SPECIJALNA POGLAVLJA IZ TERMODINAMIKE I...

SPECIJALNA POGLAVLJA IZ TERMODINAMIKE I GRAĐEVINSKE FIZIKE - Skripta sa pitanjima i odgovorima

I DEO – TERMODINAMIKA of 6

PITANJA:



,0, >=+

NET

NET

CW

W

Q&ε

2. Skicirati jednostavno kompresiono rashladno postrojenje i dati njegov prikaz u (h,s) dijagramu stanja.

Ako ovo postrojenje radi u režimu toplotne pumpe (KTP), napisati definiciju COPH i objasniti njegovo

značenje.

Dvonamensko postrojenje prema levokretnom kružnom procesu sa četvorokrakom slavinom:

• Postrojenje u režimu hlađenja objekta (slika 1. levo)

• Postrojenje u režimu zagrevanja objekta (slika 1. desno)

Slika 1.- Prikaz toplotnih pumpi. Levo - u režimu hlađenja, Desno – u režimu grejanja.

h-s dijagram

(Koeficijent hlađenja),

,0, >=−

NET

NET

HW

W

Q&ε (Koeficijent grejanja),

−+ −= WWWNET

(Neto snaga kružnog procesa),

Toplota koja se odvodi od kružnog procesa veća je od snage koju smo doveli.

10 +−=HC

εε

11 >⇒+=HCH

εεε



Transmisioni gubici toplote

Gde je

• HT-koeficijent transmisionog gubitka toplote, HT (W/K)

• Fxi-faktor korekcije temperature za i-ti građevinski elemenat

• Ui-koeficijent prolaza toplote i-tog građevinskog elementa, W/(m2K)

• Ai-površina i-tog građevinskog elementa,m2

• HTB-koeficijent transmisionog gubitka zgrade usled toplotnih mostova u termičkom omotaču zgrade, (W/K)

• A-zbirna površina spoljnih građevinskih elemenata (termički omotač objekta-spoljne mere)

3. Napisati izraz za izračunavanje ukupnih toplotnih gubitaka kroz sve građevinske konstrukcije

(pregrade) neke prostorije koja se zagreva. Objasniti fizičko značenje svih pojedinačnih članova i način

kojim se dobijaju njihove vrednosti (sve za potrebe procene veličine transmisionih gubitaka).

4. Na primeru jednoslojne homogene pregrade prikazati tri moguća scenarija difuzije vodene pare kroz

pregradu. Za slučaj kondenzacije vodene pare u zoni-dati jednačinu za procenu količine kondenzovane

vlage u konstrukciji.

Slika 2. Prikaz tri moguća scenarija difuzije vodene pare kroz homogenu jednoslojnu pregradu



Kondenzacija u zoni: Dijagram difuzije za kondenzciju u sloju građevinskog elementa je prikazan

na slici 2. ispod.

Slika 3. Difuzioni dijagram za građevinski element sa kondenzacijom vodene pare u sloju

Ovaj dijagram je dobijen u istom sledu koraka kao i u prethodnom slučaju. Povlačenjem

tangenti iz tačaka pi i pe na liniju pritisaka zasićenja dobilo se da tangente dodiruju liniju pritisaka

zasićenja u ravnima c1 i c2. U ovim ravnima parcijalni pritisci vodene pare se izjednačavaju sa

pritiscima zasićenja (ps,c1, ps,c2). Do te ravni u stacinarnim uslovima difizije iz interijera gde je

pritisak (pi), razlikom pritisaka (pi- ps,c1) uzrokovana difuzijom stiže gustina difuzionog toka

vodene pare gm1. Difuzioni tok prolazi kroz slojeve 1, 2 sa difuzionim ekvivalentima sd,1 i sd,1,

jednačina 18.

�� = ��,�

��,�′ ��,�

� (18)

�� = ��,��

��,�� (19)

Od ove gustine difuzionog toka deo vodene pare se kondenzovao (gm'), a preostali deo se

difuzijom kreće ka spoljašnjoj sredini (gm2), jednačina 19 i isprava. Gustina difuzionog toka gm2 je

nastala kao posledica postojanja razlike pritisaka (ps,c2- pe). Difuzioni tok prolazi kroz sloj 4

građevinskog elementa koji pruža otpor kretanju vodene pare koji se izražava preko veličine sd,4.

Količina kondenzovane vodene pare se izračunava prema relaciji 20.

��′ = �� − �� (20)

Ukupna količina kondenzovane vodene pare, gmz′ u kg/m2, unutar građevinskog elementa na

kraju perioda kondenzacije, dat je izrazom 21:

��′ = ��

′ × 24 × � (21)

gde je d ukupno trajanje perioda kondenzacije vodene pare izraženo u danima.

Prema Pravilniku za zonu A i B trajanje perioda kondenzacije vodene pare je 60 dana.



5. Praksa je pokazala da termičku izolaciju treba postavljati prema hladnijoj strani građevinska

konstrukcije, a tzv parnu branu bliže toplijoj strani građevinske konstrukcije. Objasniti sve razloge da

se ovo smatra važnom preporukom u vezi izbora strukture višeslojne građevinske konstrukcije.

Uticaj postavljanja barijere prikazan je na slici iznad na primeru konstrukcije zida od četiri sloja:

• Krečni mailter na jednoj strani zida,

• Opeka,

• Termoizolacija, i

• Krečni malter na drugoj strani zida.

Polje prilisaka je takvo da se između ravni K1 i K2 pojavljuje kondenzacije vodene pare. Međutim,

ugradnjom parne barijere (sloj 5), polje priliska u zidu se menja i dolazi do povećanja parcijalnih pritisaka

u delu zida ispred barijere (ali ne iznad pritisaka zasićenja), dok u delu zida iza barijere parcijalni pritisci

vodene pare postaju znatno niži, tako da su izbegnuti uslovi za kondenzaciju.

Postavljanje parne barijere između slojeva 1 i 2 bi ovde takođe sprečilo pojavu kondenzacije u sloju 3,

međutim postavljanje iste na hladnoj strani zida (između sloja 3 i 4) uzrokovalo bi intenzivniju

kondenzaciju nego što bi bila bez parne brane. Stoga bi trebalo da bude pravilo: parna brana se postavlja

između slojeva što bliže toplijoj strani građevinske konstukcije, odnosno sa toplije strane

termoizolacije.

6. Prema važećem Pravilniku stoji ovako:

Proračun toplotne akumulativnosti netrasparentnih spoljnih građevinskih elemenata zgrada (spoljni

zidovi, krovovi) za letnji period vrši se u skladu sa standardom SRPS U.J5. 530, korišćenjem sledećih

veličina:

• Faktor prigušenja amplitude oscilacije temperature, νννν[[[[-]]]];

• Kašnjenje oscilacije temperature, ηηηη [[[[h]]]].

Ove veličine ograničene su najmanjim dozvoljenim vrednostima, datim u tabeli 3.2.1 i tabeli 3.2.2

Treba objasniti (definsati) smisao veličina iz Pravilnika,...



U teoriji toplotne stabilnosti pretpostavka je da se temperatura spoljnog vazduha (odnosno ekvivalentna

temperatura) i toplotni fluks kroz površinu spoljnog građevinskog elementa menjaju (osciliraju) po

zakonu kosinusoide. Promena temperature unutrašnje površine građevinskog elementa zahteva

određeno vremensko razdoblje koje je potrebno za transport toplote od spoljne površine.

Zato se promena temperature spoljne površine građevinskog elementa neće trenutno odraziti na

temperaturu unutrašnje površine.

Za zgradu je povoljno da je prigušenje temperaturnih oscilacija što veće i da je što veći fazni pomak. To

osigurava vremenski ujednačenu temperaturu unutrašnje površine prostorija u zgradi.

Svojstva koja određuju dinamičke karakteristike građevnog elementa su:

• Toplotna provodljivost λ [W/(mK)],

• Specifični toplotni kapacitet c, [J/(kg . K)], i

• Gustina materijala ρ, [(kg/m3)].

Veličina koja povezuje ova svojstva je toplotna difuzivnost ili temperaturska provodljivost a, [m2/s]. Ova

veličina određuje toplotnu inerciju objekta, odnosno definiše brzinu kojom objekat reaguje promenom

svoje temperature po celoj zapremini na pobudu iz okoline.

SPECIJALNA POGLAVLJA IZ TERMODINAMIKE I...

Documents

Transcript of SPECIJALNA POGLAVLJA IZ TERMODINAMIKE I...