بررسی گرمايش درساختمان و سيستم هاي گرمايشي وسرمايشي و معرفی عایق ها

فهرست مطالب
تاريخچه
روشهاي انتقال حرارت
جريان سيال درلوله ها
تعريف وتقسيم بندي عايق ها
عايق كاري اصلي ترين عامل كاهش هزينه در ساختمان سازي
اعمال روش هاي نوين سيستم هاي گرمايشي وسرمايشي
شبيه سازي وطراحي مبدل هاي حرارتي
گرمايش از كف
استفاده از پنجره هاي دوجداره
منابع

تعريف وتقسيم بندي عايق ها
عايق ها به اجسامي مي گويند كه داراي ضريب هدايت گرمائي خيلي كم مي باشند يا K در آنها خيلي كوجك و بر عكس ( ضريب مقاومت گرمائي ) در آنها زياد است.
بطور كلي هادي مطلق يا عايق مطلق وجود ندارد و در واقع هادي يا عايق بودن اجسام نسبي است . همانطور كه فلزات داراي ضريب هدايت زيادي است ، بعضي اجسام مانند چوب پنبه داراي ضريب هدايت گرمائي كم و بر عكس مقاومت گرمائي زياد هستند.
لذا اين اجسام را عايق مي نامند ، چنانچه به نظريه ساختمان مولكولي اجسام مراجعه كنيم مشاهده مي كنيم در بين مولكولهاي اجسام مقداري فواصل مولكولي وجود دارد كه در آن حبابهاي هوا يا گازهاي ديگر قرار گرفته است ، كه هر قدر اين حبابها بزرگتر باشد ، ضريب عابق بودن اجسام بيشتر و بر عكس ضريب هدايت آنها كمتر است.

دما و رطوبت و وزن مخصوص در تغيير هدايت و عايق بودن اجسام دخالت دارند و بدينصورت كه هر قدر دماي جسمي بيشتر شود ، ضريب هدايت اجسام نيز بالاتر باشد ، ضريب عايق بودن اجسام بيشتر مي نمايد . و رطوبت نيز موجب بالا بودن ضريب هدايت و كم كردن ضريب عايق بودن اجسام مي گردد. و همينطور هر قدر و وزن مخصوص جسمي زيادتر باشد ضريب هدايت آن بيشتر و ضريب عايق بودن آن كمتر است . و برعكس اين نظريه در مورد وزن مخصوص براي همه اجسام صادق نيست. عايق ها بطور كلي سه دسته تقسيم مي شوند.
...
جريان سيال درلوله ها
سيالات موادي هستند كه شكل ظرفي را كه درون آنها قرار دارند، به خود مي‌گيرند و لذا براي انتقال آنها، به محيطي واسطه نياز داريم. بشر از ديرگاه براي انتقال سيال بصورت پيوسته از لوله استفاده مي‌نمود. لوله ها در طولها، اشكال و اندازه‌هاي مختلف بكار ميروند . آيا تا به حال به شكل لوله ها توجه كرده‌ايد ؟ زياد شدن طول لوله يا قطر لوله ها چه اثري بر روي انتقال سيال و ميزان مصرف انرژي خواهد گذاشت؟ چرا لوله ها را به صورت مستقيم استفاده مي‌كنند؟ اگر لوله ها را خم كنند يا حتي بپيچانندچه تغييري در جريان مشاهده مي‌كنيم؟
گاهي از اوقات لوله حاوي سيال را گرم و يا سرد مي‌كنند و با اين عمل ، از لوله يك مبادله گر حرارتي ميسازند. با توجه به اين موضوع به سوالات بالا چنين پاسخ مي‌دهيم.
لوله در اينجا مجرايي است كه سيال در داخل آن جريان مييابد و همزمان گرم يا سرد نيز مي‌شود. هنگامي كه سيال لزجي وارد مجرايي ميشود ، لايه مرزي، در طول ديواره تشكيل خواهد شد. لايه مرزي بتدريج در كل سطح مقطع مجرا توسعه مييابد و از آن به بعد به جريان، كاملا توسعه يافته (فراگير ) گفته مي‌شود. معمولا اگر طول لوله بلندتر از 10 برابر قطر لوله باشد آنگاه جريان توسعه يافته شده است.
اگر ديواره مجرا گرم يا سرد شود، لايه مرزي گرمايي نيز در طول ديواره مجرا توسعه خواهد يافت.
اگر گرمايش يا سرمايش، از ورودي مجرا شروع شود ، هم نمودار توزيع سرعت و هم نمودار توزيع دما بصورت همزمان توسعه مي‌يابند. مسأله انتقال گرما در اين شرايط ، به مسأله طول ورودي هيدرو ديناميكي و گرمايي تبديل مي‌شود كه در بر گيرنده چهاذ حالت مختلف است و به اينكه هر كدام از دو لايه مرزي سرعت و دما در چه وضعيتي بسر مي‌برند(( كاملا توسعه يافته و يا در حال توسعه)) بستگي دارد.
در ناحيه كاملا توسعه يافته در داخل لوله ، عملا لايه مرزي وجود ندارد چون دو ناحيه مختلف، كه يكي با سرعت جريان آزاد و ديگري تحت تاثير ديواره باشد ، وجود نخواهد داشت و در سرتاسر لوله ، تمام نواحي تحت تاثير ديواره قرار دارند. از آنجا لايه مرزي، مقاومتي در برابر انتقال حرارت است، لذا بيشترين ميزان ضريب انتقال حرارت جابجايي در ابتداي لوله، يعني در جايي كه ضخامت لايه مرزي صفر است، مشاهده مي‌شود. مقدار اين ضريب به تدريج همزمان با افزايش ضخامت لايه مرزي و در نتيجه افزايش مقاومت در برابر انتقال حرارت، كاهش مي‌يابد تا به مقدار آن در ناحيه كاملا توسعه يافته برسد كه تقريبا مقداري ثابت است.