Понятие и виды теплопередачи
Контрольная работа - Физика
Другие контрольные работы по предмету Физика
Контрольная работа
по теплофизике
В№2
1. Процессы переноса тепла и вещества
Процессы переноса тепла, влаги и воздуха, происходящие в конструкциях и помещениях зданий - это обмен с внешней средой энергией и массой. Тепло - один из видов энергии, влага и воздух - виды вещества. Естественное течение физических процессов всегда связано с переносом тепла или вещества от участков с более высокими потенциалами переноса к участкам с более низкими потенциалами. В результате этого происходит стабилизация значений t или Р на отдельных участках рассматриваемой системы. Если Q = 0 и М = 0, то система находится в термодинамическом равновесии с окружающей средой.
2. Потенциалы переноса
Термодинамические параметры, вызывающие перенос, то есть определяющие направление и интенсивность процессов теплообмена и массообмена, называются потенциалами переноса. Потенциалом переноса тепла является температура. Это значит, что возникновение процесса переноса тепловой энергии в конструкциях или в воздушной среде помещений возможно только при разных температурах в отдельных зонах рассматриваемой среды, и количество переносимой тепловой энергии всегда пропорционально разности температур.
Потенциалом переноса вещества является соответствующий вид давления. При рассмотрении процессов переноса в парообразной фазе рассматривают парциальное давление водяного пара, при переносе влажного воздуха или жидкой влаги - общее давление, вызываемое соответствующими причинами (ветер, сила тяжести и т.п.). Возникновение процессов переноса вещества возможно при разных давлениях в отдельных зонах среды.
3. Температурное поле. Примеры одномерного и двухмерного полей
Одновременное распределение температур в рассматриваемой среде называется температурным полем, которое подразделяют на одномерное, двумерное и трехмерное.
Примером одномерного температурного поля при стационарных условиях теплопередачи является однородная плоская бесконечно длинная стена с постоянной разностью температур на поверхностях. В ней изолинии параллельны друг другу и поверхностям стены (направление теплового потока Q - от зоны с большей температурой tmax к зоне с меньшей температурой tmin). В более сложном случае (например, угол здания, теплопроводные включения) изотермы не параллельны поверхностям ограждающих конструкций, а криволинейны и выражаются двумерным температурным полем при стационарных условиях теплопередачи.
4. Стационарный и нестационарный процесс теплопередачи
Система (конструкция здания), обменивающаяся с внешней средой энергией и массой, в термодинамике называется открытой. Система, в которой устанавливается постоянное распределение значений температур или давлений, приходит в состояние постоянного равновесного обмена теплом или веществом с окружающей средой. Установившийся процесс такого постоянного обмена называется стационарным. В действительных условиях наружные температуры постоянно изменяются во времени, что приводит к нестационарной теплопередаче и изменчивости температурного поля.
5. Виды теплопередачи
Теплопроводность - это способность материала в той или иной степени проводить тепло через свою массу. Количество тепла, проходящее через однородный слой материала, равно Q= -? ?t\?S?. Различают три вида теплопередачи: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Передача тепла теплопроводностью может происходить в твердой, жидкой и газообразной средах. Конвекция представляет собой перенос тепла движущимися частицами жидкости или газа и может быть лишь в жидкой и газообразной средах. Излучение может происходить в газообразной среде или в пустоте. Тепловое излучение представляет собой перенос энергии в виде электромагнитных волн между двумя взаимно излучающими поверхностями.
6. Передача тепла через ограждение
Вследствие того, что строительные материалы являются в своей основе твердыми телами, передача тепла через ограждающие конструкции зданий осуществляется главным образом теплопроводностью. Аналитическая теория теплопроводности игнорирует молекулярное строение вещества и рассматривает его как сплошную массу. То есть при том, что подавляющее большинство строительных материалов представляет собой пористые тела, в порах которых возможны все виды теплопередачи, при теплотехнических расчетах считается, что распространение тепла в материалах происходит лишь по законам теплопроводности.
7. Плотность материала. Пористость материала
Материалы характеризуются:
- объемным весом (плотностью) материала ?= m\Vo, кг/м3 (масса 1 м3 материала в том состоянии, в котором он будет использоваться в строительстве).
При этом Vo=Vвещ+Vпор;
удельным весом (плотностью вещества, скелета) ?=m\Vвещ (не учитываются поры материала);
пористостью, которая определяет процентное содержание пор в материале и выражается процентным соотношением объема пор к общему объему материала. Пористость также можно найти по формуле p=?-?\?•100%.
8. Влажность материала
теплопередача вещество потенциал температурный
Влажность материала, которая характеризуется наличием в материале несвязанно?/p>