книги из ГПНТБ / Специальные вопросы строительной теплофизики учебное пособие

C\J

<5s-

' SB'O

'

qi'i o

Рис. 7. Схема разбивки сооружения на блоки

20

прямоугольника, квадрата, кольцевого сектора, определение цент­ ров теплоемкости которых затруднений не вызывает.

Иногда блоки (как, например, и в данном случае), располагае­ мые у граничных поверхностей, могут иметь сложные формы; опре­ деление положения центра теплоемкости в таких блоках лишено смысла, поскольку направления тепловых потоков остаются неоп­ ределенными. Такие блоки заменяются эквивалентными по тепло­ емкости простейшими блоками. Для инженерных расчетов это вполне допустимо, учитывая незначительное влияние этих блоков на основные результаты теплообмена ввиду их незначительного числа и положения у внешней границы теплообмена.

Определение термических сопротивлений между центрами теплоемкостей смежных блоков

Термические сопротивления теплопереходу на внутренней и на­ ружной поверхностях обсыпки определяются по формуле

блоков определяются в двух взаимно перпендикулярных направле­ ниях.

21

мула плоской стенки, а для вычисления термического сопротивле­ ния в радиальном направлении — формула

перпендикулярном слоям, подсчитываются как суммы термических сопротивлений отдельных слоев, определяемые по формулам (11.22), (11.24). Для слоистых блоков термическое сопротивление в направлении, параллельном слоям, определяется из условия равен­ ства общей проводимости блока сумме проводимостей слоев:

_1_

R

При этом в целях упрощения величины 8; для радиальных блоков можно принимать равными дуге радиуса, на которой лежит центр теплоемкости блока.

Определение масштабов времени, емкостей, сопротивлений и температур

Масштаб времени тх принимается, исходя из необходимой продолжительности исследования процесса теплообмена, обеспече­ ния достаточной точности решения и технических возможностей имеющегося гидравлического интегратора. В результате многочис­ ленных прикидочных расчетов масштаб времени принят равным

Здесь Cmax— максимальная теплоемкость блока;

“max— максимальная площадь поперечного сечения гид­ равлической емкости в схеме, принятая равной

36 см2.

22

Масштаб сопротивлений принимается в соответствии с зависи­ мостью

Для рассматриваемой задачи

240„ , . градчас- см2

т=--------- 2,Ю ------------------. 109,4 мин-икал

Масштаб температур назначается в зависимости от диапазона измеряемых температур и желаемой точности отсчета.

Для рассматриваемой задачи принят масштаб 1 град/см, что обеспечивает снятие отсчета с точностью до 0,1°.

Составление схемы гидравлической модели и получение экспериментальных данных

Схема гидравлической модели представлена на рис. 8. Эта схе­ ма показывает гидравлическое взаимодействие между отдельными элементами схемы — гидравлическими емкостями, разделенными гидравлическими сопротивлениями, а также стойками граничных условий, где для граничных блоков № 1—10, 41, 72—74 с помощью водослива поддерживается постоянный уровень, соответствующий внутренней температуре /в= + 18°, а для других граничных блоков № 31—34, 45, 52, 58, 63, 67, 70 — переменный уровень, соответст­ вующий графику наружных температур (см. рис. 6).

В процессе работы гидравлического интегратора снимаются по­ казания пьезометров прибора, соответствующие температурам в центре блоков. Снятие показаний производится через каждые 15 суток истинного времени (1,5 минуты времени работы гидравличе­ ского интегратора). Продолжительность работы гидравлического интегратора соответствует периоду теплообмена, когда достигается квазистационарное состояние изучаемого теплового процесса (4,5 года).

Обработка и анализ экспериментальных данных

По значениям температур граничных блоков № 1—10, 41, 72, 73, 74 определяются температуры внутренней поверхности несущей конструкции. Определение производится по формуле

23

теплопотерь, так и для оценки возможности конденсации влаги из внутреннего воздуха.

пог-м-час

Данные расчета теплопотерь сведены в табл. 5. На основании этих данных построены графики изменения теплопотерь сооруже­ ния в целом и отдельных этажей (рис. 9).

На рис. 10 представлены графики изменения температурной разности At—tB—/в.п. в 3 точках внутреннего периметра сооруже­ ния: в замке арки, в середине высоты сооружения и в центре пола.

Анализ графиков изменения теплопотерь сооружения в течение года позволяет сделать следующие выводы.

1. Теплопотери обсыпного сооружения в целом и отдельных'его этажей изменяются в течение года по закону гармонического коле­ бания.

2. Максимумы теплопотерь как сооружения в целом, так и от­ дельных его этажей сдвинуты относительно минимума наружных температур примерно на 2,0 месяца и соответствуют дате 15 марта.

24

т

w,gh

Рис . 8. Схема гидромодели

25