樓宇的熱傳遞
熱以兩種方式通過建築物的外殼:
- 傳導作用通過牆壁、屋頂和窗戶
- 對流作用通過窗戶
面積 ($A$):牆的面積,$\text{m}^2$
溫差 ($T_H - T_C$):溫差,$\text{K}$
厚度 ($d$):牆的厚度,$\text{m}$
探討樓宇的熱傳遞、U值、OTTV,以及電動車、混合動力車的能源效益比較。
熱以兩種方式通過建築物的外殼:
為了估算樓宇的能源效益,我們會採用總熱傳送值(簡稱 OTTV)和 U值。
OTTV 定義為熱以傳導作用和輻射作用通過樓宇外殼每單位面積進入室內的平均熱傳遞率。
電動車以電池儲存能量,電動機驅動汽車,使用再生制動系統和摩擦制動系統。
混合動力車同時具有內燃機和電動機,車內的電腦會決定不同時候以哪個部件驅動汽車。
公共運輸系統每次可運載大量乘客,以每個乘客每公里路計算,公共運輸系統所需的能量通常都很低。
題目:
溫室的屋頂和牆壁由 $3 \text{ cm}$ 厚的玻璃建成,總面積為 $140 \text{ m}^2$。室內的溫度是 $30^\circ\text{C}$,室外的溫度 $12^\circ\text{C}$。玻璃的導熱率是 $1.05 \text{ W m}^{-1} \text{K}^{-1}$。求熱以傳導作用通過建築物外殼的傳遞率。
解法:
題目:
牆壁的面積是 $6 \text{ m}^2$,厚度是 $20 \text{ cm}$,U值是 $2.6 \text{ W m}^{-2} \text{K}^{-1}$。牆壁兩面的溫差是 $12^\circ\text{C}$。求熱通過牆壁的傳遞率。
解法:
題目:
牆壁由一層混凝土和一層礦物棉組成,兩層物料之間沒有空隙。混凝土層的U值是 $U_C$,礦物棉層的U值是 $U_M$。把牆壁的U值 $U$ 以 $U_C$ 和 $U_M$ 表達。
解法:
題目:
電動車電池組的容量為 $60 \text{ kW h}$,以 $50 \text{ km h}^{-1}$ 的恆速率行駛時,電動機消耗的功率為 $5 \text{ kW}$。電動機輸出的總能量是電池組儲存能量的 $80\%$。求電動車的續行里程。
解法:
題目:
一般來說,以鐵路代步,二氧化碳的排放量比以私家車代步小。假設有 $100\,000$ 個私家車乘客改為乘坐鐵路,每公里路的二氧化碳排放量會減少多少?已知接載每個乘客行駛每公里路,私家車排放大約 $9 \text{ g}$ 二氧化碳,鐵路排放大約 $120 \text{ g}$ 二氧化碳。
解法:
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