1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego:

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się metodą pomiaru temperatury powierzchni przegrody i temperatury powietrza oraz wyznaczenie współczynnika przenikania ciepła U na podstawie powierzchni oraz powietrza wewnętrznego i zewnętrznego.

1. Opis stanowiska badawczego:

Ćwiczenie wykonuje się w pomieszczeniu laboratorium przy pomocy Pirometru.

1. Przebieg ćwiczenia laboratoryjnego:

Pomiar rozkładu temperatury wykonuje się Pirometrem. Pomiar temperatury zewnętrznej i wewnętrznej wykonuje się termometrem termoelektrycznym z czujnikiem temp. Gazów. Pomiar temperatury wykonuje się nakładając siatkę kwadratów o boku 5 cm. Pomiar wykonuje się w punktach węzłowych. Wyniki nanosimy na rysunek siatki.

1. Teoria:

Współczynnik przenikania ciepła (U) - współczynnik określany dla przegród cieplnych, umożliwiający obliczanie ciepła przenikającego przez przegrodę cieplną, a także porównywanie własności cieplnych przegród budowlanych. Ciepło przepływające przez przegrodę wyznacza wzór:

- Temperatura wewnątrz pomieszczenia laboratoryjnego
- Temperatura na zewnątrz pomieszczenia laboratoryjnego

- współczynnik przejmowania ciepła dla powietrza wewnętrznego. Wartość standardowa - .

- średnia z otrzymanych pomiarów temperatury obliczona wg wzoru

Gęstość strumienia ciepła jest to wektor o module równym stosunkowi elementarnego strumienia ciepła i elementarnego pola powierzchni , prostopadłej do kierunku przepływu ciepła, przez którą ten strumień przepływa. Jest skierowany zgodnie ze spadkiem temperatury, prostopadle do powierzchni izotermicznej.

dla mechanizmu przewodnictwa jako

dla mechanizmu konwekcyjnego przenoszenia ciepła definiowany jako

dla mechanizmu promieniowania jako

gdzie

- współczynnik przejmowania ciepła,

- współczynnik przewodzenia ciepła,

- stała Boltzmanna

- różnica temperatur na granicy płyn-płyn lub płyn-c.stałe,

- temperatury ciał: emitującego i absorbującego,

Zestawienie i analiza wyników badań

Wyniki pomiarów wpisujemy do tabeli.

17	18	18	18	18
17	18	18	18	18
18	18	18	18	19
19	19	19	19	20

Obliczenie wartości średniej dla fragmentu powierzchni ściany zewnętrznej

T_śr= 18,25°C

Wyniki pomiarów temperatury:

- zewnętrznej: 2°C

- wewnętrznej: 22,1°C

t_i-T_śr= R_i *U(t_i-t_e) → $\ \ \ \ \ \ U = \frac{ti - Tsr}{\left( ti - te \right)*Ri}$ [W/m²K]

$U = \ \frac{22,1 - 18,25}{(22,1 - 2)*0,13}$ = 1,47 W/m²K

Wnioski

Współczynnik przenikania ciepła U wynosi 1,47 W/m²K i nie spełnia warunków normowych dla tej przegrody (0,5-0,7 W/m²K), gdyż przyjęty współczynnik R_i=0,13 jest odpowiedni dla warunków normowych. Przy określaniu współczynnika przenikania ciepła należy wziąć pod uwagę projekt instalacji cieplnych i projekt pomieszczenia, gdyż mają one wpływ na wynik pomiarów.