Одномерное температурное поле

Стационарная теплопередача через ограждающие конструкции

Процесс передачи тепла через ограждение, все параметры которого остаются неизменными во времени, называется стационарным и является наиболее простым случаем теплопередачи. К стационарной теплопередаче обычно стремятся привести важные для проектирования ограждений и систем расчетные условия.

Простейшим является одномерное стационарное температурное поле, которое для многослойного ограждения может быть определено дифференциальным уравнением

Если линейный масштаб сечения ограждения заменить масштабом термических Сопротивлений R =х/λ, то уравнение можно переписать в виде

В общем случае ограждение состоит из конструктивного (несущего) слоя, теплоизоляционного слоя, а также паро- или гидроизоляционного слоя, внутреннего и внешнего фактурных слоев. В отношении режима теплопередачи основными являются конструктивный и теплоизоляционный слои.

Теплоизоляционный слой может быть расположен с внутренней и внешней сторон ограждения. Следует иметь в виду, что с теплотехнической точки зрения выгоднее располагать теплоизоляционный слой с внешней стороны ограждения, так как в этом случае при прочих равных условиях имеются следующие достоинства:

1) отсутствует возможность выпадения конденсата и накопления жидкой влаги в толще конструкции, а поэтому не требуется устройства дополнительной пароизоляции с внутренней поверхности ограждения;

2) стык между материальными слоями находится при положительных температурах, что исключает периодическое образование в нем льда, нарушающего контакт между слоями;

3) ограждение более теплоустойчиво как к сквозному затуханию колебаний температуры наружного воздуха, так и к колебаниям теплопоступлений в помещение.

Одномерное температурное поле ограждения может быть рассчитано достаточно просто (рис.). Его теплозащитные свойства определяются сопротивлением теплопередаче ограждения Ro, которое равно сумме сопротивлений теплопроводности отдельных материальных слоев Ri, воздушной прослойки R_В.П и теплообмену на внутренней R и наружной Rн поверхностях:

Распределение температуры в ограждении определяется по формуле

где tx - температура в произвольном сечении х ограждения;

Rв-х -сопротивление теплопередаче от внутренней среды до сечения х;

tв и tн - температура внутренней и внешней сред.

Дата добавления: 2014-12-07