1.4. Обработка экспериментальных данных

1. Величины, задаваемые преподавателем: температура внутреннего t_в и наружного t_н воздуха, коэффициенты теплопроводности λ, тепловосприятия α_в, теплоотдачи α_н и коэффициент подобия k, относительная влажность воздуха в помещении f₁ %, f₂ % (сухо, нормально, повышенная).

2. При выполнении принципов аналогии между моделью и натурой справедливо соотношение:

из которого следует расчетная формула для температуры t_i определенной точки конструкции:

(1.6) ,

По формуле (1.6) следует рассчитать для плоскостей А, Б, Г, Д и Е значения температуры по усредненным показаниям гальванометра n_i.

3. Вычертить на миллиметровой бумаге (в масштабе) кривую изменения температуры по толщине реальной (не модели!) стены δ. Примерный вид этой кривой показан на рис. 1.3.

Рис. 1.3. Распределение температуры по толщине конструкции

4. По графику определить глубину промерзания стены (зону отрицательных температур), отсчитанную от внутренней поверхности.

5. По заданному значению t_в и относительной влажности воздуха в помещении найти точку росы t_d [1, c. 45-46] и сравнить ее с температурой внутренней поверхности стены t_в.п (плоскость Е на модели). Дать заключение о возможности выпадения конденсата на этой поверхности.

6. Определить плотность теплового потока q, проходящего через стену (удельную потерю тепла), по формуле Ньютона: q^N = α_в(t_в – t_в.п) = α_н (t_н.п – t_н), и по формуле Фурье: . Сравнить их.

7. Рассчитать величину термических сопротивлений ;.

8. Определить, при какой максимальной температуре наружного воздуха на внутренней поверхности стены начнется выпадение конденсата при q = const.

Контрольные вопросы

1. Проведите аналогию между температурным и электрическим полями на основе дифференциальных уравнений, соответствующих законам Ома и Фурье.

2. Что такое коэффициент теплопроводности, коэффициент тепловосприятия, коэффициент теплоотдачи? Запишите единицы измерения этих величин.

3. Каков физический смысл величин, указанных в предыдущем пункте?

4. От чего зависит коэффициент теплопроводности строительных материалов?

5. Приведите границы для интервала значений коэффициента теплопроводности строительных материалов. Назовите некоторые из них с указанием числа λ (см. Приложения, табл. 1).

Литература

1. Федорчук Н.М., Грызлов В.С. Избранные главы физики в строительном деле: Учеб. пособие. – Череповец, 1994.

2. СНиП РФ 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»; СП 23-101-2004 «Проектирование тепловой защиты зданий».

3. СНиП 23-01-99 «Строительная климатология». СНиП 2.01.01-82 «Строительная климатология и геофизика».

Работа 2

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ

НАРУЖНОГО УГЛА МЕТОДОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Цель работы: исследование двумерного температурного поля наружного угла в условиях стационарной теплопередачи, сравнение результатов с расчетными данными.

Оборудование: установка – электрическая модель наружного угла.

2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ [1]

Указание: перед выполнением данной работы следует изучить теоретическое введение к работе 1 «Исследование температурного поля наружной стены методом электрического моделирования».

Теплопередача через ограждение конструкций зданий, вызванная перепадом температуры между наружным и внутренним воздухом помещения, зависит от геометрической формы ограждения. В частности, увеличение теплопередачи через наружные углы зданий связано в основном с увеличением площади теплопередачи. Температура на внутренней поверхности угла оказывается ниже температуры плоской поверхности стены вдали от угла на 4-6 °С, что может привести к выпадению конденсата на внутренней поверхности угла, уменьшению теплового сопротивления и к дальнейшему увеличению потери тепла. Устранение этих негативных явлений необходимо предусмотреть в процессе проектирования. Математическая зависимость понижения температуры в наружном углу от теплофизических свойств стены не установлена, и эту зависимость находят с помощью электрического моделирования.