Какой стеклопакет теплее - 4x16x4i или 4x24x4i?

[inzener]

 

Не знаю можно ли это объяснить на пальцах.

Даже в твердых телах высокая плотность не всегда ассоциирована с высокой теплопроводностью. Например, оконное стекло при плотности как у тяжелого бетона в 2,5 раза "теплее". Теплопроводность газов еще менее связана с их плотностью.

Почему же аргон проводит тепло хуже смеси азота и кислорода? Главным образом потому, что он как и другие инертные газы является одноатомным газом и силу этого обстоятельства молекула аргона обладает меньшим количеством степеней свободы в движении и, следовательно, обладает меньшей кинетической энергией. (Атому аргона в рассматриваемом диапазоне температур доступны только 3 поступательных движения, а двухатомным азоту и кислороду еще и по 2 вращательных, а гексафториду серы даже 3 вращательных).

Теперь что касается плотности газа. Она практически не влияет на теплопроводность газа. Если мы измерим теплопроводность аргона при низком давлении и соответственно малой плотности и будь он при этом в 2-10 раз легче воздуха, находящегося при нормальных условиях, мы получим обычную теплопроводность аргона, а не чего-то другого.

На теплопроводность газа влияет не плотность газа, а масса отдельных его частиц - молекулярная масса. Масса "молекулы воздуха" 29, а аргона 40, ксенона 131, гексафторида серы 146. Среднеквадратичная скорость молекул, переносящих энергию обратно, пропорциональна корню их молекулярной массы. Легкие молекулы при той же температуре двигаются быстрее, чем тяжелые и "успевают" совершить большее количество обменов энергией.

Спасибо, Олег. Примерно понятно, хотя каждое из Ваших утверждений надо "переварить". Я, когда с вопросом обратился, как раз до молекулярной массы докопал, но не понял как её к вопросу "приложить".

[A_V_N]

Атому аргона в рассматриваемом диапазоне температур доступны только 3 поступательных движения, а двухатомным азоту и кислороду еще и по 2 вращательных, а гексафториду серы даже 3 вращательных.

Двухатомный газ имеет 1 вращательную степень свободы и 1 колебательную. Трех атомный углекислый газ имеет 2 вращательные и 3 колебательные степени свободы. а гексафторид серы имеет очень много степеней свободы, лень считать, да и не так это важно. Кому надо, пусть вспомнит молекулярную физику.

[Олег Д]

Двухатомный газ имеет 1 вращательную степень свободы и 1 колебательную. Трех атомный углекислый газ имеет 2 вращательные и 3 колебательные степени свободы. а гексафторид серы имеет очень много степеней свободы, лень считать, да и не так это важно. Кому надо, пусть вспомнит молекулярную физику.

В рассматриваемом диапазоне температур (в стеклопакете) колебательные степени свободы не имеют значения. А вращательные степени свободы Вы посчитали неправильно.

[DeDmitry]

Трех атомный углекислый газ имеет 2 вращательные и 3 колебательные степени свободы.

Кстати про ЦеО-два.

На заре «стеклопакечества» существовали и СП с заполнением углекислым газом. Давали преимущество по сравнению с воздухом при тонких дистанциях (6-8мм).

Информация буржуйско-книжная.

Олег! Можешь проверить эту гипотезу своими расчетами?

Любопытно....

[Олег Д]

Кстати про ЦеО-два.

На заре «стеклопакечества» существовали и СП с заполнением углекислым газом. Давали преимущество по сравнению с воздухом при тонких дистанциях (6-8мм).

Информация буржуйско-книжная.

Олег! Можешь проверить эту гипотезу своими расчетами?

Любопытно....

Могу. Но..

Точный расчет стеклопакетов наполненных углекислым газом существенно усложняется в связи с тем, что СО² не относится к диатермичным газам. В частности в рассматриваемом спектральном диапазоне СО² имеет две относительно узких основных полосы поглощения на длинах волн 4,26 мкм и 14,99 мкм и вторые и третьи обертоны основных полос с меньшими коэффициентами поглощения.

Вопрос теплообмена излучением между плоской стенкой и СО² хорошо изучен специалистами в области промышленной теплопередачи и теплоэнергетики для граничных условий существующих в топках котлоагрегатов и других теплонапряженных аппаратов. Эмпирические коэффициенты, которые у них приняты, дают слишком большие погрешности при расчете теплообмена в граничных условиях существующих в стеклопакете.

ИСО 10292:1994 решает этот вопрос просто. Когда газ с инфракрасным поглощением применяется в комбинации с низкоэмиссионным покрытием эффект считается незначительным из-за малой плотности общего инфракрасного лучистого потока.

Для СО² этот подход мне представляется неверным из-за того, что углекислый газ в отличие от других парниковых газов имеет значительное собственное излучение и при малой толщине излучающего слоя. А в случае применения низкоэмиссионного покрытия «на теплой стороне» эффективная толщина излучающего слоя увеличивается в два раза. Таким образом собственное излучение СО² в сторону холодного стекла нужно учитывать в виде повышающего коэффициента к теплопроводности газового промежутка. Признаюсь, что численно оценить этот эффект мне сейчас недостает времени и знаний.

Поэтому пока, сославшись на ИСО, приведу расчетные коэффициенты теплопроводности газонаполненных стеклопакетов с низкоэмисиионным покрытием без учета эффекта поглощения и излучения электромагнитных волн слоем СО² в межстекольном промежутке.

[inzener]

Т.е. в тонких рамках, теоретически, очень даже имеет смысл? Без учёта собственного неоценённого пока излучения если. Если так - вопрос только в технологичности и стоимости добычи углекислого газа по отношению к аргону. Любопытно, по меньшей мере.