Определение распределения температур в толщине ограждающей конструкции наружной стены производственного здания с течением времени

Исходные данные:

 ₁ = 1 ч;  ₂ = 8 ч;

t_B=15^oC; t_pa6=120°С;

Определим температуры на границах слоев многослойной конструкции при: t_в = 20 °С, t_н = -26 °С.

Рисунок 4.1 – Изменение температуры в наружной стене

железобетон λ ₁ = 2, 04Bt/(м ∙ °C);

плиты пенополистирольные λ ₂ = 0, 043Bt/(м ∙ °C);

железобетон λ ₃ = 2, 04Bt/(м ∙ °C).

Определяем термическое сопротивление каждого слоя материала:

- тяжелый бетон

(м² ∙ º С)/Вт;

(м² ∙ º С)/Вт.

Термическое сопротивление пенополистирольных плит R₂ находим из формулы:

где α _в – коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности, выбираем по табл.5.4[1], α _в=8, 7 Вт/(м²∙ °С);

α _н – коэффициент теплоотдачи наружной поверхности, выбираем по табл. 5.7[1], α _н=23 Вт/(м²∙ °С);

– термическое сопротивление ограждающей конструкции

(м²∙ °С)/Вт.

Отсюда следует что, термическое сопротивление слоя теплоизоляции будет:

;

(м²∙ °С)/Вт.

Рассчитаем требуемую толщину теплоизоляционного слоя:

м.

Рассчитаем общую толщину стены:

м.

Термическое сопротивление всей конструкции:

(м² ∙ º С)/Вт.

Определим тепловой поток через трехслойную конструкцию при стационарном режиме работы:

Вт/м².

где t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

t_н - температура наружного воздуха, °С.

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ º С)/Вт.

º С;

º С;

º С;

º С;

º С.

Определим тепловой поток через трехслойную конструкцию при нестационарном режиме работы:

Вт/м²,

где t_в - температура внутреннего воздуха, °С;

t_н - температура наружного воздуха, °С.

Определяем температуры на границах слоев конструкции по формуле:

,

где t_x - температура в любой точке конструкции, °С;

R_x - часть термического сопротивления, находящегося между плоскостями c температурами t₁ и t_x, (м² ∙ º С)/Вт.

º С;

º С;

º С;

º С;

º С.

Рисунок 4.2 – График зависимости , для стационарного режима работы

Рисунок 4.3 – График зависимости , для нестационарного режима работы

Вывод: Определил распределения температур в толщине ограждающей конструкции наружной стены производственного здания и построил графики зависимости для стационарного и нестационарного режима работы установки.

Определяя тепловой поток через трехслойную конструкцию при стационарном режиме работы Вт/м², при нестационарном режиме работы Вт/м² . При стационарном режиме работы тепловой поток в 3, 56 раза больше чем при нестационарном режиме, однако глубина промерзания при двух режимах одинакова и равна м.