بخش 6

مشاهده در کتابخانه

رفتار حفره‌ها

کلیات

نرخ شار حرارت در حفره‌ها باید با یک ضریب هدایت حرارت معادل λ_eq بیان شود. این ضریب هدایت حرارت شامل شار حرارت هدایت، همرفت و تابش است و به هندسه حفره و جنس مصالح مجاور آن بستگی دارد.

حفره‌ها در سامانه نورگذر

ضریب هدایت حرارت معادل یک فاصله تهویه نشده بین جام‌های شیشه‌ای در سامانه نورگذر باید بر اساس استاندارد بند ۲-۲ تعیین شود. این ضریب هدایت حرارت معادل، باید در تمامی حفره تا نزدیکی لبه مورد استفاده قرار گیرد.

یادآوری- رابطه‌های مورد استفاده در استانداردهای بند ۲-۲ و EN 673 برای نسبت طول به عرض حفره‌ها، به مقادیر ضریب هدایت حرارت کم می‌انجامد. رابطه دقیق‌تر در استاندارد ISO 15099 داده شده است (به کتابشناسی مراجعه کنید).

حفره‌های هوای تهویه نشده در چهارچوب‌ها

تعاریف

حفره‌های هوایی که کاملاً بسته شده‌اند یا با درزی کمتر از ۲ میلی‌متر به سطح داخلی یا خارجی متصل شده‌اند، حفره‌های هوای تهویه نشده هستند (به شکل ۱ مراجعه کنید). در غیراین‌صورت حفره باید تهویه شده درنظر گرفته شود.

شکل ۱- مثال شماتیک از رفتار شیارها یا حفره‌ها، با مقطع چهارچوب و رفتار مرزها

شکل ۱- مثال شماتیک از رفتار شیارها یا حفره‌ها، با مقطع چهارچوب و رفتار مرزها

ابعاد برحسب میلی‌متر
A، B، C، D، E، F، G، H
۴۵°؛ < ۳۰؛ > ۱۰؛ ≤ ۱۰؛ < ۲

راهنما: مرزها (به پیوست ب مراجعه کنید)

حفره‌ها و شیارها

A

مرز بی‌دررو

B

مقاومت سطح خارجی

C

مقاومت سطح داخلی

D

مقاومت سطح افزوده

E

سطح نورگذر (به شکل ۶-۲ مراجعه کنید)

F

حفره تهویه نشده (به شکل ۶-۳ مراجعه کنید)

G

شیار یا حفره‌ای که اندکی تهویه شده است

H

شیار یا حفره‌ای که به خوبی تهویه شده است

حفره‌های مستطیلی تهویه نشده

ضریب هدایت حرارت معادل

ضریب هدایت حرارت معادل یک حفره از معادله (۱) به دست می‌آید:

λeq=dRs(1)\lambda_{\mathrm{eq}}=\frac{d}{R_s}\qquad (1)

که در آن:
d اندازه حفره در جهت شار حرارت است (به شکل ۲ مراجعه کنید)؛
R_s مقاومت حرارتی حفره است که از معادله (۲) به دست می‌آید:

Rs=1ha+hr(2)R_s=\frac{1}{h_a+h_r}\qquad (2)
شکل ۲ – حفره مستطیلی و جهت شار حرارت

شکل ۲ – حفره مستطیلی و جهت شار حرارت

q؛ d؛ b؛ ε₂؛ ε₁

ضریب انتقال حرارت همرفت

ضریب انتقال حرارت همرفت h_a، به صورت زیر محاسبه می‌شود:

در مواردی که b < ۵ mm:

ha=C1d(3)h_a=\frac{C_1}{d}\qquad (3)

که در آن:

C1=0.025 W/(m.K)C_1=0.025\ \mathrm{W/(m.K)}

و دیگر موارد:

ha=max⁡{C1/d;C2ΔT1/3}(4)h_a=\max\left\{C_1/d;C_2\Delta T^{1/3}\right\}\qquad(4)

که در آن:

C1=0.025 W/(m.K)C_1=0.025\ \mathrm{W/(m.K)}
C2=0.73 W/(m2.K4/3)C_2=0.73\ \mathrm{W/(m^2.K^{4/3})}

و ΔT حداکثر اختلاف دمای سطحی در حفره است.

اگر هیچ اطلاعات دیگری در دسترس نیست، ΔT = ۱۰ K را در نظر بگیرید و آنگاه

ha=max⁡{C1/d;C3}(5)h_a=\max\left\{C_1/d;C_3\right\}\qquad(5)

که در آن:

C1=0.025 W/(m.K)C_1=0.025\ \mathrm{W/(m.K)}
C3=1.57 W/(m2.K)C_3=1.57\ \mathrm{W/(m^2.K)}

ضریب انتقال حرارت تابشی

hr=4.σ.Tm3.E.F(6)h_r=4.\sigma.T_m^3.E.F\qquad(6)

که در آن:

ثابت استفان بولتزمن

σ=5.67×10−8 (W/m2.K4)\sigma=5.67\times10^{-8}\ \mathrm{(W/m^2.K^4)}

گسیلندگی بین دو سطح

E=(1ε1+1ε2−1)−1E=\left(\frac{1}{\varepsilon_1}+\frac{1}{\varepsilon_2}-1\right)^{-1}

ضریب دید مقطع مستطیلی

F=12(1+1+(d/b)2−d/b)F=\frac{1}{2}\left(1+\sqrt{1+(d/b)^2}-d/b\right)

ε₁ و ε₂ ضرایب گسیل سطوحی هستند که در شکل ۲ نشان داده شده‌اند.

مقادیر ضرایب گسیل باید تا دو رقم اعشار ارائه شوند.

اگر اطلاعات دیگری در دسترس نیست، ε₁ = ε₂ = ۰/۹ و T_m = ۲۸۳ K در نظر بگیرید و ضریب انتقال حرارت تابشی از معادله زیر به دست می‌آید:

hr=C4.(1+1+(d/b)2−d/b)(7)h_r=C_4.\left(1+\sqrt{1+(d/b)^2}-d/b\right)\qquad(7)

که در آن:

C4=2.11 W/(m2.K)C_4=2.11\ \mathrm{W/(m^2.K)}

حفره‌های هوای غیرمستطیلی تهویه نشده

حفره‌های هوای غیرمستطیلی (T-شکل و L-شکل و غیره) ابتدا به یک حفره هوای مستطیلی با مساحت یکسان (A = A′) و نسبت ظاهری یکسان (d/b = d′/b′) تبدیل می‌شود، به شکل ۳ مراجعه کنید، و سپس بند ۶-۳-۲ اعمال می‌شود.

حفره‌هایی با اندازه کمتر از ۲ میلی‌متر یا حفره‌هایی با اتصال‌های داخلی کمتر از ۲ میلی‌متر باید به صورت جداگانه درنظر گرفته شوند.

شکل ۳ – تبدیل حفره‌های هوای غیرمستطیلی

شکل ۳ – تبدیل حفره‌های هوای غیرمستطیلی

راهنما

A

مساحت حفره هوای مستطیلی معادل

d,b

عمق و عرض حفره هوای مستطیلی معادل

A′

مساحت حفره حقیقی

d′,b′

عمق و عرض کوچکترین مستطیل محیطی

تبدیل به صورت زیر انجام می‌شود:

b=A.b′/d′b=\sqrt{A.b^{\prime}/d^{\prime}}
d=A.d′/b′d=\sqrt{A.d^{\prime}/b^{\prime}}

شیارها و حفره‌های هوای تهویه شده

شیارها و حفره‌هایی با سطح مقطع کوچک که اندکی تهویه شده‌اند

شیارهایی با سطح مقطع کوچک (به شکل ۴ مراجعه کنید) در سطوح داخلی و خارجی پروفیل‌ها و حفره‌هایی که با درز بزرگتر از ۲ میلی‌متر و کوچکتر از ۱۰ میلی‌متر به هوای داخلی یا خارجی متصل شده‌اند، باید به عنوان حفره‌های هوایی با تهویه کم، در نظر گرفته شوند. ضریب هدایت حرارت معادل در این موارد، دو برابر مقدار به‌دست آمده در بند ۶-۳ برای حفره هوای تهویه نشده با اندازه یکسان است.

شکل ۴ – مثال‌هایی برای شیارها و حفره‌های هوایی با سطح مقطع کوچک با تهویه کم

شکل ۴ – مثال‌هایی برای شیارها و حفره‌های هوایی با سطح مقطع کوچک با تهویه کم

ابعاد برحسب میلی‌متر
λ_eq؛ b ≤ ۱۰؛ d؛ d ≥ b؛ λ_eq؛ b ≤ ۱۰

حفره‌ها و شیارها با سطح مقطع بزرگ که به‌خوبی تهویه شده‌اند

در مواردی که در بند ۶-۳ و ۶-۴-۱ قرار نمی‌گیرد، مخصوصاً وقتی که عرض b شیار یا درز متصل به حفره در محیط بیش از ۱۰ میلی‌متر باشد، فرض می‌شود که کل سطح در معرض محیط قرار دارد. بنابراین از مقاومت سطحی R_si یا R_se مطابق بند ۵-۲، باید در مساحت گسترده استفاده شود.

در مواردی که یک حفره بزرگ به یک درز منفرد متصل شده باشد، و مساحت گسترده بیش از ۱۰ برابر عرض درز باشد، مقاومت سطحی باید همراه با تابش کاهیده استفاده شود (به پیوست ب مراجعه شود).

شکل ۵ – مثال‌هایی از حفره‌ها و شیارهایی که به خوبی تهویه شده‌اند

شکل ۵ – مثال‌هایی از حفره‌ها و شیارهایی که به خوبی تهویه شده‌اند

ابعاد برحسب میلی‌متر
R_s؛ b > ۱۰؛ R_s؛ b > ۱۰

گفت‌وگوی عمومی انجمن درباره بخش 6

نظر شما درباره این بند با نام شما در انجمن عمومی منتشر می‌شود و دیگران می‌توانند آن را بخوانند و پاسخ بدهند.