03热工学基本知识.ppt

第1.2章 建筑热工学基本知识 温 度 热 量 热量是热传递过程中所传递的能量。 一般地说，物体获得热量后，温度会升高，放出热量后温度会降低。 Q＝mcΔ t 式中，Q——热量，单位为焦耳（J） m——物体的质量，单位为千克（kg） C ——物体的比热容，单位为（J/kg· K） Δ t——物体吸热前后的温度差单位为开（K） 传热的基本方式 传热的特点：传热发生在有温度差的地方，并且总是自发地由高温处向低温处传递。 一、导热： 定义：指温度不同的物体直接接触时，靠物质微观粒子（分子、原子、自由电子等）的热运动引起的热能转移现象。 建筑固体材料壁体内部的传热： 　q—单位时间、单位面积的导热量（W/m2）; 　　d — 壁体的厚度（m）； 　　λ —壁体材料的导热系数（W/(m.k)） 导热系数λ：壁体材料的导热能力 物理意义：材料单位厚度的温度差为1k时，在1h内通过1m2表面积的热量。 二、对流换热 定义：对流发生在流体（空气、水…)中，是因温度不同的各部分流体之间发生相对运动，互相掺合而传递热能。 对流换热的过程 层流边界层：由于摩擦力作用，在紧贴固体壁面处有一平行于固体壁面流动的流体薄层，叫“层流边界层”。 对流换热系数 对流换热系数包含了影响对流换热强度的一切因素，因此不是一个固定不变的常数，而是一个取决于许多因素的物理量。 三、辐射换热 定义：辐射指依靠物体表面向外发射热射线（能产生显著效应的电磁波）来传递能量的现象。 物体对外来射线的反应遵循与可见光相同的规律。 设有能量为I0 的热射线投射到物体表面，则其中 Ir 被反射，Ia 被吸收，It 可能透过物体。 一般，大多数固体和液体都是不透明的，即 ?h =0 因此 ?h + ?h = 1 所以， 凡是善于反射的物体一定不善于吸收（磨光的铝、镍鉻板、研磨的黄铜 ?h ＝0.02～0.04〕 ，反之亦然。 思考题 1. 下列材料的导热系数由小至大排列正确的是（ ） A 钢筋混凝土、重砂浆黏土砖砌体、水泥砂浆 B 岩棉板、加气混凝土、水泥砂浆 C 水泥砂浆、钢筋混凝土、重砂浆黏土砖砌体 D 加气混凝土、保温砂浆、玻璃棉板 1. 下列材料的导热系数由小至大排列正确的是（ ） A 钢筋混凝土、重砂浆黏土砖砌体、水泥砂浆 B 岩棉板、加气混凝土、水泥砂浆 C 水泥砂浆、钢筋混凝土、重砂浆黏土砖砌体 D 加气混凝土、保温砂浆、玻璃棉板 * * 1-1 温度与热量 1-2 传热的基本方式 温度（表述一）： 物体冷热程度的表征 t（摄氏温度） = T －273.15k 温度是时间与空间的函数 温度随空间的分布称为温度场，若温度场不随时间而变化，则称其为稳定温度场 稳定温度场是一种理想模型，是我们讨论热工问题的基础 传热有三种基本方式 1. 导热 2. 对流 3. 辐射 导热可在固体、液体、和气体中发生，但只有在密实的固体中才存在单纯的导热过程。 在建筑热工学中，大量课题涉及非金属固体材料的导热，有时也涉及空气、水分或金属导热问题。 矿棉、泡沫塑料、珍珠岩、蛭石等 0.25 保温隔热材料 常用建材 0.3~3.5 非金属 最大 2.2~420 金属 次之 0.07~0.7 液体 最小 0.006~0.6 气体 特点 导热系数 W/(m?K) 材料 λ值与材料的容重、温度和湿度相关：1、一般，容重小， λ值也小，但容重降低到一定程度以后，继续降低容重， λ值反而增大 ；2、湿度越大， λ值越大；3、金属的λ值随温度增加而减少，非金属的λ值随温度的降低而增加。 材料的导热系数及其影响因素： （1）材料的影响： 材料的导热系数及其影响因素： （2）材料干密度的影响 干密度：材料的密实程度。