
- •Примеры решения задач
- •1. Плотность (истинная, средняя, относительная), влажность, водопоглощение, пористость, водостойкость, морозостойкость
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Примеры решения задач
- •Получение керамических материалов
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Примеры решения задач
- •5. Бетоны: прочность, составы, скорость твердения. Материалы для бетона
- •Примеры решения задач
- •6. Строительные материалы из древесины
- •7. Мастики, компаунды и краски
- •7. Мастики, компаунды и краски
Решение
1) Определяем среднюю плотность камня Б. Из условия следует, что относительная плотность камня Б dБ = Wo / Wm = 1,8. Тогда
ρоБ = Wo x ρводы / Wm = 1,8 г/см3.
2) Определяем пористость камня Б.
ПБ = [1 – ρоБ / ρ] х 100% = [1 – 1,8 / 2,72] х 100% = 33,8%.
3) Определяем среднюю плотность камня А.
ρоА = ρоБ + 0,2ρоБ = ρоБ х 1,2 = 1,8 х 1,2 = 2,16 г/см3.
4) Определяем пористость камня А.
ПА = [1 – ρоА / ρ] х 100% = [1 – 2,16 / 2,72] х 100% = 20,6%.
5) Отличие пористости камня А от камня Б составляет:
n = ПА / ПБ = 0,61 раза.
2. Теплотехнические свойства материалов
Теплопроводность – свойство материала передавать теплоту от одной поверхности к другой. Теплопроводность материала λ (Вт/ м оС) характеризуется количеством теплоты (Дж), проходящей через материал толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 секунду при разности температур на противоположных поверхностях материала 1 оС. |
λ = Q δ / F (t1 – t2) τ, где Q - количество теплоты, прошедшее через материал; τ – время в секундах; F – площадь в м; t1 и t2 температура соответственно горячей и холодной поверхностей; δ – толщина материала. Количество теплоты проходящей через материал стены: Q = λ F (t1 – t2) τ / δ. Теплопроводность
однородного материала и его относительная
плотность связывается зависимостью
(формула Некрасова): λ = 1,16
|
При теплотехнических расчетах зданий используется производная от λ - термическое сопротивление слоя материала R (м2 оС/ Вт). |
Термическое сопротивление слоя материала: R = δ/ λ Если материал состоит из нескольких различных слоев, то: R = δ1/ λ1 + δ2/ λ2+ …+ δn/ λn При расчете ограждающих конструкций учитывают коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности αв (во всех задачах принимается 8,7) и коэффициент теплоотдачи наружной поверхности αн (во всех задачах принимается 23): R = 1/ αв + δ1/ λ1 + δ2/ λ2+ …+ δn/ λn + 1/ αн |
Теплоемкость – свойство материала аккумулировать теплоту при нагревании. Характеризуется удельной теплоемкостью с (кДж/кг оС ). – количество теплоты поглощаемое материалом при его нагреве на 1 оС. Количество теплоты поглощаемое материалом Q = m c Δt, где m – масса материала, Δt –разница температур. |
|
Условное топливо – условная характеристика, позволяющая оценивать потребность в энергоресурсах, без учета их вида и теплоты сгорания (низшая теплота сгорания условного топлива 29,3 МДж/ кг). |
Примеры решения задач
Пример 2.1. Определить коэффициент теплопроводности материала, если его средняя плотность в сухом состоянии равна 1850 кг/м3.
Решение
Ориентировочно определить по формуле Некрасова:
λ = 1,16 – 0,16.
Находим относительную плотность d: d = ρо/ρводы = 1850/1000 = 1,85.
Тогда
λ = 1,16
–
0,16 = 0,86 Вт/м оС.
Пример 2.2. Какое количество тепла проходит через 100 м2 поверхности стены из вермикулитобетона (λ=0,09 Вт/моС) толщиной 40 см за 1 час, если наружная поверхность стены имеет температуру t1 = – 15 оС, а внутренняя t2 = + 20 оС. Какое количество условного топлива необходимо для компенсации этих теплопотерь.
Решение
Количество теплоты проходящей через материал стены:
Q = λ F (t1 – t2) τ / δ, где τ – время в секундах; F – площадь в м; t1 и t2 температура соответственно горячей и холодной поверхностей; δ – толщина материала ,м.
Q = 0,09 х 100 х (20 – (-15)) 3600 / 0,4 = 2835000 (Дж) или 2,835 МДж
Находим массу условного топлива: mут = Q/ Qут = 2,835/29,3 = 0,097 кг.
Пример 2.3. Какое количество теплоты потребуется на повышении температуры внутренней стены из тяжелого бетона (ρо =2400 кг/м3, с = 0,84 кДж/ кг оС) толщиной 30 см и площадью 40 м2 при повышении температуры в помещении на 10 оС.
Решение
Количество теплоты, необходимое для повышения температуры массивной конструкции зависит от ее массы и коэффициента теплоемкости материала. Поэтому находим массу внутренней стены:
m = V x ρo = F x δ x ρo = 40 x 0,3 x 2400 = 28800 кг.
Q = m x c x Δt = 28800 x 0,84 х 10 = 241920 Дж или 0,242 МДж.