4. Střední radiační teplota; poměr osálání,

Transkript

1 Sálavé a průmyslové vyápění (60). Sřední radiační eploa; poměr osálání, operaivní a výsledná eploa.. 08 a.. 08 Ing. Jindřich Boháč

2 TEPLOTY Sřední radiační eploa - r Sálavé vyápění = PŘEVÁŽNĚ sálavé vyápění i g a zároveň r g zn. r i Sanovuje se výpočem. Společná (jednoná ) eploa všech okolních ploch, při keré by bylo celkové množsví epla sdílené pouze sáláním mezi povrchem ěla a okolními plochami sejné jako ve skuečném, eploně nehomogenním (různorodém) prosředí. Byla zavedena k posouzení sálavého účinku všech okolních ploch na člověka pomocí jediné veličiny. Výpoče ze změřené výsledné eploy nebo eoreický výpoče s využiím povrchových eplo sěn a poměrů osálání pro konkréní míso v prosoru, kde hledám hodnou r : n r i i pi

3 TEPLOTY Výsledná eploa g Měří se kulovým eploměrem, kerý voří kulová baňka z enkého měděného plechu s maným černým povrchem, v jejímž sředu je zasunuo eploní čidlo (ruťový eploměr, ermočlánek, odporový eploměr). Výsledný eploměr nemá vlasní zdroj epla. V usáleném savu je sálavý epelný ok z prosředí do kulové baňky v rovnováze s konvekčním epelným okem z povrchu koule do prosředí. V usáleném savu se zoožní eploa povrchu baňky s eploou čidla na hodnoě g 3 3

4 TEPLOTY Operaivní eploa o Sanovuje se výpočem. Operaivní eploa je jednoná eploa černého uzavřeného prosoru, ve kerém by ělo sdílelo sáláním a konvekcí sejné množsví epla, jako ve skuečném eploně nehomogenním prosředí. A. ( A). o i w i [m/s] < 0, 0,3 0, 0,6 0,8 A [ - ] 0,5 0,53 0,6 0,65 0,7 0,75 r o o i r g Při rychlosech proudění vzduchu pod 0, m/s lze nahradi operaivní eplou výslednou eploou!

5 STŘEDNÍ RADIAČNÍ TEPLOTA Příslušný hygienický předpis (Nařízení vlády č. 53/00 Sb.) uvádí, že r lze sanovi z g. Too je však možné pouze v případě hoového díla, neboť výslednou eplou (kulového eploměru) nezjisíme jinak než měřením! Jakým způsobem sřední radiační eplou zjisí projekan, kerý k dispozici hoové dílo nemá a přeso se dle hygienického předpisu musí řídi? Pro konvekční sysémy vyápění se předpokládá, že eploa okolních sěn nebude výrazně odlišná od eploy vzduchu v mísnosi a bude edy plai přibližně i = r = o. V případě použií sálavých vyápěcích sysémů, však eploa vzduchu nebude shodná s eploou okolních sěn a naopak může se i výrazně liši! Tzn. výpoče dle dále uvedeného vzorce 5 5

6 STŘEDNÍ RADIAČNÍ TEPLOTA Princip výpoču sřední radiační eploy spočívá ve sanovení poměrů osálání ϕ v libovolně definovaném bodě mísnosi na základě geomerických poměrů vzájemné polohy mezi sálající a osálanou plochou (osobou!) n r i Poměr osálání je definován jako poměrný díl z celkově vysálaného epla plochou S, kerý přijímá plocha S. Obecně poměr osálání závisí na vzájemné poloze sálající plochy a plochy osálané, dále pak na velikosi a vzdálenosi ěcho ploch. i pi 6 6

7 POMĚR OSÁLÁNÍ A=a/c; B=b/c Podrobný kaalog jednolivých poměrů osálání najdee např. na hp:// 7 7

8 POMĚR OSÁLÁNÍ Sanovení poměrů osálání edy není zcela jednoduchou záležiosí, zejména pokud se jedná o geomericky složié případy. Ke zjednodušení složiějších případů slouží adiční pravidlo. Podle něj se poměr osálání obecné plochy A složené z dílčích ploch A3 a A plochou A, rovná souču poměrů osálání jednolivých dílčích ploch. 3 Poměry osálání lze za určiých podmínek sčía, odčía, přepočíáva (měni zdroj za příjemce). A A V případě, že je sálající plocha A (např. osoba) zcela obklopena plochou A (mísnos), bude pro souče všech poměrů osálání mezi ěmio plochami plai: 8 8

9 POMĚR OSÁLÁNÍ ZJEDNODUŠENÝ VÝPOČET POMĚRU OSÁLÁNÍ (na případ člověk v mísnosi) Ve skuečnosi by sřední radiační eploa r měla bý vzažena k povrchu lidského ěla (S = cca,8 m ), avšak pro zjednodušení se vzahuje k povrchu elemenární koule resp. k bodu umísěnému v ěžiši člověka. 8. arcg. h. a b a. b h Výpoče musí bý proveden v zv. obloukové míře Radiánech! Kalkulačka (casio) označení Rad a symbol R na displeji x Mode + 9 9

10 VÝPOČET STŘEDNÍ RADIAČNÍ TEPLOTY Př. ) Vypočíeje sřední radiační eplou v geomerickém sředu mísnosi pro geomerii mísnosi dle obrázku a následující paramery: Konsrukce Topný srop (šraf) Povrchová eploa 0 C Okno 5 C Ochlazovaná sěna (s oknem) 6 C Zbyek sropu 0 C Osaní sěny 0 C Podlaha 8 C 0 0

11 VÝPOČET STŘEDNÍ RADIAČNÍ TEPLOTY 8. arcg. h. a b a. b h Konsrukce pi [ C] ϕ ϕ ϕ 3 ϕ ϕ i r = ϕ i. pi [ C] Topný srop Okno 5 Ochlazovaná sěna 6 Srop zbyek Sěna boční 0 Sěna boční 0 Zadní sěna 0 Podlaha 8 SUMA

12 VÝPOČET STŘEDNÍ RADIAČNÍ TEPLOTY 8. arcg. h. a b a. b h Konsrukce pi [ C] ϕ ϕ ϕ 3 ϕ ϕ i r = ϕ i. pi [ C] Topný srop Okno Ochlazovaná sěna 6 = zadní sěna - okno Srop zbyek Sěna boční Sěna boční Zadní sěna Podlaha SUMA.000,58

13 ZÁKLADNÍ ZÁKONY SDÍLENÍ TEPLA Sefan-Bolzmannův zákon Udává husou zářivého (sálavého) oku dokonale černého ělesa: E 0 T Sefan Bolzmannova konsana σ = 5, W/m.K Z oho vyplývá výpoče zářivého oku dokonale černého ělesa: Q 0 A T [W/m ] [W] A sálající plocha Zářivý ok reálného či obecně šedého ělesa: Q A T [W] E [-] E 0 Sdílení epla mezi ělesy: Q Q R Q A Q T [W] 3 3

14 ZÁKLADNÍ ZÁKONY SDÍLENÍ TEPLA Př. ) Vypočěe jednolivé epelné oky z ploch a aké sdílený epelný ok sáláním Q - dle zadání mezi šedými neransparenními ělesy a. Dále vypočěe jakou čás epelného oku z ělesa ěleso (eoreicky) pohlí a odrazí? Q.ϕ - ρ.q.ϕ - α.q.ϕ - A = m ; p = 50 C; ε = 0,9 Q Q ϕ - = 0,3 A = m ; p = 0 C; ε = 0,9 Q Q A Tp A Tp 0,9..5,67.0 0,9..5, W 376W

15 ZÁKLADNÍ ZÁKONY SDÍLENÍ TEPLA A = m ; p = 50 C; ε = 0,9 ϕ - = 0,3 Q.ϕ - ρ.q.ϕ - α.q.ϕ - Q Q A = m ; p = 0 C; ε = 0,9 p Q A ( T p T ) 0,9.0,9.5, ,3.(33 93 ) Q - se nerovná rozdílu Q a Q!! 8,W Šedé ěleso ρ+α = ; τ = 0 a zároveň z Kirchhoffova z. plyne: α = ε α = ε = 0,9 ρ = - ε = 0,9 = 0, Q Q Q Q 555.0,3.0, 555.0,3.0,9 6,7W 9,9W 5 5

16 6 ZÁKLADNÍ ZÁKONY SDÍLENÍ TEPLA ) ( p T p T A Q.A q Q Poznámka na závěr: ) ( p T p T q ( ) p p s q p p p p s T T

17 Děkuji za pozornos