Разработка метода расчета теплообмена и определения теплофизических свойств ограждений зданий по тепловым измерениям на поверхностях

• Автор: Ковылин, Андрей Васильевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ ТЕПЛООБМЕНА И

РАСЧЕТА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Обзор методов теплообмена и тепловых режимов

в ограждениях зданий

1.2. Обзор методов расчета теплофизических свойств материалов

1.2.1. Метод регулярного теплового режима.

1.2.2. Метод квазистационарного теплового режима

1.2.3. Метод монотонного теплового режима.

1.2.4. Методы теплового импульса или мгновенного источника
1.2.5. Методы техмпературных волн.
1.2.6. Комплексные методы.
1.2.7. Анализ методов теплообмена и расчета ТФС материалов
1.3. Выводы по главе 1. Цель и задачи исследования.
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА ТЕПЛООБМЕНА
В ОГРАЖДЕНИЯХ ЗДАНИЙ ПО ТЕПЛОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ НА ПОВЕРХНОСТЯХ.
2.1. Закономерности распространения теплоты
в полуограниченном пространстве.
2.2. Температурные волны в ограждениях зданий
2.3. Плотность теплового потока на поверхности ограждения здания
2.4. Аккумуляция тепловой энергии в ограждении зданий
2.5. Тепловые потоки на наружных поверхностях ограждений зданий.
2.6. Выводы по главе 2.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОГРАЖДЕНИЙ ЗДАНИЙ ПО ТЕПЛОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ НА ПОВЕРХНОСТЯХ
3.1. Теоретические основы экспериментального определения теплофизических свойств ограждений зданий и материалов
3.2. Методика экспериментального определения теплофизических свойств ограждений зданий.
3.3. Экспериментальное определение теплофизических свойств ограждений зданий методом неразрушающего контроля.
3.3.1. Определение теплофизических свойств ограждения панельного дома методом неразрушающего контроля.
3.3.2. Определение теплофизических свойств ограждения здания из красного кирпича методом
неразрушающего контроля.
3.3.3. Определение теплофизических свойств ограждения здания из силикатного кирпича методом неразрушающего контроля.
3.3.4. Определение теплофизических свойств одинарного оконного стекла ограждения здания методом неразрушающего контроля
3.3.5. Определение теплофизических свойств многослойного остекления ограждения здания методом
неразрушающего контроля.
3.4. Экспериментальное определение теплофизических свойств ограждения здания из силикатного кирпича
в зимний, переходный и летний периоды.
3.5. Выводы по главе
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕПЛОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ
4.1. Экспериментальная установка и методика определения теплофизических свойств материалов методом неразрушающего контроля
4.2. Экспериментальное определение коэффициентов теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости, термического сопротивления, тепловой инерции, теплоусвоения облицовочной плитки, фторопласта, оргстекла, текстолита, теплоизоляции, оконного стекла.
4.3. Выводы по главе 4.
ГЛАВА 5. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И
ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ ПО ТЕПЛОВЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ
5.1. Классификация погрешностей средств измерений
5.2. Планирование эксперимента по определению ТФС ограждений зданий
5.3. Погрешность и надежность измерений
5.4. Выводы по главе 5.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ
I расчет теплофизических свойств ограждений зданий
при различных термических условиях
И справки отзывы о внедрении на предприятиях
и в учебном процессе
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ


Малоэтажное строительство в рамках национального проекта доступное и комфортное жилье гражданам России, ВолгГАСУ, Волгоград, г. III международной научнопрактической конференции Энергосберегающие технологии. Всероссийской научнотехнической конференции Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика, СГАСУ, Самара, г. Повышение безопасности энергетических комплексов, эффективности охраны труда и экологичности технических процессов, Астрахань, АГТУ, г. По результатам выполненных исследований опубликованы работ, в том числе патент на изобретение РФ решение РОСПАТВНТа о выдаче патента на изобретение РФ г. МГИС О . РОСПАТЕНТа . ВАК, а также в материалах международных и всероссийских конференций. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объм 4 страницы, в том числе рисунка на страницах, таблиц на страницах, список литературы из 2 наименований на страницах, 2 приложения на страницах. Т текущая температура по шкале Кельвина, К, и Цельсия, С. ДО т Гц температура в центре тела. ТЯ т Тп температура на поверхности тела. Т0 начальная температура тела. Тс температура окружающей среды. Г Т0 избыточная температура. ТТобезразмерная относительная температура. Втм . ДжкгК. ДжмК. Xкоэффициент теплопроводности, ВтмК. ВтмК. В коэффициент теплоусвоения, Втм2К. А.ср тепловая инерция, Дж2см4К2. Я термическое сопротивление ограждения, м2КВт. ГЛАВА 1 ОБЗОР МЕТОДОВ ТЕПЛООБМЕНА И РАСЧЕТА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ. При нагреве или охлаждении ограждения здания тела наблюдается несколько характерных тепловых режимов, протекающих последовательно начальный и упорядоченный если граничные условия симметричные начальный, упорядоченный и стационарный если граничные условия несимметричные. Начальный тепловой период определяется исходным состоянием системы ограждения здания и описывается сложными математическими соотношениями. Упорядоченный режим наступает по истечении некоторого отрезка времени от начала процесса, когда внешнее тепловое воздействие затронет в какойто мере центральные участки объема ограждения. Обычно эта стадия, в отличие от начального теплового периода, описывается более простыми аналитическими выражениями. Упорядоченный тепловой режим асимптотически подходит к равновесному термодинамическому состоянию при симметричном распространении теплоты или вписывается в стационарную стадию при несимметричных краевых условиях. Существует множество способов и методов раздельного и комплексного определения теплофизических свойств материала ограждения здания, использующих весь диапазон нагрева от начального до стационарного. Все эти тепловые режимы широко применяют в инженерной практике, научных исследованиях и определения ТФС различных материалов. Условия однозначности включают в себя геометрические, физические, временные и граничные условия. Геометрические условия характеризуют геометрические и линейные размеры системы, в которой протекает процесс. Физические условия характеризуют физические характеристики среды и тела. Временные или начальные условия характеризуют особенности протекания процесса во времени или распределение температуры внутри тела в начальный момент времени. Граничные условия характеризуют процессы теплообмена между поверхностью тела и окружающей средой. Для экспериментального определения ТФС материалов коэффициентов температуропроводности, теплопроводности, теплоемкости применяют стационарные, нестационарные и комплексные методы. Стационарные методы основаны на законе теплопроводности Фурье для стационарного теплового потока , , , , , , 6, 1. При реализации стационарных методов исследуемому материалу образцу придается форма пластины, цилиндрической полой трубы, сферической оболочки, внутри которых создается соответствующее одномерное температурное поле. Экспериментальное определение ТФС материалов сопровождается рядом побочных явлений утечки теплоты через торцы, конвекция, излучение, скачек температуры на границе твердого тела и газа жидкости.