Поширення тепла
РОЗМІЩЕННЯ ТЕПЛА
I: РІЗНІ РЕЖИМИ РОЗПРОСТРАНЕННЯ
Теплообмін, який відбувається між двома тілами, що перебувають при різних температурах, може відбуватися трьома способами:
а) Провідністю: Тепло поступово поширюється по речовині, не переносячи останнього. Отже, провідність відбувається у твердих речовинах, вона відповідає поширенню кінетичної енергії теплового збудження, яку мають частинки, що складають речовину.
б) Конвекцією: в рідині різниця температур створює різницю в щільності, яка може призвести до рухів речовини, відомих як конвекційні рухи. У нас є перенесення речовини, тому ми не знаходимо цей засіб у твердих тілах.
в) Випромінюванням: тіла випромінюють енергію зі своєї поверхні у вигляді випромінювання. Це засіб, який не потребує матеріальної підтримки, тому ми зустрічаємось у вакуумі. Всі прозорі тіла також дозволяють поширюватися теплу.
Ми потрапимо в ситуацію постійного режиму теплового потоку, тобто ми опинимося в тому випадку, коли розповсюдження тепла відбувається без накопичення: весь потік передається цілісно.
II: ПРОВЕДЕННЯ.
Стіна рідко робиться з одного матеріалу, найчастіше вона має внутрішню штукатурку та зовнішню штукатурку. Ціле поводиться так, ніби є кілька суміжних стін, кожна стіна перетинається однаковим потоком тепла. Ми маємо:
Якщо підсумувати чисельники та суму знаменників, ми знайдемо частку, рівну іншим:
Якщо ми позначимо через R тепловий опір композитної стінки такий, що
Тому ми бачимо, що для матеріалів, прикріплених один до одного, додається їх термостійкість, як і для електричних опорів, пов'язаних послідовно.
Також показано, що для прилеглих поруч стінок загальний тепловий потік є сумою потоків, що проходять через різні стінки, а загальний опір композитної стінки такий, що:
що стосується електричних резисторів, розміщених в байпасі.
III: КОНВЕКЦІЯ
У нас є закон Ньютона:
F = h.S. (T p - T 1)
T p - температура стінки, а T 1 - температури навколишнього середовища.
h називається коефіцієнтом конвекції або коефіцієнтом поверхневого обміну. Це залежить від природи рідини та стінки, що контактує, довжини елемента, через який протікають конвекційні струми, швидкості цих струмів і, часто, різниці температур. Його одиниця - W.m -2 .K -1 .
1/год називається поверхневим тепловим опором.
IV: ЗАГАЛЬНА СПРАВА
Частиною теплоізоляції є будь-який процес, який має наслідком значне зменшення величини кількості теплоти, що передається від одного середовища до іншого. Ми діємо в основному на провідність, тобто на коефіцієнт е/л, за винятком конкретного випадку скління.
Серед тіл ті, що мають найнижчі значення l, - це гази: тому ми будемо використовувати сухе повітря в стані спокою. Тому виробництво ізоляторів буде по суті засноване на принципі оклюзії повітря всередині твердої речовини з найнижчою можливою провідністю.
Тому ізоляційні матеріали є волокнистими, альвеолярними або пористими низької щільності. Природа надає багато ізоляційних матеріалів (хутро, солома, кора.) Але вони гнильні та поглинають вологу. Пробку можна обробити, щоб усунути ці незручності. Мінеральні волокна (скловата або кам’яна вата) навіть кращі, але гірші за спінену пластмасу.
У будівлях стежте за вентиляцією (проходження повітря проти теплих стін), тепловими містками (місцями, де ізоляція переривається), склінням (скло є хорошим утеплювачем, але його товщина низька. Принцип подвійного скління).