072 2

T

Rys. 2.17. Jednokierunkowy przepływ ciepła przez przegrodę płaską

Konwekcja

Konwekcja (unoszenie ciepła) związana jest z ruchem ośrodka. Jest to mechanizm przenoszenia ciepła charakterystyczny dla gazów i cieczy. Jeśli ruch cieczy lub gazu wytwarzany jest przez wiatr, pompę, wentylator lub podobne urządzenie indukujące ruch masy, mówimy o konwekcji wymuszonej. Zwykle konwekcja wymuszona występuje na zewnątrz budynku. Jeśli natomiast ruch masy jest wywoływany zmianą gęstości ośrodka, spowodowaną zmianą objętości na skutek ogrzania, konwekcja określana jest jako swobodna lub naturalna. Z konwekcją swobodną mamy najczęściej do czynienia wewnątrz pomieszczeń. W rzeczywistości zjawisko wymiany ciepła między ośrodkiem, np. powietrzem a powierzchnią przegrody budowlanej jest złożone. Przy oddającej ciepło powierzchni występuje warstwa przyścienna niewielkiej grubości, w której ruch ośrodka ustaje, a transport ciepła odbywa się na drodze przewodzenia przez nieruchomą warstwę powietrza. Warstwa ta odpowiada za opór cieplny przy wymianie ciepła między powierzchnią przegrody a otoczeniem. Strumień ciepła, wymieniany między określoną powierzchnią a otaczającym ośrodkiem, można zdefiniować jako

q' = h{T_w-T_J)    (2.8)

gdzie:

ą" - strumień ciepła wymieniany między powierzchnią a otoczeniem, W/m²;

h - współczynnik przejmowania ciepła przez powierzchnię, W/m²K;

T_w, T_f - temperatura powierzchni i ośrodka otaczającego powierzchnię, K.

Powyższa zależność znana jest jako prawo chłodzenia Newtona. Zdefiniowany w ten sposób współczynnik przejmowania ciepła zależy od konfiguracji powierzchni, właściwości ośrodka oraz jego prędkości (rys. 2.18). W niektórych przypadkach, zależy również od różnicy temperatur między powierzchnią a otoczeniem.

78