Zadanie jest takie:
Dwuszybowe okno ma wymiary szyb a x b = 1 m x 1 m. Szyby oddzielone są warstwą
powietrza o grubości = 25 mm. Szyby mogą być traktowane jako izotermiczne i
oddzielają nieruchome powietrze w pokoju o temperaturze T1 = 20C od nieruchomego
powietrza otoczenia o temperaturze T2 =−20C. Wyznacz temperaturę każdej z szyb i
strumień ciepła przepływający przez okno przy emisyjności szyb g = 0.9.
Określ jaki zysk w stratach ciepła przez okno może być osiągnięty poprzez
zastosowanie próżni między szybami oraz i zastosowanie pokrycia wewnętrznej
powierzchni szyb (od strony powierzchni między szybami) o niskiej emisyjności c = 0.1.
Uwzględnić promieniowanie i przejmowanie ciepła zarówno na powierzchniach
zewnętrznych okna jak i w przestrzeni między szybami.
Oraz podpowiedzi:
1. Dla szczeliny pionowej musi Pan wyznaczyć efektywny współczynnik przewodzenia ciepła (odzwierciedlający konwekcyjną wymianę ciepła w tej przestrzeni). Uzyska Pan w rezultacie wyrażenie na q, będące funkcją delta T (różnica temperatury między szybami)
2. Dla zewnętrznych powierzchni oblicza Pan oddzielnie współczynniki przejmowania ciepła jak dla płyty pionowej (będą miały różne wartości).
3. Uwzględniając opory cieplne samych szyb wyprowadza Pan równanie na delta T. Jest to równanie nieliniowe, które rozwiązujemy iteracyjnie, uzyskując wartość delta T i w rezultacie gęstość strumienia ciepła bez uwzględnienia promieniowania (czterdzieści parę W/m2).
4. Następnie wyprowadza Pan wyrażenie na całkowitą gęstość strumienia ciepła (składnik radiacyjny plus "konwekcyjny"). Korzysta Pan z wcześniej uzyskanej zalezności na strumień "konwekcyjny". Jednak nie zna Pan w pierwszej chwili temperatur szyb po ich wewnętrznej stronie, które nie będą takie same, jak poprzednio. Te temperatury są także w wyrażeniu na strumień radiacyjny (wzór ten sam, co u Pana).
5. Zastępuje Pan te temperatury wyrażeniami, w których są temperatury obu ośrodków (-20 i +20) oraz nieznana gęstość strumienia ciepła. Otrzymuje Pan nieliniowe równanie, z którego trzeba wyznaczyć iteracyjnie gęstość strumienia ciepła przy uwzględnieniu radiacji (pięćdziesiąt kilka W/m2). Obliczenie dla zmienionej emisyjności to już tylko rachunki.