Лабораторная работа № 2
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 4М 1-14-4М1-14-4М1), установленном в створку
9
оконного блока. Заполнение камер стеклопакета – воздух. Дистанционные рамки выполнены из алюминия.
Рис. 2. 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 – утеплитель швов
10
Рис. 3. Схема размещения термопар и тепломеров на
испытываемом образце
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
Значения температур и плотностей теплового потока |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Температу |
Температу |
Плотность |
Термическое |
Приведенное со- |
|
№ |
ра внут- |
ра наруж- |
теплового |
сопротивле- |
противление те- |
|
зоны |
ренней |
ной по- |
потока q, |
ние однород- |
плопередаче |
|
поверхно- |
верхности |
ной зоны Rk, |
стеклопакета |
|||
|
2 |
|||||
|
сти τini, ºС |
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.
11
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 (4)–(6).
Термическое сопротивление однородной зоны:
Rk,i = |
τint,i |
− τext,i |
; |
(4) |
||||
|
qi |
|||||||
|
|
|
|
|||||
Rkст = |
ΣFi |
; |
|
(5) |
||||
|
|
|||||||
|
|
Σ |
|
Fi |
|
|
|
|
|
|
Rk,i |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|||
Roст = |
1 |
+ Rkст + |
1 |
. |
(6) |
|
|
||||
|
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].
12