+ All Categories
Home > Documents > Curs3a_Mladin_rezistente

Curs3a_Mladin_rezistente

Date post: 20-Feb-2018
Category:
Upload: dragostonea
View: 214 times
Download: 0 times
Share this document with a friend

of 21

Transcript
  • 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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    2/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 2

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    3/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 3

    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 =! ! !

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    4/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 4

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    5/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 5

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    6/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 6

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    7/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 7

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    8/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 8

    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 "

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    9/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 9

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    10/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 10

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    11/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 11

    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! ,"

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    12/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 12

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    13/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 13

    Transferul termic bi- sau tri- dimensional = punte termic!geometric!

    Transfer termic bidimensional la muchii plane

    .const=!

    sit

    sit

    set

    set

    Q!"

    ="

    i Qx+"

    jQy [W]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    14/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 14

    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( )

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    15/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 15

    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( )

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    16/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 16

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    17/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 17

    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

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    18/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 18

    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

    !

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    19/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 19

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    20/21

    Curs TQM 1 Prof. Dr. Ing. Emil ia-Cerna MLADIN 20

    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]

  • 7/24/2019 Curs3a_Mladin_rezistente

    21/21

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