Độ dẫn nhiệt của pol yst yr ene ép đ ùn
Ch ất cách nhiệt - độ dẫn nhiệt thông số được định nghĩa là lượng nhiệt (tí nh bằng watt) được truyền qua một diện tích vu ông của vật liệu có độ dày nhất định (tí nh bằng mét) do chê nh lệ ch nhiệt độ .Độ dẫn nhiệt của vật liệu càng thấp , khả năng chống truyền nhiệt của vật liệu càng lớn , và do đó hiệu quả cách nhiệt càng lớn . Các giá trị dẫn nhiệt điển hình cho pol yst yr ene ép đ ùn nằm trong khoảng 0,0 25 và 0,0 40 W/m ∙ K .
Nói chung , cách nhiệt chủ yếu dựa trên độ dẫn nhiệt cực kỳ thấp của khí . So với chất l ỏng và chất r ắn , khí có độ dẫn nhiệt kém , vì vậy nếu chúng có thể bị mắc kẹ t (ví dụ , trong một cấu trúc giống như bọt), chúng là một vật liệu cách nhiệt tốt . Không khí và các khí khác thường là chất cách điện tốt . Nhưng lợi ích chính là sự v ắng mặt của đối lưu . Vì vậy , nhiều vật liệu cách nhiệt (nh ư : v án ép đ ùn) làm việc đơn giản bằng cách có một số lượng lớn các túi chứa đầy không khí ngăn chặn sự đối lưu quy mô lớn .
Sự thay đổi của các vật liệu r ắn gây ra nhiệt phải đi qua nhiều giao diện , dẫn đến giảm nhanh hệ số truyền nhiệt .
Vật liệu cách nhiệt Polystyrene ép đùn
Mất nhiệt qua tường, nguồn chính để tính toán mất nhiệt trong nhà là tường. Tính toán tốc độ thông lượng nhiệt qua một bức tường với diện tích 3m x 10m (A = 30m2). Bức tường dày 15 cm (L1), được làm bằng gạch với độ dẫn nhiệt k1 = 1,0 W / mK (hiệu suất cách nhiệt kém). Giả sử nhiệt độ trong nhà và ngoài trời tương ứng là 22 °C và -8 °C, và hệ số truyền nhiệt đối lưu bên trong và bên ngoài là h1 = 10 W / m2K và h2 = 30 W / m2K, tương ứng. Xin lưu ý rằng các hệ số đối lưu này phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện môi trường và nội bộ (gió, độ ẩm, vv).
Tính toán thông lượng nhiệt (mất nhiệt) qua bức tường không cách nhiệt này.
Bây giờ giả sử cách nhiệt ở bên ngoài bức tường này. Sử dụng vật liệu cách nhiệt polystyrene ép đùn dày 10cm (L2) với độ dẫn nhiệt k2 = 0,028 W / mK và tính toán thông lượng nhiệt (mất nhiệt) qua bức tường composite này.
Giải pháp:
Như đã đề cập trước đó, nhiều quá trình truyền nhiệt liên quan đến các hệ thống composite, thậm chí là sự kết hợp của dẫn điện và đối lưu.Đối với các hệ thống composite này, thường thuận tiện để sử dụng hệ số truyền nhiệt tổng thể (được gọi là hệ số U). Yếu tố U được xác định bằng một biểu thức tương tự như định luật làm mát của Newton:
Hệ số chuyển nhiệt tổng thể
Hệ số truyền nhiệt tổng thể có liên quan đến tổng điện trở nhiệt và phụ thuộc vào hình học của vấn đề.
Giả sử truyền nhiệt một chiều qua một bức tường mặt phẳng, mà không xem xét bức xạ, hệ số truyền nhiệt tổng thể có thể được tính như:
Hệ số truyền nhiệt tổng thể - tính toán mất nhiệt
Hệ số chuyển nhiệt tổng thể là:
U = 1/(1/10 + 0,15 / 1 + 1/30) = 3,53 W/m2K
Sau đó, thông lượng nhiệt có thể được tính đơn giản:
q = 3,53[W/m2K] x 30[K] = 105,9 W/m2
Tổng lượng nhiệt mất qua bức tường này sẽ là:
Q_loss = q. A = 105,9[W/m2] x 30[m2] = 3177 W
Tường composite cách điện
Giả sử truyền nhiệt một chiều thông qua một bức tường composite phẳng, không tiếp xúc kháng nhiệt, mà không xem xét bức xạ, hệ số truyền nhiệt tổng thể có thể được tính như:
Hệ số truyền nhiệt tổng thể - tính toán cách nhiệt
Đối với vật liệu cách nhiệt polystyrene đùn, hệ số truyền nhiệt tổng thể là:
U = 1/(1/10 + 0,15 / 1 + 0,1/ 0,028 + 1/30) = 0,259 W/m2K
Sau đó, thông lượng nhiệt có thể được tính đơn giản:
q = 0,259 [W/m2K] x 30[K] = 7,78 W/m2
Tổng lượng nhiệt mất qua bức tường này sẽ là:
Q_loss = q. A = 7,78[W/m2] x 30[m2] = 233 W
Có thể thấy rằng việc thêm vật liệu cách nhiệt làm giảm đáng kể sự mất nhiệt. Phải thêm rằng thêm lớp cách nhiệt tiếp theo sẽ không dẫn đến tiết kiệm cao như vậy.Điều này có thể được nhìn thấy tốt hơn từ phương pháp kháng nhiệt, có thể được sử dụng để tính toán truyền nhiệt qua các bức tường composite. Tốc độ truyền nhiệt ở trạng thái ổn định giữa hai bề mặt bằng chênh lệch nhiệt độ chia cho tổng điện trở nhiệt giữa hai bề mặt này.
Tiếng Việt