Повторное использование данных, полученных в расчетах
39. При расчетах стационарных температурных полей в стыках и местах теплопроводных включений ограждающих конструкций зданий весьма часто встречается случай, когда исследуемая область подвергается воздействию всего лишь двух граничных температур tн и tв. Так как при составлении программы принято, что параметры задачи , н и в) не зависят от искомых температур, то температурное поле, или температуры в некоторых точках, полученные расчетом tс.н и tс.в, условно называемое «старой» наружной и «старой» внутренней температурами, можно пересчитать по приведенным ниже формулам в поле, вызванное другой, «новой», парой граничных температур tн.н и tн.в. Такой переход допустим при изменении в задаче лишь значений определяющих температур tн и tв и при неизменных всех без исключения остальных параметров задачи (геометрии, значений i и i).
Такой пересчет производится в двух случаях:
а) когда необходимо определить «новое» значение температуры tн.и в какой-либо точке и исследуемой области внутри или на границе ее при новых значениях температур наружного и внутреннего воздуха tн.н и tн.в; тогда величина tн.и определяется по формуле
(1)
б) когда требуется определить «новое» значение температуры наружного воздуха tн.н, при которой температура в точке u исследуемой областиtн.и достигает заданного значения. Температура в этой точке при «старых» значениях температур наружного и внутреннего воздуха известна (tс.и). Искомая величина tн.н определяется по формуле
(2)
40. Тепловой поток qс, определенный расчетом при значениях температур tс.в и tc.н, пересчитывается в тепловой поток qн соответствующий значениям tп.в и tн.н, по формуле
(1)
Примеры:
1. В точке «u» исследуемой области, рассмотренной в примере 1 (см. рис. 13), получено значение температуры tс.м = 6,32 °С при температурах наружного и внутреннего воздуха tс.н = -38 С и tc.в = 18 С.
Определить температуру в этой же точке (u) при «новом» значении температуры внутреннего воздуха tн.в = 22 °С. Расчет производится по формуле (1)
2. Оставив без изменения данные tс.в, tс.н и tс.в, изменим постановку задачи предыдущего примера: определить при какой температуре наружного воздуха tн.н и неизменной величине температуры внутреннего воздуха (tн.в = tс.в = 18 С) температура в точке «u» исследуемой области составит tн.н= 8,8 °С.
Расчет производим по формуле (2)
Примеры расчетов
Пример 1. Требуется определить сопротивление теплопередаче неоднородной ограждающей конструкции, изображенной на рис. 12.
Рис 12 Чертеж исследуемой области, охватывающей полностью анализируемый фрагмент неоднородной ограждающей конструкции
Конструкция, состоящая из алюминиевых облицовочных листов толщиной в 1 мм, между которыми помещен утеплитель из пенополиуретана, включает вертикальный стык. Этот стык уплотнен прокладкой из пенополиуретана, пропитанного битумной мастикой. Предполагается, что панель в области стыка простирается на значительное расстояние, перпендикулярно к плоскости чертежа (в направлении оси OZ), и температурные условия на границах неизменны в этом направлении. Распределение температуры в этом случае во всех плоскостях, параллельных плоскости поперечного сечения конструкции, одинаково, т.е. можно предположить, что в плоскости рассматриваемого поперечного сечения будет плоское двухмерное температурное поле.
Стыки находятся на расстоянии 800 мм друг от друга, поэтому при постановке задачи, кроме оси симметрии стыка, можно учесть, оси симметрии межстыкового пространства. Приведенный на рис. 12 схематический чертеж анализируемого фрагмента конструкции одновременно является и чертежом исследуемой области. Эта область имеет форму прямоугольника, две стороны его являются естественными границами ограждающей конструкции, а остальные две (а-а и б-б) - осями симметрии, расположенными на расстоянии 400 мм друг от друга. На этих границах приняты условия полной теплоизоляции, т.е. принято, что тепловые потоки в направлении оси ОХ равны нулю.
На внутренней стороне ограждения задана неизменная температура воздуха tв = 18 °С и коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности в = 8,7 Вт/(м2°С); значения величии на наружной стороне соответственно tн = -38 °С и н = 23 Вт/(м2°С).
В табл. 1 приведены значения теплопроводности (Вт/(м2°С) материалов х = y, заполняющих исследуемую область.
Таблица 1