Порядок выполнения работы. Часть 1 Температурное поле как функция времени

Часть 1 Температурное поле как функция времени

1. По графику зависимости температуры поверхности Земли от времени года (см. лабораторную работу №3) определяют продолжительность периода с отрицательной температурой (t_max, в часах), среднюю температуру воздуха за период, с отрицательной температурой t_{зим. ср.}, среднюю температуру воздуха за период, с положительной температурой t_{лет. ср} .

2. В соответствии с требованиями соответствующего пункта математического обеспечения (подпункт 6.1, при противоположных знаках, вторая строка программного пакета «Термо», температурное поле как функция времени) осуществляют ввод следующих исходных данных:

· температуры воздуха (температура поверхности земли), принимается равной средней температуре воздуха за период, с отрицательной температурой, увеличенной на 2°С, Т_{п. зим. ср} = t_{зим. ср.} +2;

· начальной температуры пород, принимается равной средней температуре воздуха за период с положительной температурой, уменьшенной на 2° С, Т₀ = t_{лет. ср.} -2;

· температуры фазовых переходов, принимается равной 0°С;

· теплофизических свойств мерзлой и талой породы (теплопроводности, температуропроводности, плотности), льдистости (влажности) породы (приложение 1);

· времени, за которое определяется значение температуры пород (120, 240 и 720 часов);

· расстояния, на котором определяется значение температуры пород (принять равным:0,5; 1; 2 м.).

3. Осуществляют построение температурных полей в мерзлой и талой зонах пород (графики) при временных промежутках: 120, 240 и 720 часов.

Часть 2 Определение глубины промерзания пород

1. В соответствии с требованиями соответствующего пункта математического обеспечения (подпункт 6.1, при противоположных знаках, первая строка программного пакета «Термо», температурное поле как функция расстояния) осуществляют ввод следующих исходных данных:

· температуры воздуха (температура поверхности земли), принимается равной средней температуре воздуха за период, с отрицательной температурой, увеличенной на 2°С, Т_{п. зим. ср} = t_{зим. ср.} +2;

· начальной температуры пород, принимается равной средней температуре воздуха за период с положительной температурой, уменьшенной на 2° С, Т₀ = t_{лет. ср.} -2;

· температуры фазовых переходов, принимается равной 0°С;

· теплофизических свойств мерзлой и талой породы (теплопроводности, температуропроводности, плотности), льдистости (влажности) породы (приложение 1);

· времени, все три значения равны продолжительности периода с отрицательной температурой (t_max, в часах);

2. Осуществляют построение температурных полей в мерзлой и талой зонах пород и по графику устанавливают глубину промерзания пород.

3. Если глубина промерзания пород превосходит допустимое значение x_доп (задается преподавателем), то аналогично п.1 выполняется построение температурных полей и определение глубины промерзания пород при различных Т¢_{п. зим. ср}., увеличиваем температуру воздуха (температуру поверхности земли). Вычисления следует производить до тех пор, пока глубина промерзания не станет равной допустимой (рекомендуется выполнять расчеты глубины промерзания (x) при трех значения Т¢_{п. зим. ср}, построить график зависимости x = f(Т¢_{п. зим. ср}) и затем с его помощью установить Т¢_{п. зим. ср}, обеспечивающее x_лоп).

4. Осуществляют построение температурных полей в мерзлой и талой зонах пород при расчетном значении Т¢_{п. зим. ср.} обеспечивающее допустимое значение глубины промерзания.

Часть 3 Определение толщины теплоизоляционного покрытия

1. В соответствии с требованиями соответствующего пункта математического обеспечения (подпункт 6.1, при противоположных знаках, третья строка программного пакета «Термо», расчет теплового потока) осуществляют ввод следующих исходных данных:

· температуры воздуха (температура поверхности земли), принимается равной средней температуре воздуха за период, с отрицательной температурой, увеличенной на 2°С, Т_{п. зим. ср} = t_{зим. ср.} +2;

· начальной температуры пород, принимается равной средней температуре воздуха за период с положительной температурой, уменьшенной на 2° С, Т₀ = t_{лет. ср.} -2;

· температуры фазовых переходов, принимается равной 0°С;

· теплофизических свойств мерзлой и талой породы (теплопроводности, температуропроводности, плотности), льдистости (влажности) породы (приложение 1);

· времени, продолжительность периода с отрицательной температурой (t_max, в часах);

2. Осуществляют построение графика зависимости теплового потока от времени.

3. Повторяют пункты 1, 2 для найденного значения Т¢_{п. зим. ср.}, и определяют численное значение теплового потока q¢ при времени, соответствующем продолжительности периода отрицательных температур.

4. По формуле (4.6) вычисляется отношение теплопроводности теплоизоляционного покрытия к его толщине (l_из/d_из).

5. Выбирается конкретный тип теплоизоляционного покрытия, определяется его теплопроводность, а затем вычисляется толщина покрытия.

Содержание отчета

1. Цель лабораторной работы.

2. Основные теоретические положения (расчетные формулы, допущения, используемые при численном эксперименте или основные теоретические положения).

3. Исходные данные, используемые при осуществлении численного эксперимента.

4. Результаты численного эксперимента (графики, таблицы).

· 3 графика зависимости температуры пород от времени (120, 240 и 720 часов);

на графиках подписать каждую линию.

· 2 графика зависимости температуры пород от глубины;

на графиках показать, как определять глубину промерзания и указать ее значение.

· 2 графика зависимости теплового потока от времени;

· расчет толщины теплоизоляционного покрытия

5. Выводы (формулировка выявленных закономерностей).

Подробные выводы по первой, второй и третьей частям работы.

Приложение 1

Дата добавления: 2015-05-09