Формула визначення температури на поверхні. Вимірювання температури поверхні огорожі

Причини зволоження огороджувальних конструкцій.  Коефіцієнт теплопровідності матеріалу істотно зростає з підвищенням вологості, що призводить до зниження теплозахисних властивостей огорожі. Зростання тепловтрат будівлі супроводжується зниженням температури на внутрішній поверхні огородження і внутрішнього повітря, підвищенням вологості повітря і появою вогкості на найбільш охолоджуваних ділянках внутрішньої поверхні огорожі.

Можливими причинами зволоження огорожі можуть бути наступні:

1. Будівельна волога, яка потрапляє в огорожі під час зведення будівлі. Її кількість залежить від початкової вологості застосовуваних матеріалів, збірних деталей, а також від зволоження в зв'язку із застосуванням мокрих технологічних процесів (кладка цегли на розчинах, штукатурка мокрим способом і т. Д.).

2. Ґрунтова волога, яка проникає в огорожу з грунту, під дією капілярних сил при відсутності або погане виконання гідроізоляції між підземними та наземними конструкціями.

3. Метеорологічна волога, яка проникає в огорожу в зв'язку з випаданням косих дощів, мокрого снігу або інею. Вплив цієї вологи в сухих або помірних районах зазвичай буває нетривалим. Однак, в деяких кліматичних районах з вітрами постійного напрямку і супроводжуючими їх дощами (наприклад, в приморських районах Далекого Сходу) цей вид вологи є основним джерелом зволоження огорож.

4. Гігроскопічна волога, яка проникає в огорожі внаслідок гігроскопічності його матеріалу, т. Е. Його здатності поглинати (сорбувати) вологу з повітря.

5. Конденсаційна волога, що з'являється в огорожах, внаслідок конденсації проникають з повітря водяної пари. Конденсація водяної пари може відбуватися як на внутрішній поверхні, так і в його товщі.

З перерахованих джерел зволоження конденсація водяної пари є основною причиною підвищеного зволоження огорожі в процесі його експлуатації.

Характеристики вологісного стану повітря.

е - парціальний тиск водяної пари або пружність водяної пари, Па. Це частина загального тиску пароповітряної суміші, обумовлена ​​наявністю пара в повітрі. Парціальний тиск зростає в міру збільшення кількості водяної пари в повітрі.

Е - тиск насиченої водяної пари, Па. Залежить від температури: чим вища температура, тим більше Е. Граничне значення парціального тиску Езростає з ростом температури. Ступінь насичення повітря водяними парами виражається відносною вологістю повітря.

φ (фі) - відносна вологість повітря - це виражене у відсотках відношення парціального тиску водяної пари е до тиску насиченої пари Е при тій же температурі.

φ   = Е / Е· 100%

t d - температура точки роси - температура, при якій повітря досягає насичення водяними парами. Повинно виконуватися умова t si > t d , де t si -

Параметри мікроклімату приміщень. Теплопровідність плоскої стінки. Коефіцієнт теплопровідності матеріалу.

Для будівель, вентильованих природним чином, щільна оболонка будівлі явно не обов'язкова. Якщо повітрообмін менш протікає, це, очевидно, вимагає більш високого забору повітря іншими способами, з природною вентиляційної вентиляцією, відкриваючи вікна. Вікна необхідно відкривати частіше для достатньої вентиляції. Тут, однак, ми можемо зіткнутися з проблемою, що збільшена частота відкриття вікна може перестати працювати.

Задовільна вентиляція може бути досягнута шляхом інтенсивної вентиляції, відкриваючи вікно приблизно кожні 2-4 години. Наприклад, це не дуже реально вночі. В результаті цієї умови ранкова відносна вологість в спальні може значно перевищувати 60%. Конструкція каркаса будівлі не розрахована на таку вологість, і, не дивлячись на їх високу термостійкість, існує ризик порушення вологості на їх внутрішній поверхні. Конструктивні конструкції можуть піддаватися ризику зростання цвілі. По-перше, невідповідний умова пов'язана з конденсацією на вікнах.

Параметри мікроклімату.

t int - внутрішня температура повітря, о С, про До

φ int - відносна вологість повітря,%

v int - рухливість повітря, м / с

t si - середня температура внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, ° С, про К.

Теплопровідність плоскої стінки.  Плоска стінка - найпростіший вид розрахункової моделі огороджувальної конструкції будівлі, що розділяє повітряні середовища з різними температурами.

Розглядається холодний період, температура зовнішнього t se і внутрішнього t si повітря задані і не змінюються з плином часу. Тобто процес теплопровідності через стінку є стаціонарним.

Розглянемо однорідну стінку (виконану з одного матеріалу) товщиною δ, коефіцієнт теплопровідності якої дорівнює λ. Виділимо всередині стінки шар товщиною dx, обмежений двома изотермами (лінії на діаграмі стану, що зображують процес, що відбувається при постійній температурі). В межах цього шару температура змінюється на dt.

На підставі закону Фур'є рівняння для цього випадку можна записати як, звідки

Величина щільності теплового потоку q при стаціонарних умовах постійна в кожному перетині. Тому, інтегруючи, отримаємо:

Постійна З визначається з граничних умов, а саме: при x = 0 t = t si = C, при x = δ t = t se.

Підставами ці значення і отримаємо вираз для щільності теплового потоку:

Можна зробити висновок: кількість теплоти, що проходить через одиницю поверхні стінки в одиницю часу, прямо пропорційна до коефіцієнта теплопровідності λ, різниці температур на поверхнях стінки (t si - t se) і обернено пропорційно товщині стінки δ.

Останню формулу можна записати як

Ставлення δ / λ називається термічним опором однорідного огорожі або окремого шару в багатошаровому огорожі

Коефіцієнт теплопровідності матеріалу- характеризує здатність матеріалу проводити тепло.

Чисельно коефіцієнт теплопровідності дорівнює кількості теплоти, що проходить за 1 сек через 1 м 2 поверхні при grad t, що дорівнює 1˚C / м. Одиниця виміру λ: Вт / (м · ˚C). Великий вплив на теплопровідність матеріалів надає їх стан вологості: λ збільшується з підвищенням вологості.

Термічний опір. Опір теплопередачі огороджувальної конструкції.

Термічний опір.  Ставлення δ / λ називається термічним опором однорідного огорожі або окремого шару в багатошаровому огорожі

Термічний опір чисельно дорівнює різниці температур, при якій через стінку проходить тепловий потік щільністю 1 Вт / м 2, і вимірюється в м 2 × ° С / Вт.

Для багатошарової конструкції, що складається з n шарів, термічний опір дорівнює сумі опорів окремих шарів

де δ i - товщини окремих шарів, м; λ i - коефіцієнти теплопровідності матеріалів цих шарів, Вт / (м · ˚C); i = 1, 2, ..., n.

Опір теплопередачі огороджувальної конструкції.

.

опором теплопередачі  однослойного огорожі:

Необхідний опір теплопередачі.СНиП 23-02-2003. Зовнішні огороджувальні конструкції повинні бути запроектовані таким чином, щоб їх опір теплопередачі R 0 (для однорідних конструкцій) або приведений опір теплопередачі R r 0 (для неоднорідних конструкцій) було не менше нормованого значення R req. Отже, повинна виконуватися умова:

Для однорідних конструкцій - R 0 ≥ R req ;

Для неоднорідних конструкцій - R r 0 ≥ R req .

Встановлення вимог до теплозахисних властивостях огорож нерозривно пов'язано із завданням енергозбереження в будівлях, а саме: зі зменшенням витрат на опалення. Кількісною характеристикою, що визначають експлуатаційні витрати. тобто витрати на опалення, є градусо-добу опалювального періоду- D d ,   ºС · добу. Величина D d залежить від розрахункової температури внутрішнього повітря t int, а також від середньої температури зовнішнього повітря опалювального періоду t ht, ºС, і від тривалості опалювального періоду z ht, сут.

D d = (t int - t ht) · z ht

Значення t ht і z ht слід приймати згідно зі СНиП 23-01-99 для відповідного міста або населеного пункту. Необхідний опір теплопередачі R req залежить від D d, призначення приміщення і виду огороджувальної конструкції.

Стіни. одношарові  стіни виконують з конструкційно-теплоізоляційних матеріалів, які суміщають несучі та теплозахисні функції (пінобетони, пористі бетони і ін.) В двошарових  стінах утеплювач може розташовуватися як всередині, так і зовні. зведення тришарових  стін з внутрішнім розташуванням утеплювача можливо з використанням різних конструкційних матеріалів (лісоматеріали, штучні кам'яні матеріали, різні панелі і монолітні конструкції). Внутрішній і зовнішній шари тришарової конструкції повинні бути пов'язані між собою (жорсткими або гнучкими зв'язками).

Товщина першого шару - внутрішньої несучої стіни - визначається характеристиками міцності вимогами; товщина теплоізоляційного шару диктується теплофізичними вимогами і визначається з розрахунку; призначення третього (лицьового) шару - захистити утеплювач від зовнішніх впливів.

Спеціальні вимоги пред'являються до утеплювача, так як в даному випадку ремонтно-відновлювальні роботи неможливі. Основними з цих вимог є стійкість до деформацій і вологостійкість. Даним вимогам відповідають і, найчастіше, застосовуються мінеральна вата, пінополістирол і скловата.

При проектуванні і експлуатації тришарових стін з внутрішнім розташуванням утеплювача існує проблема - це конденсація вологи усередині конструкції. Водяна пара, в результаті дифузії потрапляє в товщу стіни, може привести до прогресуючого відсиріванню утеплювача і втрати ним своїх теплоізоляційних якостей. Утеплювач може не просохнути навіть в теплу пору року, так як зовнішній шар є бар'єром на шляху випаровується вологи. Щоб цього уникнути, рекомендується з внутрішньої сторони огороджувальної конструкції влаштовувати шар пароізоляції або - зовні - повітряний вентиляційний зазор.

Переважно розташування утеплювача зовні. Використовуються два варіанти зовнішнього утеплення: Системи з зовнішнім покривним шаром без зазору і системи з повітряним зазором між зовнішнім облицювальним шаром і утеплювачем.

Системи з зовнішнім покривним шаром інакше називають системами зовнішнього утеплення «мокрого типу». У теплоізоляційної системі можна виділити три основні шари:

Теплоізоляційний - плити з теплоізоляційного матеріалу з низьким коефіцієнтом теплопровідності (наприклад, мінераловатні або з пінополістиролу);

Армований - шар із спеціального клейового складу, армованого стійкою до лугу сіткою;

Захисно-декоративний - грунтовка і декоративна штукатурка (мінеральна або полімерна); можливе фарбування водопроникними фарбами, можуть також використовуватися лицювальні матеріали (наприклад, клінкерна плитка).

Покриття.  Покриття житлових і громадських будівель можуть бути безгорищними (суміщеними) і роздільної конструкції, верхнє і нижнє перекриття якої утворюють горищне простір. Залежно від способу видалення вентиляційного повітря воно може бути холодним або теплим. У даху з холодним горищем внутрішній простір має вентилюватися зовнішнім повітрям через спеціальні отвори в стінах. В цьому випадку теплоізоляція укладається по горищному перекриттю. У даху з теплим горищем горищне простір, що має утеплені зовнішні стіни і утеплене дахове покриття, обігрівається теплим повітрям, що надходить з витяжної вентиляції будинку.

Розподіл температур в захисної конструкції.

В умовах стаціонарної теплопередачі розподіл температур в конструкції підпорядковується певним закономірностям, тому можна визначити температуру в будь-якому перетині стіни.

Встановимо, як змінюється температура по товщині одношарової стінки, на поверхнях якої задані постійні температури t si і t se. Підставами в рівняння знайдене значення константи С і отримаємо залежність температури від товщини

Отже, температура однорідної стінки змінюється за лінійним законом. Графік зміни - пряма лінія з кутовим коефіцієнтом -q / λ, рівним тангенсу кута нахилу температурного графіка до осі X:

Тобто tg α обернено пропорційний коефіцієнту теплопровідності.

отже, чим краще матеріал проводить тепло, тим менше кут нахилу температурного графіка до осіX  (І менше градієнт температур), і навпаки.

У багатошаровій стіні графік розподілу температур є ламаною лінією, кожну ділянку якої відповідає одному шару конструкції, а кут нахилу ділянки ламаної залежить від теплопровідності матеріалу даного шару. У щільному теплопровідності шарі стіни частина графіка є похилою, основна зміна температури відзначається в теплоізоляційному шарі.

Розглянемо дві двошарові стіни, що складаються з шару цегляної кладки і шару утеплювача. Матеріали і товщини шарів однакові, але їх розташування по-різному.

В разі а  утеплювач знаходиться з внутрішньої сторони стіни, в варіанті б  - зовні. Термічні опори цих конструкцій рівні. Порівняємо температурні графіки. При зовнішньому розташуванні шару теплоізоляції температура на поверхні кладки падає незначно. Це означає, що кладка завжди буде теплою, не виникатиме тріщин від температурних деформацій. При внутрішньому утепленні стіни цегляна кладка протягом року піддається впливу великих коливань температури, що призводить до виникнення температурних напружень в ній; взимку ця стіна буде холоднішою.

Графік розподілу температур в багатошаровій конструкції з ламаної лінії перетвориться в пряму, що сполучає t si і t se, якщо цю конструкцію викреслити в масштабі термічних опорів, тобто по осі абсцис відкласти НЕ товщини шарів δ i, а значення їх термічних опорів R i = δ i / λ i.

Розглянемо для простоти двошарову стінку, температура на кордоні шарів - t 1. Побудуємо два трикутника: ABD і ACE.

З Δ ABD; ізΔ ACE.

У масштабі термічних опорів температурний графік - пряма лінія.

На цій закономірності заснований графічний спосіб визначення температур  в будь-якому перетині стіни x   (Рис.3.5). Це ж значення можна розрахувати аналітично, знаючи величину термічного опору R x від внутрішньої поверхні до даного перетину

Значення температури в перетині x   можна знайти за графіком або обчислити за формулою

.

Світлопрозорі огороджувальні конструкції. Опір теплопередачі.

Світлопрозорі огороджувальні конструкції. Істотний вплив на формування мікроклімату приміщень надають світлопрозорі огородження. Основні тепловтрати взимку і теплопоступления влітку відбуваються саме через вікна і ліхтарі внаслідок їх невеликого опору теплопередачі, тому домогтися комфортних теплових умов в приміщенні при великих розмірах світлових досить складно. Це вимагає значних витрат енергії на опалення будівель взимку і на їх охолодження влітку. Тому в СНиП 23-02-2003 введено обмеження на площу вікон житлових і громадських будівель.

Вибір світлопрозорих огороджувальних конструкцій проводиться за такою методикою. визначається коефіцієнт скління  фасаду f (це виражене у відсотках відношення площ вікон до сумарної площі зовнішніх стін, що включає светопроеми, все поздовжні і торцеві стіни).

Якщо коефіцієнт скління фасаду f  не перевищує 18% - для житлових будинків і 25% - для громадських будівель, То конструкція вікон вибирається в такий спосіб.

За формулою D d = (t int - t ht) · z ht обчислюють градусо-добу опалювального періоду D d. Залежно від величини D d і типу проектованої будівлі, використовуючи дані таблиці, визначають необхідний опір теплопередачі світлопрозорих конструкцій R req.

Вибір світлопрозорих огороджувальних конструкцій здійснюється за значенням приведеного опору теплопередачі R r 0. Воно може бути отримано в результаті сертифікаційних випробувань.

Якщо виконується умова: R r 0 ≥ R req  , То светопрозрачная конструкція задовольняє нормативним вимогам.

Якщо об'ємно-планувальне рішення будівлі вимагає великих площ засклення і якщо коефіцієнт скління фасаду f більше 18% - для житлових будинків і понад 25% - для громадських будівель, то слід вибрати вікна з наведеним опором теплопередачі R r 0:

Не менш 0,51, якщо D d  3500, Ссут;

Не менш 0,56, якщо 3500< D d  5200, Ссут;

Не менш 0,65, якщо 5200< D d  7000, Ссут.

Опір теплопередачі.  Розглянемо однорідну плоску стінку з коефіцієнтом теплопровідності λ і товщиною δ. Вона розділяє дві повітряні середовища: внутрішню з температурою t int і зовнішню з температурою t ext, які не змінюються з плином часу. Отже, процес теплопередачі через стінку є стаціонарним.

У холодну пору року існують температурні перепади t int - t si і t se - t ext, отже, відбувається теплообмін між поверхнями захисної конструкції і навколишнім повітрям. Коефіцієнти тепловіддачі внутрішньої і зовнішньої поверхонь, відповідно, рівні α int і α ext. Перенесення тепла через стінку, викликаний різницею температур t si - t se, відбувається шляхом теплопровідності.

При стаціонарної теплопередачі кількість тепла, переданого від теплого повітря стінці, дорівнює кількості тепла, відданому від стінки зовнішнього середовища. Виходячи із закону Ньютона, щільність теплового потоку від внутрішнього повітря стінці визначається виразом

Щільність теплового потоку, що переноситься теплопровідністю крізь стінку, дорівнює

Аналогічно, той же самий потік передається від зовнішньої поверхні холодному повітрю

З цих рівнянь визначимо температурні перепади і запишемо систему:

Склавши ліві і праві частини, отримаємо різницю температур внутрішнього і зовнішнього повітря

.

Знаменник цього виразу називається опором теплопередачі  однослойного огорожі:

Для багатошарової конструкції потрібно враховувати термічний опір кожного шару. У цьому випадку опір теплопередачі визначається наступним чином

де n - число шарів конструкції.

Опір теплопередачі визначає теплозахисні властивості огороджувальної конструкції в стаціонарних умовах. Такі умови характерні для холодного періоду року: взимку температура зовнішнього повітря часто буває стійкою, а опалення підтримує постійний внутрішню температуру.

Санітарно-гігієнічний показник теплового захисту будівель. Обмеження температури і конденсації вологи на внутрішній поверхні огородження.

Санітарно-гігієнічний показник теплового захисту будівель. Згідно з методикою проектування теплового захисту будівель, викладеної в СП 23-101-2004, огороджувальні конструкції слід перевірити на забезпечення комфортних умов в приміщеннях і на невипадання конденсату в місцях теплопровідних включень. Ці вимоги відповідають показнику «б» - санітарно-гігієнічному показником теплового захисту будівель. Цей показник включає температурний перепад між температурами внутрішнього повітря і внутрішньої поверхні огорожі, а також температуру на внутрішній поверхні вище точки роси. на тепловий комфорт в приміщенні впливають температури внутрішніх поверхонь. Так, в холодний період температура внутрішньої поверхні зовнішньої огороджувальної конструкції t si не повинна бути набагато нижче, ніж температура повітря приміщення t int, інакше, перебуваючи поблизу огорожі, людина буде відчувати неприємне відчуття холоду через відведення тепла випромінюванням в сторону холодній поверхні.

Вводиться температурний перепад Δt між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огорожі:

Δt = t int - t si

Виведемо формулу для визначення Δt. Розглянемо стаціонарну теплопередачу через захисну конструкцію (наприклад, однорідну в теплотехнічному відношенні) з опором теплопередачі R 0. Щільність теплового потоку через конструкцію визначається за формулою

У внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції теплоперенос відбувається за законом Ньютона

Прирівнявши праві частини виразів для стаціонарного теплового потоку q, висловимо Δt:

В СНиП 23-02-2003 у формулі для Δt вводиться поправочний коефіцієнт n, і вона набирає вигляду

де n - коефіцієнт, що враховує залежність положення зовнішньої поверхні огороджувальної конструкції по відношенню до зовнішнього повітря (наведено в таблиці),

α int - коефіцієнт тепловіддачі внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції, (приймається за таблицею);

t int - розрахункова температура внутрішнього повітря;

t ext - розрахункова температура зовнішнього повітря в холодний період року, прийнята рівній середній температурі найбільш холодної п'ятиденки забезпеченістю 0,92 за СНіП 23-01-99.

Розрахунковий температурний перепад Δt між температурою внутрішнього повітря і температурою внутрішньої поверхні огорожі не повинен перевищувати нормованих величин Δt n, тобто повинна виконуватися умова:

Δ t ≤ Δ t n

Значення Δt n наведені в таблиці.

Обмеження температури і конденсації вологи на внутрішній поверхні огородження. У холодний період року температура поверхні огороджувальних конструкцій, зверненої в опалювальне приміщення, завжди на кілька градусів нижче температури внутрішнього повітря. Повітря, дотичний з внутрішньою поверхнею огороджувальних конструкцій, охолоджується до температури самої поверхні, і в процесі такого охолодження може досягти точки роси t d   . В цьому   випадку на поверхні огорожі відбувається утворення конденсату. Щоб уникнути цього повинно виконуватися умова:

t si > t d ,

де t si -   температура внутрішньої поверхні огороджувальної конструкції.

Найбільш ймовірно випадання конденсату на ділянках поверхні зі зниженими температурами: кутах зовнішніх стін, місцях теплопровідних включень.

Температура внутрішніх поверхонь зовнішніх огороджень будівлі, де є теплопровідні включення (діафрагми, наскрізні включення цементно-піщаного розчину або бетону, міжпанельні стики, жорсткі з'єднання і гнучкі зв'язку в багатошарових панелях, віконні обрамлення і т.д.), в кутах і на віконних укосах не повинна бути нижче, ніж температура точки роси повітря всередині будівлі t d   при розрахунковій відносній вологості  int  і розрахунковій температурі внутрішнього повітря t int  . Для житлових і громадських будівель температура точки роси t d  приведена в таблиці при розрахункових значеннях температури і відносної вологості повітря.

Мета роботи:Знайомство з приладами для вимірювання температури поверхонь огорожі, вимір розподілу температура різних ділянок огороджень.

література

1. Ісаченко В.П., Осипова В.А. Сукомол А.С. Теплопередача.- М .:

Енергія. 1981, §1.2 - 1.4, с.8-11, §2.1с.29

2. Синіцина І.Є., Корепанов Е.B. Методичні вказівки по Теплогідравлічного розрахунками в дисципліні ТГВ. - Іжевськ; Ротапринт ІМІ, I986, с.13-15 (ч.Т), с.4-5 (ч.2).

завдання

1. Виміряти розподіл температури по поверхні ділянки стіни в кутах, в ділянках з радіаторами опалення або з віконними прорізами (за вказівкою викладача). Побудувати температурне поле в обраному масштабі.

2. Обчислити розподіл щільності теплового потоку по поверхні заданої області. Зобразити результати графічно. Порівняти тепловтрати з тепловтратами з анало-гічної площі, з ізотермічної поверхнею (температу-ра ізотермічної поверхні приймається рівною темпе-ратурі зовнішньої стіни аудиторії без віконних прорізів далеко від радіаторів опалення).

3. Оформити звіт.

Основні відомості

На огороджувальні конструкції будівель припадає значна (до 80%) частина загальних втрат тепла. При проектуванні огороджувальних конструкцій часто виникає необхідність в розрахунку тепловтрат з урахуванням окремих елементів конструкцій огорож. У таких конструкціях розрахунок ділянок, в межах яких утворюються одномірні температурні поля не відображає фактичного розподілу температур, так як в цих конструкціях виникають дво- і тривимірні температурні поля. З усього різноманіття геометричних форм і конструктивних рішень огороджувальних конструкцій можна виділити наступні елементи, в яких порушується одномірність температурного поля: огорожі в зоні стику, близько кута; карнизні вузли, близько прорізів, в зоні примикання перекрита і перегородок до стін; огорожі з теплопровідних включеннями; ділянки стіни з радіаторами опалення.

Теплопередача в сталих умовах передбачає не-змінити теплосодержания матеріалів конструкцій і умов на поверхні з плином часу. Для визначення коеф-фициент тепловіддачі слід керуватися вказівками СНиП 11-3-79 **. Для зимових умов коефіцієнт тепловіддачі на зовнішній поверхні a н приймається від 6 до 23 Вт / (м2 · град) в залежності від розташування захисної конструкції. Для умов всередині приміщення коефіцієнт тепловіддачі aв прини-мається від 7,6 до 9,9 Вт / (м2 х град) в залежності від виступаючих ребер. Рекомендується також визначити коефіцієнт конвектор-тивного теплообміну в приміщенні за формулою:

a B = 1,66 (t B -t B) 0,333 (1)

де t B і t B - температура повітря і поверхні.

Тепловтрати розраховуються за законом Ньютона-Рихмана:

Q = qF = a B (t B -t B) F, (2)

Q = (t B -t B) / (1 / a B + d c / l c + 1 / a н) (3)

вимірювальна апаратура

Температура поверхні вимірюється термощупом. В основі термощупа або термопара, або термістор (напівпровідниковий термометр опору). Тип використовуваного термощупа визначає викладач.

I. термощупів з термопарою,

За вибором викладача може бути використаний термощуп або з одиночної термопарою, або з гіпертермопарой. Преподава-

телем задається також і вторинний прилад (мілівольтметр або потенціометр). На ріс.II показана схема включення вимірю-вальних приладів.

2. Термощуп з термістором

В якості вторинного приладу для термощупа з термістором

використовується омметр. Схема включення показана на рис.12.

Кожен термистор має індивіду-ально характеристику, що додається до

термощупів Рис.12.  схема включення

термистора

Порядок проведення вимірювань

1. Розбити задану область дослідження на рівні пло щадки.

2. Виміряти температуру в центрі майданчиків.

3. Обчислити по фоомуле (I) коефіцієнт тепловіддачі a B.

4. За формулою (3) обчислити тепловтрати через кожну пло-ках, прийнявши a н = 20 Вт / (м2 ° С).

5. Обчислити загальні твплопотері.

6. Виміряти температуру "глухий" ізотермічної зовнішньої стіни аудиторії, обчислити для цієї температури a B і q. Порівняти тепловтрати.

7. Побудувати ізотерми, розподіл коефіцієнтів тепло-

віддачі теплових потоків.

8. Оформити звіт.

1. Креслення заданої області з зображенням розбивки на ділянки і значеннями температур.

2. Опис вимірювальної апаратури і схема її підключення.

3. Графічна обробка результатів вимірювань.

4. Висновки.

5. Лабораторна робота № 4.

Дослідження теплотехнічних характеристик зовнішньої стіни.

Мета роботи:  Ознайомлення з експериментальними методами визначення граничних умов теплообміну, методами розрахунку теплотехнічних характеристик зовнішніх стін.

Список літератури

1. Богословський В.Н., Щеглов В.П., Разумов М.М. Отоплення та вентиляція. - М .: Стройиздат, I98O. - 295 с. §, 3,5,6.

2. Ісаченко В.П., Осипова В.А., Сукомол А.С. Теплопереда-ча.-М .: Енергія. I981. §2.1, с.24-32.

3. Синіцина І.Є., Корепанов Е.В, Методичні вказівки по тепло-гідравлічних розрахунків в дисципліні ТГВ. - Іжевськ: Ро-тапрінт ІМІ. 1986, с.7-9, 13. 21-22.

завдання

1. Виміряти температуру внутрішнього t в і зовнішнього t н.воздуха, температуру внутрішньої t в і зовнішньої t н поверхні стіни. Обчислити щільність теплового потоку q.

2. За результатами експерименту обчислити коефіцієнти тепловіддачі на внутрішній a B і зовнішньої a н поверхнях стіни.

3. Обчислити термічний опір теплопередачі через стіну Rо, коефіцієнт теплопередачі k. Порівняти термічний опір Rо з необхідним Rо тр.

4.   Оформити звіт.

Основні відомості

Втрати тепла через огороджувальні конструкції будівлі визначаються за формулою

Q = qF = k (t в -tн) Fn = (t в -tн) Fn / Ro,

де k = 1 / Ro - коефіцієнт теплопередачі, Вт / (м2 х град);

Ro - термічний опір огороджувальних конструкцій, (м2 х град) / Вт;

F - площа, м2; tв і tн - температури внутрішнього і зовнішнього повітря; n - поправочний коефіцієнт на різницю температур (для зовнішніх стін, що омиваються зовнішнім повітрям, n = I).

Величину ro для багатошарових конструкцій слід визна-лити як результат складання термічного опору тепло-воспріятіяю Ra B (конвективний теплообмін на внутрішній по-поверхні), суми термічних опорів теплопровідності окремих шарів конструкції Σ R 8i і термічного опору тепловіддачі Ra н і (конвективний теплообмін на зовніш-ної поверхні), тобто

Rо = Ra B + Σ R 8i + Ra н = 1 / a B + Σ δi / λi + 1 / a н

Необхідну термічний опір

Rо тр = n (t в -tн) / (Δt н a B).

де Δt н - нормальний температурний перепад (t B -t B),

Для Іжевська tв = 18ºС ,   tн = - 38 0 C, Δtн = 6ºС,

a B = 8,7 Вт / (м2 х град), aн = 23,2Вт / (м2 х град).

Опис експериментальної ділянки

Дослідження проводяться на ділянці зовнішньої стіни (рис. 13), що складається з шару штука-катуркі товщиною δ ш = 0,015 ± 0,001 м, (δ ш = 0,75 Вт / (м х град)), шару керамзито бетону 6с = 0, 26 ± 0,005М (λс = 0,17 Вт / (м х град)) і фактурного шару 6 ф = 0,03 ± 0,001 м

(Λ ф = 1,3 Вт / (м х град)). Температура внутрішнього віз-духу вимірюється рідинним термометром t в, а зовнішнього -жідкостним термометром tн. Для вимірювання температури внутрішньої τ в і зовнішньої по-поверхні стіни встановлені гіпер-термопари хромель-копель (10 послідовно вклю-чинних термопар). Термо-е.р.с з термопар подаються на потенціометр через перемикачі термопар ПТ і полярності В 4 Потенціометр від вимірювального ланцюга відключається виключателемВ 2 Холодний спай термопар підтримується при t кс = 0 ° С, для чого холодний спай поміщений в посудину Дьюара.

Порядок проведення вимірювань

1. Ознайомитися з описом вимірювальної ділянки, про-вірити правильність включення вимірювальних приладів, довести калібрування потенціометра (правильність підготовчої ра-боти перевіряється викладачем або лаборантом).

2. Виміряти температуру внутрішнього tв і зовнішнього t н повітря. Встановити перемикач полярності в положення '+'. У положенні перемикача ПТ "I" вимірюється температура tв, а в положенні "2" - температура τ н. Якщо стрілка потенціометра зашкалює вліво (за нуль), то перемикач полярності

необхідно встановити в положення "-" (негативна темпера-туру). Результати вимірювання заносяться до протоколу.

3. Опрацювати результати вимірювань. Обчислити теплотехнічні характеристики зовнішньої стіни.

Оформити звіт.

Обробка результатів вимірюваньТермічний опір теплопровідності стіни

R λ   = Σ R 8i = δш / λш + δc / λc + δф / λф, м2 * град / Вт,

Щільність теплового потоку

q = (t в -tн) / R λ Вт / м2

Відносна похибка обчислення q

Δq / q = (Δtв + Δtн) / (t в -tн) + ΔR λ / R λ

Коефіцієнти тепловіддачі на поверхнях стін

a B = q / (t в -τв), Вт / (м2 * град),

a н = q / (τн -tн), Вт / (м2 * град),

Відносна похибка обчислення a B і a н

Δa B / a B = Δq / q + (Δtв + Δτв) / (t в -τв),

Δa н / aн = Δq / q + (Δtн + Δτн) / (τн- tн),

Термічний опір теплопередачі

Rо = 1 / a B + R λ + 1 / aн, (м2 * град) / Вт,

Відносна похибка обчислення Rо

ΔRо / Rо = Δ a B / a B + Δ R λ / R λ + Δaн / aн

Коефіцієнт теплопередачі k = 1 / Rо, Вт / (м2 х град).

Відносна погрішність

1. Короткий опис робота.

2. Схема робочої ділянки, тип приладів і датчиків.

3. Протокол проведення вимірювань,

4. Результати обробки вимірювань.

5. Висновки.

протокол досліджень

продовження

6.Лабораторная робота №5