第三章 车间冷（热）、湿负荷的计算
一 填空题
1、 吸热阶段 导热阶段 散热阶段 2、 小 好 0.23 3、大 大 4、小于或等于 5、方向附加 风力附加 外门开启附加 高度附加 围护结构基本热损失的百分率 6、各围护结构的基本热损失 相应的附加热损失
7、外墙或屋面逐时传热形成的冷负荷 外玻璃窗逐时传热形成的冷负荷 透过玻璃窗的日射得热形成的冷负荷 8、工艺设备散热 照明散热 人体散热 9、传导 对流 辐射 汗液蒸发 显热 潜热
二 名词解释
1、热负荷：当车间的热量或湿量不足时，就要补充其不足的热量或湿量，这种补充量就称为热负荷或湿负荷。 2、冷负荷：当车间有多余的热量或湿量时，则要及时的排除多余的热量或湿量，这种排出量就称为冷负荷或湿负荷。
3、基本热损失：为了简化工程计算，常假设传热是在某一稳定温度场的情况下进行，这种由温度差而产生的围护结构的热损失，称为基本热损失。
4、附加热损失：在基本热损失的基础上，再考虑其它因素的影响而加以修正，其修正部分称为附加热损失。
5、导热系数λ：导热系数λ是材料导热性能的一个物理指标，它在数值上等于当材料层1m厚度内的温度差为1℃时，在1h内通过1m2表面积的传导热量值。 6、传热系数K：传热系数K是当围护结构两侧的温度差为1℃时，1h通过1m2围护结构表面积传递的热量，因此它表示围护结构允许通过热量的能力。 7、热阻R：热阻R是表示热量传递通过围护结构时遇到的阻力。热阻越大，表
示在同样的温度差和传热面积的条件下单位时间内通过围护结构的热量就越少。 8、最大传热系数Kmax：当围护结构内表面τn=tl+1时，所算出的传热系数称为允许最大传热系数Kmax。
9、不稳定传热：在计算冬季围护结构的热损失和夏季围护结构的冷负荷室外气温和太阳辐射强度周期性变化，室外的风速和风向等因素也在变化，这样使围护结构所传递的热量也起着周期性的变化。这种随时间而变化的传热过程称为不稳定传热。
三 判断题
1～5： ××√√√； 6～9 ：×√√√
四 问答题
1 答：传热现象：外墙或屋面传热；外玻璃窗传热；透过玻璃窗的日射得热等。稳定传热：传热物体各个部分的温度不随时间而变化的传热称为稳定传热。 2 答：为了避免外墙或屋顶内表面不结露，要求围护结构的内表面温度高于室内空气的露点温度，或者使实际围护结构的传热系数小于或等于最大传热系数。 3 答:①使用冷却器；②使用温度较低的通风
五 计算题
1、解：由表3-1查出αn=8.7W/(m2·K），αw=23.3W/(m2·K）；由表3-2查出1=0.16m2·K/W ??0.0080.0110.0050.06???0.35?0.09?0.17?1.55?0.2132 ∴K?11???n?11??????w?111?0.2132?0.16?8.723.3?1.88W/(m2`K)
2、解：由题意知：
K?11?n??1?21???1?2?w?110.50.021???8.70.760.8723.3?1.19W/(m2`K)
q=K（t1-t2）=1.19×（18+20）=45.22W/m2 3、解：（1）K?11???n?1???w?1?0.455W/(m2`K)
10.240.10.021????8.70.810.580.9323.3(2)Q=KF(tw-tn）=0.455×400×（30+20）=9100w=32760kj/h
?(3)Q吸=αwF（tw-τw）①；Q导=?F(?W??n)②；
? Q散=αnF(τn-tn）③
已知Q吸=Q导=Q散，F=400m2，αn=8.7W/(m2·K)，αw=23.3W/(m2·K)，
?0.240.10.02???0.81?0.58?0.93?0.4902 代入式①②③，得τn=-11.1℃ τw=26.67℃ 4、解：（1）已知管内流动的饱和蒸汽压力为5×105Pa，由附录表4查得管内温度为151.8℃，即tn=151.8℃
K?11???n?1???w?1?1.96W/(m2`K)
10.14?0.130.051???697758.10.11612.8F?2?L1?84.7m2 dln2d1Q=KF（tn-tw）=1.96×84.7×（151.8-10）=23552W (3)由题意知F'?11d2?d11?1?12.75W/(m2`K)
10.14?0.131??697758.112.8?1??1??2?Q'?K'F(tn?tw)?12.75?84.7?(151.8?10)?153133W
5、解：（1）由题意知P=B+P表=1×105+1×105=2×105Pa，则饱和蒸汽压力为2
×105Pa，由附录表4查得管内温度为120℃，即tn=120℃ 即F?Q23260??3.2m2
K(tn?tw)81.4?(120?30)22??7.2m r233.5lnlnr125.4（2）由题意知：d?
l?F3.2??0.14m?d??7.2
（3）由题意知：F'?Q232602 ??18.42m'K(tn?tw)14?(120?30)F'18.42??0.81m l??d??7.2'6、解：由题意得：
K?11???n?1???w?110.360.021???8.70.810.9323.3?1.6W/(m2`K)
由i-d图查得当t=25℃，φ=60%的空气露点温度tl=17℃，取a=1，则
Kmax??ntn?(tl?1)25?(17?1)?8.7??2.03W/(m2`K)
(tn?tw)a(25?5)?1因为K 7、解：已知tn=24℃，tw=-4℃，αn=8.72W/(m2·K) 由i-d图查得当t=25℃，φ=60%的空气露点温度tl=17℃，取a=1，则 Kmax??n?tn?(tl?1)?8.72?(24?17?1)(tn?tw)a?(24?4)?111??1.87W/(m2`K) 8、解：（1）K??n(2)由表3-2可知则：K'????1???w1?6.24W/(m2`K) 10.0021??8.720.7623.31?0.16 ?11?n?1?1??????w?1?3.1W/(m2`K) 12?0.0021?0.16??8.720.7623.39、解：1） 室内外温湿度的确定： （1）室外设计温湿度：根据厂房所在地上海，可由附表1查得： 夏季空调 干球温度34℃ 湿球温度28.2℃ 冬季空调 干球温度-4℃ 相对湿度75% 冬季采暖 干球温度-2℃ （2）室内设计温湿度： 夏季 温度30℃ 相对湿度60% 冬季 温度24℃ 相对湿度55% 冬季车间值班采暖 温度18℃ 2）冷热负荷计算 （1）一个跨度各围护结构的面积： ①一个跨度的外墙西面山墙的面积，如例4-3图（4）所示： (9.2?1.4)?3?11.7m2 直角三角形ABC的面积：F?2矩形ABDE的面积：F=0.43×(9.2-1.4)=3.35m2 ②一个跨度的坡屋面面积：F?7.82?32?39?325.92m2 ③一个跨度的天窗面积：F=2.7×39=105.3m2 ④一个跨度的窗上墙面积：F=0.3×39=11.7m2 ⑤一个跨度的窗下墙面积：F=0.43×39=16.77m2 ⑥一个跨度的天沟面积：F=1.4×39=54.6m2 ⑦地板带划分：本车间的东边和北边分别络筒车间和梳并车间，所以地板带的划分应从南边和西边划起，这样本车间的地板均属第Ⅳ地带，其面积为：F=46×39=1794m2 （2）车间各围护结构的传热系数： ①外墙：一砖墙，一面粉刷，K=2.08W/(m2·K）; ②天窗：一个框两层玻璃，K=3.49W/(m2·K）; ③内门：K=2.907W/(m2·K）; ④屋顶：设冷底子油和机制平瓦的传热热阻可略而不计，二度热沥青的厚度为5mm，一层芦苇厚度为4cm，一层油毡为5mm，详细结构见例4-3图（3）。由附录表10查取λ值后即可计算传热系数K。 K?1?1????n??w1 10.0030.0070.150.0150.0050.150.040.0051?????????8.70.810.871.550.930.170.130.140.1723.3=0.56W/(m2·K） ⑤天窗墙：K=0.50W/(m2·K）； ⑥天沟：K=0.53W/(m2·K）； 2 ⑦地板：K=0.07W/(m·K）。 （3）细纱车间传热量计算： ①冬季空调时车间的房屋热损失列于表4-13（蓝85） ②房高附加计算： 9.37?5.94?7.65m 车间平均高度为 5.94?2总附加的百分数为 （7.65-4）×2%=7% 累积热损失总和为 95.417kw 车间总热损失为 102.096kw ③冬季值班采暖时屋顶热损失计算：将冬季空调时车间的房屋热损失除以冬季空调时的室内外温度差，再乘以冬季值班采暖时的室内外温度差，就可以近似得到采暖时的房屋热损失。 ?1即Qzh?Qs102096(tzh?tc)??(18?2)?72926W?72.926kw tn?tw24?4④夏季空调时传导热量计算：因夏季空调时的室内外温度差只有4℃，小于5℃， 所以传导热量可不考虑。 （4）机器散热量计算：Q1=103nNφα 式中：n——机器台数，n=34台； N——电动机实耗功率（kw），N=ηNe。铭牌额定功率Ne=17+2.2=19.2kw，η为电动机的安装系数，取η=0.8，故N=19.2×0.8=15.36kw； α——热迁移系数，若有电动机通风，取α=0.9； Φ——同时运转系数，取φ=0.9。 则 Q1=1000×34×15.36×0.9×0.9=423.014kw 因本车间是锯齿形屋顶，北向天然采光，故照明设备散热量Q2可不予考虑。 （5）人体散热量计算：Q3=nq 式中：n——最大班人数，n=49人； q——每人散热量（W/人），q=198。