Файл: Специальные вопросы строительной теплофизики учебное пособие..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
С (т) и *п (-о— температуры поверхностей слоя и полупро
|
|
странства в конце выбранного периода теп |
||||
|
|
лообмена, |
град. |
|
|
|
Приняв следующие обозначения: |
|
|
||||
|
|
|
|
* |
|
|
Д |
^в = |
(-) |
—t B (0), |
M a = |
t n ( - ) — |
7 П(0) , |
Д |
= |
(т ) |
( 0 ) , |
Д tn ~ |
( т ) |
^ П ( О ) , |
напишем формулы (III.16) |
и (III.17) в виде: |
|
||||
|
|
Я =- « |
(Д - |
Д t n), |
|
(111.18) |
|
|
q = а (Д t; — Д tn'). |
|
(III. 19) |
||
Разрешим уравнения (III.18) и (III.19) относительно Д и Д^':
Д *в - |
— + Д , |
( Ш . 2 0 ) |
|
а |
|
д *„' = |
— + Д С . |
(III.21) |
|
а |
|
Относительная ошибка температуры воздуха, в случае условно го принятия равенства теплофизических характеристик слоя и по лупространства, выражается формулой
Jt |
1 |
|
100%. |
(III.22) |
|
1В |
д |
|
|
|
|
|
|
|
Д^В |
||
Из равенств (III.20) и |
(III.21) |
выразим отношение |
|||
|
|||||
Д tB |
q + аД tn |
(111.23) |
|||
Д t ' |
|
аД t ' |
|||
|
|
||||
Заменяя в равенстве (III.23) |
Д |
его значением из |
формулы |
||
(III.13) и подставляя полученный |
результат в формулу |
(III.22), |
|||
получим расчетную формулу для определения относительной ошиб ки температуры воздуха
аД t„ |
•100%. |
(111.24) |
1 |
q+ «Д tB 2 i2^2 \VFox + 1
2. Для подземных сооружений прямоугольного сечения. Для вывода расчетных формул относительных ошибок температур воз духа и поверхностей ограждающих конструкций подземных соору жений, в случае условного принятия равенства значений теплофи зических характеристик ограждающих конструкций и грунтового массива, воспользуемся следующими формулами для определения мощности систем отопления [8].
39
А. В случае равенства значений теплофизических характери стик ограждающих конструкций и грунта:
по требуемой температуре поверхностей ограждающих конст рукций:
|
|
Qn ~ kn F (/„(-) — Ai(o>) т , |
(111.25) |
|||
где |
Q,,— количество тепла, |
которое необходимо подвести в со |
||||
|
|
оружение для получения расчетной температуры |
по |
|||
|
|
верхностей ограждающих |
конструкций в |
конце |
вы |
|
|
, |
бранного периода теплообмена (натопа) |
т, ккал; |
|
||
|
, , |
|
ккал |
|
|
|
|
«п — |
коэффициент теплопередачи, ----------------- ; |
|
|||
|
|
|
|
м2 ■час■град |
|
|
|
|
k П |
Ч |
. |
(III.26) |
|
|
|
|
1,13 У а т |
|
|
|
,, , ккал
х— коэффициент теплопроводности грунта,----------------- ;
м■час ■град
а— коэффициент температуропроводности грунта,——— ;
час
|
|
X |
|
„ |
„ |
вес грунта, |
кг |
Ч— объемный |
----; |
||
м 3
ккал с — удельная теплоемкость грунта,--------------;
кг ■град
т— расчетный период теплообмена, час,
/— поправочный коэффициент, учитывающий геометри ческую форму и размеры сооружения, влияние теплофизических характеристик грунта и периода теплооб мена
|
/ = 0,94+0,734 -L - V a x + 0,406 — а т, |
|
|
F |
F |
где |
L — суммарная длина всех |
двугранных углов сооруже |
|
ния, ж; |
|
F — суммарная площадь всех плоских ограждающих кон струкций сооружения, ж2;
п— число примыкающих к грунтовому массиву трехпранных углов сооружения;
tn(т)— расчетная температура поверхностей ограждающих конструкций в конце периода теплообмена (натопа),
град; /цо)— начальная температура поверхностей ограждающих
конструкций, град;
40
по требуемой температуре воздуха |
|
|
|||
Qb |
kBF (^в (х) |
(0) ) Т, |
(III.27) |
||
где Qb ~~ количество |
тепла, |
которое |
необходимо подвести в со |
||
оружение для получения расчетной температуры возду |
|||||
ха в конце выбранного периода теплообмена |
(натопа) |
||||
т, ккал, |
|
|
ккал |
|
|
, , |
|
|
|
||
коэффициент теплопередачи, ----------------- |
|
||||
|
|
1 |
м2-час-град |
|
|
k |
|
|
(III.28) |
||
1 |
1,13 V a^z |
||||
|
|
||||
, , |
«в |
Ь / |
ккал |
|
|
|
|
|
|||
ав — коэффициент теплоотдачи, |
----------------- . |
|
|||
м2 • час-град
Б. В случае, когда теплофизические характеристики ограждаю щих конструкций отличаются от теплофизических характеристик грунта:
по требуемой температуре поверхностей ограждающих кон
струкций |
(III.29) |
Qn' = ka' F (t'a(t) tn(o)) 's |
где
г д е
kn' — коэффициент теплопередачи, |
|
ккал |
|
|||||
м2час -град |
|
|||||||
|
|
|
K f |
|
|
|||
|
|
kn |
|
|
|
|
(III.30) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
4 V а 0т s |
|
|
|
|
||
Х0— коэффициент |
теплопроводности |
материала ограждаю- |
||||||
щих конструкций сооружения, |
|
ккал |
|
|||||
--------------- —; |
||||||||
а0 — коэффициент |
|
|
|
м-час-град |
|
|||
температуропроводности |
материала ог- |
|||||||
раждающих конструкций сооружения, |
м2 |
|
||||||
-------, |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
час |
|
|
|
^0 |
То со |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
ограждающих |
конструкций, |
||||
у0— объемный вес материала |
||||||||
кг |
|
|
|
|
|
|
|
|
с0— удельный вес материала |
ограждающих |
конструкций, |
||||||
ккал |
|
|
|
|
|
|
|
|
кг ■град ’ |
|
_ |
__ |
|
|
|
|
__ |
|
|
УFo„ - 1 |
|
|
|
|||
■s = 0,28209 ( |
2 |
0 ^ |
+ 1 |
) |
. у |
- p - |
V a ^ . |
|
W |
To CQ 1 |
|
|
|
|
U |
^ |
|
l — толщина ограждающих конструкций, м; |
|
|||||||
41
по требуемой температуре |
воздуха |
|
|
|
|
|
Qb' = |
4 ' F ( tВ ( т ) |
|
4 (0 ) )т , |
ккал |
(Ш.31) |
|
где /гв' — коэффициент теплопередачи, |
|
|||||
|
|
|||||
|
|
1 |
м1час -град |
|
||
k ' - |
|
|
|
(III. 32) |
||
1 |
, 4 ] / а 0 |
х • 5 |
|
|||
|
|
|
||||
|
“в |
^ |
4 / |
|
|
|
Расчетную формулу для определения относительной погрешно сти температуры поверхностей ограждающих конструкций соору жения получаем из принимаемого условия равенства теплофизиче ских характеристик ограждающих конструкций и грунтового мас сива. Это условие обусловливает равенство расчетной мощности системы отопления, подсчитываемой по формуле (III.25), и мощно сти системы отопления, которая должна быть подсчитана по фор муле (III.29), т. е.
|
|
Qn = |
Qn'- |
|
|
|
|
(III.33) |
|
Однако в этом |
случае |
действительная |
температура поверхно |
||||||
стей ограждающих конструкций |
(t'n(т)) |
будет отличаться от рас |
|||||||
четной температуры (4(т>). На основании формул |
(III.25) и (III.29) |
||||||||
равенство (II 1.33) |
можно написать в виде |
|
|
|
|||||
4 |
(4(t) |
4(о>) — К (^п(т) |
4(0)). |
|
|
(III.34$ |
|||
Обозначив 4(0 —4(0) |
через |
А 4 |
, a |
t'nb) — 4(о> через |
А 4 ’ и |
||||
разрешая равенство (III.34) |
относительно |
■, |
получим |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
А 4' |
|
|
|
|
|
а |
4 |
__ 4 |
|
|
|
|
(III.35) |
|
|
д 4 |
4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
Подставив значения kn и kn' |
из выражений |
(III.26) и |
(III.30) |
||||||
в равенство (II 1.35), получим в окончательном виде |
|
||||||||
|
А 4 |
I 4 |
Т о 1 |
/ fo„ + 1 |
|
|
(III.36) |
||
|
А 4' |
V 4 ^ |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||
Относительная ошибка температуры поверхностей ограждаю |
|||||||||
щих конструкций |
выражается формулой |
(III.6). |
Заменяя |
в этой |
|||||
формуле величину отношения |
t, |
|
|
|
(III.36), получим |
||||
|
выражением |
|
|||||||
расчетную формулу |
|
t |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
4 То С0 |
\ VFoо+ 1 |
•100%. |
|
(III.37) |
|||
|
. |
4 |
с |
I |
|
|
|
|
|
42
