Строничка. Аквариумная и не только.
Среда, 21 Февраля 2018, 06:06
Меню сайта

Поиск

Новые сообщения · Участники · Поиск
Страница 1 из 212»
Строничка » Песочница » Самоделки неаквариумные » Почему батареи белые, или вот вам шагрень.
Почему батареи белые, или вот вам шагрень.
PantagruelДата: Воскресенье, 19 Апреля 2015, 13:16 | Сообщение # 1
Одмине
Offline
Справедливости ради стоит сказать, что мировые производители отопительных приборов выпускают тепловые радиаторы различных цветов. Правда, чаще всего это цвета светлые или различные оттенки белого, но тем не менее. Найти можно теоретически. А вот практически в продаже чаще всего можно встретить белый глянцевый нескольких тонов, да и только. Оно и понятно, потому что во-первых, белый цвет батарей традиционен, соответствует спросу, и покупатели довольно редко разыскивают какой-то другой. Во-вторых, белый цвет универсален с точки зрения декоративности и подходит к большинству интерьеров. В-третьих, есть ещё несколько менее значимых нюансов - например, белая батарея визуально осветляет нишу под подоконником, в результате чего ниша не выглядит этаким тёмным провалом.

А между тем любой грамотный теплотехник справедливо заметит, что с точки зрения тепловой радиации наилучшей теплоотдачей обладает чёрный цвет, причём не кладбищенский эмалево-глянцевый, а матовый чёрный. Хотя теплоотдача батареи включает в себя не только тепловую радиацию, но и конвекцию, тем не менее разницу между белой и чёрной батареями легко ощутить. Например, поднеся тыльную часть ладони сантиметров на пять к чёрному, а затем к белому радиатору, нельзя не заметить, что чёрный греет сильнее.

Я, впрочем, далёк от агитации за чёрные батареи, но у себя в комнате, где фактор дизайна находится не на вторых даже, а где-то на шестнадцатых ролях - почему бы и нет. Ради интересу и чистой практичности, так скажем. Тем более что на работе завалялись остатки порошка под названием "чёрный шагрень". Шагрень этот матовый, в крапинку, а при соблюдении технологии должен быть ещё и.. как бы сказать-то.. волнистым, что ли, пёс его знает. Но технологию, естественно, по боку, ибо это пижонство и перебор для батареи-то. Ваяем радиатор и делаем простую ровную окраску без геморроя.

А что ещё сказать-то? А и нечего. Вот результат, да и всё. Летом будет повешен, чтобы зимою подогревать мне левый бок, когда я стану сидеть и писать какую-нибудь чепуху вроде этой.


_
 
oltrewДата: Суббота, 23 Мая 2015, 15:30 | Сообщение # 2
Почтенные
Offline
Интересно - на сколько удастся поднять температуру, покрасив батареи в черный цвет?

Мне кажется лучше вообще не красить - лучше будет теплоотдача. Особенно шершавый металл если.

Не понял - почему стены белые? Нипарадак, срочно покрасить черным, глядишь - и батареи не понадобятся. Если не поможет черный, тогда красным. Еще есть идея желтым, а с обратной стороны серебрянкой. У меня еще много идей, чтобы не мерзнуть. Можно дуть на батареи, особенно, если всей семьей. Можно с той стороны зеркало ставить или фольгу прилепить.
 
PantagruelДата: Суббота, 23 Мая 2015, 19:54 | Сообщение # 3
Одмине
Offline
Цитата oltrew
Интересно - на сколько удастся поднять температуру, покрасив батареи в черный цвет?

Это зависит от того, насколько доля тепловой радиации велика в общей теплоотдаче от радиаторов. Например, если на батареи дуют всей семьёй, то доля конвективного теплообмена заметно выше, и эффект от окраски будет малозаметен.

Цитата oltrew
Мне кажется лучше вообще не красить - лучше будет теплоотдача. Особенно шершавый металл если.

Недалёк от истины, недалёк. Металл - он разный. Полированная и светлая поверхность излучает по минимуму, а чёрная прокатная сталь, как раз некрашеная, имеет тёмный матовый цвет, то бишь приближается к тому что нужно.

Цитата oltrew
Можно с той стороны зеркало ставить или фольгу прилепить.

Зеркал за батареями, я думаю, не ставят, а вот пенофол и фольгу приделывают. Это приводит к двойному эффекту - изолирует наружную стену как от комнатного воздуха, так и от теплового излучения батареи, в результате чего меньше тепла расходуется на подогрев данного участка стены.

А вот красить стены чёрным - не нужно, поскольку чёрная поверхность не только эффективнее отдаёт тепло, но и эффективнее принимает его. Окраска стен чёрным изнутри поспособствует их лучшему прогреванию от комнатного тепла, и тем самым увеличит теплопотери. Окраска же стен чёрным снаружи приведёт к их лучшему прогреванию летом, что нам совершенно не нужно, а кроме того, увеличит теплопотерю зимой, что нам также совершенно не нужно.
_
 
oltrewДата: Суббота, 23 Мая 2015, 22:08 | Сообщение # 4
Почтенные
Offline
Хотелось бы количественно, в процентах, черное от белого. Может и аквариумы на лето стоит красить в черный цвет, а зимой в зеркальный?
Но, похоже, задачка сложная. Погуглил - там Кирхгофы, Стефан-Больцманы, Лесли и Вины сильно все запутали.
 
PantagruelДата: Воскресенье, 24 Мая 2015, 07:57 | Сообщение # 5
Одмине
Offline
Если бы расчёт был простым... Задача многофакторная, нелинейная. Расчёт по коэффициентам степени черноты зачастую является некорректным, поскольку во-первых, мы имеем дело с излучением довольно узкого диапазона, а в различных диапазонах он у одной и той же поверхности неодинаков. Во-вторых, мы имеем дело также с узким диапазоном температур и меняющимися условиями теплоотдачи - переменная температура теплоносителя и переменная температура наружного воздуха. При таких вводных разница например в 5о не просчитывается, такие значения поглощаются погрешностью вычислений.

Это далеко не всё, но кроме прочего задача расчёта усложняется например и тем, что доля тепловой радиации в теплоотдаче батарей различного типа неодинакова. Например, такой регистр как у меня на снимке, имеет относительно высокую радиационную теплоотдачу, потому что поверхности открыты во всех направлениях. А вот у современных, например биметаллических, батарей эффект от окрашивания будет меньше, поскольку значительная часть их поверхности состоит из различных перегородок, которые направлены "внутрь" батареи и подогревают тепловым излучением сами себя. Зато это увеличивает общую площадь поверхности и конвективный теплообмен, что значительно компенсирует низкую радиационную теплоотдачу.

Вообще же, доля радиационной теплоотдачи в радиаторах классических конструкций весьма высока. Она может составлять существенно больше половины общего значения теплоотдачи батарей. Оттого они, собственно, и называются радиаторами, а не подогревателями воздуха. И эффект от окрашивания батарей в чёрный цвет заметен. Однако, очевидно что согласно современным представлениям, увеличение поверхности нагрева и площади батарей является меньшим злом, чем окрашивание их в тёмные цвета. Иными словами, современные батареи являются уже больше конвекторами, нежели радиаторами. Зато белые.
_
 
oltrewДата: Среда, 27 Мая 2015, 00:06 | Сообщение # 6
Почтенные
Offline
Талант. Автору бы в теплоснабжающей организации отписки ответы писать.
Понял, что "доля радиационной теплоотдачи в радиаторах может составлять существенно больше половины общего значения
теплоотдачи"
, но эффект от окрашивания "поглощается погрешностью вычислений". На вопрос "сколько количественно?" получается ответ: от поглощения погрешностью до неизвестности.
 
PantagruelДата: Среда, 27 Мая 2015, 19:36 | Сообщение # 7
Одмине
Offline
Цитата oltrew
эффект от окрашивания "поглощается погрешностью вычислений"

Не нужно передёргивать и искажать смысл написанного. Эффект от окрашивания имеется, а вот точное вычисление его значения затруднительно из-за большой погрешности вычислений. Если бы вопрос состоял в сравнении радиационной теплоотдачи скажем, двух дисков одинакового диаметра, коэффициент черноты одного из которых Ɛ=0,897, а другого Ɛ=0,276 при конкретной температуре например 70оС, мы могли бы получить результаты, близкие к реальным, определяемым опытным путём.

Если же мы попытаемся провести сравнительный расчёт радиационной теплоотдачи двух батарей, одна из которых беленькая, а другая чёрненькая, то неминуемо получим ответ, что первая излучает слабенько, а другая получше.

Обычно радиатором считается нагреватель, доля радиационной отдачи которого составляет более 25% в общем потоке. Верхний предел доли радиационной теплоотдачи может составлять значительную величину при определённых условиях, поэтому я и написал "существенно больше половины". Однако, необходимо признать, что применительно к бытовым условиям и комнатным батареям, эта доля не так велика. Например, для плоского панельного радиатора она составляет около 40-50%, причём это усреднённая, справочная цифра, при которой радиатор не белый и не чёрный. Если же тот же самый радиатор задекорировать кожухом из пластика или фанеры, превратив по сути в конвектор, то доля тепловой радиации в общем потоке вряд ли превысит 5-8%, то есть в радикальном случае (кожух с низкой теплопроводностью) мы имеем разницу в 5-10 раз. В случае с чёрной и белой поверхностями разница, конечно, не столь велика, но конкретные цифры зависят от свойств конкретного покрытия. Выражаясь осторожно и обобщённо, я бы привёл цифру в 15% разницы между излучением чёрной и белой батарей, и эта цифра основана на практическом опыте и справочных данных, а отнюдь не на теоретических расчётах.

Собственно, вы сейчас заставили меня написать всё то же самое, только другими словами. Если вам нужно количественно, гораздо проще и точнее провести натурные замеры в специально оборудованной камере. Кстати сказать, табличные данные по различным материалам и краскам определяются именно на стендах, а не расчётами. Но вы-то конечно, знаете лучше. Вы даже знаете, где бы и что автору надо писать.
_
 
oltrewДата: Среда, 27 Мая 2015, 22:11 | Сообщение # 8
Почтенные
Offline
Похоже, что угораздило меня ненароком обидеть автора. Приношу свои извинения.
Дело в том, что не устраивают слишком неопределенные ответы на довольно конкретный вопрос. Батарея совершенно конкретная на фото, цвет тоже конкретный черный/белый, пусть с небольшими допусками черноты/белизны. А результат - от исчезающе нулевого до 50% и больше. Мне показалось, что это теоретизирующая отписка. Мне интуитивно кажется, что разница в цвете окраски почти не влияет на разницу в теплоотдаче - от долей процента до единиц процентов.
Интересует конечно же общая теплоотдача, а не радиационная.
Если нет возможности или лень перекрашивать и измерять, то можно найти данные для стандартного чугунной батареи отопления (на одну секцию).
 
oltrewДата: Среда, 27 Мая 2015, 22:22 | Сообщение # 9
Почтенные
Offline
Вот, почитал немножко из учебников:
"Окраска (приборов отопления) зеленой эмалевой краской уменьшает теплоотдачу по сравнению с неокрашенным прибором на 4,4 % окраска свинцовыми белилами — на 1,3%; окраска цинковыми белилами и белой эмалевой краской увеличивает теплоотдачу на 1 %, а терракотовой эмалевой краской — на 3,8%. Влияние окраски на теплоотдачу приборов вследствие его незначительности обычно не учитывается." М.И. Киссин, "Отопление и вентиляция", 1956
"На теплоотдачу нагревательных приборов влияет также их окраска. Так, при покрытии алюминиевой краской теплоизлучающая способность прибора снижается на 5—8%. Окраска приборов цинковыми белилами и белой эмалью на теплопередаче не сказывается." Михайлов М.С. Отопление и основы вентиляции, 1972
Есть, оказывается, и специальные теплопроводные краски для окраски батарей.
 
PantagruelДата: Четверг, 28 Мая 2015, 00:02 | Сообщение # 10
Одмине
Offline
Это и есть справочные, практические данные, полученные на стенде. Причём они справедливы для конкретного артикула краски, и взяв две краски одинакового цвета, но разного состава, мы получим неодинаковые результаты. А рассчитать этого нельзя, по многим причинам. Я уже некоторые приводил, но вот вам ещё одна. Для оценки радиационной теплоотдачи бытового радиатора нужно знать его излучающую способность в диапазоне ИК-волн. Таких данных нет, и найти их нельзя, потому что в отношении каждой конкретной краски цифры будут неодинаковы. Да и нет никаких причин для сбора таких данных, потому что расчёты систем отопления производятся с использованием данных другого типа, например разницы температур подачи и обратки, заявленной мощности радиаторов, характеристик помещения итд, что гораздо практичнее и точнее. Ведь скорректировать мощность отопления за счёт добавления количества секций в батареях можно гораздо сильнее, нежели перекрасив их в чёрный цвет. Цена вопроса совсем иная. На выбор - выиграть 15% добавлением нескольких секций, что будет совершенно незаметно, или выкрасив все батареи в чёрный цвет, что заметно весьма и весьма. А ведь не стоит забывать о том, что для получения эффекта батарея должна быть прикрыта максимум тюлью, то есть даже плотная штора сведёт выигрыш на нет.

У меня есть примеры большего разброса справочных данных, однако рассмотрим приведённые вами. Возьмём крайние значения. Терракота (красно-коричневый) - увеличение на 3,8%, зелёной эмалевой - уменьшение на 4.4%. Итого, разброс составляет 8,2%, и это данные по общей теплоотдаче. Если бы Киссин приводил данные по тепловому излучению, цифры были бы иными и скорее всего, в случае крайних вариантов (белый глянец и черный матовый), составили бы не менее 15%, а возможно, что и до 20%.

Цитата oltrew ()
Интересует конечно же общая теплоотдача, а не радиационная.

Но топик-то именно о радиационной. Мне она важнее в конкретном случае:

Цитата Pantagruel ()
чтобы зимою подогревать мне левый бок, когда я стану сидеть и писать какую-нибудь чепуху вроде этой.

Потому что основное отличие современного конвектора от классичесого регистра или чугуных батарей в том, что конвектор греет таки воздух, а не пространство вокруг себя, и распределение тепла в помещении с конвекторами выглядит совершенно иначе, чем в помещении с радиаторами. Проще говоря, конвектор греет потолок и воздух под потолком, а радиатор греет всё то, что находится в зоне его радиации. Я полагаю, что привёл уже достаточно причин, по которым невозможно указать конкретные цифры, а проводить измерения с перекрашиванием батареи я не стану по двум причинам.

Во-первых, потому что это нужно вам, а не мне.

Во-вторых, у меня есть обширный опыт таких сравнений - приходилось в сырой спецовке отогреваться как у чёрных регистров, так и у белых конвекторов. Однако опыт не служит доказательством, поэтому приведу ещё один факт такого рода, который нетрудно себе представить, даже не проводя испытаний. Когда вы лежите в палатке, вы можете включить для обогрева газовую конфорку или газовый ИК-обогреватель. Так вот, первый способ - почти полностью конвективный обогрев, второй - почти полностью радиационный. Спалив один баллон газа за ночь, с конфоркой вы будете мёрзнуть и порой не верить в её существование, хотя комары под потолком будут дохнуть от жары. Спалив тот же баллон с обогревателем, вы можете и вспотеть. Nuff said.
_
 
oltrewДата: Среда, 03 Июня 2015, 14:45 | Сообщение # 11
Почтенные
Offline
Нельзя бросать столь важную для человечества тему как окраска черным теплоснабжающих и белым теплопоглощающих поверхностей. От этого зависит судьба планеты! И не только этой планеты. Вот придумают как дешево окрашивать битумные смеси отражающим серебристо-белым - и глобальное потепление отступит. А Марс покрасить теплопоглощающей аэрозолью - и можно колонизировать.

Подумалось по аналогии с аквариумными спектральными индексами CRI и PAR: "белый цвет" и " чёрный цвет" для инфракрасного света - не белый и не черный. Белое и черное в видимом диапазоне волн не соответсвует понятиям "черное и белое" в инфракрасном диапазоне волн. Вода в аквариуме вообще прозрачная, а для ИК-света она черная!
И вот нашел подтверждение в очень умном учебнике Фокин В.М. - Теплогенерирующие установки систем теплоснабжения. 2006 г.:
"Необходимо помнить, что видимая окраска поверхности тела в отраженных лучах света не дает никакого представления о степени черноты ε,  характеризующей в основном невидимое инфракрасное излучение .  Например,  бумага,  фарфор,  асбест,  кирпич имеют ε порядка  0,7...0,9,  тогда как глазом они воспринимаются как белые тела. Аналогично,  лак черный матовый имеет ε  = 0,96,  а лак белый  – 0,9;  сажа – 0,95,  а гладкое стекло  –  0,94; вода  – 0,9,  а снег  ( при отрицательных температурах )– 0,82;  краска черная глянцевая  – 0,9,  а краска белая масляная и различных цветов  –  0,92...0,96. Белая по цвету поверхность хорошо отражает лишь световые лучи.  Тепловые же лучи невидимого инфракрасного излучения воспринимают поверхность тел только по состоянию ее шероховатости,  но не цвета;  точно так же как и глаз не  «видит»  инфракрасное излучение,  но воспринимает всю гамму световых лучей.  Следовательно,  цвет поверхности тела (его окраска)  существенно влияет на поглощение и излучение только видимых лучей в соответствующем интервале длин световых волн."
 
PantagruelДата: Среда, 03 Июня 2015, 19:01 | Сообщение # 12
Одмине
Offline
oltrew, как вы думаете, почему я неоднократно подчёркивал, что вычисления подобного рода в данном диапазоне температур некорректны? Потому что в случаях расчёта например, поверхностей нагрева котлов мы имеем дело с температурами другого порядка, когда доля лучистой энергии в общем тепловом потоке около 95%, и это именно тот случай, при котором теоретические вычисления применимы. Вы пытаетесь доказать одно, говоря о другом. Вы сейчас написали очевидную вещь, но трактуете её совершенно так, как вам лично хотелось бы. Я уже писал, в общем-то, тоже самое:

Цитата Pantagruel ()
Для оценки радиационной теплоотдачи бытового радиатора нужно знать его излучающую способность в диапазоне ИК-волн. Таких данных нет, и найти их нельзя, потому что в отношении каждой конкретной краски цифры будут неодинаковы. Да и нет никаких причин для сбора таких данных, потому что расчёты систем отопления производятся с использованием данных другого типа, например разницы температур подачи и обратки, заявленной мощности радиаторов, характеристик помещения итд, что гораздо практичнее и точнее.


Дело в том, что мы не знаем, каковы свойства излучателя, покрытого конкретной краской, в интересующем нас диапазоне волн. Мне неизвестно, что имел в виду Фокин - может быть, он имел в виду длины волн, соответствующие температуре котельной топки, и эти данные совершенно неприменимы для оценки излучения столь холодного предмета, как домашняя батарея. Но вы легко можете убедиться в том, что эти данные не отображают реального положения дел. Поставьте на расстоянии скажем, 20 см от электрического проволочного радиатора прозрачное стекло; и такое же стекло, выкрашенное чёрной краской, для пущей наглядности матовой, поскольку разницу между матовой и глянцевой поверхностью я подчёркивал неоднократно, начиная с топика. По данным, приведённым вами, в течение определённого времени они нагреются одинаково, поскольку разница ε у них пренебрежимо мала. Но прикол в том, что не нагреются они одинаково и с одинаковой скоростью. Вот вам другие данные, правда сведённые из разных источников, но для наших непритязательных целей годятся. Обратите внимание на порядок разброса цифр.

http://temperatures.ru/pages/koefficient_izlucheniya
_
 
oltrewДата: Четверг, 04 Июня 2015, 00:29 | Сообщение # 13
Почтенные
Offline
Так если для ИК чёрный вовсе и не чёрный, а белый может быть чернее чёрного, то как вообще можно говорить о цвете?
Этак нужно вводить индекс ИК-цветопередачи.
 
PantagruelДата: Четверг, 04 Июня 2015, 02:21 | Сообщение # 14
Одмине
Offline
Вот поэтому я постоянно пытаюсь отстраниться от обсуждения конкретных цифр, а вы пытаетесь меня на эту скользкую дорожку вытолкнуть.

Действительно, в ряде справочных источников, например в "Основах теплопередачи" Михеевых приведены очень близкие значения ε например, для чёрного и белого лаков. Но это возвращает нас к тому, о чём уже говорилось - к свойствам конкретных красок. Этот справочник, к слову, пережил 2-е издание в 1977 году, и табличные данные оттуда так и кочуют по дальнейшим публикациям, притом я не уверен, что и у Михеевых эти данные не взяты из более ранних изданий. Вот здесь висит как раз таблица из этого справочника.

И я готов согласиться, что при сравнении чёрного и белого лаков на основе минеральных пигментов, например сажи и окиси цинка, эти значения действительно будут схожи. Но вряд ли они будут схожи при сравнении разнокомпонентных материалов, которые во множестве применяются в наше время. Например, порошковая краска, которую я использовал, представляет собой полимер, содержащий органические красители, то есть по сути пластмассу. Табличные данные по ε и так достаточно условны и имеют некий разброс даже для одного материала, но ведь и сам-то коэффициент ε введён в закон Стефана-Больцмана лишь как поправка к уравнению, позволяющему вычислить излучение абсолютно чёрного тела. Коэффициент ε по сути, отражает различие между излучением абсолютно чёрного тела со и излучением реального тела с. Но сами авторы справочных пособий указывают, что вычисления через ε имеют сугубо прикладное значение - поскольку значения ε являются производными от ελ, определяемых не расчётами, а путём измерений, и справедливы лишь для конкретных, хорошо известных материалов. И это во-первых, а во-вторых, при конкретной же температуре. И разница в излучении двух разноокрашенных радиаторов при 70 градусах заметна только на практике. Потому что на практике мы имеем дело с двумя совершенно конкретными излучателями с совершенно конкретными свойствами, и со своим собственным телом, чувствительность которого позволяет эту разницу ощутить. А при подстановке в уравнение мы не сможем получить корректных данных, поскольку при столь мизерных температурах погрешность очень велика. И я уже, по-моему, в третий раз это пересказываю другими словами.

А означает это лишь то, что наш спор не может содержать доказательств в виде математических выкладок, а может быть основан лишь на практических наблюдениях, которые, соглашусь, могут быть достаточно субъективны. Например, на той же разнице в доле радиационной теплоотдачи или на разном распределении тепловых потоков. Если вы не согласны с тем, что у конвекторов и радиаторов разная доля теплоотдачи излучением или с тем, что у чёрного матового регистра она выше, чем у белого глянцевого, или же с тем, что распределение тепла в помещении от конвектора и радиатора разное, то я этому не препятствую. Но повторять одно и то же в четвёртый или пятый раз уже не стану. Этот спор напоминает мне ряд комментариев вот к этой хорошей статье, где один оппонент способен дохлого заебать своими сногсшибательными примерами точечного нагрева и поджигания бумаги лазером.
_
 
oltrewДата: Понедельник, 28 Сентября 2015, 02:02 | Сообщение # 15
Почтенные
Offline
К теме попалась интересная статья про светлый асфальт, покраску пустынь известью и др. увеличение альбедо Земли.
Вода, оказывается, чернее чернозема. Альбедо воды - 6, а чернозема 10.
 
Строничка » Песочница » Самоделки неаквариумные » Почему батареи белые, или вот вам шагрень.
Страница 1 из 212»
Поиск: