Теплопроводность материалов
Материал |
№ участка исследуемой области |
х = у |
Дерево |
1, 3, 7 |
0,29 |
Жесткий пенопласт |
4, 8 |
0,05 |
Древесноволокнистые плиты |
6 |
0,17 |
Минеральная вата |
2, 5 |
0,07 |
Возможность расчета рассматриваемого температурного поля как стационарного не представлялась несомненной, так как в стыке есть, хотя и в ограниченном количестве, массивные элементы (бруски). Используя программу расчета нестационарного температурного поля, этот же стык рассчитали на резкое похолодание, заканчивающееся воздействием на конструкцию неизменной температуры воздуха tн = -29 °C продолжительностью около суток (20 часов), и установили, что к концу периода с неизменной температурой наружного воздуха температуры на внутренней поверхности угла ограждающей конструкции оказались весьма близкими к их значениям, определенным в результате расчета по стационарному режиму, т.е. установили возможность расчета серии подобных стыков по стационарному режиму.
Рис. 20. Чертеж исследуемой области
О - номера участков исследуемой области с различной теплопроводностью
- номера участков границ с различными условиями теплообмена
На рис. 20 приведен чертеж исследуемой области. В ней, как видим, выделено 8 участков с различной теплопроводностью (номера в кружках) и 7 участков границы (номера в прямоугольниках). Участки границы № 1 и 3 представляют собой естественные границы исследуемой области (наружная и внутренняя поверхность ограждения), на них заданы граничные условия третьего рода - температура окружающей среды - и коэффициент теплоотдачи поверхности). Участки границы с № 5, 6 и 7 расположены на оси симметрии стыка (б-б), имеющей наклон 45° к оси ОХ. На этих участках задано условие второго рода - равенство нулю теплового потока по нормали к этой границе. Участок № 2 границы исследуемой области расположен на расстоянии 550 мм от угла конструкции. Здесь предлагается практически одномерное распределение температуры в ограждении и, как следствие, равенство нулю теплового потока по нормали к этой границе (а-а). Основанием для расположения этой границы на принятом расстоянии от угла является опыт проведения расчетов подобных конструкций. В них обычно на расстоянии 4 - 5 толщин от стыка (в данном случае - от угла) распределения температуры в различных сечениях панели повторяют друг друга, т.е. являются одномерными. По окончании расчета надлежит проверить правильность принятого допущения о практически одномерном распределении температуры в сечении а-а.
Выделенная исследуемая область была расчленена на 657 блоков различных размеров (рис. 21). Жирными линиями показаны границы участков исследуемой области с различными конструктивными элементами и теплопроводностями. В условной системе координат эта же разбивка приведена на рис. 22. На этом рисунке номера участков границ показаны в кружках, номера границ - в квадратах, около вершин подписаны координаты по осямОХ и ОY.
В табл. 7 приведена вся исходная информация, относящаяся к данному расчету. Обратим внимание на учет наклонных границ при составлении таблиц CORD1 и CORD2. Наклонные границы имеют 1, 2 и 7 участки исследуемой области, они пронумерованы соответственно № 5, 6 и 7. Из-за того, что в нашем случае наклонная граница проходит под углом 45 °С к оси ОХ и принятая разбивка исследуемой области организована так, что рассматриваемая граница пересекает блоки по диагонали, возможно одним участком наклонной границы охватить группу элементарных блоков, имеющих различные размеры. Рекомендуем читателю проследить за соответствием координат, указанных в соответствующих строчках таблиц CORD1 (1, 2 и 7) и CORD2 (5, 6 и 7), с данными о координатах мест переломов границ, приведенных на рис. 22.
Рис. 21. Чертеж исследуемой области, расчлененной на элементарные блоки
Рис. 22. Схема в условных координатах расчленения исследуемой области на элементарные блоки
Таблица 7