Основы теплофизики
Контрольная работа
по теплофизике
1. Основные параметры физико-климатических факторов
Климат - совокупность погодных условий, повторяющихся из года в год. На климат влияют: высота, географическое положение, близость больших водоемов, течение, преобладающие ветра. Воздух (температура, влажность, ветер), температура и влажность грунта, осадки, солнечная радиация.
. Факторы, определяющие микроклимат помещения
Тепловая обстановка в помещении определяется совместным действием ряда факторов: температуры, подвижности и влажности воздуха помещения, наличием струйных течений, распределением параметров состояния воздуха в плане и по высоте помещения (всё вышеперечисленное характеризует воздушный режим помещения), а также радиационным излучением окружающих поверхностей, зависящим от их температуры, геометрии и радиационных свойств (характеризующим радиационный режим помещения). Комфортное сочетание этих показателей соответствует условиям, при которых отсутствует напряжение в процессе терморегуляции человека.
. Воздушный и радиационный режим помещения
Процессы перемещения воздуха внутри помещений, движения его через ограждения и отверстия в ограждениях, по каналам и воздуховодам, обтекания здания потоком воздуха и взаимодействия здания с окружающей воздушной средой объединяются общим понятием воздушный режим здания. В отоплении рассматривается тепловой режим здания. Эти два режима, а также влажностный режим тесно связаны между собой. Аналогично тепловому режиму при рассмотрении воздушного режима здания различают три задачи: внутреннюю, краевую и внешнюю.
К внутренней задаче воздушного режима относятся следующие вопросы:
а) расчет требуемого воздухообмена в помещении (определение количества поступающих в помещения вредных выделений, выбор производительности систем местной и общеобменной вентиляции);
б) определение параметров внутреннего воздуха (температуры, влажности, скорости движения и содержания вредных веществ) и распределения их по объему помещений при различных вариантах подачи и удаления воздуха. Выбор оптимальных вариантов подачи и удаления воздуха;
в) определение параметров воздуха (температуры и скорости движения) в струйных течениях, создаваемых приточной вентиляцией;
г) расчет количества вредных выделений, выбивающихся из-под укрытий местных отсосов (диффузия вредных выделений в потоке воздуха и в помещениях);
д) создание нормальных условий на рабочих местах (душирование) или в отдельных частях помещений (оазисы) путем подбора параметров подаваемого приточного воздуха.
Радиационный режим. Лучистый теплообмен.
Важной составляющей сложного физического процесса, обуславливающего тепловой режим помещения, является теплообмен на его поверхностях.
Лучистый теплообмен в помещении имеет особенность: он происходит в замкнутом объеме в условиях ограниченных температур, определенных радиационных свойств поверхностей и геометрии их расположения. Тепловое излучение поверхностей в помещении можно рассматривать как монохроматическое, диффузное, подчиняющееся законам Стефана-Больцмана, Ламберта и Кирхгофа, инфракрасное излучение серых тел.
Как один из видов поверхностей в помещении своеобразные радиационные свойства имеет оконное стекло. Оно частично проницаемо для излучения. Оконное стекло, хорошо пропускающее коротковолновое излучение, практически непрозрачно для излучения с длиной волн более 3-5 мкм, которое характерно для теплообмена в помещении.
Воздух помещения при расчете лучистого теплообмена между поверхностями обычно считают лучепрозрачной средой. Он состоит в основном из двухатомных газов (азота и кислорода), которые практически прозрачны для тепловых лучей и сами не излучают тепловой энергии. Незначительное содержание многоатомных газов (водяного пара и углекислого газа) при малой толщине слоя воздуха в помещении практически не изменяет этого свойства.
. Радиационная температура
tR - усредненная температура поверхностей ограждающих конструкций - стен, потолка и пола. Она играет важную роль, так как большая часть теплопотерь организмом человека (45-60 %) обуславливается более низкой температурой внутренних поверхностей помещения. Точно температуру tR можно определить, зная коэффициенты облученности всех поверхностей помещения, но упрощенно tR определяют как усредненную температуру по площадям окружающих поверхностей:
tR= Siτi\Si,
где τ - температура поверхности конструкции.
не нормируется, так как в определенной степени зависит от температуры воздуха в помещении, но СНиПом рекомендуется не превышать предельно допустимый перепад между температурой внутреннего воздуха и температурой внутренней поверхности ограждающей конструкции ∆tн=(tв- τв)max.
В жилых помещениях максимальная разность температур не должна быть более: для наружных стен - 4 ºС, для покрытий и чердачных перекрытий - 3 ºС, для перекрытий над подвалами и подпольями - 2 ºС. Ограничение указанного перепада температур связано с недопустимостью выпадения конденсата на поверхности ограждения. Комфортное состояние человека зависит от соотношения значений температур внутреннего воздуха и поверхностей ограждающих конструкций помещения.
. Точка росы
Выпадение конденсата возможно, если температура внутренней поверхности опустится ниже точки росы - температуры, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе данной влажности, станет насыщенным. tp- точка росы - это t при которой фактическая упругость достигает максимального значения. Температура, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 % (е = Е), называется точкой росы, остается неизменной и равной 100%.
Температуру, при которой начинается конденсация влаги (точку росы tр), можно определить, зная температуру воздуха в помещении и относительную влажность воздуха φ.
. От чего зависит влажностный режим помещения?
Выделение влаги находящимися в помещении людьми
Выделение влаги при приготовление влаги при стирке сушки белья мытья полов
Производственные условия
Выделения влаги того или ионного производства
Влажность ограждающих конструкции