2.2. Описание экспериментальной установки

Электрическая модель наружного угла представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Электрическая модель наружного угла

Модель выполнена из электропроводной графитизированной бумаги с соблюдением принципов аналогии модели и натуры (см. «Теоретическое введение» к лабораторной работе 1). Тепловое поле модели разбито на квадраты, размер которых в области сгиба стены уменьшен в два раза. Ширина полосы отражает в некотором масштабе толщину ограждения δ = kl_м; сопротивление тепловосприятию и теплоотдаче имитируют полоски бумаги шириной l_в и l_н, расположенные по периметру модели. В вершинах квадратов установлены клеммы 13 для измерения тока гальванометра, пропорционального их потенциалам. Температуру окружающей среды имитируют электрические потенциалы, подаваемые на шины 14 и 15 от источника постоянного тока. Через выключатель К, переменный резистор r и гальванометр G к шине 15 подключен свободный щуп 16. Выключатель К и переменный резистор сблокированы. Электрическая модель имеет ось симметрий, которая на рис. 2.1 показана пунктирной линией.

2.3. Проведение экперимента

1. Установив надежный электрический контакт щупа 16 с наружной шиной 15, включить выключатель К и вывести стрелку гальванометра на максимальное деление шкалы n_max, т.е. задать температурный масштаб.

t_в – t_н ~ n_max .

2. Прикасаясь щупом к каждой клемме модели, измерить показания гальванометра в делениях шкалы и записать в таблицу по форме 2.

Форма 2

	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1 2 3 … 11 12

2.4. Обработка экспериментальных результатов

А. Работа на модели угла.

1. Величины, задаваемые преподавателем: температура внутреннего t_в и наружного t_н воздуха, коэффициенты тепловосприятия α_в, теплоотдачи α_н, теплопроводности λ, толщина ограждения δ = kl_м и относительная влажность f % внутри помещения.

2. Усреднить результаты измерения для симметричных точек и записать в таблицу по форме 2. Расчет температур отдельных точек на модели угла проводят по формуле.

(2.1)

3. Вычертить в масштабе на миллиметровой бумаге схему горизонтальной половины реального угла (не модели) с указанием размеров.

4. Вычислить по формуле (2.1) температуру t_ij и записать ее значение под каждой точкой вычерченной схемы (рис. 2.1).

5. Интерполируя, построить на схеме половины угла (не модели) изотермы (рис 2.2), начиная с минимальной температуры (по указанию преподавателя).

6. Указать зону промерзания угла, начиная от внутренней поверхности стены. Для этого вычертить на схеме угла изотерму: t = 0 ^оС.

7. Определить точку росы по заданному значению t_в и относительной влажности воздуха f % в помещении [2, c. 45-46].

8. Сделать заключение о влажностном состоянии угла.

9. Вычислить общее термическое сопротивление стены по формуле:

10. Указать, на сколько градусов экспериментальное значение температуры угла ниже температуры внутренней поверхности стены вдали от угла: Δ = t_в.п – t_у. Точки (12.7) и (7.7) – на модели.

Рис. 2.2. Распределение температур в наружном углу

Б. Аналитические расчеты t_у; t_в.п как функции от t_н .

1. В одних и тех же координатах на миллиметровой бумаге построить график зависимости t_в.п и t_у от наружной температуры t_н. Аналитически t_в.п определяется по формуле (2.2).

(2.2)

2. Аналитическая зависимость t_у = f (t_н) в [4] задается выражением:

(2.3)

где - коэффициент тепловосприятия угла.

3. По графику t_у = f (t_н) определить расчетную температуру угла для заданных в работе условий и сравнить с экспериментальным значением. По графику t_в.п = f (t_н) определить расчетную температуру стены для заданных условий и сравнить с экспериментальным значением.

4. По построенным графикам сделать заключение о характере зависимости t_в.п и t_у от наружной температуры t_н. Какой физический смысл несет точка пересечения графиков t_у и t_в.п в зависимости от t_н?

Разность температур t_в.п (стены) и t_у (угла) на основании формул (2.2) и (2.3) может быть рассчитана по формуле:

Рассчитать и сравнить с полученным на модели. Дать пояснения.

N.B. Конечно, следует помнить, что в настоящее время подавляющее число расчетов в физике строительного дела ведется с использованием компьютерных технологий, компьютерного моделирования.