| انتقال گرما (یا گرما) انرژی در جریان ناشی از اختلاف دماست. هرگاه اختلاف دمایی در یک ماده یا بین دو ماده وجود داشته باشد، انتقال گرما رخ میدهد. به دلیل وجود اختلاف درجه حرارت در فضای داخل ساختمان و محیط بیرون حرارت از طریق جدارههای ساختمان به بیرون و یا بالعکس در فصول گرم از بیرون به داخل ساختمان منتقل میشود. بخش اعظم تلفات حرارت در ساختمان از طریق جدارههای ساختمان (دیوارها، سقف، کف و پنجرهها) صورت میگیرد. گرما اصولا به 3 طريق هدايت( Conduction ), همرفت( Convection )و تشعشع ( Radiation ) انتقال |
انتقال حرارت از طريق هدايت(Conduction)
| در انتقال حرارت هدایتی، حرارت از مولکول های گرم یک جسم به مولکول های سردتر منتقل می گردد، بدون آنکه ذرات ماده جابجایی قابل ملاحظه ای داشته باشند. فرآیند انتقال گرما را میتوان با استفاده از معادله های نرخ مناسب به صورت کمی درآورد. از این معادله ها می توان برای محاسبه مقدار انتقال انرژی استفاده نمود. برای یک دیوار تخت یک بعدی مطابق شکل (2-1-) با دماهای متفاوت در دوطرف دیوار ( T2 و T1 ) معادله انتقال گرما به صورت زیر نوشته می شود: 
شکل2-1- انتقال حرارت از دیوار، از سطح گرم به سطح سرد (2-1)  A (m2)، مساحت سطح T1 (°C) ، دماي سطح سردتر T2 (°C) ، دماي سطح گرمتر k (W/mK) ، (ضريب هدايت حرارتي (مربوط به جنس جداره d (m) ، ضخامت جداره q (W) ، میزان انتقال گرما در این معادله ثابت تناسب k یک خاصیت انتقالی است که ضریب هدایت حرارتی نام داشته و مقدار آن به جنس ماده بستگی دارد همچنین پارامتر q بیانکننده میزان گرمای منتقلشده از طریق جدار، از سطح گرمتر به سطح سردتر است. |
|
مقاومت گرمایی
| در اینجا به یکی از مفاهیم مهم در معادله انتقال گرما توجه کنید. در حقیقت بین بخش گرما و بار الکتریکی تشابهی وجود دارد. همان طوری که مقاومت الکتریکی با رسانایی الکتریکی ارتباط دارد، مقاومت گرمایی هم با رسانایی گرما رابطه دارد. اگر مقاومت را به عنوان نسبت پتانسیل رانش (اختلاف دما) به نرخ انتقال گرمای مربوطه تعریف کنیم، از معادله بالا مقاومت گرمایی معادل خواهد بود با: (2-2)  نرخ انتقال گرما را میتوان بر حسب اختلاف دمای کلی، و مقاومت گرمایی کلی Rt، به صورت زیر بیان کرد: (2-3)  |
|
دیوار مرکب
| از معادلات فوق و مفهوم مقاومت گرمایی میتوان برای سیستم های پیچیدهتری مانند دیوار مرکب نیز استفاده نمود. این دیوارها شامل مقاومتهای سری گرمایی هستند که در اثر لایههای مختلف دیوار بهوجود میآیند. به دیوار سری مرکب در شکل زیر توجه کنید. نرخ انتقال گرما برای این سیستم را میتوان به صورت زیر نوشت: 
شکل2-2- انتقال حرارت از دیوار مرکب (2-4)  (2-5)  که در آن T2-T1 اختلاف دمای کلی است و نماد  جمع کلیه مقاومت های گرمایی را شامل میشود. برای سیستم های مرکب، اغلب آسانتر است که با ضریب انتقال گرمای کلی کار شود که با عبارت زیر تعریف می شود: Q = UA(T2-T1) (2-6) U ، ضریب انتقال حرارتی جدار است که عبارتست از مقدار گرمايي كه از واحد سطح يك جداره منتقل میشود درحاليكه اختلاف دماي طرفين آن يك درجه سانتی گراد است. واحد اندازه گيري اين كميت W/m2K ميباشد. ضريب انتقال حرارتي U با مقاومت حرارتی ارتباط دارد و از معادلات فوق ملاحظه میشود که: (2-7)  |
- انتقال حرارت از طريق همرفت (Convection) | این نوع از انتقال حرارت مربوط به انتقال با وجود یک سیال است. ما در این بخش انتقال گرمای جابه جایی بین یک سیال در حال حرکت و یک سطح جامد که در دماهای متفاوتی اند را بررسی میکنیم. شکل مناسب معادله نرخ انتقال به صورت زیر است: (2-8)  که در آن q میزان گرمای جابه جایی به اختلاف دما بین دمای سطح Ts ، و سیال  بستگی دارد. ثابت تناسب (h (W/m2K ، ضریب انتقال گرمای جابه جایی نام دارد که مقدار آن به هندسه سطح و ماهیت جریان سیال و بعضی از خواص ترمودینامیکی و انتقال سیال وابسته است. برای انتقال گرمای جابه جایی از یک سطح نیز میتوان یک مقاومت گرمایی تعریف کرد (2-9) Rt,conv=1/h |
| انتقال گرما به روش تشعشع (Radiation) | در صورتيكه بين دو سطح اختلاف دما وجود داشته باشد گرما از سطح گرمتر به سطح خنكتر ميتابد. میزان تابش به عواملی همچون ضریب ثابت تشعشع، مساحت و اختلاف دمای دو سطح بستگی دارد (2-10) (Q = C.A(T14-T24 |
| |
هیچ نظری موجود نیست:
ارسال یک نظر