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中空玻璃导热系数(U值)公式解析与例题计算

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人气:-发表时间:2016-01-04 13:30【

1.公式

P r=μc /λ  

式中   μ——动态黏度,取1.761×10-5kg/m*s);

        c——比热容,空气取1.008×103J/kg*K)、氩气取0.519×103J/kg*K);

       λ——导热系数,空气取2.496×10-2W/m*K)、氩气取1.684×10-2W/m*K)。

G r=9.81s 3ΔTρ2/Tmμ2   

式中   s—— 中空玻璃的气层厚度(m);

    ΔT ——外片玻璃表面温差,取15K 

      ρ——密度,空气取1.232kg/m3、氩气取1.669 kg/m3

     T m——玻璃的平均温度,取283K

      μ——动态黏度,空气取1.761×10-5kg/m*s)、氩气取2.164×10-5kg/m*s)。

N u= 0.035G r Pr0.38,如计算结果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——常数,取5.67×10-8 W/m2*K4);

    ε1 ——外片玻璃表面的校正辐射率;

    ε2 ——内片玻璃表面的校正辐射率;

    ε1、ε2取值:

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

    真空磁控溅射镀膜玻璃 τν≤15%   0.45     GB/T26804

                         τν>15%   0.70     GB/T26804 

    LOW-E镀膜玻璃       τν>15%   应由试验取得,如无试验资料时可取0.09~0.115

h s = h g + h T

1/h t=1/hs+δ/ r1

  式中   δ——两片玻璃总厚度;

        r1——玻璃热阻,取1m*K/W

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

  式中   he——玻璃外表面换热系数,取2319W/m2*K);

         hi——玻璃内表面换热系数,取88.7W/m2*K)。

        括号中数字为GB50176有关规定。

2. 例题 

1   12mm白玻+12mm(空气)+ 12mm白玻 中空玻璃的传热系数。

     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热反射(τν>15% ε1 =0.70+12mm(空气)+ 12mm白玻 中空玻璃的传热系数。

     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(空气)+ 12mm LOW-E中空玻璃的传热系数。

     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(氩气)+ 12mm白玻 中空玻璃的传热系数。

     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(氩气)+ 12mm LOW-E中空玻璃的传热系数。 

     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

*平板玻璃的导热系数:0.756~0.823W/m·K


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