știri :instrumentele inginerului de proces se mută la o nouă adresă, www.MyEngineeringTools.com, faceți clic aici pentru a descoperi site-ul

definiția conducerii căldurii

ce este conducerea căldurii ? Pentru ce se utilizează conducta de căldură ?

un material supus unui diferențial de temperatură va conduce căldura, adică energia, de la temperatura ridicată la zona de temperatură scăzută. Înțelegerea conducției printr-un material și posibilitatea de a calcula fluxul de căldură printr-un perete sau un tub, de exemplu, este esențială pentru a efectua solduri de căldură și pentru a putea efectua următoarele calcule de proiectare:

• proiectarea clădirii: calculul fluxului de căldură prin pereți, calculul izolației necesare pentru eficiența energetică a clădirii / economiile de energie, astfel încât câștigul de căldură sau pierderea de căldură să fie optimizate, proiectarea camerei speciale de încălzire / apel
• proiectarea schimbătorului de căldură : calculul fluxului de căldură prin conducte, în scopul de a schimbătoare de căldură coajă tub Dimensiune, schimbător de căldură placă… pentru serviciul de proces

fluxul de căldură poate fi calculat atât pentru aplicații de răcire, cât și pentru încălzire.

fiecare material se caracterizează printr-o capacitate de a conduce căldură. Acesta este tradus într-un coeficient de conductivitate termică notat în mod obișnuit ca fiind un coeficient de conductivitate termică . Trebuie să fii atent, deoarece centurile pot varia foarte mult de la un material la altul și pot varia, de asemenea, în funcție de temperatură. La efectuarea de căldură este o prioritate, ca și în proiectarea schimbătorului de căldură, trebuie să fie ridicat, în timp ce la izolarea este o prioritate, cum ar fi proiectarea unei clădiri sau conducte de izolare între unitățile de proces, trebuie să fie scăzut. Este posibil, de asemenea, să se asocieze diferite materiale, în special în aplicații de izolare, în scopul de a ajunge la o țintă în timp ce optimizarea costurilor și lățimea straturilor de material.

Figura 1 : Flux de căldură printr-un perete plan al unui material de conductivitate

conducerea căldurii printr-un perete

cum se calculează conducerea căldurii printr-un perete ?

conducerea printr-un perete poate fi exprimată simplu. Conducerea va fi mai mare dacă conductivitatea termică a materialului este mai mare și grosimea acestuia este scăzută. Dimpotrivă, dacă se caută izolație, conducerea va fi mai mică dacă conductivitatea termică a materialului este scăzută și grosimea peretelui este mare.

căldura transferată prin conducție prin perete poate fi exprimată în felul următor :

Q = U. A. OCTOCTT

cu:

Q = căldura transferată în W
U = coeficientul total de transfer termic în W/m2.°c
O = zona de transfer de căldură, în m2
ΔT = diferența de temperatură pe fiecare suprafață de perete, în °c

fluxul De căldură, care este căldura transferată exprimată ca o funcție de zona de schimb de căldură, poate fi calculat în felul următor :

Φ = Q/A = U. ΔT

Cu :

Φ = fluxul de căldură în W/m2
Q = căldura transferată în W
U = ansamblu coeficient de transfer termic în W/m2.în cazul unui perete simplu, monomaterial, transferul total de căldură poate fi exprimat prin :

U = 1/R = 1/(e/XV)

cu :

U = coeficientul total de transfer termic în W / m2.c
r = rezistența la transferul de căldură în m2.* C/W
e = grosimea peretelui în m
; * conductivitatea termică a materialului în W / m. * c

pentru un singur perete monomaterial, expresiile pot fi apoi rezumate ca :

CTX = Q/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (Tskin1-Tskin2)/(e/XV)

cu:

Tskin1 = temperatura de pe suprafața peretelui 1 din ctxc
Tskin2 = temperatura de pe suprafața peretelui 2 din ctxc

exemplu de conducere a căldurii printr-un perete : vara, proprietarul unei case realizate doar din pereți de cărămidă vrea să cunoască încălzirea care transmite prin peretele casei sale, astfel încât să poată decide dacă trebuie să se izoleze pentru economii de energie. Cărămizile au o conductivitate de 0,8 W/M/K și au o lățime de 15 cm. Peretele are 6 m lungime la 3 m înălțime. El măsoară 35 de grade pe suprafața exterioară și 22 de grade pe suprafața peretelui din interior.

XV = Q/A = (Tskin1-Tskin2)/R = (Tskin1-Tskin2)/(e/Irak) = (35-22)/(0.15/0.8) = 69.3 W / m2.c

Q = *A = 69.3*6*3 = 1248 W = 1,2 kW

conducerea căldurii printr-un perete compozit

cum se izolează un perete cu un strat de material cu conductivitate termică scăzută ?

în multe cazuri, mai ales atunci când se caută izolație, peretele nu este realizat dintr-un singur material, ci din mai multe straturi de materiale care au proprietăți diferite. Este un perete compozit. Apoi este obișnuit să aveți un material care aduce nevoia structurală a peretelui și un material care asigură o izolație.

datorită geometriei simple a pereților plane-paralele, expresiile dezvoltate pentru peretele simplu sunt conservate, doar rezistența globală a peretelui compozit trebuie recalculată pentru a lua în considerare rezistența straturilor individuale. În cazul unui perete compozit, aceste rezistențe sunt aditive.

având în vedere un perete realizat din n straturi de grosime ei și conductivitate oqusi, rezistența totală a peretelui compozit va fi :