<<
>>

Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при турбулентном режиме

Для расчета средней теплоотдачи при турбулентном режиме в работе [107]

предложены следующие уравнения

При исследовании движения воздуха при турбулентном режиме соотношение (Рг/Ргпов.)М, а число Прандтля Pr≈ 0,71 [107].

Поэтому

критериальная зависимость (2.9') упрощается и принимает вид

Nm= 0,018 Re0,8 (2.9)

Проведем преобразование уравнения (2.9) с учетом формулы (2.3) и получим уравнение для определения коэффициента среднего конвективного теплообмена в вентилируемом воздушном пространстве [169]

где ε - коэффициент, учитывающий изменение коэффициента среднего конвективного теплообмена по длине вентилируемого воздушного пространства в зависимости от соотношения l/ d^. его величина приведена в таблице 2.9

Таблица 2.9 - Значение ε для турбулентного режима

l/d^ ε при числе Reравном
1∙104 2∙104 5∙104 1∙105 1∙106
1 1,65 1,57 1,34 1,28 1,14
2 1,5 1,4 1,27 1,22 1,11
5 1,34 1,27 1,18 1,15 1,08
10 1,23 1,18 1,13 1,10 1,05
15 1,17 1,13 1,1 1,08 1,04
20 1,13 1,10 1,08 1,06 1,03
30 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02
40 1,03 1,02 1,02 1,02 1,01
50 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Полученное уравнение (2.10) позволяет определить коэффициент среднего конвективного теплообмена в вентилируемом воздушном пространстве при

действии ветра со скоростью до 7 м/с включительно на различной высоте вентфасада.

Зависимости, представленные на рисунках 2.21 и. 2.22, позволили установить, что при турбулентном режиме с увеличением высоты расположения воздушного пространства в конструкции вентфасада коэффициент теплообмена конвекцией увеличивается.и скорости

ветра 3 м/с в воздушном пространстве, расположенном на высоте 10 м/с коэффициент теплообмена конвекцией равена на

высоте 80Аналогичная зависимость наблюдается

при tH=-30 0C и скорости ветра 7 м/с: коэффициент теплообмена конвекцией на высоте 10 м равена на высоте 80 м - ак.воз.пр =

=3,86 Вт/(м2 оС).

Рисунок 2.21 - Характер изменения коэффициента теплообмена конвекцией в вентилируемом воздушном пространстве толщиной 0,15 м при различной высоте его расположения на вентилируемом фасаде в зависимости от скорости ветра при температуре наружного воздуха минус 10 оС

Рисунок 2.22 - Характер изменения коэффициента теплообмена конвекцией в вентилируемом воздушном пространстве толщиной 0,15 м при различной высоте ее расположения на вентилируемом фасаде в зависимости от скорости ветра при температуре наружного воздуха минус 30 оС

Анализ влияния температуры на конвективный теплообмен при турбулентном режиме движения воздуха в воздушном пространстве представлен на рисунке 2.23. На нем видно, что графики изменения ак.воз.прпри различных скоростях ветра находятся на некотором расстоянии друг от друга, что свидетельствует о значительном влиянии ветра на величину ак.воз.пр, как и при ламинарном и переходном режимах.

При этом каждая из линий ак.воз.пр = /(tn) расположена практически горизонтально, и при температурах наружного воздуха в диапазоне от 0 до минус 30 оС - ∆t = 0 - (-30) = 30 оС при скорости ветра 7 м/с изменение величины коэффициента теплообмена конвекцией составляет= 3,62 - 3,40 = 0,22 Вт/(мС), т.е.на каждые 10 оС

перепада температуры; при скорости ветра 5 м/оС

Вт/мС, т.е. ∆ ак.воз.пр= 0,063 Вт/м2 оС на каждые 10 оС. Это позволяет считать, что изменение температуры в диапазоне от 0 до минус 30 оС на величину ак.воз.пр практически не оказывает влияния.

Рисунок 2.23 - Характер изменения коэффициента теплообмена конвекцией в воздушном пространстве вентфасада от температуры наружного воздуха при

различных скоростях ветра

Анализ зависимостей, представленных на рисунке 2.24, показал, что турбулентный режим течения воздуха в вентилируемом воздушном пространстве наблюдается при скоростях ветра от (2-3) м/с до 7 м/с при его толщине 0,15 м. При толщине воздушного пространства 0,08-0,1 м турбулентный режим происходит только при скорости ветра 7 м/с. Увеличение толщины воздушного пространства от 0,1 м до 0,15 м при температуре минус 30 оС высоте 80 м приводит к уменьшению коэффициента конвективного теплообмена с 4,01 до 3,86 Вт/(мС), в то время как при высоте 30 м при этих же температурах коэффициент конвективного теплообмена изменяется от 3,84 до 3,62 Вт/(мС).

Рисунок 2.24 - Изменение коэффициента теплообмена конвекцией в вентилируемом воздушном пространстве различной толщины на высоте 30 и 80

м в зависимости от его толщины при различных скоростях ветра

На основе вычисленных значений ακпри турбулентном режиме движения воздушного потока получена зависимость коэффициента теплообмена конвекцией в вентилируемом воздушном пространстве от числа Рейнольдса при различных температурах наружного воздуха (рисунок 2.25). На нем видно, что эта зависимость имеет прямолинейный характер, и полученные значения в диапазоне чисел Рейнольдса выше 10000 практически параллельны друг другу. Это позволяет считать, что на коэффициент конвективного теплообмена наиболее сильно зависит от скорости ветрового потока.

Рисунок 2.25 - Зависимость коэффициента теплообмена конвекцией в вентилируемом воздушном пространстве толщиной 0,1 м от значения числа Рейнольдса при турбулентном движении воздуха и при температуре наружного воздуха: 1 - минус 10 оС (верхняя линия); 2 - минус 20 оС (средняя линия); 3 - минус 30 оС (нижняя линия)

<< | >>
Источник: УМНЯКОВА НИНА ПАВЛОВНА. РАЗВИТИЕ ТЕОРИИ РАСЧЕТА И ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ СПЕЦИФИКИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ И ОТРАЖАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва - 2019. 2019

Еще по теме Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при турбулентном режиме:

  1. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при ламинарном режиме
  2. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при переходном режиме
  3. Конструкция вентфасада с перфорированной отражательной теплоизоляцией и метод расчета влажностного режима воздушного пространства
  4. ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЕЙ В ВЕНТИЛИРУЕМОМ ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КОНСТРУКЦИИ ВЕНТФАСАДА
  5. 2.4 Расчет параметров теплообмена в воздушных пространствах конструкций вентфасадов
  6. Моделирование процессов конвективного теплообмена в конструкциях вентилируемых фасадных систем с учетом скорости ветрового воздействия и режимов движения воздуха
  7. Расчет температуры в воздушном пространстве конструкций вентфасадов
  8. 2.2 Особенности процессов теплообмена в конструкциях с вентилируемыми воздушными пространствами при учете скорости ветрового воздействия
  9. Моделирование теплопотерь в конструкции вентфасада с учетом скорости ветра и термического сопротивления вентилируемого воздушного пространства с отражательной теплоизоляцией
  10. 7.1 Конструкций вентилируемых фасадов с воздушными пространствами
  11. Перемещение твердых частиц аэрозолей в воздушных пространствах конструкций вентилируемых фасадов
  12. Математическое моделирование конструкций вентилируемого фасада с воздушным пространством методом конечных элементов
  13. Анализ методов расчета и экспериментальных исследований конструкций наружных стен с замкнутыми и вентилируемыми воздушными пространствами