3 Построение одномерных температурных полей

Стационарные условия теплопередачи характеризуются постоянством во времени величины теплового потока и температуры в ограждении, которые по своей расчетной схеме представляют собой плоскую конструкцию (стенку, плиту), ограниченную с обеих сторон параллельными плоскостями.

При установившихся условиях теплопередачи внутри однородного ограждения (при различных температурах воздуха у его поверхностей) градиент температуры является величиной постоянной. В многослойных ограждающих конструкциях значение температуры может быть вычислено аналитическим путем в любой плоскости, при этом градиент температуры пропорционален термическому сопротивлению слоя.

Эта зависимость положена в основу более простого графического метода определения температуры внутри ограждения (рис. 3.1).

Для построения одномерного температурного поля на крайней слева вертикальной линии в произвольном масштабе строим температурную шкалу (рис. 3.2). По горизонтальной оси, соответствующей нулевой температуре, откладываем последовательно в принятом масштабе все термические сопротивления слоев конструкции, начиная с R_В и заканчивая R_Н, так что сумма всех отрезков дает в том же масштабе величину сопротивления теплопередаче R₀.

Через полученные точки проводим вертикальные линии и на крайних вертикалях откладываем с одной стороны ( у прямой соответствующей R_В) в масштабе отрезок, соответствующий температуре внутреннего воздуха t_В, а с другой – (у отрезка, соответствующего R_Н) в том же масштабе отрезок соответствующий наружной температуре t_Н. Положительные температуры откладываем вверх от горизонтальной оси, а отрицательные – вниз.

Полученные точки t_В и t_Н соединяем прямой линией.

Рисунок 3.1 - Распределение температуры в ограждении в зависимости

от термического сопротивления слоев

Рисунок 3.2 - Одномерное температурное поле наружной стены

18

Рисунок 3.3 - Одномерное температурное поле чердачного перекрытия

Точка пересечения этой прямой с вертикальными линиями на границах слоев ограждения обозначает границы, выражающие значения температур на

границах слоев ограждения. Тепловой поток, проходящий через ограждение, одинаков по величине в любом слое ограждения, следовательно, в построении графика термических сопротивлений показанном на рис. 3.2, уклон температурной линии одинаков, поскольку горизонтальные размеры на нем выражаются в термических сопротивлениях слоев, т. е. они как бы приведены к однородной конструкции.

Рядом с графиком термических сопротивлений строим в масштабе разрез стены. Переносим характерные точки с границ слоев термических сопротивлений параллельно линии нулевой температуры до пересечения с линиями границ слоев конструкции. При переносе температурной линии на чертеж конструкции уклон ее различен, так как горизонтальные размеры слоев конструкции, которые построены в масштабе толщины (метры) не соответствуют горизонтальным размерам сопротивлений. Температурная линия представляет ломаную линию, наклон которой будет в слоях материала различен.

Аналогично производится построение одномерного температурного поля чердачного (надподвального) перекрытия (рис. 3.3).

На температурных полях указывается зона промерзания ограждений, проводя вертикальную линию через точку пересечения кривой распределения температур в конструкциях с координатой, обозначающей температуру 0 ⁰С.

Исходные данные для построения одномерных температурных полей и чердачного (надподвального) перекрытия принимаются из предыдущих соответствующих расчетов.