Моделирование тепловлажностных режимов в ограждающих конструкциях с повышенными теплозащитными свойствами

• Автор: Бутенко, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 05.23.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР РАБОТ. ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА II. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ

ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В ФРАГМЕНТАХ ЕОДНОРОДЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ

КОНСТРУКЦИЙ.

2.1. Описание установки.

2.2. Аппаратура и оборудование

2.3. Определение температур и тепловых потоков.

2.4. Методика расчета теплопереноса через ограждающие конструкции.
2.5. Расчет теплопереноса через ограждающие конструкции.
2.6. Определение влажностного режима
конструкций.
ГЛАВА ИТ. ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ СВЕТОПРОЗРАЧНЫЕ
ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ.
3.1. Оценка температурного режима в области сопряжения оконного блока и ограждающей конструкции.
3.2 Описание установки
3.3. Аппаратура и оборудование.
3.4. Проведение измерений
3.5. Расчетная схема процессов теплообмена в
светопрозрачной конструкции.
3.6. Сравнение экспериментальных и расчетных данных.
ГЛАВА IV. ПЕРЕНОС ТЕПЛОТЫ ЧЕРЕЗ ОГРАЖДАЮЩИЕ КОНСТРУКЦИИ С МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ВКЛЮЧЕНИЯМИ.
4.1. Коэффициент теплотехнической неоднородности.
4.2. Существующие методы исследования неоднородных конструкций с металлическими элементами.
4.3. Исследование процесса теплопереноса внутри конструкции с металлическими ребрами
ЛИТЕРАТУРА


Расчетные зависимости, приведенные в официальных СНиП, получены для стационарного режима работы неоднородных ограждающих многослойных конструкций. Они не содержат методы, при помощи которых необходимо производить расчет температурного поля конструкции. Основным средством изучения динамики распространения тепла в твердых телах служит аналитическая теория теплопроводности. Главная цель таких исследований - нахождение температурного поля вну три объема при известных краевых условиях. Вопросу теории теплопроводности посвящены фундаментальные исследования Г. С. Карслоу и Д. К. Егера [3], A. B. Лыкова [4], A. B. Лыкова и Ю. А. Михайлова [5], отдельные аспекты этой проблемы отражены в работах П. В. Цоя [6], Э. М. Карташова [7], О. М. Алифанова [8], А. Н.И. Никитенко [], Л. А. Коздобы [], B. C. Зарубина-[, ], Ф. М. Камьи [], В. Л. Рвачева и А. П. Слесаренко [, ], Ю. С. Постольника [] и др. Аналитический метод, который позволяет получить, точное или приближенное математическое описание- непрерывного в пространстве и времени явлснияшереноса в виде конечных функциональных зависимостей. Численный метод, с помощью, которого получают решение в виде дискретного ряда точек вдоль траектории решения. Метод экспериментальных моделей. Все методы постоянно развиваются и совершенствуются, поэтому в настоящее время для отыскания оптимального пути решения задачи необходимо обязательное использование несомненных преимуществ, присущих каждому из них; надо сочетать методы для получения эффективных результатов. Само собой разумеется, что наибольшую ценность для инженерной практики представляют, безусловно, аналитические методы решения теплофизических задач. К сожалению, точными аналитическими методами можно решать довольно узкий круг задач теплообмена. Поэтому методы не нашли широкого применения в технических приложениях, хотя их методологическая ценность несомненна. В инженерной практике получили распространение менее строгие приближенные аналитические методы, основанные на упрощенном представлении о процессе и учитывающие его главные особенности. Экспериментальных исследований по наиболее важным направлениям, уменьшив соответственно их объем. В тех случаях, когда при получении аналитического решения наталкиваются на непреодолимые математические трудности (тело неправильной геометрической формы, составное или анизотропное тело со сложными граничными условиями), исключительной становится роль численных методов, в основе которых лежит разностный метод. Разностный метод применим для любых задач с произвольными граничными и начальными условиями и параметрами, зависящими от пространства, времени и температуры. Многие из численных методов реализованы на ЭВМ в виде стандартных подпрограмм решения. Это выдвинуло разностные методы, как и приближенные аналитические методы, в первый ряд современных методов решения линейных и особенно нелинейных задач теплового переноса. Применению численных методов посвящены работы Самарского Л. А. [, , , , ], Тихонова [], Марчука [, ], других авторов [, , ]. К теплоизоляционным материалам, используемыми для улучшения теплозащиты ограждающих конструкций можно отнести: легкие бетоны (керамзитобетон, перлитобетон, шлакобетон, газо- и пенобетон и др. Применение конкретного материала для теплозащиты стен зависит от целого ряда параметров, важнейшими из которых являются: долговечность; необходимая толщина слоя тепловой изоляции; необходимое место для расположения материала в конструкции; допустимый вес конструкции; стоимость материала и монтажных работ; возможность поставок материалов на строительную площадку. Возможность повышения теплозащитных свойств и долговечности наружных ограждений за счет использования штучных материалов подробно рассмотрена в работе [], где показывается возможность создания самонесущих наружных стен из эффективных пористых керамических камней, с неравномерным распределением пор по толщине, за счет достижения коэффициента теплопроводности порядка 0, Вт/(м-°С) при экономически обоснованном сопротивлении теплопередаче.