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中空玻璃導熱系數(U值)公式解析與例題計算

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人氣:-發表時間:2016-01-04 13:30【

1.公式

P r=μc /λ  

式中   μ——動態黏度,取1.761×10-5kg/m*s);

        c——比熱容,空氣取1.008×103J/kg*K)、氬氣取0.519×103J/kg*K);

       λ——導熱系數,空氣取2.496×10-2W/m*K)、氬氣取1.684×10-2W/m*K)。

G r=9.81s 3ΔTρ2/Tmμ2   

式中   s—— 中空玻璃的氣層厚度(m);

    ΔT ——外片玻璃表面溫差,取15K; 

      ρ——密度,空氣取1.232kg/m3、氬氣取1.669 kg/m3;

     T m——玻璃的平均溫度,取283K;

      μ——動態黏度,空氣取1.761×10-5kg/m*s)、氬氣取2.164×10-5kg/m*s)。

N u= 0.035G r Pr0.38,如計算結果Nu1,取Nu=1。

H g= N u λ/s   W/m2*K

H T =4σ(1/ε1+1/ε2-1-1×Tm 3

式中  σ——常數,取5.67×10-8 W/m2*K4);

    ε1 ——外片玻璃表面的校正輻射率;

    ε2 ——內片玻璃表面的校正輻射率;

    ε1、ε2取值:

    普通透明玻璃         τν>15%   0.837    GB/T26804

    真空磁控濺射鍍膜玻璃 τν≤15%   0.45     GB/T26804

                         τν>15%   0.70     GB/T26804 

    LOW-E鍍膜玻璃       τν>15%   應由試驗取得,如無試驗資料時可取0.09~0.115。

h s = h g + h T

1/h t=1/hs+δ/ r1

  式中   δ——兩片玻璃總厚度;

        r1——玻璃熱阻,取1m*K/W。

1/U=1/he +1/hi+1/ht

  式中   he——玻璃外表面換熱系數,取2319W/m2*K);

         hi——玻璃內表面換熱系數,取88.7W/m2*K)。

        括號中數字為GB50176有關規定。

2. 例題 

1   12mm白玻+12mm(空氣)+ 12mm白玻 中空玻璃的傳熱系數。

     P r=μc/λ=1.761×10-5×1.008×103 /2.496×10-2 =0.711

      G r=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0123×15×1.2322/283×(1.761×10-52= 4398

      N u= 0.035G r Pr0.38= 0.0350.711×43980.38=0.745   Nu=1

      H g= N u λ/s =1×2.496×10-2/0.012=2.08 W/m2*K

      hT = 4σ(1/ε1+1/ε2-1-1×Tm 3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.837-1-1×2833=3.7 W/m2*K

      h s = h g + h T =2.08+3.7=5.78 W/m2*K

1/h t=1/h s+δ/ r1=1/5.78+0.024/1=0.197m2*K/ W

        1/U=1/h e +1/h i+1/h t=1/8+1/23+0.197=0.365 m2*K/ W

        U=1/0.365=2.74 W/m2*K 

2   12mm熱反射(τν>15% ε1 =0.70+12mm(空氣)+ 12mm白玻 中空玻璃的傳熱系數。

     P r =μc/λ=1.761×10-5×1.008×103 /2.496×10-2 =0.711

      G r=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0123×15×1.2322/283×(1.761×10-52= 4398

      N u 0.035G r Pr0.38= 0.0350.711×43980.38=0.745   Nu=1

      H g= N u λ/s =1×2.496×10-2/0.012=2.08 W/m2*K

      H T =4σ(1/ε1+ε2-1-1×Tm 3=4×5.67×10-8×(1/0.70+1/0.837-1-1×2833=3.17 W/m2*K

      h s = hg + hT =2.08+3.17=5.25 W/m2*K

1/h t=1/h s+δ/r1=1/5.25+0.024/1=0.2.14m2*K/ W 

        1/U=1/h e +1/h i+1/h t=1/8+1/23+0.214=0.382 m2*K/ W 

        U=1/0.382=2.62 W/m2*K

3   12mm白玻+12mm(空氣)+ 12mm LOW-E中空玻璃的傳熱系數。

     P r=μc/λ=1.761×10-5×1.008×103 /2.496×10-2 =0.711

      G r=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0123×15×1.2322/283×(1.761×10-52= 4398 

      N u=0.035Gr Pr0.38= 0.0350.711×43980.38=0.745   Nu=1

      H g= Nu λ/s =1×2.496×10-2/0.012=2.08 W/m2*K

      HT=4σ(1/ε1+1/ε2-1-1×Tm 3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.10-1-1×2833=0.504 W/m2*K 

      h s = hg + h T =2.08+0.504=2.584 W/m2*K 

1/h t=1/h s+δ/ r1=1/2.584+0.024/1=0.411m2*K/ W

        1/U=1/h e +1/h i+1/h t=1/8+1/23+0.411=0.579 m2*K/ W

        U=1/0.579=1.73 W/m2*K

4   12mm白玻+12mm(氬氣)+ 12mm白玻 中空玻璃的傳熱系數。

     P r=μc/λ=2.164×10-5×0.519×103 /1.684×10-2 =0.6669

      Gr=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0123×15×1.699 2/283×(2.164×10-52= 5538

      Nu=0.035Gr Pr0.38= 0.0350.6669×55380.38=0.794   Nu=1

      hg= Nu λ/s =1×1.684×10-2/0.012=1.4 W/m2*K

      h T =4σ(1/ε1+1/ε2-1-1×Tm 3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.837-1-1×2833=3.7 W/m2*K 

      h s = hg + hT =1.4+3.7=5.10 W/m2*K

1/h t=1/h s+δ/ r1=1/5.10+0.024/1=0.22m2*K/ W

        1/U=1/h e +1/h i+1/h t=1/8+1/23+0.22=0.388 m2*K/ W

        U=1/0.388=2.58 W/m2*K

 5   12mm白玻+12mm(氬氣)+ 12mm LOW-E中空玻璃的傳熱系數。 

     P r=μc/λ=2.164×10-5×0.519×103 /1.684×10-2 =0.6669 

      Gr=9.81s3ΔTρ2/Tmμ2=9.81×0.0123×15×1.699 2/283×(2.164×10-52= 5538

      Nu=0.035Gr Pr0.38= 0.0350.6669×55380.38=0.794   Nu=1

      hg= Nu λ/s =1×1.684×10-2/0.012=1.4 W/m2*K

      hT =4σ(1/ε1+1/ε2-1-1×Tm 3=4×5.67×10-8×(1/0.837+1/0.10-1-1×2833=0.504 W/m2*K 

      h s = hg + hT =1.4+0.504=1.904 W/m2*K

1/h t=1/h s+δ/r1=1/1.904+0.024/1=0.549m2*K/ W

        1/U=1/h e +1/h i+1/h t=1/8+1/23+0.549=0.717 m2*K/ W

        U=1/0.717=1.39 W/m2*K

*平板玻璃的導熱系數:0.756~0.823W/m·K


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