Terma, ewcik
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Zadanie 1.
Ściana z cegieł o grubości 25cm i przewodności cieplnej
0,69W/(mK) posiada temperaturę 20ºC na jednej
powierzchni i 10ºC na drugiej. Określić przepływający
strumień ciepła dla powierzchni 5m
2
.
Dane
=0,05W/(mK)
q
W
100
m
A
2
T=150 ºC= 150K
A=5m
2
Szukane
d=?
T
1
=20ºC
Dane
d=25cm
=0,69W/(mK)
T
1
=20ºC
T
2
=10ºC
A=5m
2
T
2
=10ºC
Q
T
q
A
d
W
0
05
150
K
T
mK
d
0
075
m
75
mm
W
d=0,25m
q
100
m
2
Szukane
?
Zadanie 3.
Wewnętrzna powierzchnia warstwy izolacyjnej posiada
temperaturę T
1
=10ºC, natomiast powierzchnia
zewnętrzna oddaje ciepło do otoczenia na drodze
konwekcji. Temperatura powietrza wynosi -20ºC.
Grubość warstwy izolacyjnej wynosi 5cm a jej
przewodność cieplna 0,05W/(mK). Jaka jest wartość
współczynnika przejmowania ciepła na zewnętrznej
powierzchni, jeśli temperatura T
2
tej powierzchni
wynosi 0ºC.
Q
T
T
Q
1
2
q
d
A
T
T
W
(
20
10
)
K
2
Q
A
1
2
0
69
5
m
138
W
0
138
kW
d
mK
0
25
m
Przewodz.
Konwekcja
Zadanie 2.
Pokrycie izolacyjne z włókien szklanych o
współczynniku przewodzenia ciepła 0,05W/(mK) jest
używane do ograniczenia strat ciepła do 100W/m
2
dla
różnicy temperatur 150ºC na grubości pokrycia.
Określić grubość maty izolacyjnej
Dane
T
1
=10ºC
T
f
=-20ºC
d=5cm
=0,05W/(mK)
T
2
=0ºC
T
1
=10 ºC
T
2
=0 ºC
T
f
= -20 ºC
1
2
d
T
f2
=-15ºC
=50W/(m
2
K)
Szukane
T
1
, T
2
=?
Szukane
=?
q
q
przew
konwekcji
2
1
1
m
K
T
T
R
0
067
1
2
q
1
W
W
15
przew
1
d
2
m
K
q
(
T
T
)
2
d
0
005
m
m
K
konwekcji
2
f
R
0
0064
W
T
T
W
0
78
1
2
(
T
T
)
mK
2
f
d
2
1
1
m
K
W
R
0
020
2
W
0
05
W
T
T
50
10
K
W
2
mK
2
1
2
0
m
K
d
T
T
0
05
m
20
K
2
m
K
Ponieważ
:
2
f
T
T
(
25
(
15
))
K
W
Zadanie 4.
Szyba, zamontowana w oknie, posiadająca grubość
0,5cm, =0,78W/(mK), ma kontakt z ciepłym
powietrzem o temperaturze 25ºC, na swojej
wewnętrznej powierzchni. Współczynnik przejmowania
ciepła dla powietrza w pomieszczeniu wynosi
15W/(m
2
K). Powietrze na zewnątrz ma temperaturę -
15ºC, a współczynnik przejmowania ciepła, związany z
zewnętrzną powierzchnią okna, wynosi 50W/(m
2
K).
Określić
f
1
f
2
q
428
2
2
R
R
R
m
K
m
1
2
(
067
0
0064
0
02
)
W
T
T
m
2
K
W
f
1
1
R
T
T
R
q
25
º
C
-
0,067
428
3
65
º
C
1
1
f
1
1
q
W
m
2
T
T
2
m
K
W
R
1
2
T
T
R
q
3
º
C
-
0,0064
428
6
º
C
2
1
2
q
W
m
T
f1
R
1
R
R
2
T
f2
temperaturę
T
1
T
2
wewnętrznej
i
zewnętrznej
q
q
powierzchni szyby.
Dane
d=0,5cm
=0,78W/(mK)
T
f1
=25ºC
=15W/(m
2
K)
T
f1
T
1
T
2
T
f2
3
4
Zadanie 5.
Okno składa się z dwóch szyb o grubości 5mm,
oddzielonych przestrzenią powietrzną grubości 10mm.
Współczynnik przewodności cieplnej szkła wynosi
0,78W/(mK), a powietrza 0,025W/(mK).
Współczynniki przejmowania ciepła dla powietrza
wynoszą
a)
T
f1
R
1
R
1
R
2
R
3
R
2
T
f2
q
q
odpowiednio
10W/(m
2
K) i 50W/(m
2
K).
a)
określić straty ciepła (gęstość strumienia) dla tej
szyby zespolonej przy różnicy temperatur 60K dla
powietrza na zewnątrz i wewnątrz;
b)
porównać ten wynik z ciepłem traconym w
przypadku okna z pojedynczą szybą o grubości 5
mm;
c)
porównać wynik ze stratami ciepła w przypadku
braku przestrzeni powietrznej |
(tj. 2 szyby zetknięte ze sobą – łączna grubość 10
mm)
Całkowita rezystancja cieplna:
R
R
R
R
R
R
c
1
1
2
3
2
d
d
d
1
1
1
2
3
R
c
1
1
2
3
2
T
T
T
60
W
f
1
f
2
q
113
1
d
d
d
1
1
0
005
0
01
0
005
1
R
m
2
1
2
3
c
10
0
78
0
025
0
78
50
1
1
2
3
2
(b)
Dla pojedynczej szyby opór całkowity:
R
'
R
R
R
c
1
1
2
1
d
1
R
'
1
c
1
1
2
T
T
T
60
W
Dane
d
1
= d
3
=5mm
d
2
=10mm
1
=
3
=0,78W/(
mK)
2
=0,025W/(mK
)
=10W/(m
2
K)
=50W/(m
2
K)
T=60K
Szukane
a) q=?
b) q’=?
c) q’’=?
f
1
f
2
q
'
475
1
d
1
1
0
005
1
2
R
'
m
1
c
10
0
78
50
1
1
2
Straty ciepła są około 4x większe niż dla przypadku (a).
T
f1
(c)
W przypadku styku dwóch szyb:
1
T
2
R
'
'
R
R
R
R
c
1
1
3
2
1
d
d
1
R
'
'
1
3
T
f2
c
1
1
3
2
T
T
T
60
W
f
1
f
2
2
q
'
'
452
1
d
d
1
1
0
010
1
2
R
m
d
2
d
1
d
3
1
3
c
10
0
78
50
1
1
3
2
5
6
Zadanie 6
Obliczyć gęstość strumienia ciepła i współczynnik
przenikania ciepła dla ścianki dwuwarstwowej,
składającej się z cegieł,
1
=0,5W/(mK) i materiału
izolacyjnego,
2
=0,05W/(mK). Grubości warstw wynoszą
odpowiednio: d
m, d
m. Zmierzone
temperatury na ściankach wynoszą: T
1
=10
o
C, T
2
=-5
o
C.
Temperatury powietrza wewnątrz i na zewnątrz
wynoszą:T
f1
= 20
o
C i T
f2
= -10
o
C.
1
-
(-5)K
W
q
3
26
0
m
0
2
m
2
m
W
W
0
0
05
mK
mK
Obliczamy współczynnik przenikania:
W
3
26
q
W
2
m
q
U
T
T
U
0
109
f
1
f
2
2
T
T
(
2
-
(-10))K
m
K
f
1
f
2
Zadanie 7
Ściana budynku jest wykonana z cegieł o grubości
25cm,
1
=0,69 W/(mK), 5cm izolacji – styropian,
2
=0,048W/(mK) i 2cm okładziny drewnianej,
4
=0,16
W/(mK).
Określić grubość dodatkowej izolacji styropianem,
3
=0,038 W/(mK), aby ograniczyć straty ciepła (gęstość
strumienia ciepła) o 50%. Opory przejmowania ciepła
pominąć.
Dane
1
=0,5 W/(mK)
2
=0,05 W/(mK
d
m
d
m
T
f1
= 20
o
C
T
f2
= -10
o
C.
T
f1
T
2
T
1
T
2
Szukane
q=?
U=?
Dane
d
1
=25cm
1
=0,69 W/(mK)
d
2
=5cm
2
=0,048 W/(mK)
d
4
=2cm
4
=0,16 W/(mK)
3
=0,038 W/(mK)
q’=0,5q
T
f2
d
1
d
2
1
2
3
4
Obliczamy gęstość strumienia ciepła na podstawie
przewodzenia w ściance:
d
1
d
2
d
3
d
4
T
T
T
T
T
q
1
2
1
2
d
d
R
R
R
1
2
1
2
1
2
Szukane
d
3
=?
7
8
Zadanie 8.
Obliczyć stratę ciepła przez promieniowanie rury
stalowej o średnicy d=70mm oraz długości L=3m, jeśli
jej temperatura T
1
= 227ºC. Rura znajduje się wewnątrz
kanału ceglanego o wymiarach 0,3x0,3m, a temperatura
ścianki kanału wynosi 27ºC. Emisyjności własne: dla
stali utlenionej
1
=0,79, dla cegły
2
=0,93
Powierzchnia rury
2
d
d
d
0
25
m
0
05
m
0
02
m
m
K
R
1
2
4
1
53
W
W
W
W
0
69
0
048
0
16
1
2
4
mK
mK
mK
T
T
q
2
R
m
K
1
53
W
T
'
q
0
q
2
m
K
2
F
dL
3
14
0
07
3
0
66
m
3
06
W
2
Powierzchnia kanału
F
1
2
3
3
m
2
m
K
2
'
R
3
06
F
W
1
F
0
182
'
'
R
R
R
R
R
R
3
3
2
2
2
2
m
K
m
K
m
K
1
R
3
06
1
53
1
53
0
78
3
W
W
W
12
Emisyjność zastępcza
1
F
1
1
1
2
m
K
W
F
d
R
1
53
0
038
0
058
m
1
2
2
3
3
3
W
mK
4
4
4
4
T
T
500
300
Odp. Trzeba dołożyć 6 cm styropianu
1
2
Q
C
F
0
78
5
76
0
66
1590
W
12
0
1
100
100
100
100
9
10
[ Pobierz całość w formacie PDF ]