Šiluminė energija

 1. Šiluma, šiluminė energija, temperatūra. Šiluma- energijos išraiškos forma. Tai medžiagą sudarančių netvarkingai virpančių atomų ir molekulių kinetinė energija (judėjimo energija). Šiluminė energija – bet kurį kūną sudarančių dalelių (molekulių) vidinė energija. T.y. atomų ir molekulių chaotiško (šiluminio) judėjimo forma. Šį judėjimą apibūdina kūno temperatūra. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnė kūną sudarančių dalelių kinetinė energija. Temperatūrų skirtumas kūne rodo, kad vyks kinetinės energijos persiskirstymas tarp kūno dalelių, t.y. dalis energijos iš srities su aukštesne temperatūra bus perduodama į sritį su žemesne temperatūra. Taip prasideda šilumos mainai (pernešimas). Matuojama J (džauliais) arba kcal (kilokalorijomis). (4,187 J1cal). 1 kcal – tai šilumos kiekis, kuris 1l vandens tūryje temperatūrą pakelia 10C. 1kcal1,163Wh. W- energijos srauto vienetas, parodantis, kiek šilumos praeina per 1 s. WJ/s. JNm. N- darbas, sunaudojamas 1J energija perstumti kūną 1 m. Temperatūros gali būti : 1) Celsijaus (100 laipsnių); 0C; 2) Kelvino (absoliutinė); 1K0C +273,15; 3) Farenheito; 0F; 1F9/5 0C +32(0C) ∆ (teta) žymimas temperatūrų skirtumas, kuris matuojamas Kelvinais. (pvz.: 200C-50C15K). Statybinėje klimatologijoje oro temperatūros kaita surūšiuota taip: 1) vidutinę žiemos ir vasaros periodo 2) vidutinę metinės oro temperatūros trukmę 3) vidutinę mėnesių 4) šildymo sezono vidutinę temperatūrą 5) šalčiausias paros ir šalčiausio penktadienio oro temperatūras. Projektuojant lengvas atitvarines konstrukcijas, skaičiuojama temperatūra imama vidutinė šalčiausių parų temperatūra. Vidutinė šalčiausio penktadienio išorės oro temperatūra svarbi atliekant masyvių atitvarinių konstrukcijų šiluminius techninius skaičiavimus. 2. Šilumokaitos būdai. Esant temperatūrų skirtumui tarp patalpos ir išorės aplinkos prasideda šilumokaita (mainai) per atitvarines konstrukcijas. 1. Laidumas (kondukcija). Gali vykti kietoje, skystoje ir dujinėje terpėje, tačiau grynai pasireiškia tik kietuose, tankiuose kūnuose. Energija sklinda per pastato atitvarines konstrukcijas tampriomis bangomis. Vyksta tiesiogiai susilietus nevienodos temperatūros kūnams ar jų dalims.Šilumokaita porose vyksta pagal kondukcijos dėsnius. Visų kūno taškų momentinė temperatūra bet kuriuo metu yra vadinama to kūno temperatūriniu lauku. 2. Konvekcija – toks šilumokaitos procesas, kai šiluma perduodama besimaišant nevienodos temperatūros dujų ar skysčių srautams. Tai šilumos srauto sklidimas judančiomis skysčio ar dujų molekulėmis, t.y. atomų ar molekulių difuzijos būdu. Konvekcija gali būti dvejopa: natūrali, kai molekulių judėjimą sukelia temperatūrų skirtumas ir priverstinė – kai molekulių judėjimą sukelia išoriniai veiksniai. 3. Spinduliavimas (radiacija). Vyksta iš materialaus kūno į orą ar beorę erdvę (dujinėje aplinkoje ar vakuume). Jis vyksta tarp 2 spinduliuojančių paviršių, o šiluminė energija virsta spinduline ir sklinda elektromagnetinėmis bangomis šviesos greičiu. Kitas kūnas sugeria dalį spindulinės energijos (todėl pakyla jo temperatūra), dalį atspindi, dalį praleidžia. Jei kūno paviršius sugeria visą jį pasiekusią spindulių energiją, kuri sunaudojama tik kūno vidinei energijai pakelti, toks kūnas vadinamas absoliučiai juodu. Sugeriančiojo kūno paviršiuje spindulinė energija vėl virsta šilumine. Kai kūno paviršius atspindi atgal į erdvę visą jį pasiekusią spindulių energiją, toks kūnas vadinamas absoliučiai baltu. Jei visa spindulinė energija pereina pro kūną nepakeldama jo temperatūros, tai toks kūnas vadinamas absoliučiai skaidriu. Pastatų atitvarų ir jas supančios aplinkos šilumos mainai vertinami konvekcijos ir spinduliavimo dėsningumais, o šilumos perdavimas per tankius atitvaros sluoksnius – medžiagų šilumos laidumu, nes kitų šilumos perdavimo būdų įtaka daugumoje statybinių medžiagų yra žymiai mažesnė. Spinduliavimą lydi dvigubas energijos virsmas: šiluminė virsta į spindulinę ant kūno paviršiaus, kuris spinduliuoja šilumą ir spindulinės energijos virtimas į šiluminę energiją ant kūno paviršiaus, kuris sugeria spindulinę šilumą. 3. Šilumos perdavimas per statybines medžiagas. Šilumos perdavimas per statybines medžiagas priklauso nuo: 1) tankio ir poringumo; (kuo didesnis tankis, tuo geriau praleidžia šilumą) 2) medžiagos drėgnumo; (kuo medžiaga drėgnesnė, tuo geriau praleidžia šilumą) 3) medžiagos temperatūros (Didėjant temperatūrai šilumos pralaidumas didėja). 4) medžiagos cheminės mineraloginės sudėties (polimerinės medžiagos mažiau laidžios šilumai, negu mineralinės). Vatai – šilumos srauto vienetas. Qt, Wh; Ws 4. Šilumos laidumo koeficientas. Per kietą medžiagos dalį daugiausiai šiluma perduodama laidumu. Kapiliaruose perduodama daugmaž visais 3 būdais. Uždarose oro porose konvekcija nevyksta. Per stiklą – laidumu ir spinduliavimu. Šilumos laidumo koeficientas ()– medžiagos savybė praleisti šilumą. Jis matuojamas W/mKWm/m2K. 1-2 - temperatūrų skirtumas plokštumose. 1-2 1K. 5. Skaičiuojamasis šilumos laidumo koeficientas. Atsižvelgiant į pastato eksploatavimo sąlygas ir aplinkos oro temperatūrinį bei drėgminį režimą, atitvarose visada yra nusistovėjęs drėgmės kiekis. Žiemą atitvaras tuo pat metu veikia neigiamos ir teigiamos temperatūros. Todėl statybos normose ir taisyklėse išorinių atitvarų medžiagų laidumo šilumai koeficientai apskaičiuoti pagal tai, kokio drėgnumo tos medžiagos turėtų būti eksploatavimo metu, kai jų vidutinė temperatūra yra 00C. Medžiagų skaičiuojamieji laidumo šilumai koeficientai nustatyti, atsižvelgiant į patalpų ir statybos rajono klimato drėgminį režimą. Projektinė šilumos laidumo koeficiento vertė ds, W/mK. cl – klasė. Projektinės vertės nuo klasės dažnai skiriasi ir būna didesnės. Priedams duodamos lentelės pagal šiuos požymius: • Vėdinama/nevėdinama konstrukcija • Dėl papildomo įdrėkimo grunte • Stogų konstrukcijoms dscl +∆w ∆w – priedas dėl įdrėkimo. 6. Šiluminė varža. ∆I-e, K QU∆At , t-laikas (h), A- plotas (m2) Q – (K) U- (W/m2K) R, m2K/W R, m2K/W 7. Šilumos perdavimo koeficientas. Žymimas U, išreiškiamas W/(m2K). U; Kuo medžiaga drėgnesnė, tuo geriau praleidžia šilumą. Kuo didesnis tankis, tuo geriau praleidžia šilumą.  , W/mK oro – 0,025 vandens – 0,6 ledo – 2,3 Didėjant temperatūrai šilumos pralaidumas didėja. Šilumos laidumas priklauso nuo karkaso cheminės sudėties, iš kokių medžiagų sudarytas. Polimerinės medžiagos yra mažiau laidžios šilumai, negu mineralinės. 8. Šilumos laidumo koeficiento ir Šilumos perdavimo koeficiento fizikinė prasmė Atitvaros šilumos perdavimo koeficientas U išreiškiamas šilumos kiekiu kcal, kuris per 1 valandą pereina pro 1m2 atitvaros, kai abipus atitvaros temperatūrų skirtumas yra 10C. Tokiu būdu šilumos perdavimo koeficientu apibūdinama, kiek atitvara gali praleisti šilumos nuo vienos pusės į kitą. (W/(m2K) Atitvara priešinasi šilumos srauto skverbimuisi. Pasipriešinimas apibūdinamas dydžiu, atvirkščiai proporcingu atitvaros šilumos perdavimo koeficientui, ir vadinamu atitvaros sumine šilumine varža: Rs. U. Šilumos laidumo koeficientas  išreiškiamas šilumos kiekiu kcal, kuris pereina pro 1 m storio ir 1 m2 ploto sieną per 1 valandą, kai sienos paviršių temperatūrų skirtumas lygus vienam laipsniui. (kcal/(mhK). 9. Visuminės šiluminės varžos skaičiavimas. Rt – visuminė šiluminė varža. RtRs+Rsi+Rse, m2K/W Rsi – vidaus varža, Rse – išorės varža, Rs – suminė šiluminė varža. Rsi Rse     0,13 0,10 0,17 0,04 Šilumos perdavimo koeficientai U nesisumuoja. U , (W/(m2K). Rs – suminė šiluminė varža. Rs R1+R2+R3…. Rn+Rg+Rq+Ru Rg- oro tarpų šiluminė varža, Rq- plono sluoksnio (plėvelės, kartono, dažų), kuris neapibūdinamas storiu, šiluminė varža. Plonas sluoksnis gali būti: 1) glaudžiai prispaustas prie vieno iš atitvarinės konstrukcijos sluoksnių Rq0,02 m2K/W 2)Tarp atitvaros sluoksnių Rq0,04 m2K/W Ru- pastogės šiluminė varža. Rn, d- storis, - šilumos laidumo koeficientas. 10. Atitvarų su oro tarpais šiluminė varža. Oro tarpai: • Nevėdinami A500mm2, 1m, 1m2; • Ribotai vėdinami 500mm2

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!