Cтроительная теплофизика (часть 1) - Теплопередача через многослойную стенку
Содержание материала
- Cтроительная теплофизика (часть 1)
- Здание как единая энергетическая система
- Основы теплопередачи в здании
- Теплопроводность материалов с одинаковой плотностью
- Распределение температуры в плоской однородной стенке
- Конвекция
- Ковективный теплообмен стенки с воздухом
- Излучение
- Термическое сопротивление воздушной прослойки
- Коэффициенты теплоотдачи на внутренней и наружной поверхностях
- Теплопередача через многослойную стенку
- Приведенное сопротивление теплопередаче
- Распределение температуры по сечению ограждения
- Влажностный режим ограждающих конструкций
- Отрицательные последствия увлажнения наружных ограждений
- Связь влаги со строительными материалами
- Влажный воздух
- Парциальное давление насыщенного водяного пара
- Влажность материала
- Сорбция и десорбция
- Паропроницаемость ограждений
- Аналогия между процессами паропроницания и теплопроводности
- Общее сопротивление паропроницанию ограждающей конструкции
- Все страницы
2.1.6. Теплопередача через многослойную стенку
Если с одной стороны многослойной стенки, состоящей из n слоев, поддерживается температура tв, а с другой стороны tн< tв, то возникает тепловой поток q, Вт/м2 (рис. 6).
Рис.6. Распределение температуры при теплопередаче через многослойную стенк
Этот тепловой поток движется от среды с температурой tв, оС, к среде с температурой tн, оС, проходя последовательно от внутренней среды к внутренней поверхности с температурой τв, оС:
q= (1/ Rв).( tв - τв), (2.17)
затем от внутренней поверхности сквозь первый слой с термическим сопротивлением R Т,1 к стыку первого и второго слоев:
q= (1/ RТ,1).( τв- t1 ), (2.18)
после этого через все остальные слои
q= (1/ R Т,i).( ti-1 - ti ), (2.19)
и, наконец, от наружной поверхности с температурой τн к наружной среде с температурой tн:
q= (1/ R н).( τн- tн ), (2.20)
где R Т,i– термическое сопротивление слоя с номером i, м2.оС/Вт;
Rв, Rн– сопротивления теплообмену на внутренней и наружной поверхностях, м2.оС/Вт;
ti-1 - температура, оС, на стыке слоев с номерами i-1 и i;
ti - температура, оС, на стыке слоев с номерами i и i+1.
Переписав (2.16) – (2.19) относительно разностей температуры и сложив их, получим равенство:
tв- tн = q.(Rв+R Т,1+R Т,2+…+R Т,i+….+R Т,n+Rн) (2.21)
Выражение в скобках – сумма термических сопротивлений плоскопараллельных последовательно расположенных по ходу теплового потока слоев ограждения и сопротивлений теплообмену на его поверхностях называется общим сопротивлением теплопередаче ограждения Ro, м2.оС/Вт:
Ro=Rв+ΣR Т,i+Rн, (2.22)
а сумма термических сопротивлений отдельных слоев ограждения – его термическим сопротивлением RТ, м2.оС/Вт:
RТ = R Т,1+R Т,2+…+Rв.п+….+R Т,n, (2.23)
где R Т,1, R Т,2,…, R Т,n – термические сопротивления отдельных плоскопараллельных последовательно расположенных по ходу теплового потока слоев слоев ограждающей конструкции, м2.оС/Вт, определяемые по формуле (2.4);
Rв.п – термическое сопротивление замкнутой воздушной прослойки, м2.оС/Вт, по п. 2.1.4.
По физическому смыслу общее сопротивление теплопередаче ограждения Ro – это разность температуры сред по разные стороны ограждения, которая формирует проходящий через него тепловой поток плотностью 1 Вт/ м2, в то время как термическое сопротивление многослойной конструкции - разность температуры наружной и внутренней поверхностей ограждения, которая формирует проходящий через него тепловой поток плотностью 1 Вт/ м2,
Из (2.22) следует, что тепловой поток q, Вт/м2, проходящий через ограждение, пропорционален разности температуры сред по разные стороны ограждения (tв- tн) и обратно пропорционален общему сопротивлению теплопередаче Ro
q= (1/ Rо). (tв- tн), (2.24)