Основы гидравлического расчета свободноконвективных течений в ограждающих строительных конструкциях

• Автор: Петроченко, Марина Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.23.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление
Оглавление
Введение
1. Обзор исследований свободноконвективных течений воздуха в вертикальных каналах
1.1 Основные виды ограждающих конструкций зданий и сооружений с вентилируемыми воздушными прослойками
1.1.1 Навесные фасадные системы с воздушным зазором
1.1.2 Кирпичные стены с вентилируемыми воздушными прослойками
1.1.3 Экранная тепло-влагозащита оболочки градирни
1.2 Известные теоретические методики расчета скорости и температуры воздуха в вертикальных каналах с вентилируемой воздушной прослойкой
1.2.1 Расчетные зависимости для определения средней скорости воздуха в каналах с вентилируемой воздушной прослойкой
1.2.2 Расчетные зависимости для определения средней температуры воздуха в
каналах с вентилируемой воздушной прослойкой
1.3 Экспериментальные исследования скорости и температуры воздуха свободноконвективных течений в вентилируемых вертикальных плоских каналах
1.3.1 Исследования ламинарных свободноконвективных течений
1.3.2 Исследования турбулентных свободноконвективных течений
1.4 Основные выводы. Цель и задачи работы
2. Теоретические исследования
2.1 Достаточные условия существования свободноконвективного течения в вертикальном плоском канале
2.1.1 Расчетная модель канала
2.1.2 Условия существования свободноконвективного течения в вертикальных
плоских каналах
2.1.3 Оценка средней скорости свободноконвективного течения
2.1.4 Определение показателя политропы
2.2 Расщепление как метод решения нелинейных уравнений переноса
2.3 Необходимые условия существования свободноконвективного течения в вертикальном вентилируемом плоском канале с числом Прандтля о
2.3.1 Постановка предельной задачи
2.3.2 Частные предельные задачи для различных вариантов граничных условий
2.4 Выводы по главе
3. Экспериментальные исследования
3.1 Экспериментальное определение осредненных скоростей и температур в вертикальном вентилируемом плоском канале с односторонним обогревом стенки
3.1.1 Описание экспериментальной установки
3.1.2 Измерения скорости и температуры. Калибровка термоанемометра
3.1.3 Результаты экспериментального исследования осредненных скоростей и температур
3.1.4 Результаты экспериментального исследования пульсаций осредненных
скоростей и температур
3.1.5 Интегральные характеристики свободноконвективного течения
3.2 Численный эксперимент
3.2.1 Стандартная к-е модель
3.2.2 Результаты численного моделирования в РШТІІАМ-СРП Апзуя
3.3 Выводы по главе
4. Рекомендации по расчету характеристик вертикального вентилируемого канала ограждающих строительных конструкций

4.1 Определение ширины вертикального вентилируемого канала ограждающей строительной конструкции (прямая задача)
4.2 Определение теплового потока, приходящегося на ограждающую конструкцию
(обратная задача)
Заключение. Основные результаты и выводы
Литература
Приложение!

Введение
В ходе эксплуатации зданий и сооружений в ограждающих конструкциях возможна конденсация и накопление влаги, вследствие чего снижаются долговечность и теплозащитные свойства материалов конструкции. Распространено конструктивное решение по выведению влаги восходящим потоком воздуха, движущимся в плоских каналах ограждающих конструкций. Примером может таких конструкций являются навесные фасадные системы с вентилируемым воздушным зазором, кирпичные стены с вентилируемыми воздушными прослойками, экранная тепло-влагозащита железобетонных башенных градирен и др. Опыт показывает, что, вследствие применения воздушных прослоек в ограждающих конструкциях зданий и сооружений, значительно повышаются эксплуатационных свойства и долговечность материалов самой конструкции.
Течение воздуха в вертикальных плоских каналах ограждающих строительных конструкций можно охарактеризовать как свободноконвективное (термогравитационное). Воздух, поступая извне в вентилируемый зазор, движется за счет естественной тяги, возникающей вследствие разницы температур наружного воздуха стенок вентилируемого канала. Если температура поверхности выше температуры окружающей среды, то поток воздуха, омывающего поверхность, нагревается, и, становясь более легким, начинает всплывать. В этом случае менее плотные соседние слои воздуха замещают поднявшийся слой. Этот принцип замещения слоев воздуха используется при проектировании воздушных прослоек. При охлаждении нагретого тела окружающим воздухом такое течение наблюдается в области, окружающей тело.
Свободноконвективное течение в виде восходящего потока воздуха, может быть ламинарным или турбулентным. При этом числа Релея, определяющие переход от ламинарного режима к турбулентному режиму свободноконвективного течения, различны для вертикальной пластины и
V (ПУв)

Рис.24 Профиль вертикальной компоненты скорости в середине канала: (а) при
Ка=1х108; (Ь) при Ка=2х108 [53]

Рис.25 Пульсации горизонтальной компоненты скорости в центе канала при: (а) при
АП=12.5; (Ь) при АЫ=6.25 [53]