi naprave ITP-MG 4.03 "Potok" se način prenosa toplote na merilnem mestu obnovi približno po 5-10 minutah, pri uporabi pretvornikov toplotnega toka v skladu z 4.2.2 - po 2-6 urah.

Indikator zaključka prehodnega načina prenosa toplote in možnosti merjenja gostote toplotnega toka lahko štejemo ponovljivost rezultatov merjenja gostote toplotnega toka v okviru ugotovljene merilne napake.

4.4.2 Pri merjenju toplotnega toka v ovoju stavbe s toplotno upornostjo, manjšo od 0,6 (m ° C) / W, se temperatura njegove površine hkrati meri s termočleni na razdalji 100 mm od pretvornika, pod njim. ter temperaturo notranjega in zunanjega zraka na razdalji 100 mm od stene.

4.5 Obdelava rezultatov meritev

4.5.1 Pri uporabi naprave ITP-MG 4.03 "Pretok" se vrednost gostote toplotnega toka (W/m) fiksira na zaslonu elektronske enote naprave in se uporablja za toplotne izračune ali zabeleži v arhivu izmerjene vrednosti za kasnejšo uporabo v analitičnih študijah.

4.5.2 Pri uporabi ločenih pretvornikov in milivoltmetrov za merjenje termoEMF se gostota toplotnega toka, ki prehaja skozi pretvornik, W/m, izračuna po formuli (1).

4.5.3 Določitev pretvorbenega faktorja ob upoštevanju preskusne temperature se izvede v skladu z Dodatkom B.

4.5.4 Vrednost gostote toplotnega toka W/m, izmerjena v skladu s 4.2.2, se izračuna po formuli

kjer - zunanja temperatura zraka nasproti pretvornika, ° C;

in - površinska temperatura v merilnem območju v bližini pretvornika toplotnega toka oziroma pod njim, °C.

4.5.5 Rezultati meritev v skladu s 4.5.2 se zapišejo v obliki, podani v Dodatku B.

4.5.6 Rezultat merjenja gostote toplotnega toka se vzame kot aritmetična sredina rezultatov petih meritev na enem mestu pretvornika toplotnega toka na ovoju stavbe.

Priloga A (informativna). Tehnične značilnosti naprave ITP-MG 4.03 "Flow"

Priloga A
(referenca)

Strukturno je merilnik gostote toplotnega toka in temperature ITP-MG 4.03 "Potok" izdelan v obliki elektronske enote in modulov, ki so nanjo povezani preko kablov, na vsakega pa je priključenih 10 senzorjev toplotnega toka in/ali temperature. priključen prek kablov (glejte sliko A.1).

Načelo delovanja merilnika je merjenje termoelektrične moči kontaktnih termoelektričnih pretvornikov toplotnega toka in upora temperaturnih senzorjev.

Pretvornik toplotnega toka je galvanski bakreno-konstantanski termoelement iz več sto zaporedno vezanih termočlenov, bifilarno zloženih v spiralo, napolnjenih z epoksi spojino z različnimi dodatki. Pretvornik toplotnega toka ima dva izhoda (po enega na vsakem koncu zaznavalnega elementa).

Delovanje pretvornika temelji na principu "dodatne stene" (plošče). Pretvornik je pritrjen na površino za izmenjavo toplote preučevanega predmeta in tvori dodatno steno. Toplotni tok, ki poteka skozi pretvornik, ustvarja temperaturni gradient v njem in ustrezen termoelektrični signal.

Kot daljinski temperaturni senzorji v merilniku se uporabljajo platinski uporovni pretvorniki po GOST 6651, ki zagotavljajo merjenje površinskih temperatur s pritrditvijo na proučevane površine, pa tudi temperature zraka in zrnatih medijev s potopitvijo.

1. Meja merjenja:

- gostota toplotnega toka: - 10-999 W/m;

- temperature - od minus 30°С do 100°С.

2. Meje dopustnega osnovnega absolutnega pogreška pri merjenju:

- gostota toplotnega toka: ±6%;

- temperatura: ±0,2°С.

3. Meje dopustnega dodatnega relativnega merilnega pogreška:

- gostota toplotnega toka zaradi temperaturnega odstopanja pretvornikov toplotnega toka od 20°C: ±0,5 %;

- temperatura zaradi temperaturnega odstopanja elektronske enote in modulov od 20°С: ±0,05°С.

4. Toplotna upornost pretvornikov:

- gostota toplotnega toka ne več kot 0,005 m·°С/W;

- temperatura ne več kot 0,001 m·°С/W.

5. Koeficient pretvorbe pretvornikov toplotnega toka ni večji od 50 W/(m·mV).

6. Skupne mere ne presegajo:

- elektronski blok 175x90x30 mm;

- modul 120x75x35 mm;

- temperaturni senzorji premera 12 mm in debeline 3 mm;

- pretvorniki toplotnega toka (pravokotni): od plošč 10x10 mm debeline 1 mm do plošč 100x100 mm debeline 3 mm;

- pretvorniki toplotnega toka (okrogli) iz plošč s premerom 18 mm in debelino 0,5 mm na plošče s premerom 100 mm in debelino 3 mm.

7. Teža ne presega:

- elektronska enota 0,25 kg;

- modul z desetimi pretvorniki (s 5 m kabla) 1,2 kg;

- enojni temperaturni pretvornik (s 5 m kabla) 0,3 kg;

- posamezen pretvornik toplotnega toka (s kablom dolžine 5 m) 0,3 kg.

Slika A.1 - Shema kabelskih povezav za pretvornike toplotnega toka in temperaturne senzorje merilnika pretoka ITP-MG 4.03

Dodatek B (priporočeno). Metoda kalibracije pretvornika toplotnega toka

Izdelan pretvornik toplotnega toka je kalibriran na napravi za določanje toplotne prevodnosti gradbenih materialov po GOST 7076, v kateri sta namesto preskusnega vzorca nameščena kalibriran pretvornik toplotnega toka in referenčni vzorec materiala po GOST 8.140. .

Pri kalibraciji mora biti prostor med ploščo za nadzor temperature naprave in referenčnim vzorcem zunaj pretvornika napolnjen z materialom, ki je po termofizikalnih lastnostih podoben materialu pretvornika, da se zagotovi enodimenzionalnost toplotnega toka, ki prehaja skozi v delovnem delu instalacije. Meritev termoEMF na pretvorniku in referenčnem vzorcu se izvaja z enim od instrumentov, navedenih v 4.2.6.

Koeficient pretvorbe, W / (m mV) pri dani povprečni temperaturi poskusa se ugotovi iz rezultatov meritev gostote toplotnega toka in termoEMF v skladu z naslednjim razmerjem

kjer je vrednost gostote toplotnega toka v poskusu, W/m;

- izračunana vrednost termoEMF, mV.

Gostoto toplotnega toka izračunamo iz rezultatov merjenja temperaturne razlike na referenčnem vzorcu po formuli

kjer je toplotna prevodnost referenčnega materiala, W/(m °C);

, - temperatura zgornje in spodnje površine standarda, ° C;

Standardna debelina, m

Pri kalibraciji pretvornika toplotnega toka je priporočljivo izbrati povprečno temperaturo v poskusih v območju od 243 do 373 K (od minus 30 °C do plus 100 °C) in jo vzdrževati z odstopanjem največ ±2 °. C.

Rezultat določanja pretvorbenega koeficienta se vzame kot aritmetična sredina vrednosti, izračunanih iz rezultatov meritev najmanj 10 poskusov. Število pomembnih števk v vrednosti pretvorbenega faktorja se vzame v skladu z merilno napako.

Temperaturni koeficient pretvornika, °С, se ugotovi iz rezultatov meritev termoEMF v kalibracijskih poskusih pri različnih povprečnih temperaturah pretvornika glede na razmerje

kjer so povprečne temperature pretvornika v dveh poskusih, °С;

, so pretvorbeni koeficienti pri povprečni temperaturi oziroma , W/(m·mV).

Razlika med povprečno temperaturo in ne sme biti manjša od 40°C.

Rezultat določanja temperaturnega koeficienta pretvornika se vzame kot aritmetična srednja vrednost gostote, izračunana iz rezultatov vsaj 10 poskusov z različno povprečno temperaturo pretvornika. Vrednost pretvorbenega faktorja pretvornika toplotnega toka pri preskusni temperaturi, W/(m mV), se ugotovi z naslednjo formulo

kjer je pretvorbeni faktor, ugotovljen pri kalibracijski temperaturi, W/(m mV);

- temperaturni koeficient spremembe kalibracijskega koeficienta pretvornika toplotnega toka, °С;

- razlika med temperaturami pretvornika med meritvijo in med kalibracijo, °C.

Priloga B (priporočeno). Obrazec za zapisovanje rezultatov merjenja toplotnih tokov, ki prehajajo skozi ovoj stavbe


Ime objekta, na katerem se izvajajo meritve

Tip in število pretvornika toplotnega toka

Faktor pretvorbe

pri kalibracijski temperaturi

Temperaturni koeficient oddajnika

Temperature zunanjega in notranjega zraka,

Temperatura površine ograjene konstrukcije blizu
pretvornik in pod njim

Vrednost pretvorbenega faktorja pri temperaturi
testi

Vrsta in številka merilne naprave

Tabela B.1


Vrsta ograjene konstrukcije	Lot številka	Odčitki instrumentov, mV		Vrednost gostote toplotnega toka
		Številka meritve	Povprečje spletnega mesta	pomanjšan	akcija- telo


Podpis operaterja

Datum merjenja

Bibliografija

Državni register merilnih instrumentov Ruske federacije*. Vseruski raziskovalni inštitut za meroslovje in standardizacijo. M., 2010
________________
*Dokument ni citiran. Za več informacij si oglejte povezavo. - Opomba proizvajalca baze podatkov.

UDK 669.8.001.4:006.354 MKS 91.040.01

Ključne besede: prenos toplote, toplotni tok, odpornost na prenos toplote, toplotna upornost, termoelektrični pretvornik toplotnega toka, termočlen
_________________________________________________________________________________________

Elektronsko besedilo dokumenta
pripravil Kodeks JSC in preveril glede na:
uradna objava
M.: Standardinform, 2015

1 Osnovni pojmi in definicije - temperaturno polje, gradient, toplotni tok, gostota toplotnega toka (q, Q), Fourierjev zakon.

temperaturno polje– niz temperaturnih vrednosti na vseh točkah proučevanega prostora za vsak trenutek časa..gif" width="131" height="32 src=">

Količina toplote W, ki prehaja na časovno enoto skozi izotermno površino površine F, se imenuje toplotni tok in se določi iz izraza: https://pandia.ru/text/78/654/images/image004_12.gif" width="15" height="32">, W/m2, se imenuje gostota toplotnega toka: .

Razmerje med količino toplote dQ, J, ki v času dt prehaja skozi osnovno območje dF, ki se nahaja na izotermični površini, in temperaturnim gradientom dt/dn je določeno s Fourierjevim zakonom: .

2. Enačba toplotne prevodnosti, pogoji edinstvenosti.

Diferencialna enačba za toplotno prevodnost je izpeljana z naslednjimi predpostavkami:

Telo je homogeno in izotropno;

Fizikalni parametri so konstantni;

Deformacija obravnavanega volumna, povezana s spremembo temperature, je v primerjavi s samim volumnom zelo majhna;

Notranjih virov toplote v telesu, ki jih v splošnem primeru lahko damo kot , so enakomerno porazdeljeni.

https://pandia.ru/text/78/654/images/image009_5.gif" width="195" height="45 src=">.

Diferencialna enačba prevajanja toplote vzpostavlja razmerje med časovnimi in prostorskimi spremembami temperature na kateri koli točki v telesu, kjer poteka proces prevajanja toplote.

Če vzamemo konstanto termofizičnih lastnosti, ki je bila predpostavljena pri izpeljavi enačbe, dobi difur obliko: https://pandia.ru/text/78/654/images/image011_4.gif" width="51" height=" 44"> - koeficient toplotne difuzivnosti.

in , kje je Laplaceov operator v kartezičnem koordinatnem sistemu.

Potem .

Pogoji edinstvenosti ali robni pogoji vključujejo:

geometrijski pojmi,

3. Toplotna prevodnost v steni (robni pogoji 1. vrste).

Toplotna prevodnost enoslojne stene.

Razmislite o homogeni ravni steni debeline d. Na zunanjih površinah stene se vzdržujeta časovno konstantni temperaturi tc1 in tc2. Toplotna prevodnost materiala stene je konstantna in enaka l.

Poleg tega se v stacionarnem načinu temperatura spreminja samo v smeri, ki je pravokotna na ravnino sklada (os 0x): ..gif" width="129" height="47">

Določimo gostoto toplotnega toka skozi ravno steno. V skladu s Fourierjevim zakonom lahko ob upoštevanju enakosti (*) zapišemo: .

Posledično (**).

Temperaturna razlika v enačbi (**) se imenuje temperaturna razlika. Iz te enačbe je razvidno, da se gostota toplotnega toka q spreminja premosorazmerno s toplotno prevodnostjo l in temperaturno razliko Dt ter obratno sorazmerno z debelino stene d.

Razmerje se imenuje toplotna prevodnost stene, njegova recipročna vrednost pa je https://pandia.ru/text/78/654/images/image023_1.gif" width="213" height="25">.

Toplotno prevodnost l je treba vzeti pri povprečni temperaturi stene.

Toplotna prevodnost večplastne stene.

Za vsak sloj: ; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image027_1.gif" width="433" height="87 src=">

Za primerjavo lastnosti toplotne prevodnosti večplastne ravne stene z lastnostmi homogenih materialov je uveden koncept enakovredna toplotna prevodnost. To je toplotna prevodnost enoslojne stene, katere debelina je enaka debelini obravnavane večslojne stene, tj..gif" width="331" height="52">

Zato imamo:

4. Prenos toplote skozi ravno steno (robni pogoji 3. vrste).

Prenos toplote iz enega gibljivega medija (tekočine ali plina) v drugega skozi trdno steno katere koli oblike, ki ju ločuje, imenujemo prenos toplote. Za značilnosti procesa na mejah stene med prenosom toplote so značilni robni pogoji tretje vrste, ki jih določajo vrednosti temperature tekočine na eni in drugi strani stene, kot tudi ustrezne vrednosti koeficientov prenosa toplote.

Razmislite o stacionarnem procesu prenosa toplote skozi neskončno homogeno ravno steno debeline d. Podane so toplotna prevodnost stene l, temperature okolice tl1 in tl2, koeficienti toplotne prehodnosti a1 in a2. Ugotoviti je treba toplotni tok iz vroče tekočine v hladno in temperature na stenskih površinah tc1 in tc2. Gostota toplotnega toka od vročega medija do stene je določena z enačbo: . Enak toplotni tok se prenaša s toplotno prevodnostjo skozi trdno steno: in od druge stenske površine do hladnega okolja: DIV_ADBLOCK119">

Nato https://pandia.ru/text/78/654/images/image035_0.gif" width="128" height="75 src="> - koeficient toplotne prehodnosti,številčna vrednost k izraža količino toplote, ki prehaja skozi enoto stenske površine na časovno enoto pr temperaturna razlika med vročim in hladnim medijem je 1K in ima enako mersko enoto kot koeficient toplotne prehodnosti, J / (s * m2K) ali W/(m2K).

Recipročna vrednost koeficienta prenosa toplote se imenuje toplotna odpornost na prenos toplote:.

https://pandia.ru/text/78/654/images/image038_0.gif" width="37" height="25"> toplotna odpornost toplotne prevodnosti.

Za sendvič steno .

Gostota toplotnega toka skozi večplastno steno: .

Toplotni tok Q, W, ki poteka skozi ravno steno s površino F, je enak: .

Temperaturo na meji poljubnih dveh plasti pri robnih pogojih tretje vrste lahko določimo z enačbo . Temperaturo lahko določite tudi grafično.

5. Toplotna prevodnost v valjasti steni (robni pogoji 1. vrste).

Oglejmo si stacionarni proces prevajanja toplote skozi homogeno cilindrično steno (cev) dolžine l z notranjim polmerom r1 in zunanjim polmerom r2. Toplotna prevodnost materiala stene l je konstantna vrednost. Na površini stene sta nastavljeni konstantni temperaturi tc1 in tc2.

V primeru (l>>r) bodo izotermne ploskve cilindrične, temperaturno polje pa bo enodimenzionalno. To je t=f(r), kjer je r trenutna koordinata cilindričnega sistema, r1£r£r2..gif" width="113" height="48">.

Uvedba nove spremenljivke nam omogoča, da enačbo pripeljemo v obliko: https://pandia.ru/text/78/654/images/image047.gif" width="107" height="25">, imamo :

https://pandia.ru/text/78/654/images/image049.gif" width="253" height="25 src=">.

Zamenjava vrednosti C1 in C2 v enačbo , dobimo:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image051.gif" width="277" height="25 src=">.

Ta izraz je enačba logaritemske krivulje. Posledično se znotraj homogene cilindrične stene pri konstantni vrednosti toplotne prevodnosti temperatura spreminja po logaritemskem zakonu.

Če želite ugotoviti količino toplote, ki prehaja skozi valjasto stensko površino F na časovno enoto, lahko uporabite Fourierjev zakon:

V enačbo Fourierjevega zakona nadomestimo vrednost temperaturnega gradienta po enačbi dobimo: (*) ® Vrednost Q ni odvisna od debeline stene, temveč od razmerja njenega zunanjega in notranjega premera.

Če navedete toplotni tok na enoto dolžine valjaste stene, potem lahko enačbo (*) zapišete kot https://pandia.ru/text/78/654/images/image056.gif" width="67" height ="52 src="> je toplotni upor toplotne prevodnosti cilindrične stene.

Za večplastno cilindrično steno https://pandia.ru/text/78/654/images/image058.gif" width="225" height="57 src=">.

6. Prenos toplote skozi valjasto steno (robni pogoji 3. vrste).

Vzemimo enakomerno cilindrično steno velike dolžine z notranjim premerom d1, zunanjim premerom d2 in konstantno toplotno prevodnostjo. Podane so temperaturne vrednosti vročega medija tl1 in hladnega medija tl2 ter koeficienta toplotnega prehoda a1 in a2. za stacionarni način lahko zapišemo:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image060.gif" width="116" height="75 src=">.gif" width="157" height="25 src=">

kje - linearni koeficient toplotnega prehoda, označuje intenzivnost prenosa toplote iz ene tekočine v drugo skozi steno, ki ju ločuje; številčno enaka količini toplote, ki prehaja iz enega medija v drugega skozi steno cevi dolžine 1 m na časovno enoto s temperaturno razliko med njima 1 K.

Recipročna vrednost linearnega koeficienta prenosa toplote se imenuje linearna toplotna odpornost na prenos toplote.

Pri večslojni steni je linearna toplotna upornost pri prehodu toplote vsota linearnih toplotnih uporov pri prehodu toplote in vsota linearnih toplotnih uporov pri toplotni prevodnosti plasti.

Temperature na meji med plastmi: https://pandia.ru/text/78/654/images/image065.gif" width="145" height="29">; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image068.gif" width="160" height="25 src=">

kje – koeficient toplotnega prehoda za kroglično steno.

Imenuje se recipročna vrednost koeficienta toplotnega prehoda sferične stene toplotna odpornost na prenos toplote sferične stene.

Mejni pogojisem prijazna.

Naj obstaja krogla z notranjim in zunanjim površinskim polmerom r1 in r2, konstantno toplotno prevodnostjo in danima enakomerno porazdeljenima površinskima temperaturama tc1 in tc2.

Pri teh pogojih je temperatura odvisna samo od polmera r. Po Fourierjevem zakonu je toplotni tok skozi sferično steno enak: .

Integracija enačbe daje naslednjo porazdelitev temperature v sferični plasti:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image073.gif" width="316" height="108">;

Posledično , d - debelina stene.

Porazdelitev temperature: ® pri stalni toplotni prevodnosti se temperatura v sferični steni spreminja po hiperboličnem zakonu.

8. Toplotna odpornost.

Enoslojna ravna stena:

Robni pogoji 1. vrste

Razmerje se imenuje toplotna prevodnost stene, njegova recipročna vrednost pa je https://pandia.ru/text/78/654/images/image036_0.gif" width="349" height="55">.

Enoslojna cilindrična stena:

Robni pogoji 1. vrste

Vrednost https://pandia.ru/text/78/654/images/image076.gif" width="147" height="56 src=">)

Robni pogoji 3. vrste

Linearna toplotna odpornost na prenos toplote: https://pandia.ru/text/78/654/images/image078.gif" width="249" height="53"> (večslojna stena)

9. Kritični premer izolacije.

Oglejmo si primer, ko je cev prekrita z enoslojno toplotno izolacijo z zunanjim premerom d3. ob predpostavki danih in konstantnih koeficientov toplotne prehodnosti a1 in a2, temperatur obeh tekočin tl1 in tl2, toplotne prevodnosti cevi l1 in izolacije l2.

Po enačbi , izraz za linearno toplotno odpornost na prenos toplote skozi dvoslojno cilindrično steno ima obliko: https://pandia.ru/text/78/654/images/image080.gif" width="72" height=" 52 src="> se bo povečal, izraz pa se bo zmanjšal. Z drugimi besedami, povečanje zunanjega premera izolacije povzroči povečanje toplotne odpornosti proti toplotni prevodnosti izolacije in zmanjšanje toplotne odpornosti proti prenosu toplote na njegova zunanja površina. Slednje je posledica povečanja površine zunanje površine.

Ekstremna funkcija Rl – – kritični premer označeno kot dcr. Služi kot indikator primernosti materiala za uporabo kot toplotna izolacija za cev z danim zunanjim premerom d2 pri danem koeficientu toplotne prehodnosti a2.

10. Izbira toplotne izolacije glede na kritični premer.

Glej vprašanje 9. Premer izolacije mora presegati kritični premer izolacije.

11. Prenos toplote skozi rebrasto steno. Faktor plavuti.

Razmislite o rebrasti steni z debelino d in toplotno prevodnostjo l. Na gladki strani je površina F1, na rebrasti strani pa F2. nastavljeni sta časovno konstantni temperaturi tl1 in tl2 ter koeficienta toplotne prehodnosti a1 in a2.

Temperaturo gladke površine označimo s tc1. Predpostavimo, da sta temperaturi površin reber in same stene enaki in enaki tc2. Takšna predpostavka na splošno ne ustreza resničnosti, vendar poenostavlja izračune in se pogosto uporablja.

Ko je tl1 > tl2, lahko zapišemo naslednje izraze za toplotni tok Q:

;;https://pandia.ru/text/78/654/images/image086.gif" width="148" height="28 src=">

kje – koeficient toplotne prehodnosti za rebrasto steno.

Pri izračunu gostote toplotnega toka na enoto površine nerebraste stene dobimo: . k1 je koeficient toplotnega prehoda glede na površino nerebraste stene.

Imenuje se razmerje med površino rebraste površine in površino gladke površine F2/F1 koeficient plavuti.

12. Nestacionarna toplotna prevodnost. Vodilna točka. Fizični pomen Bi, Fo.

Nestacionarna toplotna prevodnost je proces, pri katerem se temperatura na določeni točki trdne snovi s časom spreminja, niz navedenih temperatur pa tvori nestacionarno temperaturno polje, katerega odkrivanje je glavna naloga nestacionarne termične prevodnost. Prehodni procesi toplotnega prevajanja so zelo pomembni za ogrevalne, prezračevalne, klimatizacijske inštalacije, oskrbo s toploto in naprave za proizvodnjo toplote. Stavbne ograje doživljajo časovno spremenljive toplotne učinke tako iz zunanjega zraka kot s strani prostora, zato se v nizu ovoja stavbe izvaja proces nestacionarnega prevajanja toplote. Problem iskanja tridimenzionalnega temperaturnega polja je mogoče formulirati v skladu z načeli, ki so opisana v razdelku "Matematična formulacija problemov prenosa toplote". Formulacija problema vključuje enačbo toplotne prevodnosti: , kjer je toplotna difuzivnost m2/s, ter pogoje edinstvenosti, ki omogočajo izločitev ene same rešitve iz množice rešitev enačbe, ki se razlikujejo po vrednosti integrirnih konstant.

Pogoji edinstvenosti vključujejo začetne in robne pogoje. Začetni pogoji določajo vrednosti želene funkcije t v začetnem časovnem trenutku na celotnem območju D. Kot območje D, v katerem je potrebno najti temperaturno polje, bomo obravnavali pravokotni paralelepiped z dimenzijami 2d, 2ly, 2lz, na primer element gradbene konstrukcije. Potem lahko začetne pogoje zapišemo kot: za t =0 in - d£x£d; - ly£y£ly; -lz£z£lz imamo t = t(x, y, z, 0) = t0(x, y, z). Iz tega vnosa je razvidno, da se izhodišče kartezičnega koordinatnega sistema nahaja v središču simetrije paralelepipeda.

Robne pogoje oblikujemo v obliki robnih pogojev tretje vrste, ki jih v praksi pogosto srečujemo. Robni pogoji vrste III določajo za kateri koli trenutek časa na mejah območja D koeficient prenosa toplote in temperaturo okolja. V splošnem primeru so lahko te vrednosti različne v različnih delih površine S območja D. Za primer enakega koeficienta toplotne prehodnosti a na celotni površini S in povsod enake temperature okolice tzh lahko robne pogoje tretje vrste pri t > 0 zapišemo kot: ; ;

kje . S je površina, ki omejuje območje D.

Temperatura v vsaki od treh enačb je vzeta na ustrezni strani paralelepipeda.

Oglejmo si analitično rešitev zgoraj formuliranega problema v enodimenzionalni različici, to je pod pogojem ly, lz »d. V tem primeru je potrebno najti temperaturno polje oblike t = t(x, t). Napišimo izjavo o problemu:

enačba ;

začetni pogoj: pri t = 0 imamo t(x, 0) = t0 = const;

robni pogoj: za x = ±d, t > 0 imamo https://pandia.ru/text/78/654/images/image095.gif" width="141" height="27"> Težava je v da dobimo specifično formulo t = t(x, t), ki omogoča iskanje temperature t na kateri koli točki plošče v poljubnem trenutku.

Formulirajmo problem v brezdimenzionalnih spremenljivkah, s tem bomo zmanjšali vnose in naredili rešitev bolj univerzalno. Brezdimenzijska temperatura je , brezdimenzijska koordinata je X = x/d..gif" width="149" height="27 src=">.gif" width="120" height="25">, kjer je – biotsko številko.

Formulacija problema v brezdimenzijski obliki vsebuje en sam parameter - Biotovo število, ki je v tem primeru merilo, saj je sestavljeno samo iz količin, vključenih v pogoj edinstvenosti. Uporaba Biotovega števila je povezana z iskanjem temperaturnega polja v trdni snovi, zato je imenovalec Bi toplotna prevodnost trdne snovi. Bi je vnaprej določen parameter in je merilo.

Če upoštevamo 2 procesa nestacionarnega prevajanja toplote z enakimi Biotovimi številkami, potem sta po tretjem podobnostnem izreku ti procesi podobni. To pomeni, da bodo na podobnih točkah (tj. pri X1=X2; Fo1=Fo2) brezrazsežne temperature numerično enake: Q1=Q2. zato bomo z enim izračunom v brezdimenzijski obliki dobili rezultat, ki velja za razred podobnih pojavov, ki se lahko razlikujejo v dimenzijskih parametrih a, l, d, t0 in tl.

13. Nestacionarna toplotna prevodnost za neomejeno ravno steno.

Glej vprašanje 12.

17. Enačba energije. pogoji za nedvoumnost.

Energijska enačba opisuje proces prenosa toplote v snovnem mediju. Hkrati je njena distribucija povezana s pretvorbo v druge oblike energije. Zakon o ohranitvi energije v povezavi s procesi njene transformacije je oblikovan v obliki prvega zakona termodinamike, ki je osnova za izpeljavo energetske enačbe. Predpostavlja se, da je medij, v katerem se širi toplota, zvezen; lahko miruje ali se premika. Ker je primer gibljivega medija bolj splošen, za tok uporabimo izraz za prvi zakon termodinamike: (17.1) , kjer je q dovedena toplota, J/kg; h je entalpija, J/kg; w je hitrost medija v obravnavani točki, m/s; g je pospešek prostega pada; z je višina, na kateri se nahaja obravnavani element medija, m; ltr je delo proti silam notranjega trenja, J/kg.

V skladu z enačbo 17.1 se dovod toplote porabi za povečanje entalpije, kinematične energije in potencialne energije v gravitacijskem polju ter za opravljanje dela proti viskoznim silam..gif" width="265 height=28" height=" 28"> (17.2) .

T. do. (17.3) .

Izračunajmo količino vhodne in izhodne toplote na časovno enoto za srednji element v obliki pravokotnega paralelopipeda, katerega dimenzije so dovolj majhne, da predpostavimo linearno spremembo gostote toplotnega toka v njegovih mejah..gif" širina ="236" height="52 ">; njihova razlika je .

Če izvedemo podobno operacijo za osi 0y in 0z, dobimo razlike: razlika dobimo posledično količino toplote, dovedene (ali odvzete) elementu na časovno enoto.

Omejimo se na primer toka z zmerno hitrostjo, takrat je dovedena količina toplote enaka spremembi entalpije. Če predpostavimo, da je elementarni paralelepiped nepremično pritrjen v prostoru in so njegove ploskve prepustne za tok, potem lahko navedeno razmerje predstavimo kot: https://pandia.ru/text/78/654/images/image114.gif" width="18" height="31"> – hitrost spremembe entalpije na fiksni točki v prostoru, ki jo oklepa elementarni paralelepiped; znak minus je uveden, da se ujema s prenosom toplote in spremembo entalpije: posledični dotok toplota<0 должен вызывать увеличение энтальпии.

(17.10) .

Izpeljava energijske enačbe se zaključi z zamenjavo izrazov (17.6) in (17.10) v enačbo (17.4). ker je ta operacija formalne narave, bomo izvedli transformacije samo za os 0x: (17.11) .

Pri konstantnih fizikalnih parametrih medija dobimo naslednji izraz za odvod: (17.12) . Ko smo prejeli podobne izraze za projekcije na druge osi, bomo iz njih sestavili vsoto v oklepajih na desni strani enačbe (17.4). In po nekaj preobrazbah dobimo energijska enačba za nestisljiv medij pri zmernih pretokih:

(17.13) .

Leva stran enačbe označuje hitrost spremembe temperature gibajočega se delca tekočine. Desna stran enačbe je vsota derivatov oblike in zato določa posledično dovajanje (ali odvzem) toplote zaradi toplotnega prevoda.

Tako ima energetska enačba jasen fizikalni pomen: sprememba temperature gibajočega se posameznega delca tekočine (leva stran) je določena z dotokom toplote v ta delec iz tekočine, ki ga obdaja, zaradi prevodnosti toplote (desna stran).

Za stacionarno okolje konvektivni členi https://pandia.ru/text/78/654/images/image128.gif" width="168" height="51">.gif" width="76" height="20 src= ">.

pogoji za nedvoumnost.

Diferencialne enačbe imajo neskončno število rešitev, formalno se to dejstvo odraža v prisotnosti poljubnih integracijskih konstant. Za rešitev določenega inženirskega problema je treba enačbam dodati nekaj dodatnih pogojev, povezanih z bistvom in posebnostmi tega problema.

Polja želenih funkcij - temperature, hitrosti in tlaka - najdemo v določenem območju, za katerega moramo določiti obliko in dimenzije, ter v določenem časovnem intervalu. Za izpeljavo ene same rešitve problema iz niza možnih je potrebno nastaviti vrednosti iskanih funkcij: v začetnem trenutku na celotnem obravnavanem območju; kadarkoli na mejah obravnavanega območja.

Oddelki