Cтроительная теплофизика (часть 1) - Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях

2.1.5. Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях

Рассмотрим стенку, отделяющую помещение с температурой t_в от наружной среды с температурой t_н. Наруружная поверхность путем конвекции обменивается теплотой с наружным воздухом, а лучистой – с окружающими поверхностями, имеющими температуру t_окр.н. То же самое и с внутренней стороны. Можно записать, что тепловой поток с плотностью q, Вт/м², проходящий сквозь стену, равен

, (2.13)

где t_окр.в и t_окр.н – температура поверхностей, окружающих соответственно внутреннюю и наружную плоскости рассматриваемой стенки, ^оС;

α_к.в, α_к.н – коэффициенты конвективной теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях стенки, м^2.оС/Вт;

α_л.в, α_л.н – коэффициенты лучистой теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях стенки, м^2.оС/Вт.

В инженерных расчетах принято теплоотдачу на поверхностях ограждающих конструкций не разделять на лучистую и конвективную составляющие. Считается, что на внутренней поверхности наружного ограждения в отапливаемом помещении происходит тепловосприятие, оцениваемое общим коэффициентом α_в, Вт/(м^2.оС), а на наружной поверхности - теплоотдача, интенсивность которой определяется коэффициентом теплоотдачи α_н, Вт/(м^2.оС).

Кроме того, принято счтать, что температура воздуха и окружающих поверхностей равны друг другу, то есть t_окр.в =t_в, а t_окр.н =t_н. То есть

, (2.14)

Следовательно, принимается, что коэффициенты теплоотдачи на наружной и внутренней поверхностях ограждения равны сумме коэффициентов лучистого и конвективного теплообмена с каждой стороны:

. (2.15)

Коэффициент теплоотдачи на наружной или внутренней поверхности по физическому смыслу – это плотность теплового потока, отдаваемая соответствующей поверхностью окружающей ее среде (или наоборот) при разности температуры поверхности и среды в 1 ^оС.

Величины, обратные коэффициентам теплоотдачи, принято называть сопротивлениями теплообмену на внутренней R_в, м^2.оС/Вт, и наружной R_н, м^2.оС/Вт, поверхностях ограждения:

R_в = 1/ α_в; R_н=1/ α_н. (2.16)