<<
>>

2.4 Расчет параметров теплообмена в воздушных пространствах конструкций вентфасадов

В работе [107] приводятся расчетные формулы для ламинарного и турбулентного режимов, среднее значение коэффициентов теплоотдачи по длине пластины с постоянной температурой. Для переходного режима расчетные формулы не рассматриваются.

По данным, приведенным в работе [58], процесс конвективного теплообмена при переходе ламинарного течения в турбулентный наблюдается на небольшом участке. Он имеет нестабильный характер и называется переходным (рисунок 2.26).

Как видно, в начальной области движения воздушного потока вдоль поверхности наблюдается возникновение ламинарного пограничного слоя. Для этой области ламинарного режима приводятся формулы среднего значения коэффициента конвективного теплообмена.

Рисунок 2.26 - Схема пограничного слоя. 1 - ламинарный пограничный слой; 2 - переходная область; 3 - турбулентный пограничый слой; 4 - ламинарный подслой турбулентного слоя

Условия теплообмена при ламинарном и турбулентном режимах определяются числом Рейнольдса Re. Так, критической величиной для конца ламинарного режима является критическое значение числа Рейнольдса Re^.i = = vxκρ.1lυ,а для начала турбулентного движения с учетом определения режимов течения по критическому значению числа Рейнольдсагде v-

скорость воздушного потока, м/с; x.ι, Хкр.2 - координаты, отсчитываемые от входного отверстия воздуха в конструкцию вентфасада,м; υ -кинематическая вязкость воздуха, м2/с. Они позволяют установить границы перехода ламинарного течения Reκp.1в переходный, а затем переходного Re^2в турбулентный режим.

На основе выведенных уравнений (2.5), (2.8) и (2.10) получены зависимости для определения коэффициента конвективного теплообмена от числа Рейнольдса (рисунок 2.14, 2.20, 2.25) для ламинарного, переходного и турбулентного режимаов.

При этом надо отметить, что температура на всем протяжении в вентилируемого воздушного пространства значительного влияния на коэффициент конвективного теплообмена не оказывает. Поэтому согласно

исследованиям [16, 96] общий теплообмен на всем протяжении воздушного пространства можно рассчитать путем суммирования средних коэффициентов теплообмена в предположении их ступенчатого изменения.

Анализ параметров коэффициентов конвективного режима при ламинарном, переходном и турбулентных режимах показал, что при температурах і ) і і

і

5

) I і теплообмен. В этих условиях, как отмечалось в работах [16, 96], локальные коэффициенты конвективной теплоотдачи, например, при ламинарном режиме равны среднем коэффициенту теплообменаПосле

проведения соответствующих преобразований получим следующие уравнения для вычисления коэффициентом конвективного теплообмена:

- при ламинарном режиме

- при переходном режиме

)

- при турбулентном режиме

Таким образом, в результате проведенных исследований получены выражения, позволяющие вычислить средние коэффициенты конвективного теплообмена в вентилируемом воздушном пространстве вентфасада при ламинарном, переходном и турбулентном режимах движения воздуха в диапазоне температур наружного воздуха от t∏= 0 оС до t∏= -30 оС.

В ходе теоретических исследований вентилируемого воздушного пространства рассмотрим влияние на теплозащитные качества воздушного пространства в конструкции вентфасада лучистого теплообмена.

Коэффициент теплообмена излучением для воздушного пространства, когда две плоскости расположены параллельно между собой, определим по формуле [209] где Сфас.пл. - коэффициент излучения полированной фасадной плиты равняется 3,9 Вт/(мК4);- коэффициент излучения шероховатой поверхности

минераловатной плиты равняется 4,5 Вт/(м2 К4); Со- коэффициент излучения абсолютного черного тела равняется 5,76 Вт/(м2 К4); Ω - температурный коэффициент, определяется таблице 2.8 или по зависимостям, представленным на рисунке 2.27, для средней температуры воздуха в воздушном пространстве или по средней разности температур поверхностей вентилируемого воздушного пространства.

Также, величину ал.воз.пр можно определить графически по разработанным в настоящей работе номограммам по приведенному коэффициенту излучения поверхностей воздушного пространстваи температурному

коэффициенту Ω в зависимости от средней температуры воздуха. Величину Спр можно найти по графику на рисунке 2.27 в зависимости от коэффициентов излучения поверхностей воздушных прослоек С1и С2. По средней температуре воздуха в воздушном пространстве по левому полю рисунка 2.28 находится величина Ω, а затем для этого значения Ω в правом поле рисунка 2.28 выбирается наклонно-вертикальная линия Спр, для которой находится искомое значение ал.воз.пр .

Таблица 2.8 - Значения температурного коэффициента Ω

Температура воздуха в воздушном пространстве, 0С 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
Т емпературный коэффициент Ω 0,81 0,77 0,73 0,69 0,65 0,61 0,57 0,53 0,49

Графики на рисунке 2.28 позволяют проанализировать влияние отражательных свойств поверхностей воздушного пространства на интенсивность лучистого теплообмена: при малых значения коэффициента излучения поверхностей коэффициент лучистого теплообмена имеет малое значение, например, припри увеличении

коэффициента излучения поверхности, например, при коэффициент лучистого теплообмена увеличивается до ал.воз.пр= (3-4) Вт/(м2 оС), что свидетельствует об увеличении лучистого теплообмена в воздушном пространстве.

На основе разработанного графического метода расчета коэффициента теплообмена излучением и полученных зависимостей для вычисления коэффициентов теплообмена конвекцией получены численные значения термического сопротивления вентилируемых воздушных пространств в зависимости от скорости ветра при их толщине 0,06 м, 0,1 м и 0,15 м. При расчете термического сопротивления вентилируемых воздушных пространств также учитывался коэффициент излучения поверхностей, обращенных в пространство (таблицы 7.1-7.3).

Таким образом, на основе проведенных расчетов по зависимостям (2.11, 2.12, 2.13) для вычисления коэффициентов конвективного теплообмена и графического метода определения коэффициентов лучистого теплообмена

83

Рисунок 2.27 - Определение приведенного коэффициента излучения в зависимости от коэффициентов излучения поверхностей, обращенных в воздушное пространство при коэффициенте излучения поверхности: 1 - C2=5,76 Вт/ (м2 оС4); 2 - C2=5,0 Вт/(м2 оС4); 3 - C2=4,0 Вт/(м2 оС4); 4 - C2= 3,0 Вт/(м2 оС4); 5 - C2= 2,0 Вт/(м2 оС4); 6 - C2=1,0 Вт/(м2 оС4); 7 - C2 =0,5 Вт/(м2 оС4)

84

Рисунок 2.28 - Определение коэффициента теплообмена излучением в зависимости от средней температуры воздуха в воздушном пространстве с учетом приведенного коэффициента излучения поверхностей воздушного пространства: 1 - Спр= 0,25 Вт/(м2 оС4); 2 - Спр= 0,5 Вт/(м2 оС4); 3 - Спр= 1,0 Вт/(м2 оС4); 4 - Спр= 1,5 Вт/(м2 оС4); 5 - Спр= 2,0 Вт/(м2 оС4); 6 - Спр= 2,5 Вт/(м2 оС4); 7 - Спр=3,0 Вт/(м2 оС4); 8 - Спр=3,5 Вт/(м2 оС4); 9 - Спр= 4,0 Вт/(м2 оС4); 10 - Спр= 4,5 Вт/(м2 оС4); 11 - Спр= 5,0 Вт/(м2 оС4); 12 - Спр= 5,5 Вт/(м2 оС4); 13 - Спр= 5,7 Вт/(м2 оС4)

(рисунок 2.27 и 2.28) для вентилируемых воздушных пространств толщиной 0,06 м, 0,1 м и 0,15 м в конструкциях вентфасадов получены значения термических сопротивлений при различных скоростях ветра и коэффициентах излучения поверхностей, обращенных в вентилируемое воздушное пространство (см. Главу 7).

2.5

<< | >>
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 2.4 Расчет параметров теплообмена в воздушных пространствах конструкций вентфасадов:

  1. Расчет температуры в воздушном пространстве конструкций вентфасадов
  2. Конструкция вентфасада с перфорированной отражательной теплоизоляцией и метод расчета влажностного режима воздушного пространства
  3. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при ламинарном режиме
  4. 2.2 Особенности процессов теплообмена в конструкциях с вентилируемыми воздушными пространствами при учете скорости ветрового воздействия
  5. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при турбулентном режиме
  6. Модели движения воздуха в воздушных пространствах конструкций вентфасадов при переходном режиме
  7. Моделирование теплопотерь в конструкции вентфасада с учетом скорости ветра и термического сопротивления вентилируемого воздушного пространства с отражательной теплоизоляцией
  8. Анализ методов расчета и экспериментальных исследований конструкций наружных стен с замкнутыми и вентилируемыми воздушными пространствами
  9. ГЛАВА 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЕЙ В ВЕНТИЛИРУЕМОМ ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ КОНСТРУКЦИИ ВЕНТФАСАДА
  10. Основы теплообмена излучением, конвекцией и теплопроводностью в замкнутом воздушном пространстве ограждающих конструкций учетом отражательных свойств материалов
  11. ГЛАВА 2. РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ РАСЧЕТА ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ВОЗДУШНЫМ ПРОСТРАНСТВОМ С УЧЕТОМ ВЛИЯНИЕ СКОРОСТИ ВЕТРА
  12. 4.2.1. Теплообмен между параллельными поверхностями воздушных пространств
  13. Теплообмен между параллельными поверхностями воздушных пространств с учетом многократного отражения и поглощения лучистого теплового потока
  14. 7.1 Конструкций вентилируемых фасадов с воздушными пространствами
  15. Математическое моделирование конструкций вентилируемого фасада с воздушным пространством методом конечных элементов
  16. Перемещение твердых частиц аэрозолей в воздушных пространствах конструкций вентилируемых фасадов