Теплопередача в нестаціонарних умовах

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Викладені раніше розрахунки засновані на сталості температур з зовнішньої і внутрішньої сторін огорожі, внаслідок чого через нього проходить сталий тепловий потік. В реальних умовах це спостерігається рідко. Постійно відбуваються коливання температури зовнішнього повітря, змінюється температура в приміщенні (особливо в будівлях з періодично чинним опаленням), в літній час зовнішня поверхня нагрівається ще й за рахунок сонячної радіації. Все це вносить похибки в теплофізичні розрахунки за усталеними умовами. Тому в деяких випадках необхідно виконувати розрахунки при нестаціонарних умовах теплопередачі.

Теплоусвоение і теплова інерція огородження

Законо-мірність змін теплових потоків і відповідно температури поверх-ності огороджувальної конструкції мо-же бути прийнята у вигляді гармонічес-ких коливань. Період ко-лебанія теплового потоку відповідними-ет періоду віддачі тепла системою ото-ходження або періоду нагріву огороджені-ний сонячними лучамі.Значенія максимального збільшен-ня або зменшення теплового потоку Qz або температури поверхні ог-раждения т по відношенню до їх середовищ-них значень є амплітудами коливань теплового потоку Aq і тим-ператури поверхні огородження Ах.

Ставлення амплітуди коливання теплового потоку Aq до амплітуди коливання температури поверхні огородження Ах називається коеффіці-ентом теплоусвоения поверхні огорожі (внутрішньої або зовнішньої) у, Вт / (м 2 - ° С):

Коефіцієнт теплозасвоєння по-поверхні огорожі залежить від пе-ріод коливання теплового потоку Z, теплотехнічних властивостей огорожі і є важливою характеристикою огорожі в оношенія впливу на нього періодичних коливань теплового потоку і температури. Цей коефіцієнт є мак-мально зміна амплітуди коливання теплового потоку, вважати дійсними-моє поверхнею огорожі, при амплітуді коливання її температури, що дорівнює 1 ° С.

В однорідному огорожі великої товщини теплоусвоение його поверхонь-стей при заданому періоді коливань температури буде залежати тільки від якості цього матеріалу огорожі, званого коефіцієнтом тепло-засвоєння матеріалу s, Вт / (м 2 - ° С),

В окремому випадку при періоді ко-лебанія температури 24 год, наприклад при сонячному опроміненні конструкції,

З формули (3.37) видно, що ко-коефіцієнт теплозасвоєння матеріалу збільшується зі зменшенням періоду Z, при Z = 0 s = oo. Тоді за формулою (3.36) Ат = 0, т. Е. Буде мати місце стаціонарний тепловий потік.

Найбільше теплоусвоение мають важкі теплопровідні матеріали (сталь S24 = 126,7; граніт S24 = 24,9 Вт / (м2 • ° С), а найменше - легкі малотеплопроводние (мінеральна ва-та S94 -0,64; пінопласти S24 = 0 , 26 Вт / (м 2 - ° С).

Коливання температури на поверх-ності огорожі, в свою чергу, ви-викликають коливання температури в тол-ще його. У міру віддалення від поверх-ності огорожі амплітуда колеба-ня температури буде затухати в тол-ще (рис. 3.16). Крім зменшення амплітуд коливання температури в міру віддалення від поверхні огороджувальні-дення відбувається ще запізнювання цих коливань у часі.

В результаті в товщі огородження утворюється температурна хвиля, зату-хающіх в міру проникнення її в товщу огорожі. Відстань між двома максимумами або мінімумами хвилі I називається довжиною хвилі. Для характеристики числа хвиль, распола-гающих в товщі даного огороджені-ня, служить безрозмірний показник теплової інерції D.

Показник теплової інерції мо-же бути названий умовної товщиною огорожі і є мірою интен-сивности загасання коливань темпе-ратури усередині захисної конструк-ції. Показник теплової інерції характеризує число температурних хвиль, розташованих в товщі огороджувальні-дення. В огородженні при D = 8,5 рас-покладається приблизно одна температур-ва хвиля.

Для однорідного огорожі

Для багатошарового огородження по-казатель теплової інерції прибл-женно визначається 1 як сума поки-ників теплової інерції окремих шарів:

Теплотривкість огороджувальних конструкцій

Теплозахисні якості огороджувальних конструкцій, що експлуатуються в жарких районах (із середньомісячною температурою) оцінюються по теплостійкості. Це властивість конструкції зберігати при коливаннях теплового потоку відносну сталість температури на зверненої до приміщення поверхні. Це одна з умов комфортності перебування людини в приміщенні.

Кількісна оцінка теплотривкості проводиться по загасання в конструкції температурних коливань. Величина загасання обчислюється як відношення амплітуди коливань температури на поверхні, безпосередньо сприймає температурний вплив до амплітуди на протилежній поверхні.

Поверхня підлоги житлових і громадських будівель, допоміжних будівель і приміщень промислових підприємств і опалювальних приміщень виробничих будівель (на ділянках з постійними робочими місцями) повинна мати показник теплозасвоєння гамма_n, Вт / (м2 х ° С), не більше нормативної величини, встановленої табл. 11 *.

Будинки, приміщення та окремі ділянки

Показник теплозасвоєння поверхні підлоги (нормативна величина). Вт / (м2 х ° С)

1. Будівлі житлові, лікарняних установ (лікарень, клінік, стаціонарів і госпіталів), диспансерів, амбулаторно-поліклінічних установ, пологових будинків, будинків дитини, будинків-інтернатів для громадян похилого віку та інвалідів, загальноосвітніх дитячих шкіл, дитячих садків, ясел, ясел-садків (комбінатів), дитячих будинків та дитячих приймальників-розподільників

Примітки. 1. Не нормується показник теплозасвоєння поверхні підлоги:

а) має температуру поверхні вище 23 ° С;

в) виробничих будівель за умови укладання на ділянки постійних робочих місць дерев'яних щитів або теплоізолюючих килимків;

г) приміщень громадських будівель, експлуатація яких не пов'язана з постійним перебуванням в них людей (залів музеїв і виставок, фойє театрів, кінотеатрів і т.п.).

2. Теплотехнічний розрахунок підлог тваринницьких, птахівницьких та звірівницьких будівель слід виконувати з урахуванням вимог СНиП 2.10.03-84.

4.2 *. Показник теплозасвоєння поверхні підлоги Y_n, Вт / (м2 х ° С), слід визначати в такий спосіб:

а) якщо покриття підлоги (перший шар конструкції підлоги) має теплову інерцію D_1 = R_1 s_1> = 0,5, то показник теплозасвоєння поверхні підлоги слід визначати за формулою

б) якщо перші n шарів конструкції підлоги (n> = 1) мають сумарну теплову інерцію 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 показник теплозасвоєння поверхні підлоги Y_n слід визначати послідовно розрахунком показників теплозасвоєння поверхонь шарів конструкції, починаючи з n-го до 1-го:

для n-го шару - за формулою