поверхностью ab, параллельной поверхности печи, т. е. этим мы учитываем влияние излучения на точку 2 и торцовой поверхности печи. Для прямоугольника со стороной ас:

D 2D 2 .

По номограмме рис. 16 = 0,159, а для всей высоты печи \)i=0,159-2= = 0,318.

Для прямоугольника со стороной be:

D 2D 2

= 2,56; — =—=1,17.

Li 0,78 2 1,7

По номограмме рис. 16 ф=0,069, а для всей высоты печи i?2=0,0692= =0,138.

Полная величина г? будет: \? = ij:i—я52=0,318—0,138 = 0,18.-По уравнению (29а)

4 —У+(1,7+ 1,45) Г = 4.0,18.173,6+ 4 (1 — 0,18)75,7+ 1,45-295 + ,100/

+ 1,7.253= 1231.

По номограмме рис. 17 при +ак=3,15 получим Тв = 23°С; в—Тв = 1°С; по формуле (19) получим ак=1,43, т. е. в расчете значение ак = 1,45 выбрано верно.

В точке 2 влияние излучения от печи сказалось значительно в меньшей степени по сравнению с точкой /. При дальнейшем удалении от печи величина Тв будет понижаться и влияние печи не будет сказываться вследствие приближения -ф к нулю.

При отсутствии излучения от печи температура внутренней поверхности стены по формуле (27) была бы:

22+20

Тв = 22 —---0,133 + 13,9° С.

0,133 + 0,59

То же самое получим по уравнению (29а), если предположить i?=0 и ак=3,5*:

4(—У+ (1,7 + 3,5) Г = 4.75,7+ 3,5.295 + 1,7.253 = 1765.

По номограмме рис. 17 для +ак = 5,2 и правой части уравнения (29а), равной 1765, получим Тв = 14°С.

Предлагаемый метод расчета температуры поверхности ограждения применим и для случая нескольких источников лучистой теплоты. При этом придется определить угловые коэффициенты излучения отдельно для каждого источника лучистого тепла и в правой части уравнения (29) добавить соответствующие члены, так же как и у множителя при (Г с/ЮО) в левой части этого уравнения. Множитель при (Гв/100) в правой части уравнения придется при этом заменить выражением (I—2г;), где Е-ф —сумма угловых коэффициентов излучения каждого источника излучения. Этот способ расчета дает значительно более точные величины Тв, чем формула (27), поэтому в тех случаях,

* Принятое в нормах /?в =0,133 соответствует ав=7,5, при этом имеем а л = 4 и ак = 3,5 ккал/м . ч. град.

где требуется особенно точное определение величины Тв (проверка на конденсат в зданиях, где появление его совершенно недопустимо), расчет ее нужно делать по уравнениям (29) или (29а).

4. ВОЗДУШНЫЕ ПРОСЛОЙКИ

Малый коэффициент теплопроводности воздуха в порах строительных материалов, достигающий 0,021 ккал/м-ч-град, привел к идее замены в наружных ограждаюи;их конструкциях строительных материалов воздухом, т. е. созданию наружных ограждений из двух стенок с воздушной прослойкой между ними. Однако теплотехнические качества таких стен оказались чрезвычайно низкими. Чтобы исправить этот недостаток, воздушную прослойку пришлось заполнять древесной стружкой. Также неудачными оказались опыты применения бетонных пустотелых камней с большими цустотами (типа «Торонто») без засыпки. С другой стороны, применение в наружных ограждениях материалов с несколькими воздушными прослойками незначительной толщины (например, камни типа «Крестьянин», керамические многопустотные камни) заметно улучшает теплотехнические свойства таких стен по сравнению со сплошными стенами той же толщины. Все это говорит о том, что передача тепла воздушными прослойками происходит иначе, чем в телах твердых и сыпучих. Термическое сопротивление слоя, состоящего из твердого или сыпучего материала, прямо пропорционально его толщине, а следовательно, количество тепла, проходящего через слой, при постоянной разности температур на его поверхностях обратно пропорционально его толщине. Для воздушной прослойки такой пропорциональности не существует. В твердом материале передача тепла происходит только теплопроводностью, в воздушной прослойке к этому присоединяется еще передача тепла конвекцией и излучением. Таким образом, если полное количество тепла, проходящего через 1 м вертикальной воздушной прослойки в течение I ч, обозначим Q, то на основании сказанного можно написать:

Q = Qi + Q2 + Q3,

где Qi — количество тепла, передаваемого теплопроводностью в ккал/м -ч\ Q2 — количество тепла, передаваемого конвекцией, в ккал/м -ч; Q3 — количество тепла, передаваемого излучением, в ккал/м - ч.

На рис. 19 показан вертикальный разрез воздушной прослойки, имеющей толщину б, и температуры на ограничивающих поверхностях Ti и Т2, причем Ti>T2. При такой разности температур через воздушную прослойку будет проходить тепловой поток Q.

Передача тепла теплопроводностью подчиняется закону передачи тепла в твердом теле. Следовательно, по формуле (12) можно написать:

5 к, Ф, Фокин55

где — коэффициент теплопроводности неподвижного воздуха (при температуре 0°С ?ii = 0,02 ккал/м-ч-град); б — толщина прослойки в м.

Конвекция воздуха в прослойке возникает вследствие разности температур на ее поверхностях и имеет характер естественной конвекции. При этом у поверхности с более высокой температурой воздух нагревается и движется в направлении снизу

вверх, а у более холодной поверхности охлаждается и движется в направлении сверху вниз. Таким образом, в вертикальной воздушной прослойке создается постоянная циркуляция воздуха, показанная на рис. 19 стрелками. По аналогии с формулой (12) для количества тепла, передаваемого конвекцией, можно написать:

Рис. 19. Схема передачи тепла в воздушной прослойке

Q2 (- 1 — - 2)

где к2 — условный коэффициент, называемый коэффициентом передачи тепла конвекцией.

В отличие от обычного коэффициента теплопроводности этот коэффициент не является постоянной величиной, а зависит от толщины прослойки, температуры воздуха в ней, разности температур на поверхностях прослойки и расположения прослойки в ограждении.

Для вертикальных прослоек значения величин коэффициентов Я1-1-Х2 даны в табл. 6 в зависимости от толщины прослойки б и разности температур на ее поверхностях ti—Тг. Влияние температуры воздуха в пределах от +15 до —10° С на теплопередачу конвекцией не превышает 5%, а поэтому им можно пренебречь.

Табл. 6 показывает, что коэффициент передачи тепла конвекцией возрастает с увеличением толщины прослойки. Это возрастание объясняется тем, что в тонких прослойках восходящий И нисходящий токи воздуха взаимно тормозятся и в очень тонких прослойках (меньше 5 мм) величина Х2 становится равной нулю. С увеличением толщины прослойки, наоборот, конвекционные токи воздуха становятся более интенсивными, увеличивая значение Яг. С увеличением разности температур на поверхностях прослойки величина Яг возрастает вследствие повышения интенсивности конвекционных токов в прослойке.

Увеличение значений Я1+Я2 в горизонтальных прослойках