?

Log in

No account? Create an account

Предыдущий пост | Следующий пост

На пути прогресса.

Почему-то вспомнил один давнишний спор. Спорили про аргон. И не просто аргон, а именно тот аргон, которым заполняют стеклопакеты. Стеклопакет - это часть окна из двух, или более слоев стекла, разделенных пустотелой, перфорированной металлической рамкой. В рамку засыпают адсорбент, который обязан втянуть почти весь водяной пар, случайно попавший внутрь стеклопакета. Стеклопакет - конструкция достаточно герметичная. Обычно в стеклопакет попадает обычный осушенный воздух. Так вот вместо этого воздуха туда иногда закачивают аргон и берут за это деньги. Теплопроводность аргона в 0.68 раза меньше теплопроводности воздуха, он хуже проводит тепло. Это понятно. Плотность аргона тоже существенно выше плотности воздуха, а значит он тяжелее воздуха и конвекция (когда теплое поднимается вверх, а холодное соответственно опускается вниз) происходит медленней, а это должно ухудшить условия теплообмена внутри стеклопакета, т.е. вещь неплохая. Правда, мне непонятная. Но так написано в разных местах разных сайтов разных производителей окон, а оснований им не доверять у меня нет. Практически.
Суть спора простая: надо заполнять стеклопакеты аргоном, или ну его нафиг. Не, я не против прогресса и то что заполнение стеклопакета аргоном уменьшает теплопотери - факт неоспоримый. Но.
Потери тепла через оконные конструкции в среднем доме составляют приблизительно 20% от всех теплопотерь здания. Потери тепла именно через стеклопакет составляют 70% (остальное теряется через раму). 20%*0.7= 14% от всех теплопотерь здания. Потери тепла через стеклопакет именно теплопередачей составляют 15%. Остальное тепло теряется излучением. Излучение есть вещь электромагнитная и нами отбрасываемая. 14%*0.15=2.1% от всех теплопотерь здания. Теплопроводность аргона в 0.68 раза меньше теплопроводности воздуха и мы возьмем и уменьшим 2,1% от общих теплопотерь здания именно в 0.68 раза, хотя это немного неправильно. 2,1%*0.68=1.43%
Таким образом замена осушенного воздуха в стеклопакетах на аргон позволит сократить общие потери тепла в здании на 0,67%. Гигантская цифра если помножить на масштабы страны. Не такой большой страны, как раньше. Но все-таки в оставшихся кусках почему-то несколько холоднее, чем в отделившихся. Хотя закрадывается нехорошая мысль, что если зимой не открывать форточку на ночь, то тепла экономится несколько больше.
Кто-нибудь найдет ошибку в логике вычислений, или я так и буду стоять на пути прогресса?

Комментарии

( 48 комментариев — Оставить комментарий )
paklonnik
15 июн, 2011 22:13 (UTC)
Я сам уже этого сделать не могу... без хорошего пинка и хорошего учебника... Но если ты хочешь разобраться, могу подсказать, в каком направлении рыть. Одноатомные газы и двухатомные газы по-разному излучают тепло. То есть, существуют уловки по изменению состава топочных газов для лучшей теплопередачи тепла излучением от газов - к трубной поверхности. Вроде бы как даже воду впрыскивают для этого (или чуть меняют состав топлива? - не могу судить уже))) Вполне может быть, что разница лежит в этой области: азот ведь двухатомный, а аргон вроде бы как одноатомный. То есть с заменой воздуха аргоном излучение тепла непосредственно изнутри стеклопакета газом почти исключается.

Edited at 2011-06-15 22:14 (UTC)
paklonnik
15 июн, 2011 22:24 (UTC)
Кроме того, если окажется, что аргон очень вязкий, по сравнению с воздухом, то у него будет намного меньше передача тепла конвекцией именно для тонких простенков. У строителей-теплотехников существуют даже специальные таблицы с коэффициентами теплопередачи (конвекцией) для окон одинаковых - но с разным расстоянием между стеклами.
dernaive
16 июн, 2011 06:44 (UTC)
Гм. Мне похоже нужен еще лучший пинок, чтоб полезть разбираться в теорию. Тем более, что безпрактики она мертва. Все производители стеклопакетов дают коэффициенты теплопроводности для стеклопакетов с аргоном и с осушенным воздухом. Разница в пользу аргона (что естественно). Она по разным данным от 30 до 20%. Что полностью соответсвует различим в коэффициэнте теплопроводности для воздуха и аргона.
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 11:24 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 12:42 (UTC) - Развернуть
paklonnik
16 июн, 2011 11:27 (UTC)
Хочу себя поправить
Вот, нашел информацию: одноатомный газ излучает идентично двухатомному все-таки:
"Излучение газообразных тел резко отличается от излучения твердых тел. Одноатомные и двухатомные газы обладают ничтожно малой излучательной и поглощательной способностью. Эти газы считаются прозрачными для тепловых лучей. Газы трехатомные (СО2 и Н2О и др.) и многоатомные уже обладают значительной излучательной, а следовательно, и поглощательной способностью. При высокой температуре излучение трехатомных газов, образующихся при сгорании топлив, имеет большое значение для работы теплообменных устройств."

http://termodynamika.ru/ref/poglo4atel5no1_sposobnost5u.html

То есть - убрать трехатомный углекислый газ и трехатомный водяной пар из стеклопакетов - это правильно; заменить же азот и кислород аргоном... кхм, кхм - с точки зрения излучения ничего не меняет.

Edited at 2011-06-16 12:08 (UTC)
ded_port_sam
15 июн, 2011 22:54 (UTC)
А зачем аргон? Не лучше ли просто откачать воздух? Конвекционный теплообмен будет зарублен на корню! А?
paklonnik
15 июн, 2011 23:01 (UTC)
А как ты будешь противостоять атмосферному давлению?

На лист стекла площадью в квадратный метр в таком случае будет давить сила, равнозначная весу десяти тонн.
(без темы) - ded_port_sam - 15 июн, 2011 23:24 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 15 июн, 2011 23:52 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 15 июн, 2011 23:59 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 07:07 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 07:24 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 14:40 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 15:05 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 15:50 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 15:53 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 16:05 (UTC) - Развернуть
paklonnik
16 июн, 2011 16:08 (UTC)
Какая ты хитрая! А как же с проблемами бороться, если ты их все решишь??)
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 16:41 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 17:08 (UTC) - Развернуть
(без темы) - ded_port_sam - 16 июн, 2011 17:18 (UTC) - Развернуть
biglebowsky
15 июн, 2011 23:00 (UTC)
Re: конвекция происходит медленней

На самом деле, скорость движения аргона будет выше.
В остальном полностью согласен: различие будет в доли процента

Приложение. Рассуждения о конвекции.

Кинематическая вязкость = динамическая вязкость / плотность

Нам потребуется именно кинематическая вязкость, т.к. силы, возникающие при конвекции ~ плотности.

Аргон:
динамическая вязкость = 0,021 мПа·с (0°C)
плотность = 0,0017839 г/см3 (20°C)
http://www.xumuk.ru/spravochnik/228.html
Имеем:
кинематическая вязкость ~ 1,18*10^-5 м^2/с (0°C)

Воздух:
кинематическая вязкость = 1.32*10^-5 м^2/с (0°C)
http://www.highexpert.ru/index.php?go=Content&id=17

Вывод: в аргоне скорость конвекции будет чуть пошибче.

Примечание. Для оценки теплопереноса методом конвекции, надо еще учесть теплоемкости.
paklonnik
15 июн, 2011 23:13 (UTC)
Нужно еще принять во внимание, насколько сравниваемые газы отличаются от идеального газа, тепловое расширение которого подчиняется закону Бойля-Мариотта. Не могу делать профессиональное суждение, но расследование может таки показать, что разница в тепловом расширении одноатомного и двухатомного газов (как побудительная сила этого внутриоконного круговорота) тоже исказит идеальную картину и повлияет на интенсивность движения газов в процессе конвекции еще пошибче разницы в вязкостях рассматриваемых газов.

Edited at 2011-06-15 23:20 (UTC)
(без темы) - biglebowsky - 15 июн, 2011 23:22 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 11:44 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 12:02 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 16:21 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 20:54 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 16:43 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 17:06 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 18:08 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 19:05 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 19:28 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 19:42 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 20:33 (UTC) - Развернуть
(без темы) - paklonnik - 16 июн, 2011 22:07 (UTC) - Развернуть
biglebowsky
16 июн, 2011 00:30 (UTC)
Продолжим вспоминать школьный курс физики.

Для оценки, будем считать , что
скорость конвекции ~ 1 / кинематическая вязкость

Теплоперенос ~ скорость конвекции * объемную теплоемкость


1)
Пересчитаем теплоемкость Сp на объем.

Воздух:
Сp = 1005 Дж/(кг*К)
плотность = 1,277 кг/м3 (0С) http://www.spbokno.ru/?cat=articles&key=18

объемная теплоемкость = 1283 Дж/(м3*К)


Aргон:
Сp = 523 Дж/(кг*К)
плотность = 1,762 кг/м3 (0С)

объемная теплоемкость = 922 Дж/(м3*К)

Имеем
Воздух: теплоперенос ~ 1
Аргон: теплоперенос ~ 0,8

Вывод: аргон чуть хуже передает тепло методом естественной конвекции, но различие с воздухом ничтожно.
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 07:15 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 07:32 (UTC) - Развернуть
(без темы) - dernaive - 16 июн, 2011 11:16 (UTC) - Развернуть
(без темы) - biglebowsky - 16 июн, 2011 16:47 (UTC) - Развернуть
anomel
16 июн, 2011 09:12 (UTC)
За аргон не скажу, но как перфорируют межстекольную ленту и как потом машинку вынимают сквозь стёкла - для меня загадка :)))
dernaive
16 июн, 2011 10:57 (UTC)
Ага. Типа как варенье в конфеты подушечки попадает, или поезда в метро (они ведь в двери не проходят). Окончательно ломает мозг загадка Зингера: работа швейной машинки с челноком.
(без темы) - anomel - 16 июн, 2011 12:04 (UTC) - Развернуть
shmel_slv
24 июн, 2011 11:02 (UTC)
а на понтовых сервисах еще азот в шины закачивают вместо воздуха :)
Тоже говорят, что пара л.с. прибавляется :))
dernaive
24 июн, 2011 11:54 (UTC)
Ага, я хотел сразу про азот в шинах и написать, типа "На пути прогресса 2". Но заглянул на пару автомобильных форумов и понял, что смысла никакого. Спорят до "хрипоты", на все аргументы ответа по-большому счету два: я закачал и сразу почувствовал разницу и "что по-вашему в формуле-1 все дураки, да?".
Некоторые, правда, пытаются объяснить свои ощущения разным содержанием паров воды в азоте и в воздухе после компрессора.
( 48 комментариев — Оставить комментарий )

Календарь

Ноябрь 2019
Вс Пн Вт Ср Чт Пт Сб
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
Разработано LiveJournal.com
Дизайн Lilia Ahner