Перевірити теплостійкість стіни в літній період року при дії на неї сонячної радіації

 

Для спрощення розрахунків теплову дію сонячної радіації на поверхню захищення заміняють додатковою температурою зовнішнього повітря, дія якої на поверхню захищення еквівалентна дії сонячної радіації на цю поверхню. Ця додаткова температура є еквівалентною температурою сонячного опромінення .

Умовна температура зовнішнього повітря:

, де

=20 - середня за місяць температура зовнішнього повітря табл. 1 [2];

= 0,7 – коеф. поглинання сонячної радіації матеріалом зовнішньої поверхні дод. 7 [1] бетон на гравії з природнього каменю;

=24,9, - коеф. тепловіддачі зовнішньої поверхні дод.4*[1];

= 184, Вт/м² – середньодобове значення сумарної сонячної радіації дод.7 [2];

Амплітуда коливань сонячної радіації:

= 764,– максимальне значення сонячної радіації дод.7 [2];

764 - 184 = 580, Вт/м²

Амплітуда коливань сонячної радіації, яку поглинає поверхня захищення виражаємо через амплітуду еквівалентної температури сонячного опромінення:

де

=1,16(5+10 ) – коеф. тепловіддачі зовнішньої поверхні захищення для літніх умов;

= 2,1 м/с - мінімальна із середніх швидкостей вітру по румбах за липень з повторюваністю 16% і більше дод. 4 [2].

=1,16(5+10 )= 22,6, ;

è ,

Розрахункова температура коливання умовної (сумарної) тепмератури зовнішнього повітря:

=19,4 - максимальна амплітуда довгих коливань температури зовнішнього повітря в липні дод. 2 [2].

,

Амплітуда коливань температури на внутрішній поверхні:

, де

- величина затухання розрахункової амплітуди коливань температури зовнішнього повітря в захищенні.

 

мал. 6

1– вапняно-піщаний тиньк γ0= 1600 кг/м^3 2 – цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3 3 –γ0= 100 кг/м^3 4– цегла звичайна γ0= 1800 кг/м^3; 5 – бетон на гравії з природного каменю γ0=2400 кг/м^3;

№ п/п	Назва шару	g, кг/м^3	d, м	λ, Вт/м^2.оС	S, Вт/(м^2.оС)	R, (м^2.оС)/Вт	D=R^.S
	Вапняно-піщаний тиньк		0,015	0,7	8,69	0,02	0,17
	Цегла звичайнв		0,25	0,7	9,2	0,36	3,31
	Плити мякі і цегла звичайна		0,14	0,06		2,33
	Цегла звичайнв		0,12	0,7	9,2	0,17	1,564
	Бетон на гравії		0,02	1,74	16,77	0,01	0,168

 

D – теплова інерція захищення;

S – розрахункові коефіцієнти теплозасвоєння матеріалу окремих шарів захищення (дод.3 [1]);

y_і – коефіцієнт теплозасвоєння зовнішньої поверхні окремих шарів:

Середній коефіцієнт теплозасвоєння третього прошарку:

,

D =D₁+ D₂+ D₃+ D₄ = 0,17+3,31+7+1,564+0,168 = 8,7

y₂ = S₂ = 9,2, , тому що D₂>1;

y₃ = , , тому що D₃>1;

y₄ = S₄ = 9,2, , тому що D₄>1;

,

è

Отже, амплітуда коливань температури на внутрішній поверхні:

At_в= ;

Допустима амплітуда температури внутрішньої поверхні:

At_в^доп= , де

=20 - середня за місяць температура зовнішнього повітря табл. 1 [2];

At_в^доп =2,5-0,1(20 - 21) = 2,6

Оскільки, At_в = 0,51 < At_в^доп= 2,6 то захищення є теплостійким для теплого періоду року для м. Черкаси;

Максимальна кількість тепла, яку внутрішня поверхня внутрішнього захищення:

q_max=

Амплітуда коливання температури зовнішньої поверхні захищення:

;

Величина затухання коливань температури зовнішнього повітряна зовнішній поверхні захищення:

Поряд з затуханням температур коливань зовнішнього полвітря в захищені має місце запізнення цих коливань на внутрішній поверхні захищення. Запізнення коливань в годинах залежить від масивності і визначається:

, де

, - коефіцієнт теплозасвоєння внутрішньої поверхні захищення при напрямку хвилі з середини на зовні (п. 1.6.2.);

- коефіцієнт теплозасвоєння зовнішньої поверхні захищення при напрямку хвилі ззовні в середину;

è

Час доби, якому відповідає max температура зовнішнього повітря в літній період при безхмарному небі - .

Отже, температурна хвиля запізнюється і досягає внутрішньої поверхні стіни в 11 год ранку.

 

1.4. Розрахувати температури в характерних перетинах стіни при температурі зовнішнього повітря найбільш холодної п’ятиденки та абсолютно мінімальній температурі. Побудувати графіки зміни температур в стіні в координатах „тощина-температура” та „термічний опір—температура”

Температура поверхні будь-якого шару захищень визначається за формулою:

Розрахунок температур в характерних перетинах стіни при:

де ; = 8,7, ; - коеф. тепловіддачі внутрішньої поверхні дод.4*[1];

де =1,72, з пункту 1.2.1.

Розрахунок температу в характерних перетинах стіни при

де ; = 8,7, ; - коеф. тепловіддачі внутрішньої поверхні дод.4*[1];

де =1,72, з пункту 1.2.1.

;

;

За знайденими значенями температур будую графіки спаду температур в захищені в координатах “t-δ” (температура –товщина) і „t-R” (температура – термічний опір).