Измерение теплового потока через ограждения.

Цель занятие: Измерение величины потока тепла через стены и окна аудитории.

3.1Теоретические основы

Величина теплового потока, через какое-либо ограждение (стены, перекрытия, окна зданий, объектов и т.д.) может найдена из уравнения теплопередачи

, (3.1)

где - коэффициент теплопередачи, Вт/м²К;

, - температура среды (воздуха, какой-либо жидкости) с внутренней стороны ограждения, и соответственно, наружной;

- площадь ограждения, м².

Для плоской стенки величину « » определяют по формуле

, (3.2)

где , - коэффициенты теплоотдачи с разных сторон стенки;

- термические сопротивления для слоев различных материалов.

Для одного слоя , - толщина слоя, - теплопроводность слоя.

Для практических вычислений удобно использовать понятие плотности теплового потока , Вт/м²,

, . (3.3)

В этом случае (3.1) принимает вид:

. (3.4)

Коэффициенты , находят по критериальным уравнениям конвективного теплообмена (см., например, практическое занятие №2). При этом для зданий и сооружений наиболее сложно определить коэффициент теплоотдачи с наружной стороны ( ) в связи с большой изменчивостью атмосферных условий (скорость ветра, температура и влагосодержание воздуха и т.д.). Поэтому ошибка при определении конвективной составляющей может быть значительной. Количество излучаемого тепла в таких условиях также зависит от многих факторов. В частности, температура наружной поверхности стены, окна, кровли и т.д. часто неизвестны, или их определение требуют слишком трудоемких измерений. В таких случаях целесообразно использовать специальные датчики теплового потока.

С данной целью предполагается использование специально разработанного в ОФ УГНТУ датчика, который работает по принципу теплового слоя, т.е. измерения малой разности температур на калиброванном участке материала с известными теплофизическими свойствами.