Curs3a_Mladin_rezistente

7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

1/21

Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 1

Curs 3a

Prof. Univ. dr. ing. Emilia-Cerna MLADIN


2/21


Cl!direa -un sistem ce include fluxuri interconectate ce au loc pringrani"a (anvelopa) lui cu exteriorul (mediul ambiant) + echipamente

Flux de c!ldur! Echipamente de nc!lzireFlux de aer Echipamente de ventilare #i ACFlux de umiditate Echipamente de iluminat

Ta Te Ti

Iarna: Ta Ti>Te"surse termice interioare"se pierde Q de la interior

Vara: Ta


3/21


CONSERVAREA ENERGIEI (Princ. I al termod.):

2e=h+gz+ w /2 [J/kg]

( )2!e=! h+gz+w /2 !h [J/kg]!

p

lv

!h = c T

h=h

!"#"$

%

%

dac! L=0

j n k,in k,in s,e s,ej n k s

interactiuni

Q - L + m e - m e [J]

sistem!E ="

= ! ! ! !

j k,in k,in s,e s,ej k sQ + m e - m e [J]sistem

!E =! ! !


4/21


Transfer de energie termic!(Q) prin conduc"ie: ....convec"ie: ...radia"ie: ...

TeTi

!maer,w

!maer,w

aer umedaer umed

Eper

A

!Qr,i

!Qcv,i

!Qr,e

!Qcv,e

!Qcd

!Qgen


5/21


Dac! regimul termic este sta"ionar (#E/#$=0) #i

nu exist!surse de c!ldur!interioare pere"ilor (!Qgen=0 ):

Dac! se consider!numai transferul de energie prin transmisie:

!Eper

!"= !Ej=

!Qin( )- !Qies( )j

# +!minhi-!mehe

=

!

Qr,i+!

Qcv,i( )+!

Qgen- !

Qr,e+!

Qcv,e( )+!maercp Ti-Te( )+

!mw,ihi$

!mw,ehe [W]

0= !Qr,i

+!Qcv,i( )

- !Q

r,e

+!Qcv,e( )

+!maer

cp

Ti

-Te( )+!m

w,i

hi

! !m

w,e

he

[W]

!Qr,i+!Qcv,i( )=!Qcd= !Qr,e+!Qcv,e( ) [W]

0= !Qr,i+!Qcv,i( )- !Qr,e+!Qcv,e( )+!maercp Ti-Te( )+ !mw,ihi! !mw,ehe

=0

" #$$$$$$ %$$$$$$[W]


6/21


LEGILE FUNDAMENTALE DE TRANSFER DE CALDURA

Conduc"ie: Legea lui Fourier:

!Q"#

= -!"grad" #""""

T

( )A# "dA = -!"grad

! "!!!!

t

( )A# "dA [W]

!Q= -!"T

"nA

# dA = -!" t

"nA

# dA $ !%t

%nA [W]

Convec"ie:Legea lui Newton:

Radia"ie ntre suprafe"e:Legea lui Stefan-Boltzmann:

!Q = !1,2 "AT1

100

#

$

%&

'

(

4

-T2

100

#

$

%&

'

(

4)

*

++

,

-

.

.= !1,2 "*A T1

4-T24)

* ,

-= r A t1-t2( ) [W]

Observa!ii: T [K], t[oC], 2 4! = 5,67 W/m K , * -8 2 4! =5,67 10 W/m K!

!Q=!A tsuprafata-tfluid

( ) [W]


7/21


Analogia electric!valabil!pentru transferul de c!ldur!n regim sta"ionar:

n func"ie de geometrie, transferul termic se exprim!diferit:

Perete plan: A const. ,

Perete cilindric: L const. ,

Perete sferic:

2T !Q [W]

Rt=T1-T2

!Q[K/W]

1T

!

Q=qsA=const.=

!T

Rt =

!t

Rt,s A [W]

!Q=ql L=const.=!T

Rt= !t

Rt,lL [W]

!Q=!T

Rt=

!t

Rt[W]


8/21


Rezisten"ele termice asociate celor 3 moduri de transfer termic:

Rttermic! perete plan perete cilindric perete sferic

conduc"ie2

s

!

!R [m K/W]

R = [K/W]"

"

A

=

el

e

i

i

1 dR = ln [m K/W]

2!" d

1 dR = ln [K/W]2!"L d

!

i e

1 1 1R = - [K/W]

2!" d d

! "# $% &

convec"ie2

s

1

R1

R [m K/W]

= [K/W]A

=

!

!

l

1

R1

R =

= [K/W]!d

[m K/W]!

L

d

! " !

!

! "

21R = [K/W]

!d "

radia"ie 2s

r d

rad

a

1R = [K/W]

A

1R [m K/W]=

!

!

l

ra

rad

d

1R

1R = [m K/W]!

= [K/W

d

" L

"

]!d

!

!

! !

2 rad

1

R = [K/W]!d "


9/21


Transferul unidimensional dintre aerul interior #i cel exterior se exprim! pt.perete plan:

!

Q=A

Ti-Te

Rt,stot =U!A Ti-Te( ) [W]

>0


10/21


Aplica"ii:

1. Perete muticompozit cu straturi paralele cu suprafe"ele izoterme (f!r! rezisten"ede contact)

Cum se calculeaz!temperaturile la suprafe"ele de contact dintre straturi ?

totkt,s

i e

2

k

1 ! 1R = R = + +

" # "

1= [m K/W]

U

! "# $% &

' '

Ti Te

Q

Conv.+rad. Conv.+rad.Cond. Cond. Cond.!Q

A

=qs [W/m2 ]

i

1

!

e

1

!

1

1

!

"

2

2

!

"

3

3

!

"

Ti Te

!Q=const.! grad" #""""

t

( )=const

"

temperatura variaza liniar in perete


11/21


2. Conducte izolate prin care circul!agent cald

( )

( )

exttotkt,l

i i int e iz p ek

e iz

iz e e iz p e

1 1 d 1R = R = + ln +

!d " 2!# d ! d + 2$ + 2$ "

1 d + 2$ 1ln + [mK/W]

2!# d ! d + 2$ + 2$ "

! "# $% &

'

( (

Conv. Conv.+rad.Cond. Cond. Cond.

! i i

1

d!

( )! " "e iz p e1

d + 2 + 2 ! e

cd i

1 d

ln2!" d

e iz

iz e

1 d + 2!

ln2"# d

e iz

p e iz

d + 2! 21

ln2"# d + 2!

p+ !

!Q

L=ql[W/m]

iz iz! ,"

de/di

p p! ,"


12/21


3. Perete multicompozit cu straturi perpendiculare pe suprafe"ele izoterme.

totkt,

e

2

si

k

1= [m K/W

1 1 1R = R = + +

! !

]

U

!" #$ %&' (

))

Observa"ie:stratul cu cea mai mic!rezisten"!termic!= punte termic!de material

Conv.+rad. Conv.+rad.

Cond.

Ti TeQ


13/21


Transferul termic bi- sau tridimensional = punte termic!geometric!

Transfer termic bidimensional la muchii plane

.const=!

sit

sit

set

set

Q!"

="

i Qx+"

jQy [W]


14/21


Modelarea simplificat!a transferului termic bidimensional la muchii plane

.ct=!

sit

sit

set

set

1!

2!

xl

!

b

x

0

L

B

1Peretele

2Peretele

!Q=!Qb

+!QB-b

=!"

2

ln 1+"

2

b

#

$%%

&

'((

+ B-b( )

)

*

+++++

,

-

.

.

.

.

.

Lt

si-t

se( )"

1

C=!Q

!Q1( )

=1+1

B

!2

ln 1+!2b

"

#$

%

&'

-b

(

)

*****

+

,

-----

>1!R "

A # $t

!Q=R

1( ) 1C< R

1( )

!Q1( )=!Q

B=!BL

tsi-tse( )

"1

=

tsi-tse

R1( )

B #L

!Q > !Q1( )


15/21


n mod uzual, se exprim!fluxul termic prin peretele 1 cu ajutorul unui coeficient depierderi liniare astfel:

Dac!se "ine seama de toate muchiile care delimiteaz!peretele orizontal 1:

De unde rezult!:

!Q = !Q 1( )!C =

= !Q 1( )+ !"L ti-te( )= AR 1( )

+ !"L#$% &

'( ti-te( ) [W]

[W/mK]!

!Q = !Q1( )

!C=

= !Q1( )+ !kLk"( ) ti-te( )=

A

Rtot

1( ) + !kL" k( )

!

"

###

$

%

&&&

ti-te( )

=A

!Rtot

ti-te( )

!Rtot

= Rtot

1( ) 1

1+Rtot

1

( ) !kLk"A

= Rtot

1( )!r < R

tot

1( )


16/21


Observa!ii: Acela#i ra"ionament se face #i pentru peretele adiacent 2 O singur!muchie afecteaz!ambii pere"i care o formeaz!

Transfer termic tridimensional la col"uri plane

= coeficient punctual de pierderi termice

Observa!ie:

n tabele se gasesc valori pentru ! -uri si ! -uri. Ca urmare,

!Q=!Q 1( )+!"L ti-te( )+# " ti-te( )= AR 1( )+!"L+#

$

%&

'

() ti-te( ) [W]

[W/K]!

!Q"#

=#

i Qx+#

jQy+#

kQz [W]

!Q=

A

R 1( )+ !"L

j# + $k

k#

%

&''

(

)** ti-te( ) [W]

=A

R'ti-te( ) [W]


17/21


Transferul termic prin schimbul de aer al cl!dirii, f!r!a "ine seama demodific!rile n con"inutul de umiditate

!p " !Vaer " !Q si !mvap.

prin Ventilatoare de aerisire/evacuareEfecte de vntEfecte de stratificare termic!Efecte de ardere #i tiraj


18/21


Se define#te num!rul de schimburi de aer pe or!:

Fluxul termic prin toate elementele de construc"ie kcare alc!tuiesc anvelopa

PE-pere"i exteriori, Fe ferestre #i u#i, SN- spa"ii nenc!lzite

!Qaer= !maercp ti-te( ) [W]

= !!Vcp

ti-t

e( )[W]

= !n

3600cpVclad ti-te( ) [W]

= 0,33 "nVclad ti-te( ) [W]

n!!Vaer[m

3 /h]

Vclad [m3 ]

3aer p,aer =1,2 kg/m , c =1kJ/kgK!

!Qanv=Ak

!Rk+0,33 "nk Vk

#

$%%

&

'((

k

) ti,k -te,k( ) [W]

=Aanv

!Ranv+0,33 "ncladVclad

#

$%%

&

'(( ti

* -te*( ) [W]

Aanv= Akk

! [m2 ], k=k1+k2+k3

"Ranv=Aanv

APE"RPE

+AFe"RFek2

! +ASN"RSNk3

!k1

!


19/21


Necesarul anual de energie termic!pentru nc!lzire

n calculele inginere#ti, se aduc unele corec"ii #i se folose#te kWh ca U.M.:

Qnec, inc=!Qanv d!

an! - !Qsolar+ !Qintern( )!inc d!

an! [J/an]

=A

anv!Ranv

+0,33!ncladVclad

!

"##

$

%&& ti* -te*( )

an! 1 zi [W!zi/an]

=Aanv

!Ranv

HT

!

+0,33 !nclad

Vclad

HV

" #$$ %$$

!

"

#####

$

%

&&&&&

ti* -t

e*( )+

an

! 1zi

NGZ[K!zi]

" #$$ %$$

[W!zi/an]

=Aanv

!Ranv

+0,33 !nclad

Vclad

!

"##

$

%&&NGZ [W ! zi/an]

= HT,V ti* -te

*( )Nore,an [W !h/an]


20/21


B "ine cont de varia"ia temperaturii aerului din nc!peri; C "ine seama de varia"ia n timp a temperaturiiexterioare, de reducerea temperaturii interioare pe timp de noapte #i de prezen"a balcoanelor pe fa"adele

cl!dirii

Qnec, inc=0,024 Aanv

!Ranv+0,33 "nclad VcladB

#

$%%

&

'((NGZC [kWh/an]


21/21


Ti

Qintern+Qsolar

Qinst.inc.

Techilibru

Te

Ti

Qintern

Qsolar

Qinst.inc.

TiR

TeR

Te

ti* -t

e*( ) = tiR-teR( )= t

echilibru-te( )

ti

* -te

*

( )+an!1zi

NGZ

[K"zi]

! "## $##

[W "zi/an]= tiR

-teR,k( )+luna k!

1luna

NGZ

[K"zi]

! "#### $####

= techiv

-te, med( ) "Dzile inc. [W "zi/an]

Date post:	20-Feb-2018
Category:	Documents
Upload:	dragostonea
View:	214 times
Download:	0 times

Curs3a_Mladin_rezistente

Documents