建筑物理與建筑設備輔導之建筑熱工學(2)


(二)對流
對流傳熱只發生在流體(液體、氣體)中,它是因溫度不同的各部分流體之間發生相對運動,互相摻合而傳熱能的。
由于引起流體流動的動力不同,對流的類型可分為自然對流和受迫對流:
(1)自然對流:由于溫度的不同引起的對流換熱。
(2)受迫對流:由外力作用形成的對流。受迫對流在傳遞熱量的強度方面要大于自然對流。
在建筑熱工中所涉及的主要是空氣沿圍護結構表面流動時,與壁面之間所產生的熱交換過程,也包括空氣分子之間和相互接觸的空氣分子與壁面分子之間的導熱過程。這種對流與導熱的綜合過程稱為表面的“對流換熱”。它的基本計算式為牛頓冷卻公式:
式中 qc——對流換熱強度,W/m2
αc——對流換熱系數,W/(m2·K)
t——流體主體部分溫度,K
θ——固體壁面溫度,K
空氣同屋頂和墻壁的表面之間的穩定相差越大,對流換熱量越多;表面越光滑,對流越順暢,換熱量越多。
(三)輻射
由于自身溫度或熱運動的原因而激發產生的電磁波傳播稱為熱輻射。
1.熱輻射的本質和特點
(1)輻射換熱與導熱、對流換熱不同,它不依靠物質的接觸而進行熱量傳遞。
(2)輻射換熱過程伴隨著能量形式的兩次轉化,即物體的部分內能轉化為電磁波能發射出去,當此電磁波能射到另一物體表面而被吸收時,電磁波能有轉化成內能。
(3)一切高溫物體只要溫度絕對零度(0K),都會不斷發射熱射線,當物體有溫差時,高溫物體輻射給低溫物體的能量多于低溫物體輻射給高溫物體的能量。
2.物體的輻射特性
物體按其輻射特性分為黑體、灰體和選擇性輻射體(非灰體)三大類。
(1)黑體:能發射全波段的熱輻射,在相同的溫度條件下,輻射能力最大。
(2)灰體:如果—個物體在每一波長下的單色輻射力與同溫度、同波長下黑體的單色輻射力的比值為—常數,這個物體稱為灰體。一般建筑材料均可看作為灰體。
灰體的輻射本領Eλ與同溫度下黑體的輻射本領Eλ,b的比值稱為黑度(發射率)ε。
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