Введение к работе
Объектом исследования являются процессы сложного теплообмена, протекающие в неоднородных строительных материалах и изделиях.
Предмет исследования - описываемые системами дифференциальных уравнений математические модели процессов сложного теплообмена.
Актуальность темы. Энергосбережение в настоящее время становится генеральным направлением современной техгаяеской поліпики Правительства Российской Федерации. В результате этого Минстрой Российской Федерации постановлением утвердил и ввел в действие с I сентября 1995 года изменения вСНлПП-3-79* "Строительная теплотехника", обеспечивающие существенное увеличение уровня теплозащиты новых и реконструируемых зданий.
Одним из основных направлений энергосбережения в строительной индустрии является повышение требований к теплозащитным свойствам ограждающих конструкции (стены, перекрытия и т. п.), которые могут быть реализованы применением эффективных теплоизоляционных материалов.
Таким образом, проектирование эффективных теплоизоляционных материалов, а также исследование их теплозащитных свойств является сегодня актуальной задачей.
Наибольший эффект может быть получен при использовании неоднородных материалов, состоящих из остова-скелета и полостей или пор, заполненных газом, например, воздухом.
Работа выполнялась в соответствии с госбюджетной НИР: ГР 01.9.70006123 "Разработка теории и методов расчета процессов тепломассообмена в многофазных газожидкостньгх системах", проводимых в ИжГТУ.
Цель исследования - разработка расчетного метода прогнозирования эквивалентного коэффициента теплопроводности (X экв) неоднородных (пористых, пустотных) строительных материалов и изделий с учетом конвективного теплообмена и теплообмена излучением в полостях и порах.
Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждена тестовыми расчетами и сравнением с экспериментальными данными.
На защиту выносится:
метод расчета термогравитационной конвекции в полостях и порах в объемной постановке;
метод прогнозирования эквивалентного коэффициента теплопроводности неоднородных строительных материалов и изделий сучетом конвективного теплообмена и теплообмена излучением;
результаты численных исследований процессов сложного теплообмена в полостях и порах;
результаты численных исследований теплоизоляционных свойств
неоднородных строительных материалов и изделий с учетом сложного
теплообмена в полостях и порах.
Научная новизна:
Разработана физико-математическая модель (ФММ) термогравитационной конвекции в газовых полостях и порах в полной трехмерной постановке.
Разработана ФММ сложного теплообмена в неоднородных строительных материалах и изделиях.
Установлены соотношения между кондуктивнои, конвективной и лучистой составляющими сложного теплообмена в полостях и порах.
Установлена двойственность влияния увеличения пустотности на теплоизоляционные свойства материалов и изделий.
Практическая полезность. Созданный комплекс физико-математических моделей является теоретической базой для проектирования и производства строительных материалов и изделий с заданными теплоизоляционными свойствами.
Реализация результатов:
акт о внедрении НПО "Ижсотогшаст";
включение работ по прогнозированию теплоизоляционных свойств строительных материалов и изделий в перечень приоритетных разработок Госстроя Удмуртской Республики (заключение Госстроя УР).
Апробация работы.
Результаты работы обсуждались на:
^Ю0С^аучно-технической^є«фершгшіНжОУХЕ^
региональной научно-технической конференции "Проблемы энерго
ресурсосбережения и охрана окружающей среды" (г. Ижевск, 1998 г.);
Российской университетско-академической научно-практической конференции (г. Ижевск, 1999 г.);
Международной конференции "Информационные технологии в инновационных проектах" (г. Ижевск, 1999 г.);
семинаре кафедры "Высшая математика" ИжГТУ (г. Ижевск, 1999 г.);
семинаре в Институте прикладной механики УрО РАН (г. Ижевск, 1999 г.).
Основные публикации. По результатам работы имеется 14 публикаций, в том числе:
статей: 4 опубликованные и І в печати;
2 научно-технических отчета;
тезисов доклада на научных конференциях: 1 опубликованный и 6 находящихся в печати.
Структура и объем работы. Диссертация изложенна на 125 страницах машинописного текста. Содержит введение, 4 главы и заключение. В работу входят: 75 рисунков, 7 таблиц, список литературы из 90 наименований и приложения.