Задачи. Бетонная отопительная панель представляет собой плиту, в которой имеются нагревательные элементы — каналы змеевиковой или колончатой формы с теплоносителем

Бетонная отопительная панель представляет собой плиту, в которой имеются нагревательные элементы — каналы змеевиковой или колончатой формы с теплоносителем.

Для изготовления панелей используют тяжелый бетон, обладающий достаточно высокой теплопроводностью [например, теплопроводность λ_б=1,51 Вт/(м·К) или 1,3 ккал/(ч·м·°С) при 0°С и плотности в сухом состоянии 2400 кг/м³] и коэффициентом линейного расширения

Чаще всего каналы для теплоносителя образуют стальные трубы, коэффициент линейного расширения которых весьма близок к коэффициенту расширения бетона (коэффициенты равны при температуре около 55° С).

Заделка труб в бетон дает существенный теплотехнический эффект — увеличивается теплопередача труб по сравнению с открыто проложенными. Это явление основано на известной закономерности: теплопередача трубы, изолированной теплопроводным материалом, возрастает с увеличением толщины слоя покрытия. Возрастание происходит до некоторого «критического» значения внешнего диаметра d_Kp изолированной трубы, полученного из уравнения, если считать α_н не изменяющимся.

Для бетонного цилиндра вокруг трубы при коэффициенте наружного теплообмена около 11,6 Вт/(м²·К) или 10 ккал/(ч·м²·°С) «критический» диаметр равен приблизительно 220 мм.

Возрастание теплопередачи обетонированной трубы объясняется увеличением внешней теплоотдающей поверхности, которая с ростом, диаметра развивается быстрее, чем сопротивление теплопроводности слоя бетона.

Теплопередача не одной, а ряда труб в бетонной панели, приведенная к 1 м, несколько ниже теплопередачи одиночной трубы в бетоне и зависит от расстояния между трубами (шага труб, обозначенного буквой s) и их положения в панели.

Общая задача-1. Определить, как изменится теплоотдача стальной трубы (длина L_тр=2м) диаметром d_тр=32мм с толщиной стенки δ=3мм после бетонирования её (при диаметре бетонного цилиндра d_бт)? Коэффициенте наружного теплообмена считать постоянным и равным α_н =11,6 Вт/(м²·К). Коэффициенте внутреннего теплообмена от воды к стенке считать постоянным и равным α_вн=1000Вт/(м²·К). Теплопроводность бетона считать постоянной и равной λ_б=1,51 Вт/(м·К). Теплопроводность стали считать постоянной и равной λ_ст=70 Вт/(м·К) Температура теплоносителя t_в=60°С. Температура воздуха в помещении t_воз=18°С. Формулы для расчёта на стр. 69.

Общая задача-2. Для уменьшения тепловых потерь через стены здания и повышения температуры внутренней поверхности кирпичной стены толщиной δ_ст применена изоляция слоем минеральной ваты толщиной δ_из в двух вариантах (установка снаружи и установка внутри). Требуется определить теплопотери ΔQ (1м² площади стены) в обоих вариантах и температуру стены со стороны помещения и выбрать наивыгоднейший из них. Формулы для расчёта на стр. 68. Для решения принять:

· Температуру воздуха внутри помещения 20°С;

· Температуру наружного воздуха -20°С;

· Теплопроводность минеральной ваты считать постоянной и равной λ_из=0,05 Вт/(м·К);

· Теплопроводность кирпичной кладки считать постоянной и равной λ_ст=0,93 Вт/(м·К);

· Коэффициенте наружного теплообмена считать постоянным и равным α_н =6 Вт/(м²·К);

· Коэффициенте внутреннеготеплообмена считать постоянным и равным α_н =12Вт/(м²·К).

Контрольные вопросы.

1. Назовите и опишите все виды теплообмена.

2. Что называется сложным теплообменом?

3. Что называется градиентом температур?

4. Что такое теплопроводность?

5. Что называется конвективным теплообменом?

6. Какие режимы теплоносителей бывают на практике?

7. Перечислите основные факторы, влияющие на интенсивность конвективного теплообмена.

8. Объясните механизм передачи тепла излучением.

9. Приведите примеры сложного теплообмена применительно к жилым и и производственным зданиям.

Поиск по сайту: