Тепломассообмен ТГАСУ 2017 Задача 1 Вариант 01

Определение мощности электронагревателя для обогрева помещения

Две стены помещения с внутренними размерам, (1 ‒ a·h и 2 ‒ b·h) выложены из красного кирпича толщиной δкп, изолированного с наружной стороны сайдингом толщиной δсд, а с внутренней покрыта слоем штукатурки толщиной δшт.

3 и 4-я стены с размерами (3 ‒ b·h и 4 ‒ a·h) выполнены из панелей толщиной δпн, оштукатуренных с обеих сторон штукатуркой толщиной δшт. Пол и потолок выполнены из железобетонных плит толщиной δжб, где а – длина, b – ширина, h – высота. Коэффициенты теплопроводности материалов конструкции соответственно равны λпн = 0,7 Вт/(м·ºС), λкп = 0,75 Вт/(м·ºС), λсд = 0,35 Вт/(м·ºС), λшт = 1,2 Вт/(м·ºС) и λжб = 2,2 Вт/(м·ºС). Какой мощности электронагреватель нужно установить, чтобы температура в помещении сохранялась на уровне tвн, если теплоперенос через 3 и 4-ю стены отсутствует, а температура наружного воздуха равняется tнар и коэффициенты теплоотдачи соответственно на внутренних и внешних поверхностях элементов конструкции соответственно равны:

αс1=9 Вт/(м²·ºС), αс2=20 Вт/(м²·ºС) (для 3 и 4 стены);

αп1=10 Вт/(м²·ºС), αп2=4 Вт/(м²·ºС) (для пола);

αпт1=8 Вт/(м²·ºС), αпт2=15 Вт/(м²·ºС) (для потолка).
Решить задачу и ответить письменно на следующие вопросы:

1. Что такое тепловой поток, плотность теплового потока, температурное поле?

2. Как распределяется температура по толщине плоской многослойной стенки?

3. Физический смысл коэффициентов теплопроводности λ и теплоотдачи α, их размерность.

4. Какова математическая запись закона Фурье и закона Ньютона — Рихмана?

5. Что такое термическое сопротивление? Какова размерность величины термического сопротивления? Чем отличается термическое сопротивление теплоотдачи на поверхности плоской стенки от термического сопротивлениями теплопроводности плоской стенки?