Üliõpilane: Matrikkel Rühm: Õppejõud: Heli Lootus Töö tehtud: 02.09.2009 Aruanne esitatud: 25.11.2009 Aruanne vastu võetud: Katseseadme skeem Tallinn 2009 1. Töö eesmärk oli määrata Schmidti soojusvoomõõturiga silindrilise isolatsioonikihiga kaetud aurutoru soojuskadu ja arvutada selle põhjal silindrilise kihi materjali soojusjuhtivustegur . 2. Töö käik: Katse vältel hoidsime torus auru rõhku ventiiliga reguleerides 10 Pa juures konstantsena. Katse vältel lugesime 10-minutiliste vaheaegadega soojusvoomõõturi näitu, termopaaride termopinged ja ka nende külmliite temperatuuri. Temperatuure mõõtsime kuni termiliselt statsionaarse olukorra saabumiseni. Lisaks määrasime mõõtevöö keskpinna diameetri dk. 3. Katseandmete töötlemine: Mõõtmistulemused koondasime tabelisse 7.1
Silindrilise kihi soojusjuhtivusteguri määramine. 1. Töö eesmärk Määrata Schmidti soojusvoomõõturiga silindrilise isolatsioonikihiga kaetud aurutoru soojuskadu ja arvutada selle põhjal silindrilise kihi materjali soojusjuhtivustegur λ. 2. Tööks vajalikud vahendid 1. Soojusisolatsiooniga kaetud aurutoru 2. Manomeeter 3. Termopaarid 4. Schmidti soojusvoomõõtur koos millivoltmeetriga 5. Termopaaride ümberlüliti 6. Millivoltmeeter 7. Elavhõbedatermomeeter 8. T-tüüpi (vask-konstantaat) termopaaride gradueerimistabel 3. Katseseadme skeem 4. Töö käik Katse vältel hoitakse torus auru rõhk konstantsena ligikaudu 10 kPa. Katse
~220V mV Teoreetilised alused Katse seisneb halva soojusjuhi (antud juhul paberi) soojusjuhtivusteguri määramises. Selleks asetatakse katsekeha kahe vasksilindri vahele, millest üks kuumutatakse 100-ni ja teine on toatemperatuuril. Seejärel ühendatakse katsekeha vasksilindritega ja mõõdetakse millivoltmeetrilt lugemid iga 15 sekundi tagant 13 korda. Saadud andmed kanda tabelisse ja seejärel äärata soojusjuhtivustegur järgmise valemi abil: 4 ln = 2 Kus katsekeha soojusjuhtivustegur, - vase erisoojus, - vaskssilindri mass, - katsekeha paksus, ln = ln 1 - ln 13 , - silindri läbimõõt, = 13 - 1 . 2 Soojusjuhtivusteguri määramine
homogeenses vardas pikkusega ja ristlõike pindalaga S. Katse näitab, et kui varda otstes on fikseeritud erinevad temperatuurid T1 ja T2, siis varda ristlõiget läbib soojusvoog intensiivsusega , kus võrdetegur k on varda materjali iseloomustav konstant, mida nimetatakse soojusjuhtivusteguriks. See on ainus parameeter, mida on tarvis aine või materjali soojusjuhtivuslike (või ka soojust isoleerivate) omaduste spetsifitseerimiseks. 2. Soojusjuhtivustegur- Soojusjuhtivustegur (U) näitab mitu vatti soojusenergiat läheb läbi ühe ruutmeetri suuruse seina või avatäite pinna ühe tunni jooksul, kui temperatuurierinevus seina ühe ja teise poole vahel on 1 kelvin. Mida väiksem on soojusjuhtivusteguri U väärtus, seda soojapidavam on sein. Ühikuks on W/m2K. Valem U=Q/ST 3. Kuidas on soojusjuhtivus seotud teiste ülekande nähtustega? 4. Erisoojus-on füüsikas soojushulk, mis on vajalik ühikulise massiga ainekoguse temperatuuri tõstmiseks 1 kraadi võrra
Üliõpilane: Matrikkel Rühm: Õppejõud: Töö tehtud: Aruanne esitatud: Aruanne vastu võetud: Katseseadme skeem 1. Töö eesmärk oli määrata Schmidti soojusvoomõõturiga silindrilise isolatsioonikihiga kaetud aurutoru soojuskadu ja arvutada selle põhjal silindrilise kihi materjali soojusjuhtivustegur . 2. Töö käik: Katse vältel hoidsime torus auru rõhku ventiiliga reguleerides 10 Pa juures konstantsena. Katse vältel lugesime 10-minutiliste vaheaegadega soojusvoomõõturi näitu, termopaaride termopinged ja ka nende külmliite temperatuuri. Temperatuure mõõtsime kuni termiliselt statsionaarse olukorra saabumiseni. Lisaks määrasime mõõtevöö keskpinna diameetri dk. 3. Katseandmete töötlemine:
ääres tekib pinna ja vedeliku (gaasi) vahel soojusvoog, mida määrab Newton- Richmanni valem: q=*t [W/m2], kus võrdetegur on soojusülekandetegur. Soojusläbikandetegur k = 1 / ( 1/1 + (i/i) + 1/2 ) [ W/(m2*K)] iseloomustab soojusläbikane intensiivsust. Seejuures 1 ja 2 on vastavad fluidiumide (so voolav aine, füüsikanähtuste seletamiseks oletatud kaalutu vedelik) soojusülekandetegurid, seina paksus ja seina soojusjuhtivustegur. Soojusläbikanne tekib soojusvoo liikumisel ühelt soojuskandjalt teisele läbi tahke seina; see koosneb soojusülekandest kahes fluidumis ning soojusjuhtivusest seinas. 2. Millest oleneb radiaatori soojusläbikanetegur k ? k sõltub nii soojusülekannet mõjutavatest suurustest (1 soojusülekandetegur kondenseeruvalt aurult radiaatori sisepinnale, 2 soojusülekandetegur radiaatori välispinnalt õhule) kui ka soojusjuhtivust mõjutavatest suurustest (radiaatori seina
14.12.2011 Tallinn 2011 Skeem 1 ventiil; 2 - aurutoru; 3 - isolatsioonikiht; 4- mõõtevöö; 5 - termopaarid; 6 äärekaitseribad 7 millivoltmeeter; 8 manomeeter; 9 - termostaat; 10 - elavhõbetermomeeter; 11- ümberlüliti; 12- millivoltmeeter Töö eesmärk: Määrata Schmidti soojusmõõturiga soojuskadu ja arvutada selle põhjal isolatsiooni soojusjuhtivustegur . Kasutatud seadmed: 1. Soojusisolatsiooniga kaetud aurutoru 2. Manomeeter 3. Termopaarid 4. Schmidti soojusvoomõõtur koos millivoltmeetriga 5. Termopaaride ümberlüliti 6. Millivoltmeeter 7. Elavhõbedatermomeeter 8. Termopaaride gradueerimistabel Töö põhimõtte selgitus Materjalide soojusjuhtivusteguri määramiseks ja isolatsiooni soojuskadude määramiseks kasutatakse seadet, mida nimetatakse Schmidti soojusvoomõõturiks.
7 Töö nimetus: Silindrilise kihi soojusjuhtivusteguri määramine Üliõpilane: Matr. nr. Rühm: Õppejõud: Töö tehtud: 18.09.2009 Aruanne esitatud: 16.10.2009 Aruanne vastu võetud: Tallinn 2009 2 Töö eesmärk Määrata Schmidti soojusmõõturiga silindrilise isolatsioonikihiga kaetud aurutoru soojuskadu ja arvutada selle põhjal isolatsiooni soojusjuhtivustegur . Töös kasutatud mõõteriistad ja seadmed 1. Soojusisolatsiooniga kaetud aurutoru 2. Manomeeter 3. Termopaarid 4. Schmidti soojusvoomõõtur 5. Termopaaride ümberlüliti 6. Millivoltmeeter 7. Elavhõbedatermomeeter 8. Termopaaride gradueerimistabel Katseseadme ja töö põhimõtte lühike kirjeldus. 1 - reguleerimisventiil 2 - aurutoru 3 - isolatsioonikiht 4 - mõõtevöö 5 - termopaarid 6 - äärekaitseribad 7 mõõtevöö millivoltmeeter
ruumalaga. pinnast läbikantav soojushulk on võrdeline temperatuuri 3. Variant 1. gradiendiga, pindalaga, ajaga, Senjettelektrikud - ning sõltub aine omadusest, Senjettelektrik on eri liiki mida arvestab dielektrik, mille polarisatsioon soojusjuhtivustegur. võib tekkida iseeneslikult, Soojusjuhtivustegur on välise elektrivälja mõjuta. võrdeline ruutjuurega Senjettelektriku omadused temperatuurist.Sisehõõrdumi võivad tekkida ainult ne (liikumishulga kristallilistel ainetel. 2. Biort kandumine)-sisehõõdrejõud, savarti laplace seadus - Mis mis mõjub kahe gaasi kihi
Soojuse ülekande viisid · Soojusjuhtivus vaja kontakti kehade vahel · Konvektsioon vaja keha osade liikumist · Soojuskiirgus toimub iga keha korral, mille temperatuur on kõrgem kui 0 K st reaalselt iga keha korral Soojusjuhtivuse järeldused Soojusvoog on seda suurem, mida: · Suurem on temperatuuri gradient (näiteks: välis ja sisetemperatuuri vahe) · Suurem pind, mida mööda soojuskadu toimub · Pikem aeg · Õhem pinna paksus · Suurem soojusjuhtivustegur Valem: Kirvereegel mida tihedam aine, seda suurem soojusjuhtivustegur. Mida poorsem (palju õhku), seda väiksem Erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis tõstab antud aine ühe massiühiku temperatuuri ühe kraadi võrra Valem: ............................... Konvektsioon Vajalik keha osade liikumine st võimalik vaid vedelikes ja gaasides Valem: ............................. h konvektsiooni soojusvahetustegur .... jahutava materjali pinna temperatuur .... vedeliku temperatuur
Soojusenergia on soojus, mida kasutatakse energeetilistel eesmärkidel. Soojusenergiat on võimalik muundada elektrienergiaks, seda tehakse näiteks soojuselektrijaamas. Soojusenergiat võib kasutada ka otse, näiteks ruumide kütmiseks. Seda saab kasutada ka mõneks teiseks energialiigiks, näiteks elektrienergiaks. Selleks tuleb soojusenergia abil ajada vesi keema, veeaur juhtida turbiini labadele, need panevad tööle generaatori, mis tekitab elektrienergiat. Soojusjuhtivustegur näitab, milline hulk soojust kandub läbi pinnaühiku ühikulise temperatuurigradiendi korral Soojusenergias gaasid peaaegu puuuduvad. SOOJUSJUHITUVUS ON SUUREM TAHKES KUI VEDELAS OLEKUS JA VEDELAS SUUREM KUI GAASILISES OLEKUS SOOJUSJUHTIVUS - TERMILISE ENERGIA EHK SOOJUSENERGIA SPONTAANNE KANDUMINE KUUMEMALT KEHALT (VÕI KEHAOSALT) KÜLMEMALE KEHALE (KEHAOSALE ) AINEOSAKESTE VASTASMÕJU TAGAJÄRJEL Mittemetal. tahked ained
FENOPLAST Vahtplaste saadakse vabapaisumismeetodil toodetud vahtpolüstroolplastist. Need tooted on kinniste pooridega. Nende soojapidavus põhineb kinnises ruumis olaval liikumatul õhul. Vahtplastid on odavad, soojusjuhtivustegur on 0,037-0,041 W/mK. Materjal ei lagune tavalistes ilmastiku- ja kasutamistingimustes. Need on lõhnatud ega sisalda hallitavaid või mädanevaid komponente. Sobivad väga hästi kasutamiseks toiduainetööstuses, külmhoonetes ning muudes külmades ja niisketes keskkondades. Üks tuntuimaid ja levinumaid vahtplaste on fenoplast (tihti kutsutakse seda ''penoplastiks''). Fenoplast on soojustusmaterjal, mida kasutatakse ehitusel. Seda materjali enam ei toodeta, küll aga
laastus kaheks: looduslikud, ehk peaaegu töötlemata kujula kaevandustest võetud ja seina laotud ning tehisliku, mida töödeldakse vastavalt, kuni nad on sobilikud seina panemiseks. Looduslikud ehituskividest levinuim Kesk- ning Lõuna- Eestis on maakivi ehk graniit. Maakivi võib põllu äärest tasuta korjata ning kui vaja suuremaid koguseid korraga peab soetama kividega tegelvates ettevõtetest. Murtud maakivi hinnnad algavad 25 ruutmeeter, pluss transpordi kulud. Maakivi soojusjuhtivustegur on maakivil ehk graniidil on see umbes 2,2 W/mK. Paekivi on Eesti võimalik korjata põhjarannikult ning samuti võikalik osta. Paekivi soojusjuhtivustegur on ca 1 ehk 0,6m paksuse paekiviseina u- arv on ca 1,7 W/m2K seega umbes 8-9 korda suurem tänapäeval normiks peetavast. www.paekivi.ee andmaetel maksab alus pae ehituskivi 80. Tuntuimad Eesti paekivid on lubjakivi ja dolomiit. Teise liigitusena võib müürikive pidada tehislikuks, see tähendab neid
Kivivill- Rockwool ROCKMIN PLUS kivivillaplaate kasutatakse korrustevahelistes ruumides, vaheseintes, välisseintes, pööningute, katuste, ja keldri kohal asuvate põrandate ning teiste horisontaal- ja vertikaalpindade soojustamiseks. Tulekindel kivivill- Kasutatakse kaminasüdamike ja küttekollete soojusisolatsiooniks temperatuuril kuni + 580°C. Samuti kaitsevad plaadid läheduses asuvaid konstruktsioone kuumenemise eest Klaasvill-Paksus: 150 mm Soojusjuhtivustegur: 0,037 W / Mk Pakis: 4,577m² Mineraalvill kasutamiseks ventileeritavates välis- ja kassettseintes soojus- ja heliisolatsioonina, võib kasutada kihilistes seintes ja välisseinte soojustusena ruumide siseküljelt. Puistevill- Puistevill ISOVER KV on soojusisolatsiooniplaatide lõikamisel üle jäävatest tükkidest valmistatud isolatsioonimaterjal. Puistevilla kasutatakse lagede soojustamiseks nii uusehitustel kui ka vanade hoonete täiendavaks soojusisolatsiooniks
1 532,566 15,313 9,95 2 113,882 15,313 9,95 3 241,794 15,313 9,95 4 254,01 7,586 9,845 5 87,885 10,137 9,88 3. Soojusjuhtivustegur Soojusbilansivõrrandite (1) ja (2) ning valemi (3) abil arvutatud soojuskadude põhjal leitakse isolatsioonmaterjali ligikaudne soojusjuhtivustegur: d sein Qkadu ln = d 8 l (t - t sein ) , (5) kus dsein isolatsiooni välisläbimõõt, m, d välimise toru välisläbimõõt, m,
18 2.3 Soojuskadu Elamu normaalseks sisetemperatuuriks loetakse +18°C. Kütteperioodi kestvus Eestis on ligikaudu 200 päeva. Selleks aga kulub väga suur hulk küttematerjali, mis omakorda nõuab raha. Et säästa küttekulu pealt, tuleks elamu seinad ja lagi ehitada võimalikult soojapidavad. Materjalide soojustatust iseloomustab soojusjuhtivustegur U. Soojusjuhtivustegur U näitab mitu vatti soojusenergiat läheb läbi ühe ruutmeetri suuruse seina või muu pinna ühe tunni jooksul, kui temperatuuri erinevus seina ühe ja teise poole vahel on 1 kraad. Mida väiksem on soojusjuhtivusteguri U väärtus, seda soojapidavam on sein. Tõsiasi on, et gaasid on halvemad soojusjuhid kui tahked ja vedelad ained, kuid soojusenergia säilitamise koha pealt on see ainult hea näitaja. Näiteks on õhu soojusjuhtivustegur 0,026 W/mK ja parematel soojustus
c ( d 2 + 0 ) E ln d 2 d 1 = W/(m*K) 2(t1 - t 2 ) 12,65(0,205 + 0,006)8,7 ln 0,205 0,083 = = 0,16 W/(m*K) 2(100,7 - 36,9) Valem 2. Soojuskadu jooksva meetri kohta. q1 = c (d 2 + 0 ) E W/m q1 = 12,65 (0,205 + 0,006)8,7 = 72,95 W/m Järeldus: Isolatsioonimaterjali asbesti soojusjuhtivustegur peaks olema 0,16 W/mK kuid arvutuste teel saadud tulemus oli 0,17 W/m, see võib olla tingitud, kas sellest, et diatomiidi ja asbesti segu soojusjuhtivus on suurem kui kummalgi isoleermaterjalil eraldi või mõõtmiste ebetäpsusest või mõlemaist eelpoolmainitud tegureist.
Keskmine logaritmiline temperatuuride vahe kütteauru ja vee vahel: t 2 - t1 t = ta - t1 ; °C ln ta - t 2 Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 1 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C Selle temperatuuri järgi leitakse veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur =......... kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = ......... kg/m3 Erisoojus c = ......... kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = ...... 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = ......... 4. Vee voolukiirus aparaadis Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus: G w(1) = ; m/s 3600 0,785 ds 2 G aparaadi tootlikkus; kg/h (lähteandmetes). ds toru siseläbimõõt; m (lähteandmetes, teisendada mm m). vee tihedus; kg/m3 (vt
, k=9,74+0,07(35-31)= 10,09 W/m2·K 1.k=10,23 W/m2·K 2.k=10,09 W/m2·K 3.k=9,95 W/m2·K kus AV soojusvaheti välispind, m2, tsein temperatuur isolatsiooni pinnal, 0C, tõ ümbritseva keskkonna (õhu) temperatuur, 0C. a. Soojusbilansivõrrandite (1) ja (2) ning valemi (3) abil arvutatud soojuskadude põhjal leitakse isolatsioonmaterjali ligikaudne soojusjuhtivustegur: d sein Qkadu ln d 8 l (t - t sein ) , (5) kus dsein isolatsiooni välisläbimõõt, m, d välimise toru välisläbimõõt, m, l soojusvaheti sirge osa pikkus, m, t temperatuur välimise toru pinnal, 0C. dsein 0,05
100oc 80oc 24oc Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 2. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Arvutati vee keskmine temperatuur: tkesk = ta – t ; C tkesk = 100 – 41,94 = 58,06oc Selle temperatuuri järgi leiti veetabelist (Lisa 2) järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur = 0,565 kcal/mCh Tihedus (erikaal) = 984,4 kg/m3 Erisoojus c = 1,004 kcal/kgC Kinemaatiline viskoossus = 0,462 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = 3,12 3. Vee voolukiirus aparaadis Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus: G w(1) ; m/s 3600 0,785 ds 2 G – aparaadi tootlikkus; kg/h (lähteandmetes). ds – toru siseläbimõõt; m (lähteandmetes, teisendada mm m).
ta - t 1 105 - 20 ln ( 4,722 ) 1,552 °C ln ln ta - t 2 105 - 87 t= 43,2 °C Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C tkesk = 105 43,2= 61,8 °C tkesk = 61,8 °C Selle temperatuuri järgi leian veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur = 0,567 kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = 983,2 kg/m3 Erisoojus c = 1,004 kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = 0,479 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = 3,00 4. Vee voolukiirus aparaadis Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus: G w(1) = ; m/s 3600 0,785 ds 2 G aparaadi tootlikkus; kg/h (lähteandmetes). ds toru siseläbimõõt; m (lähteandmetes, teisendada mm m). vee tihedus; kg/m3 (vt. punkt 3).
konvektiivne kui ka kiirguslik soojuslevi. Soojusläbikande intensiivsust iseloomustab soojusläbikandetegur 1 k= 1 1 W/(m2 · K) + + 1 2 kus 1 soojusülekandetegur kondenseeruvalt aurult radiaatori sisepinnale W/ (m2 · K); radiaatori seina paksus mm; radiaatori seina materjali soojusjuhtivustegur W/(m · K); 2 soojusülekandetegur radiaatori välispinnalt õhule W/(m2 · K). Radiaatoris aur kondenseerub ja vabanev soojus (aurustumissoojus r) kandub intensiivselt (1 7000 W/(m2 · K)) üle seina sisepinnale. Läbi radiaatori seina kandub soojus seinamaterjali soojusjuhtivuse teel ( =5 mm; =60 W/(m · K)). Radiaatori välispinnalt kandub soojus ümbritsevasse keskkonda konvektiivselt ja kiirguse teel ning soojusülelandetegur 2 (10 12 W/(m2 · K)) arvestab neid koos
Lõpmata pika varda soojusvool Q = f m1 W Ribitatud küttepinnalt ülekantav summaarne soojusvool: t v1 - t v 2 Q= 1 1 W + + 1 F1 F1 taand F F F taand = r E r + s s [W/ (m2 * K)] F F Fs seina pindala Fr ribide pindala s seina soojusülekandetegur r ribide soojusülekandetegur F = Fr + Fs 8.Soojusjuhtivustegur ning ainete jagunemine nende soojusjuhtivuse järgi. Soojusjuhtivustegur ainet läbiv soojuse hulk mingi teatud aja jooksul. Soojusjuhtivuse sõltuvus temperatuurist on tavaliselt lineaarne. Klaas 0,745 W/ m * K ; Alumiinium 209 W/ m * K Gaasid väike soojusjuhtivustegur (sjt.), vedelikud keskmine sjt, ehitusmaterjalid väike sjt , metallid suur sjt. 9.Põhimõisted mittestatsionaarsest soojusjuhtivusest. ??? Mittestats. temp muutub, st
Esimene passiivmaja ehitati Saksamaal Darmstadtis 1991. a. (arhitektid Bott, Ridder ja Westermeyer). Idee ja kontseptsiooni autor on Wolfgang Feist. Maja on nelja pere elamu. Praeguseks on selles elatud üle 15 aasta. Keskmine küttekulu on olnud alla 10 kWh/m2 aastas, mis on isegi madalam kui algselt projekteeritud (14 kWh/m2*a). PASSIIVMAJA PÕHIELEMENDID: Kompaktne kuju ja hea Kõik välispiirete osad on isoleeritud piisavalt, et tagada isolatsioon: soojusjuhtivustegur (U-tegur) mitte suurem kui 0,15 W/ (m²K). Lõunapoolne asetus ja Päikeseenergia passiivne kasutamine on passiivmaja päikesevarje kasutamine: projekteerimisel olulise tähtsusega. Energiasäästlikud aknaklaasid ja Akende (klaaside ja raamide keskmine) U-tegur ei tohi raamid: ületada 0,80 W/(m²K), päikeseenergia omastamise koefitsiendiga 50%.
kiirgussoojusülekande tingimused. Soojusläbikandeprotsessi arvutuslikuks iseloomustajaks on soojusülekandetegur k : 1 k= 1 1 W/(m2K), + + 1 2 kus 1 - soojusülekandetegur aurult radiaatori sisepinnale W/(m2K); - radiaatori seina paksus m; - radiaatori seinamaterjali soojusjuhtivustegur W/(mK); 2 - soojusülekandetegur radiaatori väispinnalt õhule W/(m2K). Radiaatoris toimub auru kondenseerumine ning vabaneva soojuse (aurustumissoojus r) ülekandumine radiaatori seina sisepinnale. See soojusülekandeprotsess kulgeb väga intensiivselt - 1 7000 W/(m2K). Läbi radiaatori seina kandub soojus seinamaterjali soojusjuhtivuse teel ( 60 W/(mK), = 5 mm). 3
......................................................16 1 37.Aurukompressor-külmutusseadme põhimõtteskeem ja ringprotsess TS diagrammil.....................18 38.Soojusülekande liigid ja nende lühike iseloomustus...................................................................... 18 39.Soojus juhtivus ( temperatuuri väli, gradient ja Fourier'i seadus ja soojusjuhtivustegur)..............19 40.Soojusjuhtivus ühe ja mitmekihilises seinas...................................................................................19 41.Konvektiivne soojusülekanne ( Newtoni valem ja - määramine).................................................20 42.Soojuskiirgus ( põhiseadused, mustsusaste, neeldumine, peegeldumistegur, läbitavus tegur)......20 Soojusõpetuse eksami küsimused. 1
Keemiline vastupidavus: Tööstuslik õhk, nõrgad happed, nõrgad leelised, pesuvahendid, alkohol ; Tihedus:1,4 g/cm3 (ASTM D-792) ; Pikisuunaline soojuspaisumine: 2,7x106 cm/cm °C (ASTM D-696) ; Veeimavus: 0,18 +0,25% mg/cm2 (ASTM D-570) ; Jäikus: E 91 (ASTM D-695) ; Survetugevus: 2200 kg/cm2 (ASTM D-695) ; Pikenemise määr: 760 kg/cm2 (ASTM D-638) ; Paindejäikus: 1400 kg/cm2 (ASTM D-790) ; Soojusjuhtivustegur: K=ca. 5 Kcal/m2 h°C ; Soojusjuhtivuskoefitsient: =0,22 Kcal/m2 h°C. 3.2. AKRALUX- viielainelised plaadid Akralux Onda laineplaadid on läbipaistvad ja sobivad profiilile P75. See tähendab, et neil on samasugused lained kui Gotika ja Balti laine plaatidel.Spetsiaalsest polükarbonaadist toodetud 10
Tahkises paiknevad molekulid korrapäraselt, amorfses aines aga mitte. Tahkes aines paiknevad molekulid reeglina veel tihedamalt kui vedelikus. Tahkises ei saa molekulid ümber paikneda, küll aga võnguvad nad kindlate tasakaaluasendite ümber. Amorfses aines võib toimuda väga aeglane molekulide ümberpaiknemine (voolamine), kuid ka seal on põhiliseks liikumisvormiks võnkumine. Ka tahketes ainetes leiavad aset ülekandenähtused. Soojusjuhtivustegur on veel suurem kui vedelikul, difusioonitegur aga palju väiksem kui vedelikus. Sisehõõre puudub tahkises täielikult, amorfse aine korral esineb , kuid sisehõõrdetegur on palju suurem kui vedelikul. Tahkises paiknevad molekulid kindla korra järgi. Kõik metallid ja mineraalid on tahkised. Tahkises, kus osakesed paiknevad kindla korra järgi, sõltuvad mitmed aine omadused suunast. Näiteks tahkise tugevus oleneb sellest, millises suunas teda kokku suruda. Samuti on tahkise
Temperatuuri tõustes tõuseb ka rõhk ja vastupidi. 1 9. Esitada 1 näide alarõhul (vaakumi alla) toimuvast ja 1 näide ülerõhul (surve all) toimuvast protsessist. Alarõhul vaakumaparaat ja ülerõhul homogenisaator. 10. Leida igale parameetrile või aine omadusele vastav ühik. Temperatuur t - °C soojusjuhtivustegur - kcal/m°Ch rõhk p bar erisoojus c - kcal/kg°C kinemaatiline viskoossus - m2/s kuivainesisaldus a - % tihedus - kg/m3 Prandtli kriteerium Pr - ühik puudub 3 erimaht v - m /kg aurustumissoojus r ühik puudub 11. Nimeta vähemalt 2 tegurit (koos selgitusega), mis mõjutavad vedela toote viskoossust.
F kp M [w/m2] -> näitab kui palju läheb soojust kaduma ühe kihilises tagastatava adiabaatse voolamise põhivõrrand düüsides. Seob Machi arvu, ristlõiget ja rõhu muutust seinas. seina paksus, soojusjuhtivustegur, R 1 antud seina termiline e(soojustakistus). Drosseldamine (isel skeem) Katsed on näidanud, et kui gaas või aur kohtab oma teekonnal mingit takistust t t t1 t2 t kanalis,
· 3 viisi · Soojusjuhtivus- vaja kontakti kehade vahel · Konvektsioon- vaja keha osade liikumist · Soojuskiirgus- toimub iga keha korral, mille temp. on kõrgem kui 0 K st reaalselt iga keha korral. Soojusjuhtivus (valem vihikus) Järeldused seosest Soojusvoog seda suurem, mida : 1) Suurem on temperatuuri gradient (N: välis- ja sisetemp vahe) 2) Suurem pind, mia mööda soojuskadu toimub 3) Pikem aeg 4) Õhem pinna paksus (väiksem dx) 5) Suurem soojusjuhtivustegur Kirvereegel- mida tihedam on aine, seda suurem soojusjuhtivustegur. Mida poorsem (palju õhku), seda väiksem. Soojusjuhtivuse ülesanne: 1) Seina paksus on 20 cm ja materjali soojusjuhtivus on 0,1 W/m K. Kui suur on soojuskao võimsus läbi 100 ruutmeetri kui temperatuuride vahe on 30 K ? Soojuse muutus Erisoojuseks nimetatakse soojushulka, mis tõstab antud aine ühe massiühiku temperatuuri ühe kraadi võrra : (valem vihikus) Ülesanne
Edasikandunud soojushulka saab leida seosest 1 Q= S t , kus Q l on soojushulk, mis kandub aja t jooksul risti läbi pinna suurusega S, kusjuures l on ainekihi paksus ning T1 ja T2 on temperatuurid ainekihi erinevates otstes. 7 Suurus on soojusjuhtivustegur, mille väärtus on erinevatel ainetel erinev. · Sisehõõre seisneb molekulide impulsside ülekandumises , mille tulemusena aeglasemad ainekihid pidurdavad kiiremate liikumist ja vastupidi, kiiremad sunnivad aeglasemaid kiiremini liikuma. Sisehõõre esineb siis, kui aine voolab kihiti ja kihtide liikumiskiirused muutuvad kihist kihti. v1 - v 2
Esimene passiivmaja ehitati Saksamaal Darmstadtis 1991. a. (arhitektid Bott, Ridder ja Westermeyer). Idee ja kontseptsiooni autor on Wolfgang Feist. Maja on nelja pere elamu. Praeguseks on selles elatud üle 15 aasta. Keskmine küttekulu on olnud alla 10 kWh/m2 aastas, mis on isegi madalam kui algselt projekteeritud (14 kWh/m2*a). 4 Passiivmaja põhielemendid: Kompaktne kuju ja hea Kõik välispiirete osad on isoleeritud isolatsioon: piisavalt, et tagada soojusjuhtivustegur (U-tegur) mitte suurem kui 0,15 W/(m²K). Lõunapoolne asetus ja Päikeseenergia passiivne päikesevarje kasutamine on passiivmaja kasutamine: projekteerimisel olulise tähtsusega. Energiasäästlikud Akende (klaaside ja raamide aknaklaasid ja raamid: keskmine) U-tegur ei tohi ületada 0,80 W/(m²K), päikeseenergia omastamise koefitsiendiga 50%.
Millised on 3 põhilist soojuslevi viisi? Juhtivuslik, konvektiivne ja kiirguslik soojuslevi. 2. Soojuslike protsesside liikumapanevat jõudu (Δt) ei ole mõtet suurendada üle optimaalse (või kriitilise) piiri. Miks? Esitada vähemalt 3 põhjust. Toiduaine kvaliteet võib langeda - kõrbemine, soojusvahetus võib aeglustuda – katlakivi, tekib kihiline keemine mullilise keemise asemel. Soojusenergia kaod suurenevad. 3. Mida näitab aine soojusjuhtivustegur λ? Võrrelda vabal valikul 2 aine (keskkonna) soojusjuhtivustegurite erinevust. Näitab kui kiiresti suudab soojus teatud keskkonnas levida. Piim ja kondenspiim – piim juhib paremini ja kondenspiim halvemini, sest on rasvasem. 4. Millise 2 põhitingimusega (soojuslike protsesside efektiivsuse mõttes) peab arvestama küttepindade koostamisel? Mida õhem sein ja mida parem soojusjuht, seda parem. Vältima peaks
Kiud on seotud orgaanilise vaiguga. Teine kiuline materjal katsekeha B on jäik kivivilla tahvel, täielikult veekindel, kasutatakse peamiselt lamekatustel. Kergeim isolatsioonimaterjal laborimõõtmisel katsekeha C on poolpehme, täielikult veekindel, mida kasutatakse kaldkatuste isolatsiooniks, tuulutatavates fassaadides ning sandwitch seintel. Deklareeritud Tihedus kuivalt Katsekeha soojusjuhtivustegur D [] d [] A 0,040 145 B 0,039 112 C 0,035 44 3. Katsetamine Testimise seadistus koosneb plastkarbist avatud katusega, kuhu pandi kivivillast proovikehad. Kõik katsekehad olid 100 mm paksusega ja 300x300 mm pinnaga. Seinad ja põhi olid
t 2 - t1 t = ta - t1 ; °C t = (80-25)/ ln /((100-25)/(100-80)) = 41, 6 ºC ln ta - t 2 Joonis 1. Boileri töö temperatuuride graafik 3. Vee keskmine temperatuur aparaadis ja sellele vastavad vee füüsikalised omadused Vee keskmine temperatuur: tkesk = ta t ; °C tkesk= 100- 41,6 = 58,4 ºC Selle temperatuuri järgi leitakse veetabelist järgmised näitajad: Soojusjuhtivustegur = 0,5645 kcal/m°Ch Tihedus (erikaal) = 984,4 kg/m3 2 Erisoojus c = 1,0035 kcal/kg°C Kinemaatiline viskoossus = 0,497 10-6 m2/s Prandtli kriteerium Pr = 3,125 4. Vee voolukiirus aparaadis Kui vesi voolaks 1 torus korraga, avalduks voolukiirus: G w(1) = ; m/s 3600 0,785 ds 2 w(1) = 18000 / 3600·984,4·0,025²·0,785 = 10,352 m/s Vee voolukiiruse alandamine:
vee, soolvee) poolel, kee- vast külmutusagensist ja samuti ka soojusvahetuspinna termilisest takistusest Aurusti seina termiline takistus suureneb märgatavalt soojusvahetuspinna mitmesuguse saastumise tagajärjel Külmutusagensi poolt võib saastuda õliga, soolvee poolt aga mitmesuguste kihististega, mida põhjustab korrosioon ning soolade sadestised ja jää. Ohu puhul halvendab soojusvahetust jäide. Kõigil mainitud kihististel on väike soojusjuhtivustegur, mistõttu termiline takistus suureneb jahutatava keskkonna poolt keevale külmutusagensile üleantav soojushulk väheneb Vedelate soojuskandjatega aurustid on kasutusel vahe soojuskandjaga külmuteis soolvee jahutamiseks. Soojus kandjaga täitmisviisi järgi liigitatakse aurusteid l a h t i s t e k s ja k in niste k s. Lahtises aurustis puutub soojus kandja pind kokku õhuga. Sellised aparaadid on püsttoru aurustid
ruumi või keha kõikides vaadeldavates punktides. Temperatuuri gradiendiks nimetatakse mingisuguses punktis temperatuuuri juurdekasvu piirväärtust isotermide vahelise ristlõigu pikkusele [ lim(dt/dn) ] joonis. Vihikus Temperatuuri muutus on maksimaalne ja temp.muutumise kiirus on max. Normaali suunas. Fourier seadus Soojusvoog kehades on võrdeline temperatuuri gradiendiga : q = - × grad (t ) [W/m²] , kus lambda on soojusjuhtivustegur. 61. Soojusjuhtivusteguri mõiste. Millest oleneb materjalide ja ainete soojusjuhtivustegur ja kuida? Mõningad näitet selle väärtusest erinevatele materjalidele. Lambda on soojusjuhtivustegur ehk võrdetegur, mis iseloomustab antud materjali võimet juhtida soojust ja see oleneb ainest millest keha koosneb, agregaatolekust, aine struktuurist, tihedusest, poorsusest, niiskusest ja keha temperatuurist. Kui on poorne ja kuiv materjal siis
ruumi või keha kõikides vaadeldavates punktides. Temperatuuri gradiendiks nimetatakse mingisuguses punktis temperatuuuri juurdekasvu piirväärtust isotermide vahelise ristlõigu pikkusele [ lim(dt/dn) ] joonis. Vihikus Temperatuuri muutus on maksimaalne ja temp.muutumise kiirus on max. Normaali suunas. Fourier seadus Soojusvoog kehades on võrdeline temperatuuri gradiendiga : q grad (t ) [W/m²] , kus lambda on soojusjuhtivustegur. 61. Soojusjuhtivusteguri mõiste. Millest oleneb materjalide ja ainete soojusjuhtivustegur ja kuida? Mõningad näitet selle väärtusest erinevatele materjalidele. Lambda on soojusjuhtivustegur ehk võrdetegur, mis iseloomustab antud materjali võimet juhtida soojust ja see oleneb ainest millest keha koosneb, agregaatolekust, aine struktuurist, tihedusest, poorsusest, niiskusest ja keha temperatuurist. Kui on poorne ja kuiv materjal siis
101. Millise suuruse abil iseloomustatakse soojusülekannet arvuliselt? 1J/1s=1W 102. Nim soojusülekande liigid. Soojusjuhtivus Soojuskiirgus Konvektsioon 103. Kuidas toimub soojusjuhtivus tahketes ainetes? Osakeste võnkumisega 104. Mida nim temperatuuri gradiendiks? Temperatuuri muutus pikusühiku kohta grad T = T/l ühik: 1K/m Cº/m 105. Mida nim soojusvooks? Soojusvool ühe pinnaühiku kohta 106. Mis on soojusvoo ühik? 1J/1s=1W 107. Mida näitab õhu soojusjuhtivustegur k=0,024 W/m · K? Tegur k näitab, et kuubist, mille külg on 1m, läbib soojusvoog 0,024 W, kui temperatuuride vahe on 1 K 108. Mida näitab tegur U = 1,1 W / m2 · K? Tegur U näitab, kui suur on soojusvoog 1,1 W läbi piirde, mis 1m2, kui sise- ja ka välistemperatuuride vahe on 1K. W soojusvoog m2 tõkke pindala K temperatuuri vahe 109. Mida nim konvektsiooniks? suurte ainehulkade liikumisega kaasnevat soojuse levimist vedelikus või gaasis 110
3.Ühtlane ringlikumine:V=const;a n=const nimetatakse keskkonda,mille osakesed on omavahel soojushulk(dQ) on võrdeline temperatuuri vastastikmõjus.Laineks nimetatakse võnkumise gradiendiga(dt/dx),pindalaga,ajaga nng sõltub aine ruumislevimise protsessi.Lained jaotatakse: omadustest,mida arvestab soojusjuhtivustegur(K)mis on -ristlained,kus osakesed võnguvad risti laine levimise võrdeline ruutjuurega temperatuurist. v=[r] suunaga. pikilained,kus osakesed võnguvad piki laine Sisehõõrdumine (liikumis hulga kandumine): 4.Ühtlaselt muutuv ringliikumine:v=const; a=const levimise sihti
milles väärtus on erinevatel gaasidel erinev.) ¤Soojusjuhtivus seisneb soojusenergia levikus kõrgema temperatuuriga süsteemi osast madalama temperatuuriga ossa. Soojusjuhtivus esineb siis, kui ruumi eri osades on gaasil erinev temperatuur. Edasikandunud soojushulga saab leida seosest Q= (T1- T2 / l )St (Q- soojushulk, t-aeg, S-pinna suurus, l-gaasikihi paksus, T1 ja T2 on temperatuurid gaaskihi erinevates osades, - soojusjuhtivustegur, mille väärtus on erinevatel gaasidel erinev.) ¤Sisehõõre seisneb molekulide impulsside ülekandumises, mille tulemusena aeglasemad gaasikihid pidurdavad kiiremate liikumist ja vastupidi. Sisehõõre esineb siis, kui gaas voolab kihiti ja nende liikumiskiirused muutuvad kihist kihti. Sisehõõrdejõudu saab leida: FS= (v1- v2 / l) S (FS-jõud, l- kahe gaasikihi vaheline kaugus, S-gaasikihi
· Rayon-kiud (viskooskiud) Saadakse viskooskiu termilisel töötlemisel. Tema headeks külgedeks on madal soojusjuhtivus ja tihedus, kõrge termiline stabiilsus, piisav tõmbemoodul ning madal adsorbtsioon (kaks tähendust- valguse neeldumine ja teise aine kogunemine ainult esimese peale). Kasutatakse nt rakettide düüside valmistamisel. · Pigi Saadakse nafta või kivisöe töötlemisel. Head küljed: negatiivne aksiaalne soojuspaisumistegur, kõrge soojusjuhtivustegur, tõmbemoodul varieeritav laiades piirides (170-830GPa). Kasutatakse nt kosmosetehnikas, lennunduses ja mujal, kus vajatakse jäikasid, soojusjuhitavaid ja stabiilsete dimensioonidega materjale. · PAN Saadakse PAN-kiu kuumutamisel õhus 220C juures, seejärel kuumutamisel inertses atmosfääris 1000C juures ja lõpuks grafitiseermisel 2000C juures. Saadav süsinikkiud on kõrge tõmbetugevuse sarrus.
liitekohtadest lähtuva külmasillariski likvideerimine eriti oluline. Horisontaalpinnale on rullmaterjali paigaldamine vea-aldis ettevõtmine, kuna ka kõige hoolsam peremees vaevalt et suudab paigaldada suuremale pinnale rulli nii et ta villa kordagi kuskilt lössi ei suru ega ühtegi liitepilu ei jäta. Puistevilla eeliseks on ühtlane soojustus horisontaalpinnal, selles ei ole mingeid vuuke ega liitekohti. Puistevill ISOVER KV laboratoorne soojusjuhtivustegur on 0,045 W/mK ja tihedus 23 kg/m3 ning Rootsis valmistatav Isover Insul-Safe soojusjuhtivustegur on 0,040 W/mK ja kaal 16 kg/m3 Üldist mineraalvillade kasutusest Üldehituslikud pehmed mineraalvillad on mõeldud seinte, katuste ja põrandate isolatsiooniks ning tuuletõkkeks. Nimetatud tooted, nii klaas- kui kivivillast, on mõeldud kasutamiseks kohtades, kus temperatuur ei tõuse üle 200 kraadi. Sama kehtib niisiis ka puistevillade kohta.
paksusega ligikaudu 6 mikronit, so. 20 korda peenemaks kui inimjuus. Kiudude põimumine toimub siduva aine abil, mis segatakse kiududega aerosooli kujul kiudude moodustamise protsessi käigus. Vaiguga immutatud toodang suunatakse kahe konveieririhma vahel küpsetusahju, mis on eelnevalt soojendatud temperatuurini 250°C. See annab valmis isolatsioonimaterjalile vajaliku jäikuse ning ainult talle omase sooja kollase värvitooni. Isoveri villtoodete soojusjuhtivustegur on 0,029 - 0,046 W/mK (seisva õhu soojusjuhtivustegur on 0,026 W/mK). Klaasvilla tootmine ja kasutamine ei kahjusta tervist -Eestis vanemale põlvkonnale tuntud tervist kahjustanud ja paigaldamisel torkinud klaasvill on ajaloo prügikastis koos teiste vene ajal Läänest kopeeritud tehnoloogia abil toodetud nõukogude saavutustega. Klaasvill koosneb kuni 80% ulatuses ringlusest hangitud klaasist.
katkiste klaaside ning irvakil uste vahetamine. Nii on võimalik säästa 5-7% soojust. 21 Kallimad tööd on maja välisseinte, katuse, trepikoja ja soklikorruse soojapidavamaks muutmine, küttesüsteemi tasakaalustamine ja torude soojustamine ning olemasoleva mitteautomaatse soojussõlme asendamine täisautomaatse soojussõlmega. Olulised koefitsiendid soojustuse planeerimisel: Soojusjuhtivustegur Koefitsient (lambda), mida nimetatakse soojusjuhtivusteguriks, on suurus, mis iseloomustab materjali soojusjuhtivust. See väljendab soojushulka (W ), mis läbib 1 m paksuse ja 1 m² suuruse materjali kihi, kui temperatuuride vahe vastastikuste pindade vahel on 1 kraad. See on numbriline suurus, mille mõõtühikuks on W/mK ning mis näitab materjali soojusisolatsioonivõimet. Mida väiksem on soojusjuhtivustegur, seda paremini materjal soojust isoleerib. Soojusülekandekoefitsient
Soojuse transformatsioon. Aurukomptressor. soojushulk Q. Soojusvoolu väärtust ühe pinnaühiku suurenemist pole vedelate soojusvahetite temperatuuride Külmutusseadme ringprotse ss. kohta nim. soojusvooks q[W/m2]. q=Q/A. vahe alla 15 oC, soovitatav on gaasidel 50-80 oC. Soojustransformatsioon- nim. soojuse ülekandmist 30.Fourier' seadus ja soojusjuhtivustegur. Soovitatakse kasutada vastuvooluskeemi, siis tuleb madalama temp-ga kehalt kõrgema temp-ga kehale. Soojusjuhtivuseks nim. nähtust, mille juures soojuse soojusvaheti väiksema küttepinnaga. Soojus-vahetitele Seadmeid nim. soojustransformaatoriteks. ·Soojust levik kehades toimub keha väikeste osakeste esitatavad nõuded: majanduslikkus, suur andev, ehk madalama temp-ga keha- alumine
ja massist ning gaasi temperatuurist, kuid mitte gaasi rõhust ja kontsentratsioonist. 3.1.2. Soojusjuhtivus Läbi pinna pindalaga S minev soojusvoog ehk soojushulk ajaühiku jooksul on vastavalt empiirilisele seosele järgmine: dQ dT q= =− S , (3.6) dt dz dT kus on keskkonna soojusjuhtivustegur ning on temperatuuri gradient (näitab kui palju dz muutub temperatuur ühe pikkusühiku kohta). Analoogiliselt alapunktis 3.1.1 toodud tuletuskäiguga on võimalik näidata, millest sõltub soojusjuhtivustegur gaaside korral. On võimalik näidata (vt 1
pöördvõrdeliselt rõhust. Difusioon toimub ka vedelikes ja tahketes kehades. (2) Soojusjuhtivus. Siin on ülekanduvaks substantsiks kaootiliselt liikuvate molekulide kineetiline energia, ikka kõrgema temperatuuriga osast madalama temperatuuriga piirkonda. Pinda dS aja dt jooksul läbiva soojushulga dQ annab Fourier' valem: dT d Q= - _ dS dt , (12) d x kus - soojusjuhtivustegur, dT/dx - temperatuurigradient. Soojusjuhtivustegur avaldub i k 8R 1/2 _= T , (13) 3 d2 µ 3 kus i - molekulide vabadusastmete arv. Oluline meeles pidada - soojusjuhtivustegur on võrdeline ruutjuurega temperatuurist ega olene rõhust. Fourier' valem kehtib ka vedelike ja tahkete kehade puhul. (3) Sisehõõrdumine e. viskoossus. Ülekanduvaks substantsiks on impulss. Gaasi laminaarsel voolamisel tekib gaasikihtide vahel sise-hõõrdejõud, mis avaldub Newtoni
See on Fick'i seadus. D on difusioonikoefitsient. D on võrdne massiga, mis kantakse üle ajaühikus läbi ühikulise pinna ühikulise tiheduse gradiendi korral gradientvektori sihis. Massikradient Läbi pinnaelemendi S, pinnanormaali sihis tiheduse muutuse korral kantakse üle massimuutus M aja t jooksul. 95. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. Soojusjuhtivus See on soojushulga Q liikumine kõrgema temperatuuriga kihist madalama temperatuuriga kihti. Fourier'i seadus. k on soojusjuhtivustegur. Defineeritakse analoogiliselt difusioonikoefitsiendiga. 96. Mis võrrandiga on tegemist? Seletage tähised. Sisehõõre Takistusjõud, mis mõjub liikuvale kihile teiste kihtide poolt. S on kihi pindala, on sisehõõrdetegur. 97. Mis on vabadusastmed ideaalse gaasi molekulidele rakendatuna? Vabadusaste on keha sõltumatu liikumine. Sõltumatu siis teistest liikumistest. See on sama, mis ruumikoordinaat. Ei saa jätta tähelepanuta kaa pöörlemist. On võimalik pöörlemine kolme
annaabi.ee 
