Явления переноса и фазовые превращения
Если вещество каким-либо образом вывести из состояния равновесия, то оно вновь окажется в равновесном состоянии (но в другом) спустя некоторое время. В течение этого времени происходят явленияпереноса, которые обусловлены столкновениями частиц вещества (молекул).
Существуют 4 явления переноса: диффузия, вязкость, теплопроводность, электропроводность.
Диффузия
Диффузия – это перенос массы частиц.
Диффузия подчиняется закону А. Фика: поверхностная плотность потока массы вещества, переносимого через единичную площадку в единицу времени, пропорциональна градиенту плотности вещества
В частном случае диффузии вдоль одного направления (оси 0z):
Коэффициент диффузии газа (по молекулярно-кинетической теории):
Следовательно,
В разных веществах:
Вязкость
Вязкость (внутреннее трение) – это перенос импульса частиц.
Вязкость подчиняется закону И. Ньютона: поверхностная плотность потока импульса вещества, переносимого через единичную площадку в единицу времени, пропорциональна градиенту скорости упорядоченного движения слоёв вещества
В частном случае вязкости вдоль одного направления (оси 0z):
Коэффициент вязкости газа –
Следовательно,
В разных веществах:
Теплопроводность
Теплопроводность – это перенос энергии частиц.
Вязкость подчиняется закону Фурье: поверхностная плотность потока теплоты (внутренней энергии) вещества, переносимого через единичную площадку в единицу времени, пропорциональна градиенту температуры вещества
|
|
В частном случае теплопроводности вдоль одного направления (оси 0z):
Коэффициент теплопроводности газа –
Следовательно,
В разных веществах:
Фазы и фазовые превращения. Фазовые диаграммы, уравнение Клапейрона – Клаузиуса. Тройная точка
Фазовые переходы первого рода
Фазовые переходы второго рода
Тема 5. МИКРОКЛИМАТ ПОМЕЩЕНИЙ
Этапы теплотехнического проектирования зданий
Формирование микроклимата
Первый этап теплотехнического проектирования помещений – это определение требований микроклимату, т. е. к внутренней температуре и влажности.
Микроклимат можно регулировать 2 способами.
1) архитектурно-планировочным и строительным проектированием,
2) применением искусственных способов климатизации.
Первый метод предусматривает наилучшее использование природных ресурсов (солнца, ветра) и выбор материала ограждающих конструкций (стен, перекрытий, полоа). Разные материалы имеют различные теплопродность, воздухопроницаемость, гигроскопичность. Значения теплопроводности строительных материалов зависят от объёмной массы (плотности), поэтому меняются в широких пределах.
|
|
Материал | Теплопроводность | Объёмная масса |
Гранит | 2,2 | 2,3 |
Железобетон | 1,5 | 2,2 |
Кладака из полнотелого глиняного кирпича | 0,7 | 1,6 |
Дуб (при влажности 6 – 8 %) - поперёк волокна - вдоль волокна | -0,2 -0,4 | 0,8 |
Сосна (при влажности 6 – 8 %) - поперёк волокна - вдоль волокна | -0,1 -0,3 | 0,5 |
Газобетон искусственный | 0,2 - 0,3 | 0,8 – 0,9 |
Второй метод предусматривает применение отопления, вентиляции, кондиционирования внутреннего воздуха.
Микроклимат формируется воздушным и тепловым режимами. Воздушный режим характеризуется температурой, влажностью и скоростью движения воздуха. Сочетание этих факторов оказывает физиологическое воздействие на человека. Радиационный режим характеризуется теплообменом между человеком и ограждением, а также при открытых проёмах – между человеком и наружным пространством.
Формирование климата
Второй этап теплотехнического проектирования помещений – это получение данных о климате местности, в которой возводится здание.
|
|
Климат характеризуется однотипными метеорологическим показателями над обширными территориями. Территорию разбивают на районы и подрайоны с одними и теми же значениями:
- среднемесячной температуры воздуха в январе,
- средней скорости ветра за три зимних месяца,
- среднемесячной температуры воздуха в июле,
- среднемесячной относительной влажности воздуха в июле,
- среднемесячной температуры воздуха за год,
- абсолютной минимальной температуры,
- средней температурой наиболее холодных суток,
- средней температурой наиболее холодной пятидневки.
При климатическом районировании учитывается влажность воздуха, т. е. содержание в воздухе водяного пара.
Причина влажности – испарение воды с поверхности океанов, морей, водоёмов, влажной почвы, растений. Водяной пар переносится вверх турбулентным и конвекционным движением воздуха, а по горизонтали - ветром. Водяной пар может конденсироваться, образуя туманы, облака, осадки, а также наземные гидрометеоры (росу, иней).
В атмосфере содержится в среднем 1,24.1016 кг водяного пара. Если бы он весь сконденсировался, то образовался бы слой воды толщиной 2,4 см. Количество водяного пара зависит от температуры воздуха:
|
|
а) уменьшается от экватора с полюсам в среднем от 2, 6 % до 0, 2 % ,
б) уменьшается в 2 раза по мере увеличении высоты над Землёй на 1,5 – 2 км.
Для количественной оценки влажности воздуха используют величины:
- точка росы, т. е. температура (t), при которой водные пары становятся насыщающими, или иначе температура, при которой воздух, если его охладить изобарно, становится насыщенным.
- упругость водяного пара (e), т. е. парциальное давление (измеряется в единицах давления), при этом если для некоторой температуре упругость водяного пара равна e, то при понижении температуры до точки росы упругость станет равно E;
- абсолютная влажность, т. е количество водяного пара (в граммах) в 1 м3 воздуха, или
,
или
- относительная влажность
(A – максимальное значение абсолютной влажности, соответствующее насыщению воздуха при данной температуре)
или
,
(E – упругость водяного пара, который насыщает воздух при данной температуре), в точке росы j = 100 %. И воздух достигает полного насыщения; при понижении температуры ниже точки росы излишнее количество пара конденсируется, переходя в капельно-жидкое состояние (туман в природе, конденсат на внутренних поверхностях в помещении);
- дефицит влажности
,
- массовая доля влаги, т. е. отношение массы водяного пара к массе влажного воздуха такого же объёма
,
Дата добавления: 2018-05-13; просмотров: 389; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!