Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch¬ng iII: TruyÒn nhiÖt dao ®éng - GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
Trang 1/8
Ch¬ng Iii
TruyÒn nhiÖt dao ®éng - t.kÕ c¸ch nhiÖt kÕt cÊu mïa nãng
I. ¶nh hëng cña BXMT ®Õn bÖi to¸n truyÒn nhiÖt
H×nh1 : Ph©n bè BXMT t¹i Hμ Néi
Trong mïa nãng cêng ®é BXMT ë níc ta rÊt cao ®Æc biÖt trong hai th¸ng 6,7. V× vËy khi tÝnh
to¸n truyÒn nhiÖt qua kÕt cÊu trong mïa nãng ngoμi qu¸ tr×nh trao ®æi nhiÖt gi÷a kÕt cÊu vμ
kh«ng khÝ bªn ngoμi theo hai h×nh thøc ®èi lu vμ bøc x¹ nhiÖt theo c«ng thøc:
q1 = Įn(tn -
W
n) , Kcal/ m2.h
MÆt kh¸c kÕt cÊu cßn nhËn thªm mét lîng nhiÖt do BXMT lμ:
q2=ȡ.I ,Kcal/ m2.h
ȡ : hÖ sè hÊp thô bøc x¹ mÆt trêi cña bÒ mÆt kÕt cÊu.
I: cêng ®é bøc x¹ mÆt trêi chiÕu vμo kÕt cÊu, Kcal/ m2.h
VËy lîng nhiÖt tæng céng trao ®æi gi÷a mÆt ngoμi kÕt cÊu víi bªn ngoμi q sÏ lμ:
q = q1 + q2 = Įn(tn -
W
n) + ȡ.I
Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch¬ng iII: TruyÒn nhiÖt dao ®éng - GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
Trang 2/8
=> »
¼
º
«
¬
ª
¸
¸
¹
·
¨
¨
©
§ n
n
nn
I
tq
W
D
U
D
.
nh vËy cã thÓ coi BXMT mμ kÕt cÊu nhËn ®îc lμ nhiÖt ®é tæng ngoμi nhμ lμ tæng hîp t¸c
®éng nhiÖt ®é kh«ng khÝ vμ BXMT lªn kÕt cÊu trong tÝnh truyÒn nhiÖt cho mïa nãng:
tdn
n
ntg tt
I
tt
D
U
.
Khi ®ã:
q = Įn(ttg -
W
n)
H×nh 2 : TruyÒn nhiÖt ngoμi kÕt cÊu trong mïa
nãng
a. Sù thay ®æi BXMT cã gi¸ trÞ rÊt lín vμ biÕn ®æi theo chu kú trong ngμy
b. NhiÖt ®é kh«ng khÝ ngoμi nhμ còng thay ®æi theo chu kú trong ngμy
H×nh 3 : BiÕn thiªn ngμy cña nhiÖt ®é
kh«ng khÝ ngoμi nhμ mïa hÌ ë Hμ Néi.
1 - Kbd = 0.99 ; 2 - Kbd = 0.9 ;
3 - Kbd = 0.7 ; 4 - Kbd = 0.5
c. NhiÖt ®é tæng ngoμi nhμ lμ tæng cña hai dao ®éng h×nh sin chu kú 24h còng lμ dao ®éng
h×nh sin cã chu kú vμ thêi ®iÓn cùc ®¹i phô thuéc thêi ®iÓm vμ trÞ sè cùc ®¹i cña hai dao
®éng thμnh phÇn:
Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch¬ng iII: TruyÒn nhiÖt dao ®éng - GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
Trang 3/8
Dao ®éng nhiÖt ®é tæng cã thÓ biÓu diÔn
qua c¸c ®¹i lîng sau:
xNhiÖt ®é tæng trung b×nh : tttbtg
C
I
tt
n
tb
tb
n
tg
tb 0
,
.
D
U
xBiªn ®é dao ®éng nhiÖt ®é tæng : Attg
C
AI
AtAt
n
ntg
0
,)
.
(
\
D
U
xNhiÖt ®é tæng cùc ®¹i : ttmaxtg
ttmaxtg = tttbtg + Attg ,0C
xThêi ®iÓn xuÊt hiÖn nhiÖt ®é tæng cùc
®¹i:
Ztmaxtg = Z1±ı , h
Trong ®ã:
AI : biªn ®é dao ®éng cña BXMT.
\
: hÖ sè lÖch pha cña hai dao ®éng tn vμ ttd.
Atn: biªn ®é dao ®éng ngoμi nhμ.
Z1 : thêi ®iÓm xuÊt hiÖn tmaxn hay cña BXMT.
V
: sè hiÖu chØnh lÖch pha cña hai dao ®éng
nhiÖt ®é.
\
,
V
: cã thÓ x¸c ®Þnh theo b¶ng ®©y.
H×nh 4: Dao ®éng cña nhiÖt ®é tæng
ngoμi nhμ.
B¶ng : X¸c ®Þnh c¸c hÖ sè :
\
,
V
Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch¬ng iII: TruyÒn nhiÖt dao ®éng - GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
Trang 4/8
II. Kh¸i qu¸t vÒ truyÒn nhiÖt dao ®éng qua kÕt cÊu
§Æc ®iÓm cña truyÒnnhiÖt dao ®éng ®iÒuhoμ qua kÕt cÊu cã thÓ tãm t¾t nh sau:
a. KhinhiÖt ®é tæng ngoμi nhμ dao ®éng h×n Sin theo chu kú 24h th× dßng nhiÖt truyÒn qua
kÕt cÊu , nhiÖt ®é t¹i mÆt trong,mÆt ngoμi vμ trong néi bé kÕt cÊu còng dao ®éng h×nh Sin víi
chu kú còng 24h.
b. Dao ®éng nhiÖt ®é trªn c¸c bÒ mÆt kÕt cÊu cã tÝnh t¾t dÇn tõ ngoμi vμo trong, tøc lμbiªn
®é dao ®éng còng sÏ nhá dÇn.
NÕu kÕt cÊu ®ñ dμy dao ®éng nhiÖt ®é cã thÓ t¾t h¼n (A
W
= 0) t¹i mét ®é s©u nμo ®ã so víi
mÆt ngoμi kÕt cÊu.
H×nh 5: S¬ ®å truyÒn nhiÖt dao ®éng ®iÒu hoμ qua kÕt cÊu.
NÕu kÕt cÊu máng dao ®éng nhiÖt ®é mÆt ngoμi vμ mÆt trong kÕt cÊu cã thÓ x¶y ra ®ång thêi
(m¸i t«n).
c. Dao ®éng nhiÖt ®é trong kÕt cÊu cã tÝnh chËm dÇn, tøc lμ thêi ®iÓm xuÊt hiÖn cùc ®¹i
nhiÖt ®é t¹i c¸c líp chËm dÇn so víi thêi ®iÓm cùc ®¹i cña nhiÖt ®é tæng khi tiÕn dÇn vμo mÆt
trong cña kÕt cÊu.
d. C¸c ®¹i lîng ®Æc trng cña dao ®éng nhiÖt ®é mÆt trong kÕt cÊu:
+ HÖ sè t¾t dÇn cña nhiÖt ®é mÆt trong so víi nhiÖt ®é tæng: Q0
Q0 = Attg / A
W
t , lÇn
+ §é trÔ dao ®éng nhiÖt ®é mÆt trong so víi nhiÖt ®é tæng: H0
H
0 = Z
W
maxt - Ztmaxtg , giê
e. TÝnh æn ®Þnh nhiÖt cña kÕt cÊu:
+ HÖ sè t¾t dÇn vμ ®é trÔ dao ®éng ®Æc trng cho tÝnh æn ®Þnh nhiÖt cña kÕt cÊu.
+ NÕu Q0 ,
H
0cμng lín th× dao ®éng nhiÖt t¹i mÆt trong kÕt cÊu cμng nhá vμ ®é lÖch pha dao
®éng cμng lín. Khi ®ã kÕt cÊu cã ®é æn ®Þnh cao vμ ®é æn ®Þnh nhiÖt cña kÕt cÊu phô thuéc
vμo:
Bμi gi¶ng PhÇn NhiÖt - Ch¬ng iII: TruyÒn nhiÖt dao ®éng - GV: THS.KTS. NguyÔn ®¨ng thÞnh
Trang 5/8
- C¸c chØ tiªu nhiÖt lý cña vËt liÖu x©y dùng, ®Æc biÖt lμ hÖ sè hμm nhiÖt cña vËt liÖu ký hiÖu
S (Kcal/m2.h.0C) vμ hÖ sè dÉn nhiÖt k (xem phô lôc ).
- NhiÖt trë cña kÕt cÊu.
- ChØ sè qu¸n tÝnh nhiÖt cña kÕt cÊu , ký hiÖu D
D = R.S - ®èi víi kÕtcÊu mét líp.
D = ¦ Ri.Si - ®èi víi kÕt cÊu nhiÒu líp.
Khi D t 1 kÕt cÊugäi lμ dμy vÒ nhiÖt.
Khi D < 1 kÕtcÊu gäi lμ máng vÒ nhiÖt.
III. X¸c ®Þnh nhiÖt ®é mÆt trong vÖ dßng nhiÖt truyÒn qua k.cÊu
1. Dao ®éng nhiÖt ®é mÆt trong kÕt cÊu:
Dao ®éng nhiÖt ®é mÆt trong kÕt cÊu ®îc ®Æc trng b»ng c¸c ®¹i lîng:
x NhiÖt ®é trung b×nh,
W
ttb, X§ nh trong truyÒn nhiÖt æn ®Þnh:
CRR
R
tt
tn
tb
t
tb
tg
tb
tg
tb
t
0
0
),( ¦
W
x Biªn ®é dao ®éng nhiÖt ®é mÆt trong, A
W
t:
C
At
Atg
t
0
0
,
Q
W
x NhiÖt ®é mÆt trong cùc ®¹i,
W
tmax :
CA t
tb
tt
0
max ,
WWW
x Thêi ®iÓm xuÊt hiÖn nhiÖt ®é mÆt trong cùc ®¹i, Z
W
tmax :
gioZtZ tgt ,
0
maxmax
HW
§Ó x¸c ®Þnh gÇn ®óng c¸c trÞ sè 0
Q
vμ 0
H
cã thÓ dïng c«ng thøc tÝnh (¸p dông trong trêng hîp
Įn = 16, Įt = 7,5:
xHÖ sè t¾t dao ®éng nhiÖt mÆt trong:
k
D
D
R
QQ
Q
.).5,38,0(2 10
¦
k
- hÖ sè xÐt ¶nh hëng cña tÇng kh«ng khÝ kÝn ®Õn hÖ sè t¾t dÇn:
¦
R
D
Rkk 5,01
Q