ΦΥΣΙΚΗ -ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑ

Transcript

1 Γιάννης Λ. Τσιρογιάννης Γεωργικός Μηχανικός M.Sc., PhD Επίκουρος Καθηγητής ΤΕΙ Ηπείρου Τμ. Τεχνολόγων Γεωπόνων Κατ. Ανθοκομίας Αρχιτεκτονικής Τοπίου ΦΥΣΙΚΗ -ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ΚΑΙ ΓΕΩΡΓΙΑ Θερμοκρασία Θερμότητα Τρόποι μεταφοράς θερμότητας Έκδοση 1, 2015 This presentation is available under the Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC) license and is freely 1 accessible online to anyone.

2 Θερμοκρασία [Temperature] Θερμοκρασία είναι το φυσικό μέγεθος που μετρά την ενέργεια κίνησης ή ταλάντωσης της ύλης σε ατομικό επίπεδο. Μονάδα θερµοκρασίας στο SI: ο C Απόλυτη θερμοκρασία: Kelvin (K), 1 Κ = 1 ο C T(K) = 273,15 + T( o C), -273,15 ο C: απόλυτο 0 2

3 Θερμότητα [heat] Μορφή ενέργειας που µεταφέρεται λόγω διαφοράς θερµοκρασίας Η θερμότητα διαδίδεται πάντοτε από περιοχές υψηλότερης προς περιοχές χαμηλότερης θερμοκρασίας. Μεταφορά θερμότητας: συστήµατα που δεν βρίσκονται σε κατάσταση ισορροπίας Ρυθµός µεταφοράς θερµότητας 3

4 Μονάδες θερμότητας Μονάδες θερµότητας SI: joule, σύμβολο J άλλες: 1 kwh. Ισχύει: 1J = 2, kwh 1 British Thermal Unit, BTU. Ισχύει: 1 BTU = 1,055 kj 4

5 Ειδική θερμότητα και θερμοχωρητικότητα Ειδική θερµότητα: ενέργεια που απαιτείται για την αύξηση της θερµοκρασίας της µονάδας µάζας µιας ουσίας κατά 1 o C. Ως θερμοχωρητικότητα ορίζεται η ποσότητα της θερμότητας που αποβάλλεται ή απορροφάται από κάποιο σώμα όταν η θερμοκρασία του μεταβληθεί κατά 1 o C. Έτσι η θερμοχωρητικότητα ενός σώματος βρίσκεται αν πολλαπλασιασθεί η μάζα του επί την ειδική του θερμότητα. Στο SI, η μονάδα της θερμοχωρητικότητας είναι το J K -1. 5

6 Θερμοχωρητικότητα 6

7 Τρόποι μεταφοράς θερμότητας [heat transfer modes] Αγωγή μεταφορά μέσω στερεού Συναγωγή μεταφορά µάζας ρευστού Ακτινοβολία μεταφορά µε ηλεκτροµαγνητικά κύµατα Στην πράξη οι τρεις µηχανισµοί δρουν παράλληλα. 7

8 Αγωγή [Conduction] Ο ρυθµός µεταφοράς µε αγωγή µέσα από ένα σώµα εξαρτάται από: τη γεωµετρία του σώµατος, το πάχος του, το υλικό, τη διαφορά θερµοκρασίας στις δύο πλευρές του σώµατος 8

9 Αγωγή 9

10 Αγωγή 10

11 Θερμική αγωγιμότητα (συντελεστής λ) 11

12 λ, ρ, c 12

13 Συναγωγή [Convective Heat Transfer] Μεταφορά θερμότητας μεταξύ στερεάς επιφάνειας και ρευστού πουβρίσκεται σε κίνηση Εξαναγκασμένη και φυσική συναγωγή 13

14 Συναγωγή 14

15 Μεταφορά θερμότητας μέσω τοίχου 15

16 Συντελεστής θερμοπερατότητας (U ή Κ) σύνθετου τοίχου 16

17 Solar greenhouse 17

18 Ακτινοβολία [Radiative Heat Transfer] Θερμότητα που εκπέμπει η ύλη με τη μορφή ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων Δεν απαιτεί την ύπαρξη υλικού μέσου Μεταφέρεται με την ταχύτητα του φωτός 18

19 Ακτινοβολία Τα υλικά εκπέμπουν πάντα θερμική ακτινοβολία, η ισχύς της οποίας εξαρτάται από τη θερμοκρασία και τον συντελεστή εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας (ε) του υλικού. Όσο πιο μεγάλος είναι ο συντελεστής εκπομπής τόσο πιο εύκολα αποβάλλεται η απορροφούμενη θερμότητα. 19

20 Ακτινοβολία 20

21 Ανάκλαση ακτινοβολίας 21

22 Καθαρή ακτινοβολία - Albedo Σύμφωνα με τη μέθοδο FAO P-M, η καλλιέργεια αναφοράς είναι μία υποθετική καλλιέργεια που καλύπτει όλο το έδαφος, έχει ύψος 0,12 m, επιφανειακή αντίσταση ίση με 70 s m -1 και albedo (α) = 0,23

23 Ακτινοβολία φαινόμενο θερμοκηπίου Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαμηλού μήκους κύματος από τον ήλιο Ήλιος Παγίδευση ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολίας χαμηλού μήκους κύματος 23

24 Θερμοκουρτίνα 24

25 25

26 ΜΙΤ Video White J., 2012 Conduction, Convention and Radiation 26

27 Αναφορές Παπασιώπη Ν., Φαινόμενα Μεταφοράς ΙΙ. Μεταφορά Θερμότητας και Μάζας. ΕΜΠ EN ISO 6946:1997 Building components and building elements Thermal resistance and thermal transmittance Calculation method EN ISO :2000 Building materials and products Procedures for determining declared and design thermal values DRUCKFARBEN ΕΛΛΑΣ ΑΕΒΕ, Bioclima Τεχνικός οδηγός White J., 2012 Conduction, Convention and Radiation. ΜΙΤ Video. Available at: 27