Zadanie 1.
Ściana z cegieł o grubości 25cm i przewodności cieplnej 0,69W/(mK) posiada temperaturę 20ºC na jednej powierzchni i 10ºC na drugiej. Określić przepływający strumień ciepła dla powierzchni 5m2.
Dane
d=25cm
l=0,69W/(mK)
T1=20ºC
T2=10ºC
A=5m2
Szukane
Zadanie 2.
Pokrycie izolacyjne z włókien szklanych o współczynniku przewodzenia ciepła 0,05W/(mK) jest używane do ograniczenia strat ciepła do 100W/m2 dla różnicy temperatur 150ºC na grubości pokrycia. Określić grubość maty izolacyjnej
l=0,05W/(mK)
DT=150 ºC= 150K
d=?
Zadanie 3.
Wewnętrzna powierzchnia warstwy izolacyjnej posiada temperaturę T1=10ºC, natomiast powierzchnia zewnętrzna oddaje ciepło do otoczenia na drodze konwekcji. Temperatura powietrza wynosi -20ºC. Grubość warstwy izolacyjnej wynosi 5cm a jej przewodność cieplna 0,05W/(mK). Jaka jest wartość współczynnika przejmowania ciepła na zewnętrznej powierzchni, jeśli temperatura T2 tej powierzchni wynosi 0ºC.
T1=10ºC
Tf =-20ºC
d=5cm
T2=0ºC
a=?
Zadanie 4.
Szyba, zamontowana w oknie, posiadająca grubość 0,5cm, l=0,78W/(mK), ma kontakt z ciepłym powietrzem o temperaturze 25ºC, na swojej wewnętrznej powierzchni. Współczynnik przejmowania ciepła dla powietrza w pomieszczeniu wynosi 15W/(m2K). Powietrze na zewnątrz ma temperaturę -15ºC, a współczynnik przejmowania ciepła, związany z zewnętrzną powierzchnią okna, wynosi 50W/(m2K). Określić temperaturę wewnętrznej i zewnętrznej powierzchni szyby.
d=0,5cm
l=0,78W/(mK)
Tf1=25ºC
a1=15W/(m2K)
Tf2=-15ºC
a2=50W/(m2K)
T1 , T2=?
Zadanie 5.
Okno składa się z dwóch szyb o grubości 5mm, oddzielonych przestrzenią powietrzną grubości 10mm. Współczynnik przewodności cieplnej szkła wynosi 0,78W/(mK), a powietrza 0,025W/(mK). Współczynniki przejmowania ciepła dla powietrza wynoszą odpowiednio 10W/(m2K) i 50W/(m2K).
a) określić straty ciepła (gęstość strumienia) dla tej szyby zespolonej przy różnicy temperatur 60K dla powietrza na zewnątrz i wewnątrz;
b) porównać ten wynik z ciepłem traconym w przypadku okna z pojedynczą szybą o grubości 5 mm;
c) porównać wynik ze stratami ciepła w przypadku braku przestrzeni powietrznej |(tj. 2 szyby zetknięte ze sobą – łączna grubość 10 mm)
d1= d3=5mm
d2=10mm
l1=l3=0,78W/(mK)
l2=0,025W/(mK)
a1=10W/(m2K)
DT=60K
a) q=?
b) q’=?
c) q’’=?
a)
Całkowita rezystancja cieplna:
(b)
Dla pojedynczej szyby opór całkowity:
Straty ciepła są około 4x większe niż dla przypadku (a).
(c)
W przypadku styku dwóch szyb:
Podwójna szyba nieznacznie zmniejsza straty, natomiast przestrzeń powietrzna redukuje w sposób znaczący straty ciepła.
Zadanie 6
Obliczyć gęstość strumienia ciepła i współczynnik przenikania ciepła dla ścianki dwuwarstwowej, składającej się z cegieł, l1=0,5W/(mK) i materiału izolacyjnego,l2=0,05W/(mK). Grubości warstw wynoszą odpowiednio: d1=0,3m, d2=0,2m. Zmierzone temperatury na ściankach wynoszą: T1=10oC, T2=-5oC. Temperatury powietrza wewnątrz i na zewnątrz wynoszą:Tf1= 20oC i Tf2= -10oC.
l1=0,5 W/(mK)
l2=0,05 W/(mK
d1=0,3m
d2=0,2m
Tf1= 20oC
Tf2= -10oC.
q=?
U=?
· Obliczamy gęstość strumienia ciepła na podstawie przewodzenia w ściance:
· Obliczamy współczynnik przenikania:
Zadanie 7
Ściana budynku jest wykonana z cegieł o grubości 25cm, l1=0,69 W/(mK), 5cm izolacji – styropian, l2=0,048W/(mK) i 2cm okładziny drewnianej, l4=0,16 W/(mK).
Określić grubość dodatkowej izolacji styropianem, l3=0,038 W/(mK), aby ograniczyć straty ciepła (gęstość strumienia ciepła) o 50%. Opory przejmowania ciepła pominąć.
d 1=25cm
l1=0,69 W/(mK)
d 2=5cm
l2=0,048 W/(mK)
d 4=2cm
l4=0,16 W/(mK)
l3=0,038 W/(mK)
q’=0,5q
d 3=?
Odp. Trzeba dołożyć 6 cm styropianu
Zadanie 8.
Obliczyć stratę ciepła przez promieniowanie rury stalowej o średnicy d=70mm oraz długości L=3m, jeśli jej temperatura T1 = 227ºC. Rura znajduje się wewnątrz kanału ceglanego o wymiarach 0,3x0,3m, a temperatura ścianki kanału wynosi 27ºC. Emisyjności własne: dla stali utlenionej e1=0,79, dla cegły e2=0,93
Powierzchnia rury
Powierzchnia kanału
Emisyjność zastępcza
OBLICZENIA WSPÓŁCZYNNIKÓW PRZENIKANIA CIEPŁA PRZEGRÓD BUDOWLANYCH
Wg PN-EN-ISO 6946
Zadanie 9
(wg. Materiały pomocnicze do ćwiczeń projektowych z Budownictwa Ogólnego – B. Mach 2006, zmienione i poprawione)
Obliczyć współczynnik przenikania ciepła U dla ściany przedstawionej na rysunku.
Metoda obliczania oporu cieplnego polega na:
· obliczeniu oporu cieplnego każdej jednorodnej cieplnie części komponentu,
· zsumowaniu tych indywidualnych oporów w celu uzyskania całkowitego oporu cieplnego komponentu, z uwzględnieniem oporów przejmowania ciepła.
Krok 1 - dobór oporów przejmowania ciepła:
wg. normy:
o napływ ciepła (od strony wewnętrznej) Rsi
Rsi = 0,13 [ m2K/W]
o odpływ ciepła (do strony zewnętrznej) Rse
Rse = 0,04 [ m2K/W]
...
maniekchomikuj