Теплопередача в нестационарных условиях
Изложенные ранее расчеты основаны на постоянстве температур с наружной и внутренней сторон ограждения, вследствие чего через него проходит установившийся тепловой поток. В реальных условиях это наблюдается редко. Постоянно происходят колебания температуры наружного воздуха, изменяется температура в помещении (особенно в зданиях с периодически действующим отоплением), в летнее время наружная поверхность нагревается еще и за счет солнечной радиации. Все это вносит погрешности в теплофизические расчеты по установившимся условиям. Поэтому в некоторых случаях необходимо выполнять расчеты при нестационарных условиях теплопередачи.
Теплоусвоение и тепловая инерция ограждения Закономерность изменений тепловых потоков и соответственно температуры поверхности ограждающей конструкции может быть принята в виде гармонических колебаний. Период колебаний теплового потока соответствует периоду отдачи тепла системой отопления или периоду нагрева ограждений солнечными лучами.Значения максимального увеличения или уменьшения теплового потока Qz или температуры поверхности ограждения т по отношению к их средним значениям являются амплитудами колебаний теплового потока Aq и температуры поверхности ограждения Ах . Отношение амплитуды колебания теплового потока Aq к амплитуде колебания температуры поверхности ограждения Ах называется коэффициентом теплоусвоения поверхности ограждения (внутренней или наружной) у, Вт/(м2-°С): Коэффициент теплоусвоения поверхности ограждения зависит от периода колебания теплового потока Z, теплотехнических свойств ограждения и является важной характеристикой ограждения в оношении воздействия на него периодических колебаний теплового потока и температуры. Этот коэффициент представляет собой максимальное изменение амплитуды колебания теплового потока, воспринимаемое поверхностью ограждения, при амплитуде колебания ее температуры, равной 1 °С. В однородном ограждении большой толщины теплоусвоение его поверхностей при заданном периоде колебаний температуры будет зависеть только от свойства этого материала ограждения, называемого коэффициентом теплоусвоения материала s, Вт/(м2-°С), s = л/2лХср/г. (3.37) В частном случае при периоде колебаний температуры 24 ч, например при солнечном облучении конструкции, s24 = 0,51 л/я,ср. (3.38) Из формулы (3.37) видно, что коэффициент теплоусвоения материала увеличивается с уменьшением периода Z, при Z=0 s=oo. Тогда по формуле (3.36) Ат = 0, т. е. будет иметь место стационарный тепловой поток. Наибольшее теплоусвоение имеют тяжелые теплопроводные материалы (сталь S24= 126,7; гранит S24=24,9 Вт/ (м2 • °С), а наименьшее - легкие малотеплопроводные (минеральная вата S94-0,64; пенопласты S24=0,26 Вт/(м2-°С). Колебания температуры на поверхности ограждения, в свою очередь, вызывают колебания температуры в толще его. По мере удаления от поверхности ограждения амплитуда колебания температуры будет затухать в толще (рис. 3.16). Кроме уменьшения амплитуд колебания температуры по мере удаления от поверхности ограждения происходит еще запаздывание этих колебаний во времени. В результате в толще ограждения образуется температурная волна, затухающая по мере проникновения ее в толщу ограждения. Расстояние между двумя максимумами или минимумами волны I называется длиной волны. Для характеристики числа волн, располагающихся в толще данного ограждения, служит безразмерный показатель тепловой инерции D. Показатель тепловой инерции может быть назван условной толщиной ограждения и является мерой интенсивности затухания колебаний температуры внутри ограждающей конструкции. Показатель тепловой инерции характеризует число температурных волн, располагающихся в толще ограждения. В ограждении при D=8,5 располагается примерно одна температурная волна. Для однородного ограждения D=Rs. (3.39) Для многослойного ограждения показатель тепловой инерции приближенно определяется1 как сумма показателей тепловой инерции отдельных слоев: 2/,-s,. (3.40) D = 2D, Теплоустойчивость ограждающих конструкций Теплозащитные качества ограждающих конструкций, эксплуатируемые в жарких районах (со среднемесячной температурой) оцениваются по теплоустойчивости. Это свойство конструкции сохранять при колебаниях теплового потока относительное постоянство температуры на обращенной в помещение поверхности. Это одно из условий комфортности пребывания человека в помещении. Количественная оценка теплоустойчивости проводится по затуханию в конструкции температурных колебаний. Величина затухания вычисляется как отношение амплитуды колебаний температуры на поверхности, непосредственно воспринимающей температурное воздействие к амплитуде на противоположной поверхности.
Теплоусвоение полов Поверхность пола жилых и общественных зданий, вспомогательных зданий и помещений промышленных предприятий и отапливаемых помещений производственных зданий (на участках с постоянными рабочими местами) должна иметь показатель теплоусвоения гамма_n, Вт/(м2 х °С), не более нормативной величины, установленной табл. 11*. Таблица 11*
Примечания. 1. Не нормируется показатель теплоусвоения поверхности пола: а) имеющего температуру поверхности выше 23 °С; б) в отапливаемых помещениях производственных зданий, где выполняются тяжелые физические работы (категория III); в) производственных зданий при условии укладки на участки постоянных рабочих мест деревянных щитов или теплоизолирующих ковриков; г) помещений общественных зданий, эксплуатация которых не связана с постоянным пребыванием в них людей (залов музеев и выставок, фойе театров, кинотеатров и т.п.). 2. Теплотехнический расчет полов животноводческих, птицеводческих и звероводческих зданий следует выполнять с учетом требований СНиП 2.10.03-84. 4.2*. Показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n, Вт/(м2 х °С), следует определять следующим образом: а) если покрытие пола (первый слой конструкции пола) имеет тепловую инерцию D_1= R_1 s_1 >=0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола следует определять по формуле
б) если первые n слоев конструкции пола (n >= 1) имеют суммарную тепловую инерцию D_1+ D_2 + ... + D_n < 0,5, но тепловая инерция (п + 1)-го слоев D_1 + D_2 + ... + D_n+1 >= 0,5, то показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n следует определять последовательно расчетом показателей теплоусвоения поверхностей слоев конструкции, начиная с n-го до 1-го: для n-го слоя - по формуле
для i-го слоя (i = n - 1; n - 2; ...; 1) - по формуле
Показатель теплоусвоения поверхности пола Y_n принимается равным показателю теплоусвоения поверхности 1-го слоя гамма_1. В формулах (27) - (28а) и неравенствах: D_1, D_2, ..., D_n+1 - тепловая инерция соответственно 1-го, 2-го, ..., (n + 1)-го слоев конструкции пола, определяемая по формуле (2); R_i, R_n - термические сопротивления, м2·°С/Вт, i-го и n-го слоев конструкции пола, определяемые по формуле (3): s_1, s_2, s_n, s_n+1 - расчетные коэффициенты теплоусвоения материала 1-го, i-го, n-го, (n + 1)-го слоев конструкции пола, Вт/(м2 х °С), принимаемые по прил. 3*, при этом для зданий, помещений и отдельных участков, приведенных в поз. 1 и 2 табл. 11*,- во всех случаях при условии эксплуатации А; У_n+1 - показатель теплоусвоения поверхности (i + 1)-го слоя конструкции пола, Вт/(м2·°С).
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1383)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |