Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор методов и средств контроля погрешностей преобразователей угловых перемещений 13
1.1 Классификация преобразователей перемещений (ПП) 13
1.2 Конструктивные и метрологические параметры ПП 18
1.3 Методы контроля характеристик ПП 25
1.4 Выводы по главе 1 37
ГЛАВА 2. Разработка и исследование методов и средств контроля погрешностей угловых ПП 39
2.1 Выбор показателей качества стенда для контроля погрешностей угловых преобразователей перемещений 39
2.2 Принципы построения стендов для контроля точностных характеристик угловых ПП 43
2.3 Описание разработанного стенда и метода для контроля угловых ПП 47
2.4 Погрешности угловых ПП 52
2.5 Центрировка растров угловых ПП 60
2.6 Метод центрировки растра по электрическим сигналам 67
2.7 Выводы по главе 2 70
ГЛАВА 3. Разработка и исследование фиксирующих устройств для ограничения поворота корпуса ПП в процессе контроля 72
3.1 Разработка фиксирующего устройства на основе параллелограммного и рычажного механизмов 73
3.2 Разработка упрощенных фиксирующих устройств 76
3.3 Анализ фиксирующих устройств 80
3.4 Выводы по главе 3 90
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования разработанного метода и стенда для контроля ПП 91
4.1 Описание работы и программное обеспечение стенда 92
4.2 Калибровка стенда 97
4.3 Исследование метода автоматической коррекции результата при контроле метрологических характеристик ПП
4.3.1 Исследование погрешности ПП при ограничении поворота корпуса фиксирующим устройством на основе параллелограммного и рычажного механизмов 105
4.3.2 Исследование погрешности ПП при ограничении поворота корпуса фиксирующим устройством с направляющей прямолинейного движения и кинематической парой высшего класса 112
4.3.3 Исследование погрешности ПП при ограничении поворота корпуса фиксирующим устройством с рычажным механизмом и кинематической парой высшего класса 119
4.4 Выводы по главе 4 125
Заключение 128
Список сокращений 130
Список литературы
- Конструктивные и метрологические параметры ПП
- Описание разработанного стенда и метода для контроля угловых ПП
- Разработка упрощенных фиксирующих устройств
- Исследование погрешности ПП при ограничении поворота корпуса фиксирующим устройством на основе параллелограммного и рычажного механизмов
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Энерго- и ресурсосбережение является одним из приоритетных направлений научно-технической политики России. Данные теплофизических исследований известных ученых показывают, что потенциальные ресурсы энергосбережения жилых зданий составляют не менее 50 %.
Ограждающие конструкции зданий должны поддерживать определенный баланс между уровнем тепловой защиты и санитарно-гигиеническими требованиями для определенных климатических условий. В период эксплуатации здания, в ограждающих конструкциях непрерывно происходят взаимосвязанные процессы передачи теплоты, фильтрации воздуха и движения влаги. Поэтому каждый из протекающих процессов может внести существенные изменения в формирование общей картины теплового и воздушного режимов эксплуатации ограждающих конструкций.
При индивидуальном домостроении стали интенсивно применять технологию каркасного и каркасно-щитового строительства. Дома, возведенные по такой технологии, имеют ряд своих преимуществ и недостатков. К основным преимуществам данной технологии относятся использование материалов с более низким коэффициентом теплопроводности и короткие сроки строительства. Основным недостатком является повышенная фильтрация воздуха через ограждающие конструкции.
По данным различных исследований фильтрационные потери теплоты могут составлять до 30 % от общих потерь теплоты зданием. Следует отметить, что в общепринятых нормативных методиках, расчет теплового и воздушного режима ограждающих конструкций выполняется независимо друг от друга.
Таким образом, совершенствование методов проектирования,
позволяющих уточнить совместные протекающие процессы передачи теплоты и фильтрации воздуха в современных ограждающих конструкциях, является актуальной задачей, решение которой позволит повысить энергоэффективность зданий каркасно-щитового типа.
Степень разработанности диссертации. Последовательно, начиная с 1877 г. и по настоящее время, теоретическими и экспериментальными исследованиями степени влияния фильтрации воздуха на тепловлажностные режимы ограждающих конструкций занимались: В. Н. Богословский, В. И. Бодров, В. М. Валов, Б. Ф. Васильев, В. Г. Гагарин, А. Г. Григоров, С. К. Есенгабулов, А. М. Ибрагимов, В. М. Ильинский, Д. В. Крайнов, А. В. Лыков, Е. Г. Малявина, Л. А. Пульдас, Ф. В. Ушков, К. Ф. Фокин, А. Н. Цвяк, А. Б. Шабаров, Hagentoft Сarl-Eric, H. М. Kunzel и др.
Используя накопленный опыт отечественных и зарубежных
исследователей в области теплофизических исследований фильтрации воздуха и теплового режима ограждающих конструкций зданий, сформулирована цель и задачи диссертационной работы.
Цель работы заключается в повышении энергетической эффективности жилых зданий на основе совершенствования методов расчета, позволяющих уточнить совместно происходящие процессы передачи теплоты и фильтрации воздуха в ограждающих конструкциях каркасно-щитового типа.
Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:
выполнить анализ существующих экспериментальных и теоретических исследова влияния фильтрации воздуха на тепловые режимы эксплуатации ограждающих ;
провести натурные и лабораторные экспериментальные исследования тепломассопереноса в каркасно-щитовых ограждающих конструкциях;
усовершенствовать метод расчета нестационарного тепломассопереноса в ограждающих конструкциях каркасно-щитового типа;
- выполнить расчетно-параметрические исследования влияния
фильтрации воздуха на формирование тепловых режимов каркасно-щитовых
ограждающих конструкций;
Объект исследования. Каркасно-щитовые ограждающие конструкции зданий.
Предмет исследования. Нестационарные процессы тепломассопереноса при эксплуатации объектов исследования.
Научная новизна диссертационной работы:
- усовершенствован метод расчета нестационарного тепломассопереноса,
описывающий формирование тепловых режимов каркасно-щитовых
ограждающих конструкций при фильтрации воздуха;
- установлена степень влияния перепада температур и давлений на
изменение потерь теплоты через ограждающие конструкции каркасно-
щитового типа;
- на основе натурных и лабораторных исследований получены
экспериментальные данные о распределении температуры и плотности
теплового потока при различных перепадах давления для ограждающих
конструкций каркасно-щитового типа;
- установлено существенное влияние коэффициента
воздухопроницаемости материалов, используемых в каркасно-щитовой
технологии возведения стеновых конструкций на формирование тепловых
режимов.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
- на основе теоретических и экспериментальных исследований получены
значения параметров теплофизических процессов в ограждающих
конструкциях каркасно-щитового типа в условиях нестационарного режима
эксплуатации зданий, которые рекомендуется использовать при
проектировании уровня тепловой защиты;
- усовершенствованный метод расчета позволяет выполнять решение
теплотехнической задачи в трехмерной постановке, учитывающей
распределение температуры и давления воздуха по высоте ограждения;
- программная реализация совершенствованного метода позволяет
сократить время на проектирование теплотехнической части ограждающих
конструкций каркасно-щитового типа.
Практическая реализация работы.
Результаты исследования реализованы при строительстве многоэтажных и индивидуальных жилых домов в ООО «Роспроект модернизация», ООО «Карсикко дом».
Результаты исследований использованы в учебном процессе при выполнении лабораторных и практических работ по дисциплине «Строительная теплофизика» магистрантами ФГБОУ ВО «ТИУ» по профилю подготовки «Теплогазоснабжение, вентиляция и энергоаудит».
Методология и методы диссертационного исследования.
В качестве теоретической базы для исследования использованы законы сохранения массы и энергии, известные научные труды по теплофизике и теплотехнике в ограждающих конструкциях. Все экспериментальные исследования выполнены в соответствии с действующими нормативными методиками в аккредитованном экспертном центре и научно-исследовательской лаборатории ТИУ.
Положения, выносимые на защиту.
- усовершенствованный метод расчета нестационарного
тепломассопереноса в каркасно-щитовых ограждающих конструкциях;
- экспериментальные данные о распределении температуры и плотности
теплового потока при различных перепадах давления для каркасно-щитовых
ограждающих конструкций;
- результаты теплофизических исследований, показывающие
существенное влияние внешних факторов и свойств материалов на
формирование полей температуры и термического сопротивления
теплопередаче наружных стеновых каркасно-щитовых конструкций;
Степень достоверности результатов основана на использовании фундаментальных уравнений теплофизических процессов и апробированных
численных методов решения задач, в сравнении результатов с известными аналитическими и численными решениями. Экспериментальные результаты получены с помощью метрологически поверенных приборов и известных методик с последующей оценкой погрешности измерений.
Апробация результатов и публикации. Основные результаты
исследований докладывались на V Инженерном форуме Тюменской области
(2012 г.); XVI научно-образовательной конференции студентов Тюменского
государственного архитектурно-строительного университета (ТюмГАСУ, 2012
г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные
проблемы современной науки» (Уфа, 2013 г.); Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительства, экологии и энергосбережения в условиях Западной Сибири» (ТюмГАСУ, 2014 г.); XII научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей (ТюмГАСУ, 2014 г.); XIV научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей (ТюмГАСУ, 2015 г.); семинаре «Тепломассоперенос в системах обеспечения тепловых режимов энергонасыщенного технического и технологического оборудования» Международной молодежной научной школе-семинаре Национального исследовательского Томского политехнического университета (Томск, 2015 г.).
По результатам выполненных исследований опубликовано 9 научных работ, в том числе 2 статьи входящие в перечень ВАК, 1 статья опубликована в издании, включенном в базу Scopus.
Личный вклад автора заключается в постановке цели и задач диссертационного исследования, проведении экспериментального и расчетного исследования, разработке трехмерного метода расчета нестационарных процессов передачи теплоты с учетом фильтрации воздуха, анализе и внедрении полученных результатов.
Соответствие паспорту специальности.
Область исследований соответствует требованиям паспорта научной специальности ВАК 01.04.14 – Теплофизика и теоретическая теплотехника, а именно: п.4 Экспериментальные и теоретические исследования процессов взаимодействия интенсивных потоков энергии с веществом; п.9 Разработка научных основ и создание методов интенсификации процессов тепло- и массообмена и тепловой защиты.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, разделов, общих выводов, заключения, списка литературы и приложений. Объем диссертации составляет 174 страницы, включая 29 таблиц, 59 рисунков, список литературы из 211 наименований, 3 приложения.
Конструктивные и метрологические параметры ПП
При возникновении разности давлений на наружных и внутренних поверхностях ограждающих конструкций зданий происходит движение воздуха из области большего давления в область меньшего [187].
Под фильтрацией понимается процесс перемещения воздуха через различные щели и толщу материала, а под воздухопроницаемостью способность материала пропускать воздушный поток. Если фильтрация протекает в помещение, то она называется инфильтрацией, при обратном процессе это явление называется эксфильтрацией. По классификации Р.Е. Брилинга, в конструкции ограждения могут протекать как сквозная (поперечная) фильтрация, так и продольная и внутренняя фильтрация.
Продольная фильтрация представляет собой процесс проникновения наружного воздуха в толщу материала и движение его по порам (рисунок 1.2а).
Явление внутренней фильтрации состоит в том, что движение воздуха происходит по замкнутой траектории внутри полостей с конструкцией и высокопористым утеплителем (рисунок 1.2б).
Фильтрация воздуха через строительные конструкции нежелательна с теплотехнической точки зрения, однако это способствует обеспечению требуемого воздухообмена зданий с естественной вентиляцией. В холодный период года инфильтрация снижает температуру внутренней поверхности ограждающих конструкций. Процессы эксфильтрации также приводят к негативным моментам и могут стать причиной увлажнения толщи ограждения.
Этим объясняется то большое внимание врача-гигиениста Ф.Ф. Эрисмана к вопросам исследований воздухообмена помещений.
Практические данные о движении воздуха существовали задолго до происхождения теории фильтрации. которая начала свое развитие во второй половине XIX века. Основой разработки теории фильтрации воздуха послужил закон сопротивления при фильтрации жидкости. В 1850 – 1855 гг. Г. Дарси на основе своих опытов по фильтрации в песчаных грунтах установил линейную связь между потерями напора (p) и скоростью фильтрации (ik), которая впоследствии получила название закона Дарси. В 1877 г. Ланг установил аналогичную зависимость для воздухопроницаемости, известную как закон Ланга: где - коэффициент воздухопроницаемости материала, кг/(мчПа); перепад давлений, Па. Он также впервые предложил понятие коэффициента воздухопроницаемости. В 1896 г. в лаборатории Ф.Ф. Эрисмана были проведены экспериментальные исследования определения воздухопроницаемости глиняных сырцовых материалов.
В 1915 г. К.Я. Илькевичем [63] выполнены исследования воздухопроницаемости различных строительных растворов. Значительный вклад в развитие теории фильтрации внесла работа выдающегося русского математика и механика Н.Е. Жуковского «Теоретическое исследование о движении подпочвенных вод». В работе Н. Е. Жуковского была указана математическая аналогия теплопроводности и фильтрации.
В 1922 г. ставшая классической, опубликована работа профессора гидравлики ППИ H. H. Павловского [116]. Результаты [116] стали применяться при расчете фильтрации. Одновременно с Н.Е. Жуковским является разработчиком гидромеханической теории фильтрации и Н.Н. Павловский [58]. H.H. Павловским были установлены границы существования линейного закона Дарси и предложено использовать безразмерный критерий Рейнольдса для определения этих границ.
В 1934 г. Л. С. Лейбензоном была разработана теория движения газа в пористой среде. В основу теории были положены выведенные им дифференциальные уравнения установившегося и неустановившегося движения газа в пористой среде. Спустя несколько лет С.А. Христианович [180] предложил видоизмененную формулу Дюпюи, заложив в нее основы тории нелинейной фильтрации. Исследованиями воздухопроницаемости строительных материалов и ограждающих конструкций в 30-х годах занимались Б.Ф. Васильев, П.А. Брянцев, С.И. Ветошкин, С.И. Идашкин Д.Д. Галанин, М.И. Субботкин, П.С. Философов и др. В это же время за рубежом выполнялись работы Райшом [211].
В 1935 г ученые Р. Е. Брилинг и Б. Ф. Васильев в ЦНИПС [26] положили начало систематическим исследованиям воздухопроницаемости в натурных и лабораторных условиях.
В 1936-1937 гг. Р.Е. Брилингом в лаборатории инфильтрации ЦНИПС [17] экспериментальным способом определена воздухопроницаемость строительных материалов, вошедшая в основу теплотехнического расчета ограждающих конструкций. В данных исследованиях воздухопроницаемость определялась в основном методом продувки воздуха или аммиака через ограждение. Нередко для определения воздухопроницаемости использовался и косвенный теплотехнический метод исследования. Метод продувки аммиаком Данный способ исследования воздухопроницаемости основан на воздействии аммиака на светочувствительную бумагу. Его применяли в тех случаях, когда необходимо было установить участки с повышенной воздухопроницаемостью. Сущность этого метода состоит в том, что с одной стороны через конструкцию пропускают аммиак, а с другой устанавливают светочувствительную бумагу, которая темнеет на участках с повышенной воздухопроницаемостью. Впервые этот метод был использован в 1948 г. П.А. Теслером (ЦНИПС). В ходе этого опыта был выявлен ряд недостатков связанных с усиливающимися процессами инфильтрации или эксфильтрации на одних участках ограждений и ослабевающих на других. Кроме того, данные наблюдения возможны были только в темное время суток, вызванные недопустимостью попадания света на бумагу. Полученные результаты картинок в ходе наблюдений представляли собой своего рода рентгеновские снимки.
Описание разработанного стенда и метода для контроля угловых ПП
Система Retrotec Q4E имеет профессиональное исполнение, высокую производительность, быструю настройку и автоматический контроль давления и воздушного потока.
Система измерения воздухопроницаемости укомплектована мощным вентилятором 3300FAN с максимальной производительностью 14000 м/ч. Полностью автоматизированное управление настолько быстро, что практически исключает влияние ветра на результаты измерений. Аэродверь укомплектована легкой разборной алюминиевой дверной панелью, имеющей возможность адаптации к размерам дверного проема в широком диапазоне. В комплект включена дополнительная центральная крепёжная рейка для повышения жесткости панели и надежности ее крепления в дверном проеме. Текстильное полотно предназначено для установки одного вентилятора.
Управление аэродверью осуществляет двухканальный цифровой манометр DM-2, либо в ручном, либо в полностью автоматическом режиме. Манометр внесен в ГРСИ РФ и поставляется со свидетельством о первичной метрологической поверке. Испытательный стенд проходит аттестацию в Росстандарте на соответствие требованиям ГОСТ 31167-2009 «Здания и сооружения, [48]. Методы определения воздухопроницаемости ограждающих конструкций в натурных условиях». Вычисление кратности обмена воздуха, ELA или потока воздуха относительно единицы площади манометр DM-2 выполняет без использования компьютера. При подключении аэродвери к компьютеру с установленным программным обеспечением FanTestic, тест проводится в автоматизированном режиме. При устранении дефектов воздухопроницаемости непосредственно во время проведения теста, система автоматически адаптируется к изменившимся условиям и удерживает параметры давления на заданном уровне. Применение аэродвери значительно повышает информативность тепловизионного контроля теплозащиты ограждающих конструкций.
Измеритель комбинированный Testo – 480 предназначен для измерения скорости потока воздуха, относительной влажности, дифференциального и абсолютного давлений, температуры, уровня освещенности и концентрации СО2 в атмосфере.
Устройство и принцип работы прибора Измеритель комбинированный состоит из электронного блока с автономным питанием и подключаемых к нему измерительных зондов. Электронный блок преобразует электрические сигналы, поступающие от измерительных зондов в единицы измерения соответствующих физических величин. Результаты измерений отображаются на жидкокристаллическом дисплее в цифровом виде. Измеритель состоит из измерительного прибора, включающего в себя память на 10000 измерительных блоков соответственно и комплекта измерительных зондов. Измерители комбинированные оснащены цифровым интерфейсом, USB-интерфейсом для подключения к ПК и ИК-интерфейсом для подключения к термопринтеру.
Конструктивно измеритель состоит из единого блока обработки сигнала с автономным питанием, расположенного в пластиковом корпусе и состоящего из электронной платы, цифрового жидкокристаллического индикатора и панели управления. Электронный блок подает питающее напряжение на первичный преобразователь и считывает аналоговый сигнал. В дальнейшем производится оцифровка и обработка сигнала микросхемами поддержки процессора.
Разработка упрощенных фиксирующих устройств
Оценки параметров линейной регрессии, полученные методом наименьших квадратов, будут несмещенными и эффективными (т. е. будут иметь наименьшую дисперсию) в классе линейных несмещенных оценок при выполнении четырех условий, известных как условия Гаусса-Маркова: 1. – математическое ожидание отклонений равно нулю для всех наблюдений, т.е. случайные отклонения в среднем не оказывают влияния на зависимые переменные; 2. дисперсия отклонений постоянна для всех наблюдений, т.е. не должно быть большой ошибки (гомоскедастичность). (Непостоянство дисперсии отклонений называют гетероскедастичностью). 3. при , т.е. случайные отклонения и являются независимыми друг от друга для . Если условие выполняется, то автокорреляция отсутствует. 4. т.е. случайные отклонения должны быть независимыми от объясняющих переменных. 5. Регрессионная модель является линейной относительно параметров. Нарушение одного из условий Гаусса-Маркова приводит к нарушению эффективности оценок, т. е. в классе несмещенных оценок можно найти такие, которые имеют меньшую дисперсию.
Для данной модели вычислены отклонения для всех i = 1, 2…70 (таблица 4.17), сумма отклонений , что свидетельствует о выполнении первого условия Гаусса-Маркова. Отсутствие автокорреляции и гетероскедастичности можно проверить графически. По оси абсцисс обычно откладываются либо время получения статистических данных, либо порядковый номер наблюдения, а по оси ординат отклонения или . На рисунке 4.21 все квадраты отклонений находятся внутри полуполосы постоянной ширины, параллельной оси абсцисс, что говорит о независимости дисперсий от значений переменной t и их постоянстве, т.е. выполняются условия гомоскедастичности. e e 10 6 Для анализа общего качества построенного уравнения регрессии используется коэффициент детерминации . Коэффициент детерминации (мера определенности) всегда расположен в пределах интервала [0; 1]: Значение близко к единице, таким образом построенная модель объясняет почти всю изменчивость соответствующих переменных. Коэффициент детерминации показывает, что на 75% найденная функция регрессии описывает связь между исходными значениями Вт/м2) и (ч). При таком значении коэффициента детерминации ) можно делать прогноз для конкретного значения в пределах диапазона исходных данных. При прогнозах значений, не входящих в диапазон исходных данных, справедливость полученной модели гарантировать нельзя. Это объясняется тем, что может проявиться влияние новых факторов, которые модель не учитывает.
Оценку значимости уравнения регрессии проверяют по оценке значимости коэффициента детерминации с помощью критерия Фишера. Выдвигаются гипотезы: Н ; Н . Для проверки гипотезы Н используется следующая F-статистика: набл Критическое значение F-статистики определялось по таблице Фишера кр , где , (для парной линейной регрессии р = 1), с числом степеней свободы . Поскольку на л крит , то нулевая гипотеза отклоняется, коэффициент детерминации считается статистически значимым, что определяет значительное влияние всех переменных входящих в уравнение регрессии. Аналогично регрессионный анализ проведен для экспериментальных данных . В результате получены следующие регрессионные модели: Полученные значения t-статистик на л де и стандартные ошибки коэффициентов регрессии где , вычисленные также с помощью встроенной функции ЛИНЕЙН () в Microsoft Excel, занесены в таблицу 4.18. Таблица 4.18 – Стандартные ошибки коэффициентов регрессии і 2 7,05Е-09 1,51Е-06 0,000123 0,004849 0,092925 0,777667 2,068703 3 - 8,93455Е-07 0,000159 0,010293 0,290551 3,388389 12,21116 4 3,08Е-08 6,57Е-06 0,000539 0,021164 0,405547 3,393931 9,02833 і на л на л на л на л на л на л на л 2 7,326447 -7,61631 7,718305 -7,4756 6,525622 -3,82989 5,633918 3 - 10,20903402 -10,4166 10,59119 -10,6926 10,50963 -1,27442 4 -6,87939 7,847557 -8,83229 9,742417 -10,3484 9,990104 -2,60859 Критическое значение крит t-статистики определялось по таблице критических точек распределения Стьюдента с числом степеней свободы (n-2) (где n = 70 объем выборки) и уровнем значимости . Поскольку для всех и выполняется условие: на л крит то все полученные коэффициенты уравнения регрессии считаются статистически значимым. Не смотря на то, что некоторые значения коэффициентов регрессии близки к нулю, их нельзя отбрасывать, пока не выполнена проверка общего качества построенных уравнений регрессии.
Исследование погрешности ПП при ограничении поворота корпуса фиксирующим устройством на основе параллелограммного и рычажного механизмов
Как отмечалось ранее, в последние годы строительства индивидуальных жилых домов особое место занимают здания, возведенные по каркасно-щитовой технологии. Каркасно-щитовое домостроение помимо положительных показателей, таких как сниженные капиталовложения и сокращенные сроки строительства, имеют также и значительный недостаток, заключающийся в недостаточно разработанных конструктивных решениях с теплотехнической точки зрения [193].
На основании экспериментальных исследований установлено, что интенсивные процессы фильтрации воздуха оказывают значительное влияние на формирование тепловых режимов каркасно-щитовых ограждающих конструкций.
В процессе проведенного анализа конструктивных узлов каркасно-щитовых ограждающих конструкций применяемых в настоящее время, установлено, что большинство решений, не отвечающих требованиям действующих нормативных регламентов в области тепловой защиты зданий, можно исправить путем применения малозатратных мероприятий [108].
Рассмотрим наиболее распространенные конструктивные решения, применяемые в каркасно-щитовом домостроении. Конструктивное решение наружной стены (используемое в каркасно-щитовом строительстве) представляет собой трехслойную конструкцию, внутренний и наружный слои которой выполнены из ориентировано-стружечных плит, = 800 кг/м3, ребер каркаса выполненных из деревянных (сосна) брусков = 600 кг/м3, пространство между ребрами каркаса заполнено эффективным минераловатным утеплителем = 50 кг/м3.
Численные расчеты выполнялись в следующей последовательности: - подготовка исходных данных; - подготовка расчетной схемы ограждающей конструкции; расчет в разработанном компьютерном коде на языке «Maple»; сравнение теплотехнических характеристик, полученных расчетным способом с экспериментальными и нормативными значениями. Исходными данными для выполнения расчета нестационарной теплопередачи являются: расчетная температура наружного воздуха tH, С, принимаемая по табл. 3.1 [148] как температура наиболее холодной пятидневки с обеспеченностью 0,92, которая для условий г. Тюмень составляет минус 35С (238,15К); расчетная температура внутреннего воздуха tm, С, принимаемая по минимальным значениям оптимальной температуры для жилых и общественных зданий по табл. 1 [46], которая составляет 20С (293,15К); расчетная относительная влажность внутреннего воздуха рвн, %, принимаемая в соответствии с табл. 1 [46] и п. 5.7 [143], которая составляет 55%; температура точки росы tj, С, определяемая в зависимости от tm, и срвт по прил. Р [142], которая составляет 10,69С; расчетное значение коэффициента теплоотдачи (тепловосприятия) внутренней поверхности ав, Вт/(м2С), принимаемое по табл. 4 [143], равное 8,7 Вт/(м2С); расчетное значение коэффициента теплоотдачи ан, Вт/(м2С), принимаемое по табл. 6 [143], равное 23 Вт/(м2С); расчетные значения коэффициентов теплопроводности материалов А, Вт/(мС), принимаемых в рассчитываемых ограждающих конструкциях, принимаются по табл. Т.1 [143], табл. 9 [175]. В качестве расчетной области принят симметричный относительно вертикальной стойки каркаса фрагмент наружной стеновой конструкции (рисунок 5.1). 103 а) б) Рисунок 5.1 – Расчетная область фрагмента стеновой конструкции каркасно-щитового типа а – общий вид фрагмента; б – горизонтальный разрез фрагмента Первоочередной целью параметрических исследований являлось определение полей температуры и удельного кондуктивного теплового потока в стеновой конструкции при отсутствии фильтрации воздуха. Расчеты выполнялись на условия наружной и внутренней температуры минус 35С и + 20С соответственно. Временной период формирования теплообменных процессов составляет 10 часов. Результаты распределения полей температуры в установившемся тепловом режиме и изменение удельного кондуктивного теплового потока за расчетный период по усовершенствованной программе представлены на рисунках 5.2, 5.4. Рисунок 5.2 – Распределение температуры по сечению ограждающей конструкции при отсутствии фильтрации воздуха
Для проверки достоверности усовершенствованной программы выполнено сравнение полей температуры с результатами расчета коммерческого пакета Elcut и экспериментальными данными, а также сравнение удельного кондуктивного теплового потока с экспериментальными данными [192].