Отражение тепла алюминиевой фольгой

[Ales]

Считаем сколько батарея отопления $T_1=50^o$ площадью поверхности 1 кв. метр (например две стороны панели 1.0 м на 0.5 м) излучает тепла помещению $T_0=20^o$:
$5.67 \cdot ((2.73+0.50)^4-(2.73+0.20)^4)=$ приблизительно $=6 \cdot 4 \cdot 3^3 \cdot 0.30=6 \cdot 100 \cdot 0.30=180$ Вт.

-- Чт апр 07, 2011 20:18:00 --

При температуре воды 80 градусов - мощность излучения 465 Вт, что составляет половину заявленной производителем мощности таких батарей.

[Joker_vD]

А теперь посчитайте передачу теплопроводностью с учетом конвекции.

[Ales]

EvgenyGR в сообщении #432217 писал(а):

Вы уверены?

Сто пудов.
Конвекцию надо заслужить: нужны условия.
Например в вентиляционной трубе тепловая тяга должна превышать трение.
Гравитационные системы отопления в которых вода течет сама по себе еще надо рассчитывать и специальные трубы подбирать.

-- Чт апр 07, 2011 20:42:16 --

Joker_vD в сообщении #432221 писал(а):

А теперь посчитайте передачу теплопроводностью с учетом конвекции.

В учебнике Богословский, Сканави "Отопление" 1991 г. стр. 46, 149 используется формула:
$1.66 \cdot (T_1-T_0)^{1.33}$=$1.66 \cdot (80-20)^{1.33} =385$ Вт.

-- Чт апр 07, 2011 20:45:23 --

Но конечно можно делать и специальные батареи- конвекторы. Много параллельных ребер.
В медицинских учреждениях рекомендуют более гигиеничные плоские батареи - излучатели.

[EvgenyGR]

Ales в сообщении #432224 писал(а):

Сто пудов.
Конвекцию надо заслужить: нужны условия.

Если наружное и внутреннее стекло имеют разную температуру то по холодному стеклу воздух будет стекать, а по горячему подыматься. Если поток будет ламинарным, тогда будет очень высокая скорость (из-за малого трения) в тонком слое воздуха у стекол, а значит быстрый перенос тепла от горячего стекла к холодному именно этим тонким слоем, если поток сорвется в турбулентный то перенос тепла пойдет по всей толщи.

-- Чт апр 07, 2011 20:57:23 --

И кстати по наблюдениям при уменьшении расстояние между стеклами их теплоизоляционные свойства вроде ухудшаются. А с точки зрения излучения расстояние не имеет значения.

[Ales]

EvgenyGR в сообщении #432229 писал(а):

Если наружное и внутреннее стекло имеют разную температуру то по холодному стеклу воздух будет стекать, а по горячему подыматься. Если поток будет ламинарным, тогда будет очень высокая скорость (из-за малого трения) в тонком слое воздуха у стекол, а значит быстрый перенос тепла от горячего стекла к холодному именно этим тонким слоем, если поток сорвется в турбулентный то перенос тепла пойдет по всей толщи.

Выпишите уравнения, и Вы увидите, что нет никаких сил, вызывающих конвекцию.
У теплого стекла воздух теплый сверху до низу.
У холодного стекла воздух холодный сверху донизу.
Это равновесие, но неустойчивое.
Допустим оно нарушено и теплый воздух оказался наверху. А холодный внизу.
После этого воздух должен остановиться.
Для устойчивого движения нужно чтобы центр охлаждения был выше центра нагрева, здесь они на одном уровне.

-- Чт апр 07, 2011 21:18:24 --

EvgenyGR в сообщении #432229 писал(а):

И кстати по наблюдениям при уменьшении расстояние между стеклами их теплоизоляционные свойства вроде ухудшаются. А с точки зрения излучения расстояние не имеет значения.

Теплопроводность воздуха играет роль при малых расстояниях между стеклами.
При средних, я думаю, влияет только излучение, а при больших возникает конвекция.
Но излучение все таки на первом месте в потерях тепла через стеклопакет.
Уличная и комнатная поверхность грамотно подобранного стеклопакета - пополам конвекция и излучение, а внутри только излучение.

Читал, что нельзя слишком сближать стекла и нельзя слишком их разносить.

[EvgenyGR]

Ales в сообщении #432238 писал(а):

У теплого стекла воздух теплый сверху до низу.
У холодного стекла воздух холодный сверху донизу.
Это равновесие, но неустойчивое.

Какое уж тут равновесие? Холодный воздух более плотный и более тяжелый горячий менее плотный и более легкий.

[Ales]

Можно посчитать потери тепла через окно за счет излучения, результат примерно совпадает с нормативами и данными производителей.
Я предлагаю такую формулу: считать температуру внутреннего стекла комнатной, внешнее стекло температуры T считать излучающим на улицу и обдуваемым ветром (считаем что потери на ветер и излучение одинаковы - как у батареи отопления).
Тогда передача тепла от внутреннего стекла на внешнее и от него на улицу будет $5 \cdot (T_{room} - T) = 2 \cdot 5\cdot (T -T_{street})$.
$3T=(T_{room}+2T_{street})$
Потери тепла через двойное стекло $3.33 \cdot (T_{room}+2T_{street})$ Вт на метр квадратный.
А в учебниках 2.5.
Если считать аккуратнее или для стеклопакетов с тремя стеклами, то получится более близкое совпадение.
Внешний ветер - величина неизвестная, как точно его посчитать - не представляю.

-- Чт апр 07, 2011 21:40:50 --

EvgenyGR в сообщении #432247 писал(а):

Ales в сообщении #432238 писал(а):

У теплого стекла воздух теплый сверху до низу.
У холодного стекла воздух холодный сверху донизу.
Это равновесие, но неустойчивое.

Какое уж тут равновесие? Холодный воздух более плотный и более тяжелый горячий менее плотный и более легкий.

Неустойчивое равновесие.

-- Чт апр 07, 2011 21:47:18 --

Если напишите уравнение для движения, и там будет сила, вызывающая движение, то с удовольствием признаю Вашу точку зрения. Но начальные условия должны быть такими: температура меняется только по горизонтали, по вертикали температура постоянна.

[Munin]

Ales в сообщении #432214 писал(а):

В учебнике написано: пустотелые перегородки не держат тепло.

Это плохой учебник. Пустотелые перегородки перестают "держать тепло" только при некотором геометрическом соотношении их размеров (и/или при некоторой влажности). Тогда в них возникает конвекция воздуха, и теплопередача резко ускоряется.

Ales в сообщении #432214 писал(а):

Но не получилось. Причина - излучение.

Что значит "не получилось"? Вы сделали их на практике? И на практике же измерили их эффективность? И откуда выводы о том, что было причиной?

Ales в сообщении #432214 писал(а):

Но конвекция в замкнутом пространстве ниоткуда просто так не возьмется: нужен опрокинутый градиент температуры. А в бок не будет идти тепло - для этого нет никаких причин.

Горизонтальный градиент тоже запускает конвекцию. Тёплый воздух слева пытается подняться вверх, холодный слева - опуститься вниз.

Ales в сообщении #432214 писал(а):

Если посчитать то оно очень высоко. Плоские батареи отопления половину тепла отдают излучением. Это расчеты теплотехников.

Вы этих расчётов не показываете, и я в них не верю. В частности, батареи красят белым, а если бы излучение было столь эффективным, их бы красили чёрным.

Ales в сообщении #432214 писал(а):

Двойные рамы держат тепло совсем не по причине того, что между ними воздух.Засыпьте их древесной стружкой или положите внутрь пенопласт - они будут держать тепло намного лучше.

Причём стружка и пенопласт теплоизолируют ровно по той же причине: воздух. Они просто ещё сильнее ограничивают вклад конвекции.

Ales в сообщении #432214 писал(а):

А на окна приходится львиная доля теплопотерь.

Потому что окна тоньше чем стены. Если сделать семнадцатислойный стеклопакет толшиной с внешнюю стену, то и теплопотерь не будет. Но стекло дорого.

Ales в сообщении #432224 писал(а):

Гравитационные системы отопления в которых вода течет сама по себе еще надо рассчитывать и специальные трубы подбирать.

Речь о конвекции воздуха. Для неё в комнате условия выполнены практически всегда.

[Ales]

Munin в сообщении #432259 писал(а):

Вы этих расчётов не показываете, и я в них не верю. В частности, батареи красят белым, а если бы излучение было столь эффективным, их бы красили чёрным.

Да на этой же странице, на самом верху, я выписал расчет.
Цвет не влияет на излучение тепла. Все краски в ИК выглядят одинаково.

[libra]

Munin в сообщении #432259 писал(а):

Потому что окна тоньше чем стены. Если сделать семнадцатислойный стеклопакет толшиной с внешнюю стену, то и теплопотерь не будет. Но стекло дорого.

К тому же семнадцатислойный стеклопакет будет уже и не окном.
Если коэффициент пропускания одного стекла 85 %, то через 17 пройдет менее 7%.

[Ales]

Munin в сообщении #432259 писал(а):

Причём стружка и пенопласт теплоизолируют ровно по той же причине: воздух. Они просто ещё сильнее ограничивают вклад конвекции.

Ну тогда полы вообще можно не изолировать.
Там то - под полами конвекции не будет: теплый воздух наверху.
Почему же от полов холод идет?

-- Чт апр 07, 2011 22:39:03 --

Munin в сообщении #432259 писал(а):

Речь о конвекции воздуха. Для неё в комнате условия выполнены практически всегда.

Скорость конвекции тоже важна. Без опрокинутого градиента температуры конвекция будет слабая.
А есть еще трение и вязкость мешающие конвекции.
Чем принципиально комната с воздухом отличается от трубы отопления с водой?
А система водяного отопления с естественной циркуляцией работает не всегда.

-- Чт апр 07, 2011 22:45:31 --

Munin в сообщении #432259 писал(а):

Это плохой учебник. Пустотелые перегородки перестают "держать тепло" только при некотором геометрическом соотношении их размеров (и/или при некоторой влажности). Тогда в них возникает конвекция воздуха, и теплопередача резко ускоряется.

А как же потери на излучение?

[Munin]

Ales в сообщении #432273 писал(а):

Почему же от полов холод идет?

Не от полов, а вдоль полов. Потому что холодный воздух снизу скапливается. Ну и в одноэтажных домах есть свои эффекты.

Ales в сообщении #432273 писал(а):

Скорость конвекции тоже важна.

Если она слишком мала, можно говорить, что конвекции нет.

Ales в сообщении #432273 писал(а):

Чем принципиально комната с воздухом отличается от трубы отопления с водой?

Геометрическими соотношениями: длиной, шириной, в сравнении с вязкостью заполняющей жидкости и разностью температур и температурных коэффициентов расширения.

Ales в сообщении #432273 писал(а):

А как же потери на излучение?

Потери - это вещь неприятная, если даже они 10 %. А если эти 10 % - от теплопередачи, это называется неэффективной теплопередачей.

[Ales]

Munin в сообщении #432283 писал(а):

Потери - это вещь неприятная, если даже они 10 %. А если эти 10 % - от теплопередачи, это называется неэффективной теплопередачей.

Если считать по закону Стефана-Больцмана передачу тепла излучением через воздух с деревянного пола 20 градусов в холодный подпол - бетонную плиту 5 градусов, то потери будут существенные: 75 Вт на квадратный метр, вынуждающие рачительного хозяина класть утеплитель. А 100 метров квадратных такого пола - это целых 7.5 кВт - целый котел.

[Joker_vD]

Ales в сообщении #432270 писал(а):

Цвет не влияет на излучение тепла.

А вы про закон излучения Кирхгофа слышали? "Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы, химического состава и прочего".

[EvgenyGR]

Ales в сообщении #432249 писал(а):

Если напишите уравнение для движения, и там будет сила, вызывающая движение, то с удовольствием признаю Вашу точку зрения. Но начальные условия должны быть такими: температура меняется только по горизонтали, по вертикали температура постоянна.

Избыточная плотность холодного воздуха создает избыточное давление в низу равное произведению этой избыточной плотности на высоту ну и на постоянную свободного падения, если давление хотим в паскалях. Соответственно недостаток плотности теплого воздух создает в низу недостаток давления определяемый аналогично.