Сопротивление теплопередаче ограждающих конст-ий

• ⇐ Назад
123
4
Далее ⇒

Определяют требуемое сопротивление теплопередаче ограждающей конструкции по выражению:

, (м^2оС)/Вт (1)

где n - коэффициент, зависящий от положения наружной поверхности ограждения по отношению к наружному воздуху, - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждающих конструкций, Вт/ м^{2 О}С , [1, табл. 5.4]; t_В - расчетная температура внутреннего воздуха, ^ОС t_Н - расчетная температура наружного воздуха, принимаемая в зависимости от тепловой инерции Дограждающей конструкции.

Обычно при подсчете R_О^ТР значение тепловой инерции Д заранее неизвестно, поэтому для определения t_Н следует ориентировочно принять величину Д с последующей проверкой в конце расчета.

Если Д 1,5 , то t_Н=t_Х.С. обеспеченностью 0, 98;

1,5 < Д 4 , тоt_Н=t_Х.С. обеспеченностью 0,92;

4 < Д 7 , то t_Н= обеспеченностью 0,92;

Д > 7 , то t_н= t₅ обеспеченностью 0,92, округляя до целого градуса; _Dt^Н, ^ОС - расчетный температурный перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции.

Сопротивление теплопередаче R_О наружных дверей (кроме балконных), ворот принимают не менее 0,6 R_О^ТР стены, определяемого по формуле (1) при t_Н = t₅обеспеченностью 0,92.

3.2.2. Определяют экономически целесообразное сопротивление теплопередаче R_эк, (м²·^ОС/ Вт) на основе выбора толщины утеплителя по формуле:

(2);

 

где t_В - то же, что и в формуле (1); С_Э- стоимость тепловой энергии, руб/Гдж, принимаемая по действующим ценам (в курсовом проекте принять С_Э= 3,35 руб/:); Z_ОТ - продолжительность отопительного периода, сут., t_Н.ОТ. - средняя за отопительный период температура наружного воздуха ^ОС С_УТ - стоимость материала однослойной или теплоизоляционного материала многослойной ограждающей конструкции, руб/м³, принимаемая по действующим ценам ; _УТ- коэффициент теплопроводности материала однослойной или теплоизоляционного слоя многослойной конструкции ограждения (м²·^ОС/ Вт).

При наличии в теплоизоляционном слое ограждения сквозных включений из материалов с другим, чем у материала этого слоя коэффициентом теплопроводности для определения экономически целесообразного сопротивления теплопередаче принимают приведенный коэффициент _ПР :

, ( 3 ),

где ₁ и F₁ - коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая теплоизоляционным материалом; ₂ и F₂- коэффициент теплопроводности и площадь участка, занимаемая материалом включения.

R_норм принимаем по СНиПу.

35.Нагр.приборы систем центр. отопления отдельных видов отопительных приборов Отопительные приборы, применяемые в системах цен­трального отопления, подразделяются: по преобладаю­щему способу теплоотдачи — на радиационные (подвес­ные панели), конвективно-радиационные (приборы с глад­кой внешней поверхностью) и конвективные (конвекторы с ребристой поверхностью и ребристые трубы); по виду материала — на приборы металлические (чугунные из серого чугуна и стальные из листовой стали и стальных труб), малометаллические (комбинированные) и неме­таллические (керамические радиаторы, бетонные панели с заделанными стеклянными или пластмассовыми труба­ми или с пустотами, вообще без труб и др.); по характеру внешней поверхности — на гладкие (радиаторы, панели гладкотрубные приборы), ребристые (конвекторы, реб­ристые трубы, калориферы).

Радиаторы чугунные и стальные штампованные. Про­мышленность выпускает секционные и блочные чугунные радиаторы. Секционные радиаторы собирают из отдель­ных секций, блочные — из блоков в две — четыре сек­ции. Секции радиаторов, в зависимости от числа верти­кальных каналов, подразделяют на одно-, двух- и много­канальные.

Допускается прокладка из термостойкой резины и из других термостойких материалов, обеспечивающих герме­тичность соединений. Обычную резину использовать для прокладок не разрешается.

Наиболее распространены чугунные радиаторы МС-140.МС-90.М-90 с двумя колонка­ми по глубине.

По монтажной высоте радиаторы подразделяют на высокие — 1000 мм, средние — 500 мм, низкие — 300 мм. Наиболее широко применяют средние радиаторы.

Производство чугунных радиаторов требует большого расхода металла, они трудоемки в изготовлении и монтаже.

Стальные радиаторы типа РСВ1 и РСГ2 по сравне­нию с литыми чугунными имеют примерно вдвое мень­шую массу, на 25—30 % дешевле, на транспортирование и монтаж требуются меньшие затраты. Благодаря малой строительной глубине их удобно устанавливать открыто под окнами и у стены. Область применения стальных ра­диаторов-панелей ограничена системами отопления, ис­пользующими обработанную теплофикационную воду, корродирующее действие которой незначительно.

Ребристые трубы. Ребристые трубы изготовляют чу­гунными длиной 0,5; 0,75; 1; 1,5 и 2 м с круглыми ребра­ми и поверхностью нагрева 1; 1,5; 2; 3 и 4 м² .На концах трубы предусмотрены фланцы для присоеди­нения их к фланцам теплопровода системы отопления. Ребристые трубы в помеще­ниях с продолжительным пребыванием людей не уста­навливают.

Конвекторы. В последние годы стали широко приме­няться конвекторы — отопительные приборы, передаю­щие теплоту в основном конвективным путем.

 

36.Требования, предъявляемые к нагревательным приборам.Отопительные приборы являются основным элемен­том системы отопления и должны отвечать определенным теплотехническим, санитарно-гигиеническим, технико-эко­номическим, архитектурно-строительным и монтажным требованиям.

Теплотехнические требования заключаются в основ­ном в том, что отопительные приборы должны хорошо передавать теплоту от теплоносителя (воды или пара) отапливаемым помещениям, т.е. чтобы коэффициент теплопередачи их был как можно выше, не менее 9— 10 Вт/(м²-К).

Санитарно-гигиенические, предъявляемые к отопительным приборам, заключаются в том, чтобы конструкция и форма (вид) их поверхности не приводи­ли к скоплению пыли и позволяли ее легко удалять.

Технико-экономические : ми­нимальная заводская стоимость; минимальный расход металла; соответствие конструкции прибора требовани­ям технологии их массового производства; секционность, позволяющая компоновать прибор с требуемой площадью поверхности нагрева.

Критерием для теплотехнической и технико-экономи­ческой опенки металлических отопительных приборов служит тепловое напряжение металла прибора М, Вт/(кг-К), что представляет отношение величины тепло­вого потока прибора при разности средних температур

поверхности прибора и окружающего воздуха помещения в 1 ⁰С, отнесенной к массе металла прибора!

M = Q_пр/G∆t,

где Q_пр — количество теплоты, отдаваемой прибором, Вт; G — мас­са прибора, кг; ∆t — разность средних температур поверхности при­бора и окружающего воздуха (t_Пр—tв).

Архитектурно-строительные: включают со­кращение площади, занимаемой отопительными прибо­рами, и обеспечение их приятного внешнего вида.

Монтажные требования:отражают прежде всего не­обходимость повышения производительности труда при изготовлении и монтаже отопительных приборов.

 

37.Размещение и установка отопительных приборов. Отопительные приборы системы центрального отопле­ния размещают у наружных стен , преимущест­венно под окнами, так как в результате уменьшаются холодные токи воздуха вблизи окон. С целью минималь­ного выступа приборов в помещение в стене часто дела­ют ниши глубиной до 130 мм. При такой глубине коэф­фициент теплопередачи прибора принимают такой же, как и для прибора, установленного без ниши.

Отопительные приборы, установленные в лестничных клетках, не должны выступать из плоскости стен на уров­не движения людей и сокращать требуемую нормами ши­рину маршей и площадок.

.Приборы не следует загораживать мебелью, так как это уменьшает их теплопередачу и за­трудняет очистку от пыли. Декоративные экраны (решет­ки) допускается предусматривать у отопительных при­боров (кроме конвекторов с кожухами) в общественных зданиях, обеспечивая доступ к отопительным приборам для очистки.

Присоединение отопительных приборов к теплопрово­дам может осуществляться по трем схемам (схемы пода­чи и отвода воды из приборов), которые кратко называ­ются: «сверху вниз» «снизу вниз» и «снизу вверх». Наиболее эффективна схема «сверху вниз», при которой плотность теплового потока отопи­тельного прибора f/„_P всегда выше за счет наиболее рав­номерной и высокой температуры поверхности прибора, чем при схеме «снизу вниз» и особенно «снизу вверх».

В двухтрубных и однотрубных системах с верхней прокладкой подающей магистрали наиболее целесооб­разно размещать приборы по отношению к стоякам та­ким образом, чтобы каждый стояк имел двустороннюю нагрузку.К.стоякам, питающим приборы лестничных клеток, нельзя присоединять приборы других помещений.

 

Разностороннее присоединение теплопроводов к ото­пительному прибору при схеме «сверху вниз» применя­ется в тех случаях, когда горизонтальная обратная маги­страль системы находится под прибором ,над прибором и при внутренней установке крупного прибора. Хотя теплотехнически преимущество имеет разностороннее присоединение теп­лопроводов, на практике чаще используется односторон­нее присоединение.

Площадь поверхности отопительных приборов F_р измеряют в настоящее время только в м². Для расчета F_p прежде всего необходимо определить величину теп­лового потока отопительного прибора, обусловленного его поверхностной плотностью,т. е. значением теплового потока qпр, передаваемого от теплоносителя в окружа­ющую среду через 1 м² площади поверхности прибора.

Как следует из основного уравнения теплопередачи , плотность теплового потока приборов, являясь произведением коэффициента теплопередачи на температурный напор, зависит от тех же факторов, что и ко­эффициент теплопередачи. Поэтому на практике для уп­рощения расчетов определяют с учетом всех факторов сразу плотность теплового потока отопительного при­бора q_пр. Для этого используют так называемую номи­нальную плотность теплового потока

 

 

39.В системах парового отопления используется свой­ство пара при конденсации выделять скрытую теплоту фазового превращения. При конденсации в нагрева­тельном приборе 1 кг пара помещение получает около 2260 кДж теплоты.

По сравнению с системами водяного отопления си­стемы парового отопления имеют следующие преиму­щества:

1) стоимость теплопроводов в системах парового отопления ниже, чем в системах водяного ото­пления;

2) больший коэффициент теплоотдачи от пара к стен­кам отопительного прибора (за счет высокой величины скрытой теплоты фазового превращения)

3) быстрый прогрев помещений и выключение систе­мы из работы;

4) возможность использования систем отопления в зданиях повышенной этажности вследствие малой плот­ности пара.

не­достатки:

1) невозможность центрального качественного регу­лирования (изменения температуры теплоносителя) по­дачи теплоты, вследствие чего в помещении трудно под­держивать постоянную и равномерную температуру;

2) загрязнение воздуха продуктами сухой возгонки (разложения) органической пыли, оседающей на по­верхность отопительных приборов;

3) большие теплопотери паропроводов;

4) сокращение срока службы паропроводов в резуль­тате попадания воздуха в систему при периодическом ее отключении, вызывающего интенсификацию корро­зии, особенно конденсатопроводов.

КласификацияПо величине давления, подаваемого в систему отоп­ления, различают системы отопления высокого(р_изб>0,07 МПа), низкого(р_изб<0,07 МПа) давления и ва­куум-паровые(Рабс<0,1 МПа).

По способу возврата конденсата системы парового отопления подразделяются на замкнутые (конденсат благодаря наклону трубопроводов самотеком возвраща­ется из отопительных приборов в котел или в тепловую сеть) и разомкнутые(конденсат поступает сначала в конденсаторный бак, а затем перекачивается насосом в котел или в тепловую сеть).

По месту расположения паропровода и схеме стоя­ков системы парового отопления можно выполнять так же, как и системы водяного отопления, т.е. с верхним, нижним и промежуточным распределением пара при однотрубной и двухтрубной схемах обслуживания ото­пительных приборов.

52.Воздухообменом называется частичная или полная замена воздуха, содержащего вредные выделения, чис­тым атмосферным воздухом. Количество воздуха, пода­ваемого или удаляемого за 1ч из помещения, отнесенное к его внутренней кубатуре, принято называть крат­ностью воздухообмена. При этом знаком (+) обознача­ется воздухообмен по притоку, знаком (—) — по вытяж­ке, т. е.

±n = L/V_a.

Воздухообмен в помещениях L, м³/ч, определяется отдельно для теплого и холодного периодов года и пере­ходных условий при плотности приточного и удаляемого воздуха 1,2 кг/м³ по следующим формулам:

а) по избыткам явной теплоты

L=L_об(р)з+(3.6Q_явн-c L_об(р)з(t_об(р)з-t_пр))/с(t_в-t_пр)

б) по массе выделяющихся вредных веществ

L=L_об(р)з+(m_ро- L_об(р)з(k_об(р)з-t_пр))/(k_в-k_пр)

Если в помещение выделяется несколько вредных ве­ществ, обладающих эффектом суммации действия, необ­ходимо воздухообмен определять, суммируя расходы воздуха, рассчитанные по каждому из этих веществ;

в) по избыткам влаги (водяного пара)

L=L_об(р)з+(G- 1.2L_об(р)з(d_об(р)з-d_пр))/1.2(d_в-d_пр)

В помещениях с избыточной влагой (театрах, столо­вых, банях, прачечных и т. п.) необходимо делать про­верку достаточности воздухообмена для предупреждения образования конденсата на внутренней поверхности на­ружных ограждений при расчетных параметрах наруж­ного воздуха в холодный период года;

г) по избыткам полной теплоты

L=L_об(р)з+(3.6Q_полн- 1.2L_об(р)з(L_об(р)з-L_пр))/1.2(L_в-L_пр)

 

д) по нормируемой кратности воздухообмена

L = Vn;

е) по нормируемому удельному расходу приточного воздуха :L = FL_пр;

Параметр k_об(р)з принимают равным ПДК в рабочей зоне помещения, а параметры воздуха t_об(р)з d_об(р)з L_об(р)з — равными расчетным параметрам в обслуживае­мой или рабочей зоне помещения по разд. II [11].

За расчетное значение воздухообмена следует при­нять большую из величин, полученных по приведенным формулам.

По способу организации воздухообменав помещени­ях вентиляция может быть общеобменной, местной (ло­кализующей), смешанной, аварийной и противодымной.Общеобменнаявентиляция предусматривается для создания одинаковых условий воздушной среды (темпе­ратуры, влажности, чистоты воздуха и его подвижности) во всем помещении, главным образом в рабочей зоне (Я = 1,5—2 м от пола), когда какие-либо вредные веще­ства распространяются по всему объему помещения или нет возможности уловить их в местах выделения.

При местной вытяжной вентиляции загрязненный воздух удаляется прямо из мест его загрязнения. Мест­ная приточная вентиляция применяется в тех случаях, когда свежий воздух требуется лишь в определенных местах помещения (на рабочих местах). Примером такой вентиляции может служить воздушный душ — струя воз­духа, направленная непосредственно на рабочее место.

Смешанные системы,применяемые главным образом в производственных помещениях, представляют собой комбинации общеобменной вентиляции с местной .

Аварийные вентиляционные установки предусматри­вают в помещениях, в которых возможно внезапное не­ожиданное выделение вредных веществ в количествах, значительно превышающих допустимые. Эти установки включают только в случае, если необходимо быстро уда­лить вредные выделения.

Противодымная вентиляция предусматривается для обеспечения эксплуатации людей из помещений здания в начальной стадии пожара.

 

53.Системами естественной вентиляции на­зываются системы, в которых подача наружного воздуха или удаление загрязненного осуществляется по специ­альным каналам, предусмотренным в конструкциях зда­ния, или приставным воздуховодам. Воздух в этих систе­мах перемещается вследствие разности давлений наруж­ного и внутреннего воздуха.

В системах естественной вентиляции величина распо­лагаемого давления, которое расходуется на преодоление сопротивления движению воздуха по каналам и другим элементам системы, незначительна и непостоянна. По­этому приточную канальную вентиляцию с естественным побуждением в настоящее время почти не применяют.

Вытяжная естественная канальная вентиляция осу­ществляется преимущественно в жилых и общественных зданиях для помещений, не требующих воздухообмена больше однократного. В производственных зданиях со­гласно СНиП 2.04.05—86 естественную вентиляцию сле­дует проектировать, если она обеспечит нормируемые условия воздушной среды в помещениях и если она до­пустима по технологическим требованиям.

Вытяжная естественная канальная вентиляция состоит из вертикальных внутристенных или при­ставных каналов с отверстиями, закрытыми жалюзийными решетками, сборных горизонтальных воздуховодов и вытяжной шахты. Для усиления вытяжки воздуха из помещений на шахте часто устанавливают специальную насадку — дефлектор. Загрязненный воздух из помеще­ний поступает через жалюзийную решетку в канал, под­нимается вверх, достигая сборных воздуховодов, и отту­да выходит через шахту в атмосферу.

Вытяжка из помещений регулируется жалюзийными решетками в вытяжных отверстиях, а также дроссель-клапанами или задвижками, устанавливаемыми в сбор­ном воздуховоде и в шахте.

 

54. Аэродинамический расчет естественной вытяжной канальной системы вентиляции.

При движении воздуха по каналам, воздуховодам и шахте имеют место потери давления на трение и в местных сопротивлениях. Правильно подобранные размеры каналов, сборных воздуховодов и шахты обеспечивают удаление необходимого объема воздуха из помещения и увязку потерь давления на трение и в местных сопротивлениях сети с располагаемым естественным давлением.

 

Для нормальной работы системы вентиляции необходимо, чтобы соблюдалось условие:

,

де - потери давления на трение в расчетной ветви, Па; Z – потери давления в местных сопротивлениях, Па; - коэффициент запаса, равный;

- располагаемое естественное давление, Па.

Проверка работы вытяжной канальной системы вентиляции производится путем аэродинамического расчета системы вентиляции.

Расчет системы вентиляции выполняют по аксонометрической схеме, которая вычерчивается после проделанной работы:

а) определены воздухообмены L, м3/ч для вентилируемых помещений;

б) определены предварительно сечения каналов и их количество

F = , м²

где W- скорость воздуха в канале, м/с.

в) компонуют вентиляционную систему.

Последовательность расчета.

1) Выбирают расчетную ветвь системы вентиляции вентиляционный канал верхнего этажа как наиболее неблагоприятно расположенный по отношению к вытяжной шахте.

2) Определяют располагаемое гравитационное давление для расчетной ветви

3) Уточняют скорость движения воздуха в канале по принятому сечению канала

W = , м/с

4) Находят эквивалентный по трению диаметр канала для прямоугольного сечения

d_ЭКВ = ,мм

где а, b - размеры сторон прямоугольного канала, мм.

5) Зная эквивалентный диаметр канала и скорость движения воздуха, определяют потери давления на трение R, Па на I погонный метр и динамическое давление h_Д, Па, используя номограмму для расчета круглых стальных воздуховодов [5, рис. 14.9].

6) Определяют потери давления на трение на участке.

Р_Т= R· l· , Па

где l- длина участка, м;

- коэффициент шероховатости, определяемый

7) Определяют потери на трение в местных сопротивлениях, зная h_Д и сумму коэффициентов местных сопротивлений

,

8) Находят суммарные потери давления на участке , Па, и в рассчитываемой ветви , Па.

9) Проверяют равенство (ф. 56)

Расчет других каналов следует производить с увязкой потерь давления в параллельных участках с учетом разности значений располагаемых давлений для вентканалов, обслуживающих помещения других этажей.

Так как стандартные вентиляционные панели или блоки обычно выводятся на крышу здания раздельными каналами, то расчет системы вентиляции ведут для одиночного вентиляционного канала.

55.Системы механической вентиляции по сравнению с естественной более сложны в конструктивном отношении и требуют больших первоначальных затрат и эксплуата­ционных расходов. Вместе с тем они имеют ряд преиму­ществ. К основным их достоинствам относятся: незави­симость от температурных колебаний наружного воздуха и его давления, а также скорости ветра; подаваемый и удаляемый воздух можно перемещать на значительные расстояния; воздух, подаваемый в помещение, можно обрабатывать, т. е. нагревать или охлаждать, очищать, увлажнять и осушать.

Вследствие этого механическая вентиляция, как при­точная, так и вытяжная, получила весьма широкое при­менение, особенно в промышленности .

Приточные системы механической вентиляции состо­ят из сл. конструктивных элементов: 1) воздухо-приемного устройства, через которое наружный воздух поступает в приточную камеру; 2) приточной камеры с оборудованием для обработки воздуха и подачи его в помещения; 3) сети каналов и воздуховодов, по которым ■ воздух вентилятором распределяется по отдельным вен­тилируемым помещениям; 4) приточных отверстий с ре­шетками или специальных приточных насадков, через которые воздух из приточных каналов поступает в поме­щения; 5) регулирующих устройств в виде дроссель-кла­панов или задвижек, устанавливаемых в воздухоприем-ных устройствах, на ответвлениях воздуховодов и в ка­налах

Вытяжные системы механической вентиляции обычно состоят из сл. эл-ов: 1) жалюзийных реше­ток и специальных насадков, через которые воздух из помещений поступает в вытяжные каналы; 2) вытяжных каналов, по которым воздух, извлекаемый из помещений, транспортируется в сборный воздуховод; 3) сборных воз­духоводов, соединенных с вытяжной камерой; 4) вытяж­ной камеры, в которой установлен вентилятор с электро­двигателем; 5) оборудования для очистки воздуха, если удаляемый воздух сильно загрязнен; 6) вытяжной шах­ты, служащей для отвода в атмосферу воздуха, извле­каемого из помещений; 7) регулирующих устройств (дроссель-клапанов или задвижек).

Отдельные приточные и вытяжные системы механи­ческой вентиляции могут не иметь некоторых из пере­численных элементов

 

 

7. I з-н термодинамики, его математич. выражене. Эквивалентность теплоты и работы. I з-н термодинамики устанавливает основные положения взаи­мопревращения теплоты и механической работы, а так­же эквивалентность этих превращений. Если, например, в некотором термодинамическом процессе теплота пол­ностью превращается в механическую работу L, то со­гласно этому закону: L/Q = I = const, где I- механический эквивалент теплоты, обратная величина кото­рого 1/I=А наз-ся тепловым эквивалентом механической энер­гии (работы). Теплота и работа измеряются в джоулях (Дж), эквиваленты энергии становятся рав­ными единице и Q = L (эквивалентность работы и теплой энергии). Это означает, что во всех тех случаях, когда исчезает некоторое количество тепловой энергии, возникает вполне определенное количество ме­ханической энергии (в виде совершенной работы) и, на­оборот, при совершении какой-либо работы (за счет рас­ходуемого при этом равного ей количества механической энергии) появляется вполне определенное количество тепловой энергии.   Математическую формулировку I з-на термодинамики мы получим, анализируя следующий пример. Допустим, что в цилиндре с подвижным поршнем находится 1 кг рабочего тела (газа). Если к этому рабо­чему телу подвести q, Дж, теплоты, то состояние его изменится (увеличатся температура и объем), поршень перейдет в другое положение и рабочее тело при этом совершит l, Дж, работы. Разница между количеством теплоты, подведенной к рабочему телу, и совершенной им работой выражает изменение внутренней энергии тела. Таким образом: q-l=U₂-U₁ или q=(U₂-U₁)+l, где q — количество теплоты, подведенной к 1 кг газа, Дж; U₂-U₁ — изменение внутренней энергии 1 кг газа, Дж; l— количество работы, совершаемой 1 кг газа, Дж. Для бесконечно малого изменения состояния рабочего тела (газа) имеем dq=du + dl, где dq — бесконечно малое количество теплоты, Дж/кг; du — беско­нечно малое изменение внутренней энергии рабочего тела, Дж/кг; dl — бесконечно малое количество совершаемой работы, Дж/кг. Согласно I з-ну териод., если к газу подведено не­которое количество теплоты, оно расходуется на измене­ние внутренней энергии и на работу расширения газа.     8. Термодинамические процессы. Определение, виды термодин. процессов. В процессе преобразования теплоты в работу участвует рабочее те­ло, состояние которого изменяется. Непрерывное изме­нение состояния рабочего тела в результате взаимодей­ствия его с окружающей средой называется термодинамическим процессомили, сокращенно, процессом. Различают равновесные и нерав­новесные термодинамические процессы. Процесс, протекающий при значи­тельной разности температур и давлений окружающей среды и рабочего тела и создающий неравномерное их распределение по всей массе рабочего тела, называется неравновесным.Если же процесс происходит бесконечно медленно и при ничтожно малой разности температур окружающей среды и рабочего тела, то можно достиг­нуть равномерного распределения как температуры, так идавления по всей массе рабочего тела. Такой процесс называется равновесным. На рис. изображен некоторый равновесный про­цесс изменения состояния газа. Равновесный процесс, проходящий в направлении от состояния 1 к состоянию 2 через промежуточные точки а, Ь, с и т.д. и связанный с расширением рабочего тела, называется прямым про­цессом.Равновесный процесс, проходящий в направлении от состояния 2к состоянию 1 через те же точки, что и в прямом процессе, но связанный со сжатием рабочего те­ла, — обратным процессом. Процессы, протекающие в прямом и обратном направ­лениях через одни и те же промежуточные точки, назы­ваются обратимыми. Если в результате протекания прямого, а затем обрат­ного процессов происходят изменения, не удовлетворяю­щие условиям обратимости процессов, и рабочее тело не приводится к исходному состоянию одновременно с воз­вращением к этому состоянию всех взаимодействующих тел, то tакие процессы называются необратимыми. Виды термодинамич. процессов: -изохорный (протекаю­щий при постоянном объеме); -изобарный (протекаю­щий при постоянном давлении); -изотермический (про­текающий при постоянной температуре); - адиабатный (протекающий без теплообмена с окружающей средой); - политропный (процесс, в котором могут изменяться все основные параметры газа, т. е. дав­ление, объем и температура, или только некоторые из них). 9. Изохорный и изобарный терм-ие процессы изменения сост. ид. газа. Изохорный процесс (V = const) совершается, например, в геометрически закрытом сосуде при нагрева­нии или охлаждении газа. Графически в координатах P—V изохорный процесс изображается прямой линией (называется изохорой), параллельной оси ординат (рис. а). При нагревании газа давление и температура возрастают, при охлажде­нии — понижаются. Связь между параметрами находят из уравнений для начального и конечного состояний газа: P₁V = RT₁ и P₂V = RT₂. Разделив первое уравнение на в, получим: Р₁/ Р₂ = Т₁/Т₂. Это соотношение показывает, что в изохорном процес­се давление газа изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре.Так как в этом процессе объем газа остается постоянным, то, очевидно, никакой работы не совершается (l =0). Уравнение I з-на термодинамики: dq_v=du + dl= du или q_v=Δu и это значит, что в изохорном процессе вся подведен­ная (или отведенная) теплота идет на увеличение (или уменьшение) внутренней энергии. При изм. температуры газа кол-во теплоты: q_v=C_vm(T₂-T₁) или Δu_v= C_vm(T₂-T₁) [Дж/кг].   Изобарный процесс (p = const). Графически в координатах P—Vэтот процесс изображается прямой линией (называется изобарой), параллельной оси абсцисс (рис. б). Из уравнения состояния идеального газа следует, что при р = const: V₁/V₂=T₁/T₂, т. е. в -изобарном процессе объем изменяется прямо про­порционально его абсолютной температуре. В этом про­цессе часть теплоты, подведенной к рабочему телу, рас­ходуется на совершение работы, а часть — на изменение внутренней энергии тела. Работа l_Р, Дж/кг, совершенная массой рабочего тела в 1 кг, определяется заштрихованной площадью 1-2-2'-1'-1, расположенной под линией процесса, т. е. l_Р=∫_V1^V2PdV=P(V₂-V₁). Если в ур-ие подставить вместо PV₂ и PV₁ их значения из уравнения состояния газа PV₂=RT₂ и PV₁= RT₁, то получим l_Р=R(T₂ - T₁). При T₂ - T₁=1⁰С l_Р=R. Таким образом, газовая постоянная R равна работе расширения 1 кг газа в изобарном процессе при измене­нии температуры на 1 °С. Таков физический смысл га­зовой постоянной R. Количество теплоты, необходимой для осуществления изобарного процесса применительно к 1 кг газа, оп­ределяется на основании I з-на термодинамики: q_P=Δu+l или q_P= C_vm(T₂-T₁)+R(T₂-T₁)= (C_vm+R) (T₂-T₁), а C_vm+R= C_рm, следовательно или q_P= C_рm(T₂-T₁).     10. Изотермич., адиабатный и политропный термодинамические процессы изменения сост. рабоч. тела. Изотермический процесс (T=const). В ко­ординатах P-V этот процесс изображается равнобочной гиперболой (рис. в). Процесс 1—2 отображает изо­термическое расширение газа с подводом теплоты, а про­цесс 2—1 — изотермическое сжатие газа. Ур-ие Клапейрона для началь­ного и конечного состояния газа: P₁V₁ = RT и P₂V₂ = RT, след. P₁V₁= P₂V₂ , т. е. отношение абсолютных давлений обратно пропор­ционально отношению объемов (закон Бойля—Мариотта). Так как процесс изменения состояния газа происходит при постоянной температуре (dt=0), внутренняя энергия не изменяется (u=const) и Δu=0. Первый закон термодинамики в случае изотермиче­ского процесса примет вид: dq_t=dl_t или q_t=l_t , т. е. в изотермическом процессе вся теплота, сообщенная телу, расходуется на совершение внешней механической работы. Работа в изотермическом процессе определяется по общей формуле: . l_t=∫_V1^V2PdV. Из уравнения состояния газа находим: P=RT/V, сле­довательно, Дж/кг, l_t=RT∫_V1^V2 (dV/V)=RT∙ln(V₂/V₁). Графически эта работа выражается площадью 1-2-2'- 1'-1) (см. рис. в).   Адиабатный процесс. Необходимым и опре­деляющим условием адиабатного процесса является ана­литическое выражение dq=0, означающее полное отсут­ствие теплообмена. Параметры состояния р, v, Т в адиа­батных процессах изменяются.

 

Применив к адиабатному процессу первый закон тер­модинамики, получим dq_ад = du + dl = 0, отсюда dl_ад= - du, или dl_ад=(U₁-U₂), т. е. работа при адиабатном расширении происходит вследствие изменения (уменьшения) внутренней энергии рабочего тела. Выразим U₁-U₂ через C_v(T₁-T₂), получаем, l_ад= C_v(T₁-T₂). Известно, что Т=ЗМ.К, тогда l_ад= C_v(P₁V₁- P₂V₂)/R, но т.к. C_v/R=1/(k-1), то l_ад=(P₁V₁- P₂V₂)/ (k-1). Где R= C_р- C_v, k= C_р/ C_v.

Графически эта работа выражается площадью 1-2-2'-1'-1.

 

Политропный процесс. Политропным процес­сом называется процесс, в котором могут изменяться все основные параметры газа, т. е. дав­ление, объем и температура, или только некоторые из них.

Уравнение политропного процесса имеет вид Р_V ⁿ=const. где n— показатель политропы, изменяющийся для разных процессов от 0 до ±∞.

Все термодинамические процессы являются частными случаями политропного процесса.

Подставив в ур-ие п=0, бу­дем иметь p=const — изобарный процесс; если п=1, то PV=const, т. е. изотермический процесс; при n=k урав­нение примет вид PV^k = const — адиабатный процесс; при n=±∞ получим V =const — изохорный процесс.

формула для работы в политропном про­цессе l_п=(P₁V₁- P₂V₂)/ (n-1). Формула для определения зависимости между давле­нием и объемом Р₁/Р₂= (V₂/V₁)ⁿ. Теплоемкость идеального газа в политропном про­цессе С_п=С_V(n-k)/(n-1). Кол-во теплоты q_п= С_V(n-k)(Т₂-Т₁) /(n-1).

 

23.

23. Термическое сопротивление неоднородных в теплотехническом отношении ограждений (на примере многослойной ж/б плиты).

Определяем среднее термическое сопротивление R_CР многопустотной ж/б плиты, так как конструкция плиты является неоднородной в теплотехническом отношении.

Определяем термическое сопротивление ж/б плиты

где, R_І - термическое сопротивление участка І-І (два слоя железобетона толщиной 30мм и воздушная прослойка толщиной 90мм).

Согласно ф. 6:

(м²·^оС)/Вт

где R_В.П.=0.18 – термическое сопротивление замкнутой горизонтальной воздушной прослойки.

R_ІІ - термическое сопротивление участка - (толщина глухой части ж/б плиты равна 0.15м):

(м²·^оС)/Вт

F_І,F_ІІ – площади характерных участков по поверхности плиты, м². Для определения F_І и F_ІІ берем участок ж/б плиты 1м, тогда

F_І= 0.09·1=0.09 м², F_ІІ=0.03·1=0.03 м²

б. Плоскостями, перпендикулярными направлению теплового потока, условно разрезаем ж/б плиту на три слоя. Термические сопротивления для 1-го и 3-го слоев определяем по ф.:

(м²·^оС)/Вт

Термическое сопротивление 2-го слоя (воздушные прослойки и железобетонные перемычки), как неоднородного в теплотехническом отношении, определяем по ф. 7, условно разрезая его на 2 участка (см. рис.2).

Для участка - (воздушная прослойка толщиной 0.09м) R₁=R_В.П.=0.18(м²·^оС)/Вт .

Для участка - (ж/б перемычка толщиной 0.09м)

(м²·^оС)/Вт

Сумма термических сопротивлений для всех трех слоев (ф. 6):

(м²·^оС)/Вт

Среднее термическое сопротивление плиты определяем по ф. (8):

(м²·^оС)/Вт

---

• ⇐ Назад
123
4
Далее ⇒