Ēkas siltumfizikālo procesu kompleksā analīze - VTPMML

Siltuma vadīšanas process un tā raksturlielumi bija detalizēti aprakstīti iepriekšējā sadaļā. Starojumasiltuma pārnesi caur stikla paketi ar speciāliem atstarojošiem pārklājumiem (attēls 2.48b) un toeksperimentālie mērījumu tiks apskatīti vēlāk. Šeit plašāk analizēsim konvekcijas siltuma pārnesi argāzi pildītā stikla paketē.Konvekcijas gadījumā siltuma pārnese notiek līdz ar šķidras vai gāzveida vielas pārvietošanos.Šķidrumam nonākot kontaktā ar cieta ķermeņa virsmu, kuras temperatūra ir atšķirīga no šķidrumatemperatūras, notiek konvektīvā siltuma apmaiņa (piem., gāzes plūsma gar ēkas sienu vai stiklavirsmu). Vispārīgā gadījumā nesaspieţama šķidruma kustību laminārās plūsmas reţīmā virsmastuvumā apraksta ar Navjē-Stoksa vienādojumu un nesaspieţamības nosacījumu (Landau, Lifshic,1986; Batchelor, 2000): v v gradv gradp v f, tkur p – spiediens,fdiv v 0, (2.50)– masas spēku vektors un – dinamiskā viskozitāte. Busineska tuvinājumā,cēlējspēku, kas veidojas līdz ar temperatūru mainoties materiāla blīvumam gravitācijas laukā, izsakaformula1 f gT, Tp, (2.51)kurir termiskās izplēšanās koeficients. Ideālām gāzēm 1T. Savukārt siltuma pārnesišķidrumā apraksta iepriekš apskatītais vienādojums (2.12), kas ietver konvektīvo pārnesi raksturojošolocekli.Lielākajā daļa praksē sastopamo gadījumu plūsmas raksturs ir turbulents un siltuma apmaiņuaprakstīt ir vēl sareţģītāk, jo inţenierfizikālos aprēķinos nākas lietot papildus pusempīriskuspieņēmumus un efektīvās parametru vērtības (piem., turbulento viskozitāti un siltuma vadītspēju),kas neraksturo pašu materiālu īpašības, bet ir atkarīgas no procesu apstākļiem un to priekšvēstureskopumā.Nosacīti mēdz šķirot divus konvekcijas veidus – piespiedu vai dabīgo (jeb brīvo). Piespiedukonvekcijas gadījumā šķidruma kustību gar virsmu nosaka kādi ārējie spēkif(2.50), piem.,spiedienu starpība caurulē vai elektromagnētiskie spēki šķidrā metālā, bet kustības ātrumi var būtdaudz lielāki nekā brīvajai konvekcijai. Piespiedu konvekcijas gadījumā praksē visbieţāk plūsmas irturbulentas. Dabīgās konvekcijas gadījuma šķidrumam, nonākot kontaktā ar citas temperatūrasvirsmu, mainās tā blīvums un rodas cēlējspēks, kas izraisa kustību. Šādas konvekcijas tipiski piemēriir gaisa plūsmas pie ēkas sienas bezvēja laikā vai stikla paketes iekšpusē.58