ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Теплопроводность из "Строительная теплотехника ограждающих частей зданий " При передаче тепла через ограждающие конструкции зданий теплопередача осуществляется главным образом теплопроводностью. Теплопередача конвекцией и излучением происходит в воздушных прослойках, а также у поверхностей, отделяющих конструкцию от внутреннего и наружного воздуха. [c.10] Аналитическая теория теплопроводности игнорирует молекулярное строение вещества и рассматривает его как сплошную массу. [c.10] Отношение (И (1х носит название градиента температуры и имеет размерность град м. Знак минус в правой части уравнения поставлен потому, что движение тепла происходит в направлении понижения температуры (отрицательный градиент температуры). [c.10] Изменение величины теплового потока связано с поглощением или выделением тепла слоем при изменении его температуры во времени. Количество тепла dQ2, необходимое для повышения температуры слоя толщиной йх на (И градусов за промежуток времени ёг, будет пропорционально теплоемкости слоя, равной су 1х, т. е. [c.11] Знак минус в правой части этого уравнения поставлен потому, что повышение температуры слоя связано с поглощением им тепла и уменьшением величины теплового потока dQ2 — отрицательная величина). [c.11] Решение задач, связанных с передачей тепла теплопроводностью, сводится к интегрированию дифференциальных уравнений Фурье (1) и (2), при этом для того, чтобы найти постоянные интегрирования, необходимо знать граничные условия. Граничные условия разделяются на временные и пространственные. Временные граничные условия состоят в задании начального распределения температуры, т. е. распределения температуры в момент времени z=0. Пространственные граничные условия относятся к поверхностям, ограничивающим данную среду. Различают три рода граничных условий. [c.12] Граничное условие I рода — заданы распределение температуры на поверхности и ее изменение во времени. Это условие является наиболее простым, но в практике встречается редко. [c.12] Граничное условие П рода — заданы величины теплового потока, проходящего через поверхность, и его изменения во времени. Следовательно, в этом случае известен угол наклона касательной к температурной кривой в точке ее пересечения с поверхностью, но не величина температуры этой поверхности. [c.12] Граничное условие П1 рода — заданы температура среды, окружающей поверхность (обычно воздуха или жидкости), и закон теплообмена между поверхностью и окружающей средой. Это граничное условие наиболее сложное и вместе с тем наиболее распространенное в практических случаях. [c.12] Значительно упрощается решение задач теплопередачи в частном случае при стационарных условиях. Стационарные условия теплопередачи характеризуются постоянством температуры среды во времени, при этом постоянной оказывается и величина теплового потока. Действительные условия теплопередачи далеки от стационарных, так как в натуре происходят колебания температуры наружного и внутреннего воздуха, а следовательно, и колебания величины теплового потока, проходящего через ограждающие конструкции зданий. Однако в некоторых случаях с точностью, допустимой в практических расчетах, можно считать теплопередачу через ограждающие конструкции стационарной. При этом температура воздуха в здании принимается осред-ненной за некоторый период времени (например, за сутки), а для наружной температуры устанавливается некоторое расчетное ее значение исходя из климатических условий данной местности и массивности ограждения. По стационарным условиям теплопередачи определяются потери тепла зданием для установления требуемой мощности системы отопления, необходимые теплозащитные качества наружных ограждений, распределение температуры в ограждении и пр. [c.13] Это есть дифференциальное уравнение температурного поля в стационарных условиях теплопередачи, дающее решение задачи о распределении температуры в данной среде. Физический смысл уравнения (3) будет ясен, если каждое из слагаемых его левой части умножить на величину коэффициента теплопроводности среды Я, тогда каждое из слагаемых будет представлять собой величину изменения теплового потока в данной точке поля по одной из осей координат. Следовательно, сумма изменений ве-личины теплового потока в любой точке поля должна быть равной нулю. Или, другими словами, сумма количеств тепла, притекающего к данной точке по всем направлениям, должна быть равна нулю. Это — основное условие так называемого теплового баланса . [c.13] Аналитическое решение уравнений (3) и (4) представляет также значительные трудности. Пространственные граничные условия остаются теми же, граничные условия времени отпадают. [c.14] В теплотехнических расчетах наружных ограждений зданий большое значение имеет уравнение (4) для расчета температурного поля в ограждении, что бывает необходимо, если в ограждении есть теплопроводные включения (элементы железобетонного или стального каркаса, ребра в трехслойных стеновых панелях и пр.). Задача решается интегрированием уравнения (4) в конечных разностях, что дает хорошие результаты с достаточной для практических целей точностью. Метод конечных разностей применяется также и для решения уравнения (1). Решение дифференциальных уравнений теплопроводности в конечных разностях изложено в главах IV и V. [c.14] Вернуться к основной статье