Kapitel 4: Värme Flashcards
Vad menas med värmeflödestäthet?
Värmeflöde (temperaturskillnader) per ytenhet: q (W/m2)
Genom vilka tre processer (värmetransportmekanismer) överförs värme?
Beskriv kortfattat dessa tre mekanimser.
Strålning: Alla kroppar avger och motar hela tiden strålning. Denna strålning innehåller b.la. värmeenergi.
Ledning: Värmeledning i fysikalisk mening sker genom att atomer och molekyler med hög rörelseenergi via stötar överför energi till dem med lägre rörelseenergi.
Värmeledning som byggnadsteknisk term avser den totala värmetransporten genom ett material (Innefattar strålning, naturlig konvektion och fysikalisk ledning).
Konvektion: Ett strömmande medium transporterar värme mellan ställen med olika temperatur (från hög värme till låg). Mediet luft eller vatten är vanligast.
Vilka olika typer av konvektion skiljer man på? Hur uppstår dessa?
Naturlig och påtvingad konvektion.
Naturlig: sker genom densitetskillnaden mellan varmt och kallt medium (vatten eller luft).
Påtvingad: sker med yttre påverkan, t.ex. vind eller fläkt.
Vilken storhet beskriver ett materials värmekonduktivitet? Hur definieras denna?
λ [W/m *K]. Kallas också värmeledningsförmåga.
Vad menas med stationärt tillstånd?
Att temperaturskillnaderna θ1 och θ2 på motsatt sida om ett material är konstanta, och därför även värmeflödestätheten, q [W/m2]).
Ange sambandet för beräkning av stationärt värmeflöde genom ett material.
q=λ*(Δθ/d)
För vilken typ av material är parallellmetoden lämpligast att använda? Varför?
Parallellmodellen är lämpligast att användas för material med ledande grundmassa och dåligt ledande porer. q=λ*(Δθ/d). Ger övre gränsvärde för möjligt λ. För material med huvudsaklig värdetransport genom det ledande materialet.
För vilken typ av material är seriemetoden lämpligast att använda? Varför?
Har ett (poröst) material ledande partiklar i en dåligt ledande kontinuerlig fas så kommer värmeflödet i stor utsträckning söka sig genom partiklarna, vilket gör det lämpligt att använda seriemodellen för att uppmäta materialets värmeledningsförmåga. Seriemetoden ger ett undre gränsvärde för λ. I exempelvis betong så har fyllnadsmaterialet (partiklarna) bättre ledningsförmåga än cementpastan (kontinuerlig fas) varför seriemetoden bör användas.
I vilken typ av byggnadsmaterial spelar konvektion och strålning en stor roll?
Isoleringsmaterial (Låg densitet/hög porositet). T.ex. mineralull och cellplast.
Hur varierar i princip värmekonduktiviteten med densiteten för olika material? Förklara kurvans utseende.
Normalt: Ökad densitet => ökat λ. Exponentiellt växande funktion.
Isolering: först exponentiellt avtagande λ med ökad densitet, vid ca. ρ=40 ändras den till exponentiellt ökande.
I lätta material, med stor strålningsandel så ökar värmeledningsförmågan starkt med temperaturen medan det för tyngre material är så att temperaturen får mindre inverkan. För material med redan låg densitet så innebär detta att ökad porositet kan ge ökad värmeledning (då strålning och konvektion ökar). För redan tunga material så ökar värmeledningsförmågan successivt med ökad densitet då ”fysikaliska värmeledningen” ökar.
Hur påverkas värmekonduktiviteten hos porösa material av temperaturen?
Proportionerligt
Hur påverkas värmekonduktiviteten när fuktinnehållet ökar i ett material?
Med ökat fuktinnehåll ökar värmeledningsförmåga, då λ för vatten är större än λ för luft. Jfr. luft (λ=0,026) med vatten (λ=0,6).
Hur påverkas värmekonduktiviteten när ett mycket fuktigt material fryser?
λ ökar kraftigt och värmekonduktiviteten ökar kraftigt. Jfr. vatten (λ=0,6) med is (λ=1,7)
Hur definieras specifik värmekapacitet för ett material?
Den värmemängd som åtgår för att höja materialets temperatur med en grad per kg material. c [J/kg*K].
Vad händer med den totala värmesflödestätheten q som träffas ett material via strålning?
p = reflekteras a = absorberas t = transmitteras (går igenom)
