某一時刻空間所有各點的溫度分布叫做溫度場。一般它是空間坐標(biāo)x,y,z和時間τ的函數(shù)。即:
(1—16)
式(1—16)表示物體的溫度在x,y,z三個方向和在時間上都有變化的三維不穩(wěn)定溫度場。
如果溫度場不隨時間變化,稱為穩(wěn)定溫度場,這時t=f(x,y,z)。如果穩(wěn)定溫度場僅和兩個或一個坐標(biāo)有關(guān),則稱為二維或一維穩(wěn)定溫度場。一維穩(wěn)定溫度場是溫度場中最簡單也是建筑熱工設(shè)計計算中最常用的一種情況,可表示為:
(1—17)
一、穩(wěn)定傳熱
具有穩(wěn)定溫度場的傳熱過程叫做穩(wěn)定傳熱。溫度場隨時間變化的傳熱過程叫做不穩(wěn)定傳熱。
(一)通過平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
在穩(wěn)定導(dǎo)熱情況下,可以認為各層材料本身既不發(fā)熱也不蓄熱,平壁內(nèi)部既無熱源也無熱匯,由內(nèi)表面進入平壁的熱流密度毫無損耗地通過各個材料層,最后由外表面流出。
1.單層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
(1-18)
式中θi—單層平壁內(nèi)表面的溫度,℃;
θe—單層平壁外表面的溫度,℃;
δ—單層平壁的厚度,m;
λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·K);
R—單層平壁的導(dǎo)熱熱阻,m2·K/W。
(1—19)
熱阻是熱流通過平壁時所受到的阻力,是平壁抵抗熱流通過的能力。在同樣溫差下,導(dǎo)熱熱阻越大,通過平壁的導(dǎo)熱熱流密度就越小。反之,導(dǎo)熱熱阻越小,通過平壁的熱流也就越大。
增大平壁層導(dǎo)熱熱阻的方法:① 加大平壁層的厚度
② 選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料。
2.通過多層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
(1-20)
式中
θi—多層平壁內(nèi)表面的溫度,℃;
θe—多層平壁外表面的溫度,℃;
δ1,δ2……δn—各層材料的厚度,m;
λ1,λ2……λn—各層材料的導(dǎo)熱系數(shù),w/(m·K);
R1,R2,…Rn—各材料層的導(dǎo)熱熱阻,m2.K/W。
3.通過組合壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
由兩種以上材料構(gòu)成的材料層稱為組合壁,又叫
非均質(zhì)材料層,見圖1—4。包括各種形式的空心砌塊、
填充保溫材料的墻體等,但不包括多孔黏土空心磚,
其平均熱阻應(yīng)按式(1—21)計算:
式中 F1 ,F(xiàn)2… Fn—按平行于熱流方向劃分的各個傳熱面積,m2;
Ro,1,Ro,2,…,Ro,n?!鱾€傳熱部位的傳熱阻,m2·K/W;
φ—修正系數(shù)。
如果組合壁中出現(xiàn)圓孔,應(yīng)首先將圓孔折算成相等面積的方孔,其他尺寸不變,再按上述方法計算。
(1—16)
式(1—16)表示物體的溫度在x,y,z三個方向和在時間上都有變化的三維不穩(wěn)定溫度場。
如果溫度場不隨時間變化,稱為穩(wěn)定溫度場,這時t=f(x,y,z)。如果穩(wěn)定溫度場僅和兩個或一個坐標(biāo)有關(guān),則稱為二維或一維穩(wěn)定溫度場。一維穩(wěn)定溫度場是溫度場中最簡單也是建筑熱工設(shè)計計算中最常用的一種情況,可表示為:
(1—17)
一、穩(wěn)定傳熱
具有穩(wěn)定溫度場的傳熱過程叫做穩(wěn)定傳熱。溫度場隨時間變化的傳熱過程叫做不穩(wěn)定傳熱。
(一)通過平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
在穩(wěn)定導(dǎo)熱情況下,可以認為各層材料本身既不發(fā)熱也不蓄熱,平壁內(nèi)部既無熱源也無熱匯,由內(nèi)表面進入平壁的熱流密度毫無損耗地通過各個材料層,最后由外表面流出。
1.單層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
(1-18)
式中θi—單層平壁內(nèi)表面的溫度,℃;
θe—單層平壁外表面的溫度,℃;
δ—單層平壁的厚度,m;
λ—材料的導(dǎo)熱系數(shù),W/(m·K);
R—單層平壁的導(dǎo)熱熱阻,m2·K/W。
(1—19)
熱阻是熱流通過平壁時所受到的阻力,是平壁抵抗熱流通過的能力。在同樣溫差下,導(dǎo)熱熱阻越大,通過平壁的導(dǎo)熱熱流密度就越小。反之,導(dǎo)熱熱阻越小,通過平壁的熱流也就越大。
增大平壁層導(dǎo)熱熱阻的方法:① 加大平壁層的厚度
② 選擇導(dǎo)熱系數(shù)較小的材料。
2.通過多層均質(zhì)平壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
(1-20)
式中
θi—多層平壁內(nèi)表面的溫度,℃;
θe—多層平壁外表面的溫度,℃;
δ1,δ2……δn—各層材料的厚度,m;
λ1,λ2……λn—各層材料的導(dǎo)熱系數(shù),w/(m·K);
R1,R2,…Rn—各材料層的導(dǎo)熱熱阻,m2.K/W。
3.通過組合壁的穩(wěn)定導(dǎo)熱
由兩種以上材料構(gòu)成的材料層稱為組合壁,又叫
非均質(zhì)材料層,見圖1—4。包括各種形式的空心砌塊、
填充保溫材料的墻體等,但不包括多孔黏土空心磚,
其平均熱阻應(yīng)按式(1—21)計算:
式中 F1 ,F(xiàn)2… Fn—按平行于熱流方向劃分的各個傳熱面積,m2;
Ro,1,Ro,2,…,Ro,n?!鱾€傳熱部位的傳熱阻,m2·K/W;
φ—修正系數(shù)。
如果組合壁中出現(xiàn)圓孔,應(yīng)首先將圓孔折算成相等面積的方孔,其他尺寸不變,再按上述方法計算。