Бетон розрахунок коефіцієнта теплозасвоєння
Для обговорення подальших розрахунків нам будуть потрібні кілька нових термінів. По-перше, це термічний опір - здатність тіла (його поверхні або шару) перешкоджати поширенню теплового руху молекул, тобто перешкоджати поширенню тепла. Чисельно дорівнює різниці температур середовища і стінки, необхідної для передачі тепла в кількості 1 Вт / м 2 через стінку.
Другий термін - коефіцієнт теплозасвоєння. який характеризує здатність матеріалу сприймати тепло при періодичних коливаннях температури на його поверхні.
Термічний опір визначають за формулою:
де T2 - температура середовища, T1 - температура стінки, P - тепловий потік, що протікає через стінку. Для практичних цілей корисна наступна формула:
де σ - товщина матеріалу, λ - коефіцієнт теплопровідності матеріалу.
Коефіцієнт теплозасвоєння обчислюють за такою формулою:
де T - період температурних коливань, λ - коефіцієнт теплопровідності матеріалу, С - питома теплоємність матеріалу, mV - об'ємна маса матеріалу.
Через коефіцієнт теплозасвоєння і термічний опір визначають масивність огородження:
Останній термін є широковживаних в будівництві.
Наведемо кілька прикладів, пов'язаних з розрахунками теплоізолюючих характеристик бетонів.
Припустимо, що у нас температура зовнішньої поверхні бетонної стіни T1 = -20 про C, а внутрішньої - T2 = +20 о С. Товщина стіни σ = 40 см і відомо, що через 1м 2 поверхні стіни за t = 1 хв проходить 1 ккал тепла. Визначимо коефіцієнт теплопровідності λ матеріалу стіни.
Кількість тепла Q, що проходить через стінку за час t обчислюється за формулою:
де S - площа стіни. Розрахунок зробимо в одиницях СІ:
λ = 4,2 · тисяча · 0,4 / (40 · 1 · 60) Вт / м · ° С = 0,7 Вт / м · К
У наступному прикладі розрахуємо величину коефіцієнта теплозасвоєння S шлакобетона при добовому коливанні температури. Для шлакобетона приймемо наступні значення параметрів:
λ = 0,6 ккал / м · год · ° С = 0,6 · 1,161 Вт / м · К = 0,7 Вт / м · К,
Т = 24 год = 86400 с, mV = 1600 кг / м 3,
З = 0,2 ккал / кг · о С = 0,2 · 4190 Дж / кг · K = 838 Дж / кг · K,
підставляючи ці дані в формулу для коефіцієнта теплозасвоєння S, отримаємо:
У наступному прикладі визначимо коефіцієнт теплозасвоєння, термічний опір і масивність бетонної огорожі, товщина якого σ = 40 см, об'ємна маса бетону mV = 2,2 г / см 3. коефіцієнт теплопровідності λ = 1 ккал / м · год · ° С, T = 24 ч, C = 0,22 ккал / кг · о С.
Першим кроком переведемо всі значення параметрів в одиниці СІ:
σ = 0,4 м; mV = 2200 кг / м 3; λ = 1,16 Вт / м · K
Т = 86400 с; C = 922 Дж / кг · K
Далі, підставивши дані в формулу для коефіцієнта теплозасвоєння, отримаємо:
Для термічного опору:
R = σ / λ = 0,216 м 2 · о С / Вт
І, звичайно, масивність огородження:
Масивність огородження виражається в безрозмірних одиницях - чим більше значення масивності, тим ефективнішим є теплозбереження. Як правило, пористі бетони володіють більш високими значеннями масивності огорожі.