1-Teploperedacha

Способы задания краевых условий

3. ГУ-3 (граничные условия третьего рода) – задается закон конвективного теплообмена для стационарного температурного поля

qsj = αj(Tjs – Tс ) – конвективный тепловой поток

или λjs(dT/dnj )s + αj(Tjs – Tс ) = 0 – (теплопроводность + конвекция)

4. ГУ-4 (граничные условия четвертого рода) – задаются при контакте двух твердых тел при одинаковой температуре или конвективном теплообмене с окружающей средой

Tjs(хis, τ) = [Тc (xis, τ)]j ;

- λсj(dT/dnj )n =- λjs(dT/dnj )s

Примеры

1. Варианты задания граничных условий

Т	δ1		δ2	x 0	T T1			ГУ-1
				x 1 2	T T2
Т1			C2,
			ρ2,	x 1	t1	t2		ГУ-4
			λ2
				q
				x 1; 2 ; 1	2	q const
	C1,
	ρ1,			Т2
	λ1

х

Примеры

2. Распределение температур в плоской стенке

Т

Т1

q

		Т2
	δ	x
ГУ-1:	x 0	T T1
	x	T T
		2

Д.у. Фурье для одномерной стационарной задачи:

d2T

dx2

0;

После интегрирования получаем:

dT

dx

С1 ; T C1 x C2

Из граничных условий:

x 0	С2 T1
x	T С T ; С				T2 T1	.
	2	1	1	1

Итоговое уравнение:

T = const T= const

Т

Т1

q

Т2

T = T(x)

δx

T T(x) T2 T1 x T1

- уравнение прямой линии, зависящей только от координаты х.

Для одинакового х - одинаковое Т.

Запомнить:

1.Распределение температур в плоской однородной стенке не зависит от свойств материала.

2.Все изотермы (линии Т = const) параллельны поверхности стены.

Особенности теплофизических

характеристик строительных материалов

Точность теплотехнического расчета определяется точностью задания теплофизических характеристик материала.

с- удельная теплоемкость, Дж/(кг °С);

- коэффициент теплопроводности, Вт/(м °С);

		- объемная теплоемкость, Дж/(м3 °С);
с
a		- коэффициент температуропроводности, Вт/(м °С).

c

Большинство строительных материалов - капиллярно-пористые тела, состоящие из твердого каркаса (скелета) и глухих или сообщающихся пор. В порах может быть влажный воздух, вода, лед.

Теплопередача

осуществляется одновременно:

-теплопроводностью (через каркас);

-конвекцией (в порах, при влагообмене и фильтрации воздуха);

-излучением (в порах).

Поэтому теплофизические характеристики стройматериалов непостоянны - изменяются в зависимости от состава, плотности, структуры и тепловлажностного состояния.

При этом изменение с и ρ в строительных расчетах обычно не учитывается - изменение составляет всего несколько процентов.

Основная переменная характеристика - коэффициент теплопроводности λ.

Факторы, влияющие на коэффициент

теплопроводности λ

-химсостав и род материала (у неорганических λ выше);

-средняя плотность (у газо- и пенобетонов, ↑ρ→ ↑λ)

ρ = 400...1000 кг/м3 → λ = 0,14...0,40 Вт/(м °С);

- величина пор и их сообщение между собой

(оптимально - несообщающиеся диаметром 0,4...0,6 мм);

-направление волокон (вдоль - выше);

-влажность материала;

Факторы, влияющие на коэффициент

теплопроводности λ

- температура;

неметаллы

- и др.

металлы

Где найти значение λ?	Учитывают:
Свод правил СП 23-101-2000,	- стройматериал;
	- плотность-пористость;
приложенияСНиП II-3-79*	- влажность (сухой/вар.А/вар.Б)