PROCESY V TECHNICE BUDOV 12

Podobné dokumenty
PROCESY V TECHNICE BUDOV 11

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 5

Základy spektroskopie a její využití v astronomii

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 8

Školení CIUR termografie

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ cvičení 2

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 9

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 11

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 3, 4

Šíření tepla. Obecnéprincipy

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 2

Bezkontaktní termografie

ZÁKLADY STAVEBNÍ FYZIKY

TERMOMECHANIKA 15. Základy přenosu tepla

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŢENÝRSTVÍ cvičení 12

Fyzikální podstata DPZ

Fyzikální praktikum FJFI ČVUT v Praze

Teplota je nepřímo měřená veličina!!!

M e P S. Vyzařující plocha S je konstantní stejně jako σ a pokud těleso odvádí energii jen zářením

Ing. Pavel Hrzina, Ph.D. - Laboratoř diagnostiky fotovoltaických systémů Katedra elektrotechnologie K13113

Termomechanika 11. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

PROCESNÍ INŽENÝRSTVÍ 12

Technologie a procesy sušení dřeva

N_SFB. Stavebně fyzikální aspekty budov. Přednáška č. 3. Vysoká škola technická a ekonomická V Českých Budějovicích

102FYZB-Termomechanika

MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMODYNAMIKA

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE H A B I L I T A Č N Í. Veličiny charakterizující sálavé vlastnosti. neprůteplivých stavebních materiálů

VÝUKOVÝ MATERIÁL Ing. Yvona Bečičková Tematická oblast

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

10. Energie a její transformace

Čím je teplota látky větší (vyšší frekvence kmitů), tím kratší je vlnová délka záření.

TERMIKA II. Stacionární vedení s dokonalou i nedokonalou izolací; Obecná rovnice vedení tepla; Přestup a prostup tepla;

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

Identifikátor materiálu: ICT 2 54

U218 Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. Seminář z PHTH. 3. ročník. Fakulta strojní ČVUT v Praze

Termomechanika 9. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Přehled základních fyzikálních veličin užívaných ve výpočtech v termomechanice. Autor Ing. Jan BRANDA Jazyk Čeština

Teoretické základy bezdotykového měření

BH059 Tepelná technika budov přednáška č.1 Ing. Danuše Čuprová, CSc., Ing. Sylva Bantová, Ph.D.

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

Charakteristiky optoelektronických součástek

Záření absolutně černého tělesa

VYBRANÉ STATĚ Z PROCESNÍHO INŽENÝRSTVÍ cvičení 6

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne Příprava Opravy Učitel Hodnocení. Charakteristiky optoelektronických součástek

1. FYZIKÁLNÍ ZÁKLADY ŠÍŘENÍ TEPLA

Stručný úvod do spektroskopie

Měření prostupu tepla

1 Zatížení konstrukcí teplotou

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

Teplotní roztažnost Přenos tepla Kinetická teorie plynů

Přednáška č. 5: Jednorozměrné ustálené vedení tepla

Praktikum III - Optika

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY

Vnitřní energie. Teplo. Tepelná výměna.

11.13 Tepelná emisivita betonu

TEPELNÉ JEVY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Tercie

Úloha č. 1 pomůcky Šíření tepla v ustáleném stavu základní vztahy

Laboratorní úloha č. 7 Difrakce na mikro-objektech

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

SPEKTRÁLNÍ METODY. Ing. David MILDE, Ph.D. Katedra analytické chemie Tel.: ; (c) David MILDE,

Molekulová fyzika a termika:

Ročník: 1. Mgr. Jan Zmátlík Zpracováno dne:

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

Vnitřní energie, práce, teplo.

M T I B A ZÁKLADY VEDENÍ TEPLA 2010/03/22

MB130P68 Globální změny a trvalá udržitelnost. ZS 2012/2013. Lubomír Nátr. Lubomír Nátr

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Fakulta Elektrotechnická Katedra Energetiky. bakalářská práce

Výpočtové nadstavby pro CAD

U218 - Ústav procesní a zpracovatelské techniky FS ČVUT v Praze. ! t 2 :! Stacionární děj, bez vnitřního zdroje, se zanedbatelnou viskózní disipací

VLASTNOSTI VLÁKEN. 3. Tepelné vlastnosti vláken

ABSORPČNÍ A EMISNÍ SPEKTRÁLNÍ METODY

DPZ - IIa Radiometrické základy

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

FBI nevratné procesy Nevratný proces Nevratný proces nevratný ireverzibilní děj relaxační procesy Fickův zákon Fourierův zákon Ohmův zákon

Spektroskopie Vegy. e hc/k BλT. λ 5 1. L =4πR 2 σt 4, (2)

Měření teploty v budovách

CW01 - Teorie měření a regulace

V izolované soustavě nedochází k výměně tepla s okolím. Dokonalá izolovaná soustava neexistuje, nejvíce se jí blíží kalorimetr nebo termoska.

24. Elektromagnetické kmitání a vlnění

V izolované soustavě nedochází k výměně tepla s okolím. Dokonalá izolovaná soustava neexistuje, nejvíce se jí blíží kalorimetr nebo termoska.

ATOMOVÁ SPEKTROMETRIE

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený rotační pohyb

Úvod do laserové techniky

Základy práce s IČT kamerou. Ing. Jan Sova, Centrum termografie

Fyzikální praktikum z molekulové fyziky a termodynamiky KEF/FP3. Teplotní záření, Stefan-Boltzmannův zákon

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A3. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

MIKROPORÉZNÍ TECHNOLOGIE

Jaký obraz vytvoří rovinné zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, stejně velký. Jaký obraz vytvoří vypuklé zrcadlo? Zdánlivý, vzpřímený, zmenšený

PROCESY V TECHNICE BUDOV 2

Laserové technologie v praxi I. Přednáška č.1. Fyzikální princip činnosti laserů. Hana Chmelíčková, SLO UP a FZÚ AVČR Olomouc, 2011

Elektrická zařízení III.ročník

= [-] (1) Přednáška č. 9 Využití sluneční energie pro výrobu tepla 1. Úvod Součinitel znečištění atmosféry Z: Kde: I 0

4 SÁLÁNÍ TEPLA RADIACE

1 Bezkontaktní měření teplot a oteplení

SKLENÍKOVÝ EFEKT 2010 Ing. Andrea Sikorová, Ph.D.

Fyzika. Pracovní list č. 5 Téma: Měření teploty, relativní vlhkosti, rosného bodu, absolutní vlhkosti. Mgr. Libor Lepík. Student a konkurenceschopnost

J i h l a v a Základy ekologie

Dálkový průzkum Země

Transkript:

UNIVERZITA TOMÁŠE BATI VE ZLÍNĚ FAKULTA APLIKOVANÉ INFORMATIKY PROCESY V TECHNICE BUDOV 12 Dagmar Janáčová, Hana Charvátová, Zlín 2013 Tento studijní materiál vznikl za finanční podpory Evropského sociálního fondu (ESF) a rozpočtu České republiky v rámci řešení projektu: MODERNIZACE VÝUKOVÝCH MATERIÁLŮ A DIDAKTICKÝCH METOD

2 Obsah... 3 1. Základní pojmy... 3 2. Úvod do sdílení tepla sáláním... 4 3.... 4 4. Emisivita... 5 5. Zákony platné pro sdílení tepla zářením... 6 6. Model dokonale černého tělesa... 7 7. Výpočet výměny tepla... 7 8. Seznam symbolů... 8 9. Použitá literatura... 8

3 STRUČNÝ OBSAH PŘEDNÁŠKY: Případy sdílení tepla sáláním Zákony platné pro sdílení tepla sáláním, model dokonale černého tělesa Výpočtové vztahy pro zářivý tok MOTIVACE: V této přednášce se seznámíme s mechanismem sdílení tepla sáláním (synonymem sdílení tepla sáláním je sdílení tepla zářením nebo-li radiace). Seznámíme se Stefan-Boltzmannovým zákonem, Planckovým vyzařovacím zákonem, Wienovým posunovacím zákonem a Kirchhoffovými zákony pro záření. Tato problematika je v technické praxi, kde dochází přenosu tepla při vysokých teplotách. CÍL: Pochopení mechanismu sdílení tepla sáláním a příprava studentů na řešení úloh z technické praxe, které jsou spojeny se sdílením tepla sáláním. 1. Základní pojmy Teplo: míra změny vnitřní energie, kterou systém vymění (tj. přijme nebo odevzdá) při styku s jiným systémem, aniž by přitom docházelo ke konání práce. Jedná se o tepelnou výměnu. Teplota: skalární intenzivní veličina, která je vhodná k popisu stavu ustálených makroskopických systémů. Teplota souvisí s kinetickou energií částic látky. Tepelný tok: podíl tepla procházejícího danou plochou a doby, po kterou teplo prochází. Tepelná bilance: při řešení tepelné rovnováhy dvou látek můžeme bilanční rovnici zapsat ve tvaru, kdy velikost tepla dodaného jedné látce je rovna velikosti tepla odevzdaného druhé látce : energie předávána tepelným zářením v celém rozsahu vlnových délek

4 2. Úvod do sdílení tepla sáláním Podstatou tohoto způsobu sdílení tepla je tzv. tepelné záření. Hmotný objekt, např. tuhé těleso nebo nějak ohraničený objem tekutiny či disperzního prostředí, jako je plamen, zahřátý na teplotu T, přeměňuje část své vnitřní energie v elektromagnetické vlny. Ty mají schopnost procházet tzv. průteplivým neboli diatermním prostředím (čistý vzduch, kosmický prostor, vakuum). Při dopadu na jiný hmotný objekt, který vlny pohlcuje, se dopadající energie elektromagnetických vln alespoň částečně změní ve vnitřní energii zasaženého objektu. 3. Obecně platí, že každé těleso, jehož teplota je vyšší než absolutní 0 (T = 0 K tj. -273,15 C), vydává záření, jehož složení závisí na teplotě tělesa. Základním zdrojem zajišťujícím přes 99,98 % záření a tedy energie, která rozhodující mírou ovlivňuje nejen klima, ale prakticky život na naší planetě, je Slunce. Ostatní zdroje jako zemské nitro, kosmická radiace, radioaktivní záření apod. jsou naprosto zanedbatelné ve srovnání se sluncem. Centrální teplota slunce je asi 14 mil. Kelvinů. Povrchová teplota je asi 5800 Kelvinů. Slunce vyzařuje všesměrově a jen malá část dopadá na hranici naší atmosféry.

5 4. Emisivita

6 5. Zákony platné pro sdílení tepla zářením Planckův vyzařovací zákon vyjadřuje závislost intenzity záření E absolutně černého tělesa na frekvenci ω. Intenzitu záření E o frekvenci ω je třeba chápat tak, že spektrum je rozděleno na nekonečně malé a stejně velké intervaly frekvencí a intenzita záření I o frekvenci ω pak znamená intenzitu záření o frekvencích z intervalu, který obsahuje frekvenci ω. Wienův posunovací zákon je fyzikální zákon, který konstatuje, že v záření absolutně černého tělesa je maximální energie vyzařována na vlnové délce, která se s rostoucí termodynamickou teplotou snižuje (tj. čím teplejší je těleso, tím vyzařuje na kratších vlnových délkách, tj. vyšších frekvencích) kde λ max je vlnová délka maxima vyzařování, T je teplota tělesa a b je tzv. Wienova konstanta, jejíž hodnota je přibližně b = 2,898 mmk.,

7 6. Model dokonale černého tělesa 7. Výpočet výměny tepla

8 8. Seznam symbolů Symbol Název veličiny Jednotka A Poměrná pohltivost 1 C 0 Emisní konstanta dokonale černého tělesa 5,669 Wm -2 K -4 W.m -2.K -4 c Rychlost světla m.s -1 D Poměrná propustnost 1 E Intenzita vyzařování W.m -2 E o Intenzita vyzařování dokonale černého tělesa W.m -2 h Planckova kostanta J.s -1 q Hustota tepelného toku W.m -2. Q Zářivý tepelný tok W Q Teplo J R Poměrná odrazivost 1 S Plocha m 2 T Teplota K T o Teplota dokonale černého tělesa K T 1 Teplota povrchu 1 K T Teplota povrchu 2 K 2 ε Emisivita (relativní sálavost) 1 ω Frekvence Hz σ Boltzmannova konstanta σ = 5,669.10-8 Wm -2 K -4 Wm -2 K -4 ϕ Úhlový součinitel osálání 1 Přednáškový text se vztahuje k této otázce: 9. Použitá literatura [1] Jahoda, M.: Sdílení tepla, pracovní materiály,všcht Praha, ÚCHI, 2003 [2] Kolomazník, K.: Teorie technologických procesů III, VUT Brno, FT Zlín, 1978 [3] Michejev, M. A.: Základy sdílení tepla, Praha, Průmyslové vydavatelství, 1952 [4] Míka, V. a kol: Chemické inženýrství II, VŠCHT Praha, III. vydání, 1998 [5] Dvořák, Z.: Sdílení tepla a výměníky, ČVUT Praha, FS, 1992