РАСЧЕТ НА ЦИФРОВЫХ ЭВМ ВЛИЯНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНЫХ ВКЛЮЧЕНИИ
|
|
Приведенный выше приближенный расчет влияния теплопроводных металлических включений иа тепловые потери через ограждение в окружающую среду не может быть применен для учета влияния бетонных теплопроводных включений. В ряде случаев расчет по приверне. 9-21. Расчетная схема для решения задачи теплопроводности составного ограждения со сквозными и несквозными включениями прямоугольной формы.
Дениым приближенным формулам не обеспечивает требуемой точности. Для более точной оценки теплопроводности составного ограждения требуется проведение более сложных аналитических расчетов с применением электронно-вычислительных машин [9-8, 9-9]. Ниже рассматривается аналитическое решение стационарной задачи для составного ограждения со сквозными и несквозиыми теплопроводными включениями прямоугольной формы [9-10]. Расчетная схема задачи показана иа рис. 9-21.
Задача теплопроводности составного ограждения решена методом Фурье. Расчетная схема представляет модель двухслойной ограждающей стенки с теплопроводными включениями, расположенными по направлению теплового потока до плоскости стыка двух слоев. Такая схема позволяет производить оценку растечки теплоты по штукатурке или обшивке вблизи теплопроводного включения. В предельном случае при h=H и К2—Х3 задача сводится к отысканию температурного поля в однослойной однородной пластине со сквозным теплопро-
йодным включением. Расчетный элемент конструкции (O^rx^s; О^у^Н), разбивается иа три прямоугольные области: (О^хз^б; 0sgJ/sS/i), 0sgj/<ft), (O^jt^.v; h^Zy^II) Решение позволяет получить температурное поле в любой интересующей нас области об- муровочнон конструкции и может быть использовано для расчета температурных напряжении в ограждении.
Для расчета теплозащитных свойств конструкции рассмотрим поле температур по наружной поверхности составного ограждения. Поле температур в расчетной области ///, выраженное в безразмерных перепадах температур, имеет вид[5]:
V a J has
Т
+ ^ ьп [с„ exp + ехр ^------ "j - 1/j] cos-^- X,
(9-35)
Где
0з = <3~'° . (9-36)
'вн — 'в
Выражение (9-35) позволяет определить максимальную температуру Омане при у=Н, х — 0 и средиеинте - гральную температуру наружной поверхности обмуровки еСр на участке O^x^s прн у—Н.
Полученное аналитическое выражение из-за его сложности ие может быть использовано для инженерных расчетов. Для решения задачи теплопроводности составной обмуровочной конструкции составлена программа на цифровой ЭВМ «Минск-22». По результатам машинных расчетов построены графические зависимости, которые могут быть использованы прн оценке тепловой работы конструкции обмуровки с теплопроводными включениями. Графики для определения Омане и Оср да - иы на рис. 9-22', 9-23 для случая т. е. прн отсут
Ствии наружного покрытия. При наличии наружной металлической обшивки (когда Я2=/=Я3) безразмерные перепады температур Ом.-,ис и бег определяются из рис. 9-24.
|
Рис. 9-22. Значения 8ыакс и 6ср для сосгавного ограждения. А—сквозные и несквозные металлические включения 380-^400) : 1 — hjH■- ],0; 2 — hjH—0,9; 3 — ft/#— —0,75; 4—hjH—0.5; б—сквозное [ft///—1.01 неметаллическое включение |
|
|
|
Со со |
Рнс. 9-23. Значення 8Иакс и 6Ср для составного неметаллического (&.i/A,2=8-?-10) включения. а — hJH-0.9: б — ЫН-0.75.
|
Рис. 9-24. Значення 6МВКС н 6ср для составного ограждения с наружной металлической обшнвкой- А — металлические (АіАз—380-£-400) сквозные включения (Л/Я—1.0); б—неметаллические (?ч/Л.2=8-5-10J сквозные включения (ft/й-І. О). |
Максимальная температура наружной поверхности составной обмуровки <„вкс, а также наружная средиеии - тегральиая температура <ор определяются по Омвкс и бец с использованием выражения (9-36):
'макс — ®макс Свн 'в) ^в! (9-37)
'<* = вер ('« — '.» + *.. (9-38)
Если учитывать, что в обмуровочных конструкциях шаг включений, как правило, велик и практически не влияет на Омане, графики построены при постоянном значении s=0,5 м. При s больше или меньше 0,5 в расчет l'cр вводится поправка:
I' — ± ^Нар & /п qg
Ср 0,5 ± As ' '
Где t0р — значение среднеинтегральной температуры наружной Поверхности обмуровки при S = 0,5 м; <нар — температура наружной поверхности однородной стенки без учета включений; As — поправка на s. Аналогично вводится поправка на ширину бетонных включений в тех случаях, когда 6 конструкции превышает 0,03 м.
Номограммы для безразмерных перепадов температур Омане и Оср построены в зависимости от числа Био ДЛЯ ПЛОСКОЙ стенки (ВІ2). В общем случае для многослойной стенки выражение для числа Био имеет вид:
П
«.--Sf. (9-40)
І і
Где п — коэффициент теплоотдачи от стеики к воздуху, ккал/(ч-м2-сС); huh2,...,h„ — толщины отдельных слоев обмуровки, м; Ai, /-2, /-и — теплопроводность соответствующего слоя, ккал/(м-ч-°С).
