- •1. Задание на дипломную работу.
- •3. Введение.
- •3.2. Оценка эффективности инфракрасного отопления
- •5. Расчет системы радиационного теплообмена
- •5.1. Цель и задачи расчета радиационного теплообмена
- •5.2. Проблемы
- •5.4. График комфорта
- •5.6. Модельный объект и его характеристики
- •5.7. Допущения к решению задачи
- •5.8. Степень черноты воздуха (объемной зоны)
- •5.9. Методика решения
- •6. Заключение.
5.7. Допущения к решению задачи
Для решения модельной задачи были приняты следующие допущения:
Стационарность системы;
Простейшая геометрия;
Одно объемное тело (внутренний объем воздуха);
как воздуха, так и поверхностей, для создания потока тепла через конструкции;
Не учитывается конвекция;
Источником тепла (результирующего излучения) является потолок;
Степень черноты поверхностей постоянна;
Вся излученная энергия рассеивается наружу, то есть все отданное тепло принимается зонами и рассеивается ими в окружающую среду, соответственно есть поток тепла через поверхности;
Поскольку задаваемым значением считаем результирующий поток греющей поверхности, то рассеиваемая теплота зонами находится отношением:
5.8. Степень черноты воздуха (объемной зоны)
Излучение газов отличается тремя особенностями:
излучение газов не подчиняется закону Стефана–Больцмана;
в значительном количестве излучают и поглощают трехатомные газы, а также газы с большим числом молекул и в небольшом количестве двухатомные газы с несимметричной молекулой ( , );
процессы излучения и поглощения газов протекают в объеме;
излучение многоатомных газов - селективное (избирательное), т.е. спектр их излучения несплошной
Степень черноты газов зависит от их температуры ( ) и парциального давления излучающих газов. Излучающими компонентами являются трехатомные газы - пары воды Н2О и диоксид углерода СО2. По номограммам определяем степени черноты газов исходя из произведения парциального давления на эффективную длину пробега луча. Парциальное давление излучающих газов при атмосферном давлении, процентное содержание углекислоты 0,02%, влажность воздуха 40%:
Степень черноты газов определится как сумма степени черноты
где - поправочный коэффициент, определяется по графикам.
Воспользовавшись графиками, получим следующие результат степень черноты газового объема будет равен:
5.9. Методика решения
Для решения систем используем матричный метод решения СЛАУ [16]. Общий вид системы 3.27 можно описать как:
Где соответствует , в свою очередь , а искомым . Для этого преобразуем систему 3.27 и получим ее в виде 3.31, где перенесли в правую часть, а в левую:
Матричный вид записи выглядит следующим образом [16]:
Соответственно примем следующие обозначения: , и
Из уравнения, которое мы получили, необходимо выразить . Для этого нужно умножить обе части матричного уравнения на [16]:
В конечном итоге искомое значение сможем найти как [16]:
Получив значения эффективных потоков каждой зоны, используя 1.28 найдем собственные потоки излучения каждой зоны, а уже полученные значения подставляя в 3.29 сможем найти искомые значения температур.
6. Заключение.
Подытожив результаты в главе 5, можно сделать следующие выводы:
Изучен и освоен зональный метод расчета радиационного теплообмена, выведена основная система уравнений;
Сделаны выводы исходя из полученных данных расчетов;
Удалось получить зависимость температурных полей от степени черноты поверхностей и их геометрических размеров.
Изучение зональных методов расчета радиационного теплообмена и задач оптимизации лучистого отопления продемонстрировало:
Использование зональной системы расчета позволяет более точно предсказать тепловые потоки и комфортную зону для людей в помещении.
Была выведена система уравнений для поверхностей и обсуждена возможность использования этих зависимостей для решения задач оптимизации теплоснабжения.
Результаты представленные на графиках удовлетворяют значениям зоны теплового комфорта человека, что подтверждает эффективность зональных методов расчета.
В целом, изучение данной темы является важным и актуальным направлением, которое помогает решать практические задачи в области инженерного проектирования и гарантирует создание комфортного и эффективного теплоснабжения в зданиях.