Теплопередача и оконные заполнители
Оптимальная толщина замкнутых воздушных прослоек
Повышение теплозащиты наружных ограждающих конструкций обеспечивается устройством замкнутых воздушных прослоек, благодаря чему эф-
* фективно используется теплоизолирующая способность воздуха [31].
Известно, что конвективный перенос тепла через воздушную прослойку снижает теплоизолирующую способность воздуха. Конвективный перенос зависит от толщины замкнутой воздушной прослойки L, кинематической вязкости воздуха у, разности температур поверхностей At, ограничивающих воздушную прослойку, высоты прослойки Н. В расчетах, как правило, учитывается совместное влияние теплопроводности и конвекции.
Характер изменения термического сопротивления воздушных прослоек в зависимости от ее толщины по различным данным представлен на рис. 1.2. Как следует из рисунка, согласно [89], термическое сопротивление прослойки постепенно увеличивается до толщины 30 мм, а затем сопротивление воздушной
4 прослойки практически не зависит от толщины. Данные [56] и [110] свиде
тельствуют об увеличении термического сопротивления воздушной прослойки с. ростом ее толщины. Данные [69] также свидетельствуют об увеличении термического сопротивления межстекольной воздушной прослойки, но только до определенного значения толщины, после которого наблюдается незначительное снижение термического сопротивления воздушной прослойки с увеличением ее толщины. Данные [88] показывают увеличение сопротивления прослойки до определенного значения ее толщины, а затем термическое сопротивление прослойки имеет постоянное значение.
В работе [93] отмечается, что если толщина герметичной вертикальной прослойки становится больше определенного значения, называемого оптимальной толщиной Loph то дальнейшее увеличение не влияет на теплопередачу
* конвекцией через герметичную воздушную прослойку. При Н<Нкр величину
Ьор! можно определить по формуле:
|
(1.7) |
1
Lopt 0,23' Hv
0,22
|
А П |
|
|
□ |
|
|
/ И ■ |
|
|
/ |
|
|
/ ^ / |
|
|
/ □ / -------------------- данные |
[891 |
|
/ * данные |
56] |
|
■ / D данные |
|
|
а/ ----------------------- данные |
.69 |
|
/ * данные |
88] |
|
0 10 20 30 40 50 I, мм |
% Я, м2-°С/Вт
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,08
Рис. 1.2. Изменение термического сопротивления R воздушной прослойки в зависимости от ее толщины
|
Рис. 1.3, Зависимость термического сопротивления воздушной прослойки от разности температур At на ее поверхностях при постоянных толщине L и высоте Я прослойки |
*
При Н>Нкр:
L в_______________ К____________
^ 54,1 + 0,0 A{gf3Atlv2)''H-HKp)
Величина Нкр в зависимости от At и t0 приведена в таблице 1.2.
|
Таблица 1.2 Величина Нкр в зависимости от At и t0
|
Влияние разности температур At между поверхностями остекления на оптимальную толщину воздушной прослойки Lop( представлено в таблице 1.3. Видно, что с увеличением разности температур At толщина прослойки Lopi уменьшается. Здесь же приводятся расчетные данные об изменении ак и Rnp.
|
Таблица 1.3 Изменение ак> Rnp, Lopt в зависимости от разницы температур At
|
При постоянных толщине L и высоте Н прослойки, но переменной разности температур At термическое сопротивление прослойки уменьшается с увеличением At (рис. 1.3). Данные рассчитаны по формуле NuL-0,258Gri'25(H/L)~ 0,25 при средней температуре в прослойке 283°К, L=16 мм и Я=500 мм.
Влияние высоты воздушной прослойки Н на величину Lopt ПРИ определенной разности температур At имеет слабовыраженный характер, так как в
формуле (1.7) высота прослойки входит в степени 0,25. Увеличение высоты, при других постоянных величинах, ведет к незначительному увеличению Lopt.
Таким образом, изменение термического сопротивления воздушного зазора может достигаться изменением основного параметра - толщины воздушного зазора, т. е. расстояния между стеклами. Экспериментально и расчетным путем показано, что минимальное значение теплопотерь воздушного зазора достигается при расстоянии порядка 12-14 мм [89].
