1170
.pdfЛабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ СТЕКЛОПАКЕТА
Цель работы: определить сопротивление теплопередаче двухкамерного стеклопакета с получением распределения температур по поверхности.
Приборы и принадлежности
1.Климатическая камера.
2.Плеть хромель-копелевых термопар, вмонтированных в оконный проем.
3.Система сбора данных ИТ-96.
Описание экспериментальной установки
Климатическая камера состоит из передвижного жесткого металлического каркаса прямоугольной формы с теплоизолированными стенками, являющимся холодным отделением. Стенки камеры выполнены из сэндвич-панелей толщиной 200 мм с утепляющим слоем из пенополистирола. Охлаждение внутреннего пространства камеры обеспечивает компрессорно-конденсаторный агрегат, подающий хладагент в воздухоохладитель с тремя вентиляторами. Воздухоохладитель закреплен на верхней горизонтальной поверхности во внутреннем отделении камеры. Управление холодильной машиной осуществляется пультом управления в автоматическом режиме.
Схема испытательного стенда представлена на рис. 3.
Между теплым и холодным отделениями климатической камеры расположена стена из кирпичной кладки толщиной 510 мм с проемом для установки исследуемой конструкции.
Измерение температуры производится хромель-копелевыми термопарами. Для измерения плотности теплового потока – термопреобразователи. Сбор данных осуществляется многоканальным измерителем ИТ-96 с выводом результатов на компьютер и использовании специального программного обеспечения.
Сведения об испытываемом образце
Испытания произведены на двухкамерном стеклопакете толщиной 40 мм (СПД 4М1-14-4М1-14-4М1), установленном в створку окон-
12
ного блока. Заполнение камер стеклопакета – воздух. Дистанционные рамки выполнены из алюминия.
1 |
2 |
Теплое отделение |
1000 |
|
|
8
7
6
9
510
отделение |
5 |
|
Холодное |
||
|
3
1000 220
1200
4
Рис. 3. Схема климатической камеры (горизонтальное сечение): 1 – кирпичная стена; 2 – стенки камеры (сэндвич-панель из пенополистирола); 3 – уплотнитель; 4 – компрессорно-конденсаторный агрегат; 5 – воздухоохладители; 6 – испытываемый образец; 7 – плети термопар и тепломеров; 8 – система сбора данных ИТ-96; 9 – утеп-
литель швов
13
|
75 |
150 |
|
|
|
F1 |
|
|
|
Термопары |
|
|
|
Термически |
|
|
|
|
|
|
Тепломеры |
|
100 |
однородные |
|
|
зоны |
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
50 |
|
500 |
50 |
800 |
F4 |
F5 |
|
F3 |
|
Теплоизоляция |
F2 |
150 |
|
Теплоизоляция |
торцов |
75 |
|
||
стеклопакета |
|
|
|
проема камеры |
|
|
|
|
|
|
800 |
|
|
|
Рис. 4. Схема размещения термопар и тепломеров на |
||||
|
испытываемом образце |
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
Значения температур и плотностей теплового потока |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Темпера- |
Темпера- |
Плотность |
Термическое |
Приведенное со- |
|
№ |
тура внут- |
тура на- |
теплового |
сопротивле- |
противление те- |
|
зоны |
ренней |
ружной |
потока q, |
ние однород- |
плопередаче |
|
поверхно- |
поверхно- |
ной зоны Rk, |
стеклопакета |
|||
|
2 |
|||||
|
сти τini, ºС |
сти τext, ºС |
Вт/м |
м2·ºС/Вт |
Roст, м2·ºС/Вт |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
Порядок выполнения работы
1. Начертить схему испытываемого образца стеклопакета с указанием термически однородных зон и мест расположения датчиков термопар и тепломеров.
14
2.Подготовить таблицу для записи результатов испытаний.
3.После установления стационарного режима теплопередачи зафиксировать значения температур и тепловых потоков.
4.Определить термические сопротивления однородных зон Rk,i и приведенное сопротивление теплопередаче изделия в целом Roст по формулам (9)–(11).
Термическое сопротивление однородной зоны:
Rk,i |
τint,i τext,i |
|
; |
|
(9) |
||||||||
|
|
|
qi |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Rkст |
|
ΣFi |
|
; |
|
|
|
(10) |
||||
|
|
Σ |
Fi |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Rk,i |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ст |
1 |
|
|
ст |
|
1 |
|
|
|||||
Ro |
|
|
|
Rk |
|
|
. |
(11) |
|||||
αint |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
αext |
|
где τint,i, τext,i – измеренные температуры на внутренней и наружной поверхности, ºС; qi – плотность теплового потока, Вт/м2; Fi – площадь термически однородной зоны, м2; αint – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, 8 Вт/(м2·ºС); αext – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, 23 Вт/(м2·ºС).
5. Сравнить полученное значение приведенного сопротивления теплопередаче с нормативным значением [7].
15
Лабораторная работа № 4
ОЦЕНКА МАССОВОЙ ВЛАЖНОСТИ МАТЕРИАЛОВ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ
Цель работы: определить массовое отношение влаги в пробах ограждающей конструкции с оценкой его соответствия нормативным значениям.
Приборы и принадлежности
1.Алюминиевые или стеклянные бюксы.
2.Сушильный шкаф.
3.Электронные весы с точностью 0,001 г.
Методика оценки влажности проб
Отбор проб материалов, входящих в состав ограждающей конструкции, производится послойно. Исследуемый материал помещается в герметичные бюксы с последующей их маркировкой и упаковкой.
Оценка влажности материалов производится путём лабораторных испытаний отобранных проб и сравнения полученных значений массового отношения влаги в пробах (ω) с расчётными (ωр) и допустимыми (ωд) значениями, согласно [1; 2].
Лабораторные испытания заключаются во взвешивании бюкс с отобранными влажными пробами до и после просушивания их в сушильном шкафу до постоянной массы. Взвешивание производится на аналитических электронных весах с точностью до 0,001 г.
Порядок выполнения работы
1.Вычертить схему исследуемой конструкции с указанием мест отбора проб (пример – см. рис. 5).
2.Взвесить бюксы с влажными пробами. Значения массы записать в табл. 3.
3.Поместить бюксы с пробами в сушильный шкаф и высушить их до постоянной массы (сушка производится с открытыми крышками).
4.Взвесить бюксы с высушенными пробами.
5.Взвесить пустые бюксы.
16
№1 |
№2 |
№3 |
№1……………….№7 |
Рис. 5. Примеры схем расположения мест отбора проб
Таблица 3
Результаты лабораторных испытаний проб на содержание влаги
|
|
|
|
Масса |
Масса су- |
Массовое |
|
№ |
|
|
|
влаги в |
хой про- |
отноше- |
|
Мв, г |
Мс, г |
mб, г |
пробе |
бы |
ние влаги |
||
бюксы |
(ω= |
||||||
|
|
|
(mв=Мв– |
(mс=Мс– |
|||
|
|
|
|
mв/mс)· |
|||
|
|
|
|
Мс), г |
mб), г |
·100, % |
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среднее значение ωф = |
|
6. Вычислить значения массового отношения влаги в каждой пробе ωф.
ф = [(Мв – Мс) / (Мс – mб)] 100% , |
(12) |
где Мв – масса бюксы с влажной пробой, г; Мс – масса бюксы с высушенной пробой, г; mб – масса пустой бюксы, г.
7. Построить график распределения влаги в исследуемой конструкции.
17
8.Определить условия эксплуатации ограждающей конструкции («А» или «Б»), согласно [1], в зависимости от влажностного режима помещения [1, табл. 1], в котором используется исследуемый материал и зоны влажности района строительства [1, прил. В].
9.С учетом условий эксплуатации («А» или «Б»), по [2, табл. Д1], определить расчетное значение массового отношения влаги ωр.
Путем прибавления к расчетному значению массового отношения влаги предельно допустимого приращения Δωaν [1, табл. 12] вычислить допустимое значение массового отношения влаги ωд.
ωд = ωр + Δωaν. |
(13) |
10. Выполнить оценку соответствия влажности материалов ограждающей конструкции нормативным требованиям.
18
Лабораторная работа № 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВНУТРЕННИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА ПОМЕЩЕНИЯ
Цель работы: определить температуру и относительную влажность воздуха в помещении. Определить температуру «точки росы».
Приборы и принадлежности
1.Психрометр Ассмана МВ-4М.
2.Секундомер.
3.Рулетка.
Описание психрометра Ассмана
Аспирационный психрометр МВ-4М (психрометр Ассмана) состоит из двух ртутных термометров, резервуар одного из которых обернут тканью, смоченной дисциллированной водой (рис. 6). Психрометр оснащен механическим вентилятором, обеспечивающим обдув обоих термометров со скоростью около 2 м/с. Для исключения влияния на показания термометров лучистого тепла, а также для защиты от механических повреждений, резервуары термометров защищены специальными всасывающими трубками-оправами.
|
4 |
3 |
5 |
2 |
|
1 |
6 |
|
|
|
7 |
Рис. 6. Схема аспирационного психрометра Ассмана:
1 – всасывающие трубки; 2 – корпус;
3 – сухой термометр; 4 – воздухопроводная трубка; 5 – влажный термометр; 6 – увлажненная ткань; 7 – защита всасывающих трубок
19
Определение относительной влажности воздуха психрометром |
|||||
производится путем одновременного снятия показаний с сухого и ув- |
|||||
лажненного термометров с последующим определением влажности с |
|||||
помощью специальной таблицы. |
|
|
|
||
Порядок выполнения работы |
|
|
|
||
1. Вычертить схему помещения с указанием точек замера (рис. 7). |
|||||
|
Фрагмент плана |
|
|
|
|
|
|
А |
|
А – А |
|
|
|
|
|
|
|
1380 |
1380 |
1380 |
1380 |
|
|
|
|
Места замеров |
1000 |
200 |
1500 |
|
|
|
|||
|
|
А |
|
|
|
Рис. 7. Схема помещения с указанием точек замера |
|
|
2. Набрать в пипетку воды (уровень воды доводят не ближе чем на 1 см от края трубки пипетки) и смочить «влажный» термометр психрометра.
3.Через 3–4 минуты после смачивания завести механизм вентилятора и через последующие 3–4 минуты произвести отсчеты по термометрам психрометра с точностью до 0,2 ºС.
4.Занести данные в табл. 4.
5.По разности значений сухого и влажного термометров и температуре сухого термометра определить относительную влажность
20
воздуха φ в каждой точке замера. Таблица по определению φ представлена в прил. 5.
6. По прил. 6 определить температуру «точки росы» – τd, соответствующую средним значениям температуры и относительной влажности воздуха.
Таблица 4
Результаты определения температуры и относительной влажности воздуха помещения
№ |
Положение |
Показания термомет- |
Психро- |
|
|
||
|
ров |
метриче- |
φ, % |
τd, ºС |
|||
психрометра |
|
||||||
|
|
|
|||||
поз. |
h, м |
tсух, ºС |
|
tвл, ºС |
ская разни- |
|
|
|
|
ца, ºС |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
3 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
1,0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1,5 |
|
|
|
|
|
|
21