Cómo calcular la capacidad de calor del hormigón

Cosas que necesitarás

• Calculadora o hoja de cálculo de computadora
• Recursos de datos concretos

El papel del concreto se ha expandido más allá de las consideraciones estructurales a su capacidad para almacenar el calor durante los períodos de temperatura máxima y luego liberarlo durante las horas pico. El uso de materiales de construcción de concreto permite que las utilidades de energía se ocupen de las cargas pico durante las condiciones extremas, al mismo tiempo que prevenir los gastos de BrawnOuts y reducir los costos de energía. Según la Asociación Portland Cement, la capacidad de calor (HC) es la cantidad de energía térmica requerida para elevar la temperatura de una masa de 1 grado Fahrenheit. Cálculo de la capacidad de calor es sencilla una vez que se determina la masa.

Paso 1

Calcular la masa del concreto en cuestión. Debido a que las paredes de hormigón se definen en pies cuadrados de área y espesor, miden el número de pies cuadrados y multiplicarlo por el grosor de la pared. Por ejemplo, una pared de 1 pie de espesor que mide 10 pies de altura a 10 pies de ancho contendrá 100 pies cúbicos de hormigón. La densidad del concreto promedio es de 133 libras. por pie cúbico, por lo que la masa de la pared es de 13,300 libras.

Paso 2

Multiplica la masa por la capacidad de calor específica del hormigón, 0.2 btu / lb / grado f. Esto produce 0.2 veces 13,300 es igual a 2,660 btus para elevar la temperatura de toda la pared a solo 1 grado Fahrenheit.

Paso 3

Ajuste el cálculo de la base para las dimensiones específicas de su aplicación. Para una pared de 40 pies de largo, el total de BTU por grado F sería 4 veces 2,660 o 10,640 BTU / por grado F CAMBIO. Si la pared de 40 pies está a 2 pies de espesor, su masa sería de 106,400 libras., y la capacidad de calor sería 21,280 BTU / Grado F CAMBIO.

Paso 4

Calcule el cambio de capacidad de calor con un cambio de temperatura específico. Si la pared de 40 pies de largo, 2 pies de espesor se calentó uniformemente en 35 grados F, la capacidad de calor cambiaría en 35 grados F veces 21,280 BTU / grado F o 744,800 BTU. Calentar ese muro por 35 grados al quemar el combustible de combustible requeriría aproximadamente 5.4 galones, asumiendo la eficiencia del 100 por ciento.

Paso 5

Ajuste el cálculo basado en el tipo de hormigón. El concreto con un alto porcentaje de agregado tiene una capacidad de calor específica del 10 por ciento más baja en aproximadamente 0.18 btu / lb / grado f. La pared de 40 pies contendría aproximadamente 744,800 veces 0.9 o 670,320 BTU Más por un aumento F de 35 grados de temperatura. De manera similar, concreto con solo arena, pero ninguna piedra, tendría aproximadamente un 15 por ciento más de BTU en 0.23 BTU / lb / grado F o 744,800 veces 1.15 o 856,520 BTUS Más por un aumento de 35 grados.

Paso 6

Paso 6 Analice toda su estructura de concreto sobre la base de pies cuadrados y grosor para conocer el cambio de capacidad neta de calor para un cambio uniforme en la temperatura.

Propina

Configure hojas de cálculo para ejecutar cálculos con una gama de variables al construir nuevas estructuras de hormigón.

Advertencia

Las consideraciones estructurales deben considerarse cuidadosamente al localizar masas térmicas de hormigón por encima del suelo o por encima de la cabeza.

• Portland Cement Association / Pensador de hormigón: Masa térmica / Capacidad de calor de hormigón
• Caja de herramientas de ingeniería: calor específico (capacidad) de sólidos
• El schundler co.: Cambiando las cargas de energía pico con la construcción de mampostería de concreto
• Ed Boyden, PhD / MIT: Factores de conversión, propiedades de materiales y constantes físicas
• VILLANOVA University / Nick Pine: dos vistas en el diseño de la tubera solar

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