6.2 Активна потужність. Графік потужності. Потужність формулаПотужність: визначення і формула20.10.2013 Для того, щоб перетягнути 10 мішків картоплі з городу, розташованого в парі кілометрів від дому, вам буде потрібно цілий день носитися з відром туди-назад. Якщо ви візьмете візок, розрахований на один мішок, то впораєтеся за дві-три години. Ну а якщо закинути всі мішки у віз, запряжений конем, то через півгодини ваш урожай благополучно перекочує в ваш льох. У чому різниця? Різниця в швидкості виконання роботи. Швидкість здійснення механічної роботи характеризують фізичною величиною, що вивчається в курсі фізики сьомого класу. Називається ця величина потужністю. Потужність показує, яка робота здійснюється за одиницю часу. Тобто, щоб знайти потужність, треба досконалу роботу розділити на витрачений час. Формула розрахунку потужностіІ в такому випадку, формула розрахунку потужності приймає наступний вигляд: потужність = робота/час, або N = A/t, де
Одиницею потужності є ват (1 Вт). 1 Вт – це така потужність, при якій за 1 секунду відбувається робота в 1 джоуль. Одиниця ця названа на честь англійського винахідника Дж. Уатта, який побудував першу парову машину. Цікаво, що сам Уатт користувався іншою одиницею потужності – кінська сила, і формулу потужності у фізиці в тому вигляді, в якому ми її знаємо сьогодні, ввели пізніше. Вимірювання потужності в кінських силах використовують і сьогодні, наприклад, коли говорять про потужність легкового автомобіля або вантажівки. Одна кінська сила дорівнює приблизно 735,5 Вт Застосування потужності у фізиціПотужність є найважливішою характеристикою будь-якого двигуна. Різні двигуни розвивають зовсім різну потужність. Це можуть бути як соті частки кіловата, наприклад, двигун електробритви, так і мільйони кіловат, наприклад, двигун ракети-носія космічного корабля. При різному навантаженні двигун автомобіля виробляє різну потужність, щоб продовжувати рух з однаковою швидкістю. Наприклад, при збільшенні маси вантажу, вага машини збільшується, відповідно, зростає сила тертя об поверхню дороги, і для підтримки такої швидкості, як і без вантажу, двигун повинен буде здійснювати велику роботу. Відповідно, зросте виробляюча двигуном потужність. Двигун буде споживати більше палива. Це добре відомо всім шоферам. Однак, на великій швидкості свою чималу роль відіграє і інерція рухомого транспортного засобу, яка тим більше, чим більше його маса. Досвідчені водії вантажівок знаходять оптимальне поєднання швидкості з споживаним бензином, щоб машина спалювала менше палива. « Механічна робота: визначення і формула Прості механізми: важіль, рівновага сил на важелі »moyaosvita.com.ua Робота і потужність струму. План 1. Робота струму. 2. Потужність струму. 3. Закон Джоуля-Ленца в диференціальній та інтегральній формах. 1.Робота струму. При проходженні електричного струму через електричне коло можуть проходити різні явища. Крім нагрівання провідників, можуть мати місце хімічні зміни в них (провідники другого роду). Теплову дію струму в провіднику вперше дослідили та описали Емілій Християнович Ленс (1804-1865) (в 1842р. встановив закон теплової дії електричного струму) та незалежно від нього, англійський фізик Джоуль Джеймс-Прескотт (1818-1889) (встановив залежність кількості теплоти, що виділяється в провіднику при проходженні струму від інших фізичних величин) . При проходженні електричного струму через будь-яке тіло, електрична енергія перетворюється в теплову (провідник нагрівається), механічну (електродвигун приводить у рух машини і механізми), хімічну (заряджається акумулятор) тощо, а будь яке перетворення енергії з одного виду в інший характеризується виконанням роботи. У дослідах Джоуля і Ленца струм проходив через нерухомі металеві провідники. Тому єдиним результатом проходження струму було нагрівання цих провідників і, відповідно, за законом збереження енергії, вся робота, виконана струмом, перетворювалась в теплову енергію. Роботу електричних сил в цьому випадку легко підрахувати. Відомо, що напруга на кінцях ділянки кола дорівнює роботі, яка виконується при перенесенні зарядженими частинками в цій ділянці заряду в 1Кл: (6.1.)
де - напруга [В], -робота [Дж], -електричний заряд[Кл]. З формули 6.1. отримаємо . (6.2.) Електричний заряд , що переноситься при проходженні струму, можна визначити, якщо відомі сила струму та час, протягом якого проходив струм . Підставивши останню формулу в 6.2., отримаємо вираз, який визначає роботу, виконану струмом . (6.3.) Одиницею вимірювання роботи електричного струму, як і будь-якого іншого виду роботи, є джоуль, який дорівнює роботі, що виконується електричним струмом силою в 1 А при напрузі в 1 В протягом 1с. . В розглянутому випадку вся робота перетворюється в теплоту, тобто , - кількість теплоти, відповідно . Слід звернути увагу на те, що робота струму повністю переходить в теплову енергію лише у випадку нерухомих провідників першого роду. Якщо струм, крім нагрівання, виконує механічну роботу (двигун), то робота, виконана струмом, лише частково перетворюється в теплоту, інша частина іде на виконання зовнішньої роботи (двигун). В такому випадку , тобто використання формули 6.3. при теоретичних розрахунках для оцінки кількості теплоти, що виділяється, можливе лише у випадках, коли вся ця робота перетворюється у теплоту, тобто коли на досліджуваній ділянці електричного кола відсутні процеси, що супроводжуються виконанням роботи іншого виду. 2.Потужність струму Для вимірювання роботи електричного струму потрібно мати прилад, який би враховував напругу, силу струму і час його проходження. Прикладами таких приладів є лічильники електричної енергії. Які, як відомо, найчастіше бувають індукційної системи. В основі принципу дії приладів індукційної системи використовується дія змінних магнітних полів, створюваних електромагнітами, на вихрові струми, які індукуються цими полями в алюмінієвому диску. На диск діє обертаючий момент. Знаючи роботу, що виконується струмом за деякий проміжок часу, можна розрахувати і потужність струму, під якою розуміють роботу, що виконується за одиницю часу. В загальному випадку: , де -потужність. Використовуючи 6.3. отримаємо формулу для потужності струму . (6.4.) Потужність постійного струму на будь-якій ділянці кола визначається добутком сили струму на напругу між кінцями ділянки струму. Якщо в попередній формулі напруга виражається у вольтах, струм - в амперах, то одиницею вимірювання потужності буде джоуль за секунду (Дж/с) або ватт. 1Вт=1Дж/с звідки 1Дж=1Вт·с Для означення одного вату використовується формула 6.1., згідно з якою, один ватт - це потужність, яка виділяється в провіднику, між кінцями якого прикладена напруга один вольт і через який протікає струм в один ампер. В енергетиці та на практиці часто використовується при вимірюванні потужності кВт (1кВт=1000Вт). Також зручно використовувати позасистемну одиницю вимірювання роботи електричного струму - кВт-год, 1кВт-год=103 Вт·3600 с=3,6·106 Вт с=3,6·106 Дж. Для вимірювання потужності електричного струму використовують ватметри, що враховують напругу і силу струму. Найпоширенішими є ватметри динамічної системи. Ватметр динамічної системи складається з двох котушок: рухомої і нерухомої. Нерухома котушка, що складається з порівняно малої кількості витків достатньо грубого дроту, вмикається послідовно зі споживачем Z, а рухома котушка з більшою кількістю витків, але значно тоншого дроту, разом з додатковим резистором Rо вмикається паралельно до споживача. Біля одного із затискачів нерухомої котушки ставлять позначку І*. Біля другого вказують номінальне значення сили струму цієї котушки Ін. Аналогічно позначають виводи рухомої котушки Uн U*.
Затискачі І*U*. називають генераторами, І* потрібно зєднувати з провідником, який підводиться до місця вимірювання зі сторони джерела енергії. Ватметр може бути ввімкнений в електричне коло тільки тоді, коли на ділянці з елементом Z діючі значення струму і напруги не перевищують вказаних на приладі. Схематичне зображення ватметра динамічної системи та схема ввімкнення подані на малюнку. 3. Закон Джоуля-Ленца в диференціальній та інтегральній формах. У середовищі, в якому протікає електричний струм, виділимо трубку струму (мал.3.1.), розглянемо її частину нескінченно малої довжини dl та об’єму dV. Оскільки dl є нескінченно малою величиною то будемо вважати, що . Введемо поняття густини теплової енергії (ω)- кількість теплової енергії, яка виділяється в одиниці об’єму середовища, по якому протікає струм за одиницю часу. Згідно з означенням, , (6.5.) - кількість теплоти, що виділяється в середовищі об’єму , в якому протікає струм протягом часу . Використовуючи закон Джоуля-Ленца в інтегральній формі та враховуючи, що сила струму, який проходить по виділеній трубці струму - , можемо записати . (6.6.) Підставимо 6.6. в 6.5. та, врахувавши, що опір можна подати через геометричні параметри трубки струму (), та питомий опір середовища, в якому протікає струм, , отримаємо , (6.7.) провівши спрощення та використовуючи, що та , з формули 6.7. отримаємо (6.8.), або (6.9). Часто виникає потреба, щоб у формули 6.8. та 6.9. входила напруженість електричного поля. Врахувавши закон Ома в диференціальній формі, запишемо: , (6.10) . (6.11) Оскільки напруженість електричного поля та густина струму – векторні величини, то 6.11 запишемо у векторній формі , (6.12) формули (6.8.), (6.9.), (6.10.), (6.11.), (6.12) виражають закон Джоуля-Ленца в інтегральній формі. Густина теплової потужності визначатиметься як скалярний добуток вектора густини струму на напруженість електричного поля .
elib.lutsk-ntu.com.ua Як обчислити потужність. Як розрахувати потужність.Проблема розрахунку потужності нерідко встає не тільки в задачах з курсу фізики, а й у побуті. За визначенням потужність - це величина, що характеризує відношення роботи до проміжку часу, в який вона виконувалася. Обчислювати потужність треба за формулами залежно від того, яку саме потужність потрібно дізнатися.  Вам знадобиться
Інструкція 1 Обчисліть середню механічну потужність за формулою N = A/t, де N - потужність (у ВАТ), A - робота (в Джоулях), t - проміжок часу (в секундах), за який була здійснена робота. 2 Підрахуйте потужність за формулою N = FV, в якій F - прикладена сила (в Ньютона), V - швидкість (у м/с), в тому випадку, якщо кут між переміщенням і силою дорівнює нулю. Це окремий випадок формули з п.1. Якщо кут не дорівнює нулю, то формула буде N = FVcos ?, де? - Кут між силою і переміщенням. 3 Розрахуйте потужність постійного електричного струму за трьома формулами в залежності від даних завдання: P = IU, P = I2R, P = U2/R, де I - сила струму (в Амперах), R - опір (в Омах), U - напруга (в Вольтах). Замість сили струму, напруги та опору підставляйте інші відомі формули. Не забувайте, що розрахунок сили струму можна провести за законом Ома і для ділянки кола, і для повної замкнутої ланцюга. 4 Знаходьте повну потужність замкнутої ланцюга по формулі P =? I, де? - ЕРС джерела струму (в Вольтах), I - величина електроструму в ланцюзі. Крім цього повну потужність ланцюга знайдіть за формулою P = Pпол + P0, де P0 - марно витрачається потужність ( потужність втрат), Pпол - потужність , що розвивається на зовнішній ділянці кола (звичайна корисна потужність ). Висловіть потужність втрат або корисну потужність з формули к.к.д. ? = Pпол/Pпол + P0. 5 При обертальному русі знайдіть потужність за формулою P =? Mn/30, де M - момент сили (в Н · м), n - частота обертання (число оборотів в хвилину). 6 Використовуйте формулу P = pS/N для загального розрахунку потужності світильників в приміщенні, де p - потужність питомої освітлення (середній показник - 20 Вт/м2), S - площа приміщення, N - кількість світильників. Дізнавайтеся коефіцієнт «р» для кожного типу приміщення і лампи, якщо необхідно враховувати точні значення. Таблиці ви можете знайти в інтернеті. 7 Потужність двигуна автомобіля знайдіть за формулою P = 27,782m/2t, де m - загальна маса автомобіля з водієм і паливом, t - час розгону автомобіля до 100 км/ч. tips-ua.com 6.2 Активна потужність. Графік потужностіДобуток миттєвих значень струму та напруги у довільний момент часу називається миттєвою потужністю кола:
Миттєва потужність характеризує швидкість перетворення електричної енергії в інший вид енергії у даний момент часу. Миттєва потужність у колі з чисто активним опором характеризує швидкість перетворення електричної енергії в теплову і уявляє собою несинусоїдну функцію (рис.6.4):
З формули видно, що миттєва потужність дорівнює сумі двох величин: постійній потужності та змінній, яка має амплітудуі змінюється з подвійною частотою струму. У перший півперіод потужність за величиною змінюється від нуля придо позитивного максимумупри струмі, потім зменшується до нуля при. У другий півперіод при негативних значеннях струму і напруги потужність збільшується до позитивного максимуму(при струмі), так якй далі зменшується до нуля при. Позитивне значення потужності вказує, що коло споживає енергію від джерела, перетворюючи її в інші види енергії. Так як миттєва потужність періодична величина, то вона не зручна для оцінки стану кола. Тому при розрахунках використовують середню потужність кола за період. Цю потужність вимірюють ватметри змінного струму.
1 Рисунок 6.4 - Графік миттєвої потужності у колі з резистивним елементом (1) та трикутник потужностей у колі змінного струму (2) Середня за період потужність розглядає мого кола дорівнює постійній складовій миттєвої потужності: так як змінна складова, як будь-яка гармонічна функція має середнє значення за період, рівне нулю. Ця потужність завжди позитивна, так як витрачається на тепло і характеризує поступальний рух електронів. Але як ми знаємо при змінному струмі електрони не лише виконують поступальний рух, а ще й коливальний. При цьому теж виділяється енергія й виконується робота. Таким чином, у колі змінного струму існують три виду потужності. Активною потужністю змінного струму називають середнє значення витраченої потужності за період на тепло і перетворення електричної енергії в інші види енергії. Позначається - Р, Вт. або де - зсув фаз між напругою та струмом, - активний опір кола, Ом Формули збігаються з формулами для кіл постійного струму, але значення струму і напруги діючі. Швидкість з якою виконується робота при коливальному руху заряджених часток називають реактивною потужністю - .
де - реактивний опір кола,Ом Таким чином, у колі змінного струму при протіканні струму виділяється два види потужності: активна, яка характеризує середню швидкість перетворення електричної енергії в інші види енергії, й реактивна, яка характеризує енергію, яка періодично накопичується у магнітному та електричному полях, а потім повертається до джерел енергії. Усі процеси у колі пов’язанні з споживанням електроенергії та її коливаннями у реактивних елементах (котушках, конденсаторах) характеризує повна потужність - :
Між собою потужності у змінному колі пов’язанні трикутником потужностей (рис.6.4), з якого видно:
Якщо струм й напруга синфазні (), як у колі з резистивним елементом, тобто1, то активна потужність у мережі найбільша. При цьому реактивна потужність мережею не споживається (), а повна дорівнює активній: Середня потужність, яку споживає активний опір за період, дорівнює добутку діючих значень струму й напруги:
Максимальна за період буде:
Активна потужність позитивна при будь-якому напрямку струму, так як вона перетворюється у тепло. Поняттям середньої потужності, тобто активної, користуються при вирахуванні енергії, яка розходується за проміжок часу набагато більший за тривалість періоду. Саме ця потужність вказується у технічній документації на електрообладнання. При визначенні енергії, яка розходується за долі періоду, користуються поняттям миттєвої потужності. Потрібно відзначити, що енергія у колах змінного струму з активним опором передається від джерела до споживача не безперервним рівномірним потоком, як у колах постійного струму, а у вигляді двох імпульсів за період. Величина цієї енергії за період T буде: studfiles.net Робота, енергія, потужність - ДИНАМІКА - МЕХАНІКА - ФІЗИКАФІЗИКА
МЕХАНІКА
ДИНАМІКА
Робота, енергія, потужність
Робота
А — механічна робота постійної сили, [Н · м], [Дж]; F — сила, [Н]; S — переміщення, [м]; α — кут між напрямками векторів сили й переміщення
Кінетична енергія Ек - кінетична енергія, [Дж]; m - маса тіла, [кг]; υ - швидкість тіла, [м/с].
Теорема про кінетичну енергію А — робота, [Дж]; ΔEк — зміна кінетичної енергії, [Дж].
Потенційна енергія тіла, піднятого над Землею
Ер — потенційна енергія, [Дж]; m - маса тіла, [кг]; g — прискорення вільного падіння, g = 9,8 м/с2; h — висота тіла над Землею, [м].
Потенційна енергія пружно деформованого тіла
х = 0 — нульовий рівень х — величина деформації , [м]; k — коефіцієнт твердості пружини, [Н/м]; li —довжина недеформованої пружини (х = 0), [м].
Потенційна енергія гравітаційної взаємодії
m1.2 — маси матеріальних точок, [кг]; R — відстань між точками, [м]; G — гравітаційна постійна,
Закон збереження механічної енергії Е — повна механічна енергія, [Дж]; Ек — кінетична енергія, [Дж]; Ер — потенційна енергія, [Дж].
Потужність N — потужність, [Дж/c], [Вт]; t — час, [с].
ККД η — коефіцієнт корисної дії Ак — корисна робота, [Дж]; Аз — затрачена робота, [Дж]. www.subject.com.ua Робота і потужність електричного струму - Основи електроніки та електротехнікиРобота і потужність електричного струму Електричний струм, проходячи по колу, здійснює роботу, причому U = A/Q. Звідси випливає, що робота електричного струму A=QU. Підставивши сюди величину заряду Q = It, матимемо А = UIt, де А — робота джерела, Дж; U — напруга джерела, В; I — струм у колі, А; t — час дії струму, с. Одиницею роботи є джоуль (Дж). Робота, яка здійснюється в електричному колі, дорівнює одному джоулю, якщо при напрузі в один вольт у колі проходить струм в один ампер за секунду: Дж = В •А •с. Застосовуючи закон Ома, з формули дістаємо A=UIt=I2Rt=U2t/R. Джерело електричної енергії здійснює роботу на зовнішній і внутрішній ділянках кола. Тому повна робота електричного кола A=EIt=(U+Uo)It= UIt+ U0It=UIt+I2Rit. При роботі джерела електрична енергія перетворюється в інші види енергії. Прилад, яким вимірюють роботу електричного струму, називається електролічильником. Потужність електричного струму. Потужність електричного струму характеризує швидкість перетворення електричної енергії в інші види і визначається роботою, виконуваною за одиницю часу. Потужність, яка використовується споживачем, називається корисною потужністю і визначається за формулою Р = А/t = UIt/t = UI. Застосовуючи закон Ома, маємо: P=UI=I2R=U2/R. Одиницею потужності є ват (Вт). Один ват — це потужність, при якій за одну секунду виконується робота в один джоуль: Вт = В А с= Дж/с. Прилад, яким вимірюється потужність, називається ватметром, він одночасно враховує і струм, і напругу. Схему включення ватметра в електричне коло подано на рис. Якщо ватметр включено в електричне коло, то між котушками виникає електродинамічна взаємодія, рухома котушка відхиляється, і стрілка, закріплена на осі цієї котушки, показує корисну потужність. Уся потужність джерела електричної енергії називається повною потужністю, або потужністю джерела (Рд), Рд=EI=(U+U0)I=UI+I2Ri=P+Pви, де Рд—повна потужність джерела, Вт; Р — корисна потужніють на навантаженні; Рвн — потужність на внутрішньому опорі джерела. Корисною потужністю (Р) називається потужність, яка віддається джерелом на зовнішнє коло споживання, P=UI. Внутрішньою потужністю втрат (Рви) називається потужність, витрачена на нагрівання всередині джерела енергії. Проте цей підхід виправданий для кіл з малим опором проводів. Для довгих ліній передачі електроенергії слід враховувати опір проводів Rп і додавати до Ri: Rвт=Ri + Rn, де Rвт— загальний опір втрат, 0м; Ri — внутрішній опір джерела, 0м; Rn — опір провідників, 0м. Щоб дістати максимальну потужність на навантаженні, слід створити узгоджений режим включення генератора, тобто внутрішній опір джерела (разом з опором проводів) повинен дорівнювати опору навантаження. Тоді на навантаженні виділяється потужність P=E2/4Ri , яка і є максимальною. При цьому треба враховувати і ККД генератора електричної енергії. При максимальній потужності на навантаженні генератора його ККД становить 50 %. Збільшити ККД можна, збільшивши опір навантаження, а зменшити — зменшивши опір. При цьому відповідно зменшуватиметься корисна потужність. Оптимальні режими включення вибирають залежно від потреб і умов. Теплові дії електричного струму. Одним з видів перетворення електричної енергії в інші види є перетворення електричної енергії в теплову. Кількість тепла, що виділяється в провідниках, визначається законом Джоуля — Ленца: Q=I2Rt , де Q — кількість тепла, Дж; I — струм у провіднику, А; R —опір провідника, 0м; t — час, с. Кількість тепла, що виділяється струмом у провіднику при сталому опорі, прямо пропорційна опору провідника, квадрату величини струму і часу його проходження. Теплова енергія, яка виділяється, нагріває провідники i навколишнє середовище. Температура провідників підвищується до рівноваги, коли теплова енергія, що надходить у навколишнє середовище, стає такою, що дорівнює енергії, яка виділяється провідниками. Температура, при якій наступає рівновага, називається сталою. Час, протягом якого провідники нагріваються до сталої температури, залежить від їх геометричних розмірів і фізичних властивостей, а також від ізолюючих матеріалів і умов охолодження провідників. Припустимим струмом називається така величина струму, коли встановлюється найбільша стала температура. При непередбачених великих навантаженнях або при короткому замиканні в електричних колах різко збільшується струм, що призводить до значного підвищення температури провідників. Щоб захистити споживачів і провідники від високої температури, а джерело електроенергії — від надмірного перевантаження, застосовують різні запобіжники, зокрема, плавкі запобіжники, які розраховані на струм певної величини. Якщо струм збільшується, дріт запобіжника перегорає і електричне коло відключається. Є також автоматичні запобіжники, розраховані на певні умови і параметри електричних величин.
17 bookwu.net Теплова потужність — формула розрахунку та сфери застосування
З теплотехнічними розрахунками доводиться стикатися власникам приватних будинків, квартир або будь-яких інших об’єктів. Це основа основ проектування будівель. Зрозуміти суть цих розрахунків в офіційних паперах, не так складно, як здається. Для себе також можна навчитися виконувати обчислення, щоб вирішити, який утеплювач застосовувати, якої товщини він повинен бути, якої потужності купувати котел і чи достатньо наявних радіаторів на дану площу. Відповіді на ці та інші запитання можна знайти, якщо зрозуміти, що таке теплова потужність. Формула, визначення і сфери застосування – читайте у статті. Зміст
Що таке тепловий розрахунок?Якщо говорити просто, тепловий розрахунок допомагає точно дізнатися, скільки тепла зберігає і втрачає будівлю, і скільки енергії має виробляти опалення, щоб підтримувати в житлі комфортні умови. Оцінюючи тепловтрати і ступінь теплопостачання, враховуються такі фактори: Можуть враховуватися й інші умови і особливості, наприклад, для виробничих об’єктів вважаються робочі і вихідні дні, потужність і тип вентиляції, орієнтація житла по сторонах світла і ін. Для чого потрібний тепловий розрахунок? Збереглися купецькі будинки показують, що все робилося просто з запасом: вікна поменше, стіни — товстіший. Виходило тепло, але економічно не вигідно. Теплотехнічний розрахунок дозволяє будувати найбільш оптимально. Матеріалів береться ні більше — ні менше, а рівно стільки, скільки потрібно. Скорочуються габарити будови і витрати на його зведення. Обчислення точки роси дозволяє будувати так, щоб матеріали не псувалися як можна довше. Для визначення необхідної потужності котла також не обійтися без розрахунків. Сумарна потужність його складається з витрат енергії на обігрів кімнат, нагрів гарячої води для господарських потреб, та здатності перекривати тепловтрати від вентиляції і кондиціонування. Додається запас потужності, на час пікових морозів. При газифікації об’єкта потрібне узгодження зі службами. Розраховується річна витрата газу на опалення і загальна потужність теплових джерел в гігакалоріях. Потрібні розрахунки при підборі елементів опалювальної системи. Обраховується система труб і радіаторів – можна дізнатися, яка повинна бути їх протяжність, площа поверхні. Враховується втрата потужності при поворотах трубопроводу, на стиках і проходження арматури. Розрахунок теплової потужності: формулаРозглянемо формулу і наведемо приклади, як зробити розрахунок для будівель з різним коефіцієнтом розсіювання. Vx(дельта)TxK= ккал/год (теплова потужність), де:
Орієнтовні величини коефіцієнта розсіювання для спрощеного розрахунку
Більш точний розрахунок можна здійснити, вираховуючи точні розміри відрізняються за властивостями поверхонь будинку в м2 (вікна, двері тощо), виробляючи розрахунок для них окремо і складаючи отримані показники. Приклад розрахунку теплової потужності Спочатку вираховуємо кубатуру: 80 х 2,5 = 200 м3. Будинок у нас утеплений, але недостатньо – коефіцієнт розсіювання 1,2. Морози бувають до -40 °C, а в приміщенні хочеться мати комфортні +22 градуси, різниця температур (дельта «Т») виходить 62 °C. Підставляємо у формулу потужності теплових втрат цифри і перемножуємо: 200 х 62 х 1,2 = 14880 ккал/год. Отримані кілокалорії переводимо в кіловати, користуючись конвертером:
Округляємо в більшу сторону з запасом, та розуміємо, що в самий сильний мороз -40 градусів нам буде потрібно 18 кВт енергії в годину. Можемо порахувати тепловтрати в Вт на кожен м2 стін і стелі. Висота стель відома 2,5 м. Будинок 80 м2 – це може бути 8 х 10 м. Множимо периметр будинку на висоту стін: (8 + 10) х 2 х 2,5 = 90 м2 поверхні стіни + 80 м2 стелю = 170 м2 поверхні, що контактує з холодом. Тепловтрати, высчитанные нами вище, склали 18 кВт/год, ділимо поверхню будинку на розрахункову витрачену енергію отримуємо, що 1 м2 втрачає приблизно 0,1 кВт або 100 Вт щогодини при температурі на вулиці -40 °C, а в приміщенні +22 °С. Ці дані можуть стати основою для розрахунку необхідної товщини утеплювача на стіни. Наведемо інший приклад розрахунку, він в деяких моментах складніше, але більш точний. Q = S x (дельта)T / R:
Отже, щоб знайти «Q» того ж будинку, що і в прикладі вище, підрахуємо площа його поверхонь «S» (підлогу та вікна вважати не будемо).
Шукаємо «R» по таблиці теплових опорів або за формулою. Формула для розрахунку коефіцієнту теплопровідності така: R= H/ К. Т. (Н – товщина матеріалу в метрах, К. Т. – коефіцієнт теплопровідності). У цьому випадку, будинок у нас має стіни в дві цеглини обшиті пінопластом товщиною 10 див. Стелю засипаний тирсою товщиною 30 див. З таблиці коефіцієнтів теплопровідності (вимірюється Вт / (м2 х К) Ват деленый на твір метра квадратного на Кельвін). Знаходимо значення для кожного матеріалу, вони будуть:
Підставляємо дані у формулу (R= H/ К. Т.):
Тепер можемо приступити до розрахунку тепловтрат «Q»:
Можна звернути увагу, наскільки велика різниця вийшла в першому і другому випадку, хоча обсяг будинків і температура за вікном у першому і другому випадку були абсолютно однаковими. Вся справа в ступені стомленості будинків (хоча, звичайно, дані могли бути й іншими, якщо б ми розраховували підлогу та вікна). ВисновокНаведені формули та приклади показую, що при теплотехнічних розрахунках дуже важливо враховувати якомога більше факторів, що впливають на тепловтрати. Сюди входить і вентиляція, і площа вікон, ступінь їх стомленості і т. д. А підхід, коли на 10 м2 будинку береться 1 кВт потужності котла – дуже приблизний, щоб серйозно опиратися на нього. Відео на темуporadavam.com |
|
||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
Як примудрялися обходитися без теплових розрахунків будівельники минулого?
Візьмемо якесь приміщення 80 м2 з висотою стелі 2,5 м і порахуємо, якої потужності котел нам буде потрібно для його опалення.
Формула:
