2015-10-22
754
Измерение температуры поверхности ограждения
Цель работы: Знакомство с приборами для измерения температуры поверхностей ограждения, измерение распределения температура различных участков ограждений.
Литература
1. Исаченко В.П.,Осипова В.А. Сукомол А.С. Теплопередача.- М.:
Энергия. 1981,§1.2 – 1.4,с.8-11, §2.1с.29
2. Синицына И.Е., Корепанов Е.B. Методические указания по теплогидравлическим расчетам в дисциплине ТГВ. - Ижевск; Ротапринт ИМИ, I986, с.13-15 (ч.Т), с.4-5 (ч.2).
Задание
1. Измерить распределение температуры по поверхности участка стены в углах, в участках с радиаторами отопления или с оконными проемами (по указанию преподавателя). Построить температурное поле в выбранном масштабе.
2. Вычислить распределение плотности теплового потока по поверхности заданной области. Изобразить результаты графически. Сравнить теплопотери с теплопотерями с анало-гичной площади, с изотермической поверхностью (температу-ра изотермической поверхности принимается равной темпе-ратуре наружной стены аудитории без оконных проемов вдали от радиаторов отопления).
3. Оформить отчет.
Основные сведения
На ограждающие конструкции зданий приходится значительная (до 80%) часть общих потерь тепла. При проектировании ограждающих конструкций часто возникает необходимость в расчете теплопотерь с учетом отдельных элементов конструкций ограждений. В таких конструкциях расчет участков, в пределах которых образуются одномерные температурные поля не отражает фактического распределения температур, так как в этих конструкциях возникают двух- и трехмерные температурные поля. Из всего многообразия геометрических форм и конструктивных решений ограждающих конструкций можно выделить следующие элементы, в которых нарушается одномерность температурного поля: ограждения в зоне стыка, около угла; карнизные узлы, около проемов, в зоне примыкания перекрытая и перегородок к стенам; ограждения с теплопроводными включениями; участки стены с радиаторами отопления.
Теплопередача в установившихся условиях предполагает не-изменность теплосодержания материалов конструкций и условий на поверхности с течением времени. Для определения коэф-фициентов теплоотдачи следует руководствоваться указаниями СНиП 11-3-79**. Для зимних условий коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности aн принимается от 6 до 23 Вт/(м2 · град) в зависимости от расположения ограждающей конструкции. Для условий внутри помещения коэффициент теплоотдачи aв прини-мается от 7,6 до 9,9 Вт/(м2 х град) в зависимости от выступающих ребер. Рекомендуется также определить коэффициент конвек-тивного теплообмена в помещении по формуле:
aB =1,66(t B -tB)0,333 (1)
где t B и tB - температура воздуха и поверхности.
Теплопотери рассчитываются по закону Ньютона-Рихмана:
Q=qF=aB (t B-tB)F, (2)
Q=(t B-tB)/ (1/aB +dc/lc +1/aн ) (3)
Измерительная аппаратура
Температура поверхности измеряется термощупом. В основе термощупа либо термопара, либо термистор (полупроводниковый термометр сопротивления). Тип используемого термощупа определяет преподаватель.
I. Термощупы с термопарой,,
По выбору преподавателя может быть использован термощуп или с одиночной термопарой, или с гипертермопарой. Преподава-телем задается также и вторичный прибор (милливольтметр или потенциометр). На рис.II показана схема включения измери-тельных приборов.
| потенциометр (милливольтметр) |
|
| холодный спай |
| Рис.II. Схема включения термощупа |
| Температура холодного спая под-держивается равной 0°С. Гипер- термопара - несколько термопар, последовательно соединенных, -включается аналогично одиноч- ной термопаре. Шкала потенцио- метра- в градусах, а шкала милли-вольтметра- в милливольтах. В последнем случае температура оп- ределяется по тарировочным таб- лицам. Тарировочные таблицы термопар хромель-копель и хро- мель-алюмель приведены в прило- жении. |
2. Термощуп с термистором
В качестве вторичного прибора для термощупа с термистором
|
используется омметр. Схема включения показана на рис.12.
Каждый термистор имеет индивиду-альную характеристику, прилагаемую к
термощупу Рис.12. Схема включения
термистора
Порядок проведения измерений
1. Разбить заданную область исследования на равные пло- щадки.
2. Измерить температуру в центре площадок.
3. Вычислить по фоомуле (I) коэффициент теплоотдачи aB.
4. По формуле (3) вычислить теплопотери через каждую пло-щадку, приняв aн =20 Вт/(м2°С).
5. Вычислить общие твплопотери.
6. Измерить температуру "глухой" изотермической наружной стены аудитории, вычислить для этой температуры aB и q. Сравнить теплопотери.
7. Построить изотермы, распределение коэффициентов тепло-
отдачи тепловых потоков.
8. Оформить отчет.
Содержание отчета
1. Чертеж заданной области с изображением разбивки на участки и значениями температур.
2. Описание измерительной аппаратуры и схема ее подключения.
3. Графическая обработка результатов измерений.
4. Выводы.
5. Лабораторная работа № 4.
Исследование теплотехнических характеристик наружной стены.
Цель работы: Ознакомление с экспериментальными методами определения граничных условий теплообмена, методами расчета теплотехнических характеристик наружных стен.
Список литературы
1. Богословский В.Н., Щеглов В.П., Разумов Н.Н. Отопление и вентиляция. - М.: Стройиздат, I98O. - 295 с. §,3,5,6.
2. Исаченко В.П., Осипова В.А.,Сукомол А.С. Теплопереда-ча.-М.: Энергия. I981. §2.1, с.24-32.
3. Синицына И.Е., Корепанов Е.В, Методические указания по тепло-гидравлическим расчетам в дисциплине ТГВ. - Ижевск: Ро-тапринт ИМИ. 1986, с.7-9, 13. 21-22.
Задание
1. Измерить температуру внутреннего tв и наружного tн.воздуха, температуру внутренней tв и наружной tн поверхности стены. Вычислить плотность теплового потока q.
2. По результатам эксперимента вычислить коэффициенты теплоотдачи на внутренней aB и наружной aн поверхностях стены.
3. Вычислить термическое сопротивление теплопередаче через стену Rо, коэффициент теплопередачи k. Сравнить термическое сопротивление Rо с требуемым Rотр.
4. Оформить отчет.
Основные сведения
Потери тепла через ограждающие конструкции здания определяются по формуле
Q=qF= k(tв -tн)Fn=(tв -tн)Fn/Ro,
где k = 1/Ro – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 х град);
Ro – термическое сопротивление ограждающих конструкций, (м2 х град)/Вт;
F - площадь, м2; tв и tн - температуры внутреннего и наружного воздуха; n - поправочный коэффициент на разность температур (для наружных стен, омываемых наружным воздухом, n= I).
Величину ro для многослойных конструкций следует опреде-лить как результат сложения термического сопротивления тепло-восприятияю RaB (конвективный теплообмен на внутренней по-верхности), суммы термических сопротивлений теплопроводности отдельных слоев конструкции ∑ R٨i и термического сопротив-ления теплоотдаче Raн и (конвективный теплообмен на наруж-ной поверхности),то есть
n n
Rо= RaB + ∑ R٨i + Raн =1/aB + ∑ δi/λi + 1/aн
i=1 i=1
Требуемое термическое сопротивление
Rотр=n(tв -tн)/(Δtн aB).
где Δtн - нормальный температурный перепад (t B -tB),
Для Ижевска tв =18ºС, tн = - 380C, Δtн = 6ºС,
aB = 8,7 Вт/(м2 х град), aн =23,2Вт/(м2 х град).
Описание экспериментального участка
|
| Рис.13. Схема экспериментального участка |
Исследования проводятся на участке наружной стены (рис. 13), состоящей из слоя шту-катурки толщиной δш=0,015± 0,001 м, (δш = 0,75 Вт/(м х град)), слоя керамзито бетона 6с= 0,26 ± 0,005м (λс= 0,17 Вт/(м х град)) и фактурного слоя 6ф =0,03± 0,001 м
(λ ф = 1,3 Вт/(м х град)). Температура внутреннего воз-духа измеряется жидкостным термометром tв, а наружного -жидкостным термометром tн. Для измерения температуры внутренней τв и наружной по-верхности стены установлены гипер-термопары хромель-копель (10 последовательно вклю-ченных термопар). Термо-Э.Д.С с термопар подаются на потенциометр через переключатели термопар ПТ и полярности В4Потенциометр от измерительной цепи отключается выключателемВ2Холодный спай термопар поддерживается при tкс = 0°С, для чего холодный спай помещен в сосуд Дьюара.
Порядок проведения измерений
1. Ознакомиться с описанием измерительного участка, про-верить правильность включения измерительных приборов, довести калибровку потенциометра (правильность подготовительной ра-боты проверяется преподавателем или лаборантом).
2. Измерить температуру внутреннего tв и наружного tн воздуха. Установить переключатель полярности в положение ‘+’. В положении переключателя ПТ "I" измеряется температура tв, а в положении "2" - температура τн. Если стрелка потенциометра зашкаливает влево (за ноль), то переключатель полярности
необходимо установить в положение "-" (отрицательная темпера-тура). Результаты измерения заносятся в протокол.
3. Обработать результаты измерений. Вычислить теплотехнические характеристики наружной стены.
Оформить отчет.
Обработка результатов измерений Термическое сопротивление теплопроводности стены
n
R λ =∑ R٨i =δш/ λш + δc/λc + δф/λф,м2 * град/Вт,
i=1
Плотность теплового потока
q=(tв –tн)/ Rλ Вт/м2
Относительная погрешность вычисления q
Δq/q = (Δtв + Δtн)/ (tв –tн) + ΔRλ / Rλ
Коэффициенты теплоотдачи на поверхностях стен
aB =q/(tв –τв),Вт/(м2*град),
aн =q/(τн –tн),Вт/(м2*град),
Относительная погрешность вычисления aB и aн
ΔaB / aB = Δq/q + (Δtв +Δτв)/ (tв –τв),
Δaн / aн = Δq/q + (Δtн +Δτн)/ (τн- tн),
Термическое сопротивление теплопередачи
Rо=1/ aB +Rλ +1/ aн,(м2*град)/Вт,
Относительная погрешность вычисления Rо
ΔRо/Rо =Δ aB / aB+ Δ Rλ/ Rλ + Δaн/ aн
Коэффициент теплопередачи k=1/Rо,Вт/(м2 х град).
Относительная погрешность
Δk/k=ΔRо/Rо
Содержание отчета
1. Краткое описание работа.
2. Схема рабочего участка, тип приборов и датчиков.
3. Протокол проведения измерений,
4. Результаты обработки измерений.
5. Выводы.
Протокол исследований
| № пп | Характеристика | Обозна-чение | Значе-ние | Единицы измере-ния | Погреш- ности | |
| I | ||||||
| I. | Толщина штукатурки | δш | м | |||
| 2. | Толщина панели | δс | м | абсолютная | ||
| 3. | Толщина фактурного слоя | δф | м | |||
| 4. | Коэффициент теплопро-водности штукатурки | λш | Вт/м х град | |||
| 5. | Коэффициент теплопро-водности панели | Λс | Вт/м х град.,... | |||
| 6. | Коэффициент теплопро-водности фактурного слоя | Λф | Вт/ м х град | |||
| 7. | Температура внутреннего воздуха | Tв | ºС | |||
| 8. | Температура наружного воздуха | Tн | ºС | |||
| 9. | Температура внутрен- ней поверхности | Τв | ºC | |||
| 10. | Температура наружной поверхности | Τн | ºC | |||
| Разность температур на датчике Датчике | Rλ | м2х град/ Вт | ||||
| Плотность теплового Потока | Q | Вт/м2 |
Продолжение
| I | б | |||||
| 13. | Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности | αв | Вт/м2 х Град | относительная | ||
| 14. | Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности | αн | Вт/м2 х Град | |||
| 15. | Термическое сопротивление теплопередаче | Rо | м2 • град | |||
| Вт | ||||||
| 16. | Коэффициент теплопередачи | k | Вт /м2 ·град |
6.Лабораторная работа №5
Исследование теплотехнических характеристик
светового проема с двойным остеклением
Цель работы: Экспериментальное определение коэффициента теплопередачи, вычисление тепловых потерь через оконный проем.
Список литературы
1.Тихомиров К.В., Теплотехника, теплогазоснабжение и вентиляция. - М.: Стройиздат, I981.
2. Исаченко В.П., Осипова В.А.,Сукомол А.С. Теплопереда-ча.-М.: Энергия. I981. §2.1, с.24-32.
3. Синицына И.Е., Корепанов Е.В, Методические указания по тепло-гидравлическим расчетам в дисциплине ТГВ. - Ижевск: Ро-тапринт ИМИ. 1986, с.7-9, 13. 21-22.
Задание.
1.Измерить температуру наружного tн и внутреннего tв
воздуха, температуру поверхности датчика теплового потока
τд, температуру внутренней τв и наружной τн поверхности остекления.
2. Вычислить плотность теплового потока, передаваемого
через остекление q, коэффициенты теплоотдачи на внутренней αв
и наружной αн поверхностях остекления, коэффициент тепло-проводности наружной прослойки λвп, термическое сопро-тивление воздушной прослойки R λвп
3. Вычислить термическое сопротивление теплопередачеRо. Сравнить с требуемым значением термического сопротивления Rтр
4. Вычислить коэффициент теплопередачи k и сравнить с нор-мативным значением.
5. Вычислить теплопотери через световой проем. Оценить погрешность.
6. Оформить отчет.
Основные сведения
Тепловые потери через световой проем с двойным остеклением вычисляются по уравнению теплопередачи
Q=qF=k(tв-tн)F, Вт.
F - площадь светового проема, q - плотность теплового потока.
| k=1/Rо, Вт/м2* град. |
Коэффициент теплопередачи связан с термическим сопротивлением соотношением
Термическое сопротивление
Rо=Rαв+Rλе+Rλвп+Rλе+Rαн =1/αв+ δе/λе+δвп/λвп + δc/λc δc/λc +1/αн,
гдеRαв -термическое сопротивление теплообмену на внутренней поверхности остекления; Rλc и Rλвп - термическое сопротивление теплопроводности стекла и воздушной прослойки;Rαн- термичес-кoe сопротивление теплообмену на наружной поверхности остек-ления;
δе и δвп - толщина стекла и воздушной прослойки, а λс и λвп - их коэффициенты теплопроводности; αв и αн - коэффициенты тепло-отдачи на внутренней и наружной поверхностях остекления.
Нормативные значения термических сопротивлений при-ведены в таблице.(СНиП 11-3-79**Строительная тепло-техника).
| Термическое сопротивление | Условные обозна-чения | Значение | |||
| конвективному теплообмену на внутренней поверхности | Rαв | 0.114 | |||
| конвективному теплообмену на наружной поверхности | Rαн | 0.043 | |||
| теплопроводности вертикальных замкнутых воздушных прослоек | лето | δвп мм | Rλвп | 0.146 | |
| 0.155 | |||||
| 200-300 | 0.155 | ||||
| зима | δвп мм | 0.170 | |||
| 0.180 | |||||
| 200-300 | 0.169 | ||||
| Теплопередаче двойного остекления | Rо | 0.380 |
Сопротивление теплопередаче. Rо должно удовлетворять условию Rо => Rотр .
где Rотр - требуемое термическое сопротивление (минимально допустимое взимних условиях). Согласно СниП
Rотр =n(tв-tн)/ αв ∆tн
Здесь n - поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение расчетной разности температур для ограждений, которые отделяют отапливаемые помещения от неотапливаемых и непосредственно не соприкасающихся о наружным воздухом (для светового проема n=1)
∆tн - нормируемая разность температуры воздуха в помещении и температуры внутренней поверхности остекления (∆tн =6ºC). Для города Ижевска принимать tв18ºС; tн =- 38°С.
Описание экспериментального участка
Исследуется окно лаборатории с двойнымостеклением (рис.14)(λс=0.74 Вг/(м х град). δс = 3± 0,1мм).
|
Температура воздуха измеряется термо-метрамиtв и tв. Для измерения темпе-ратуры поверхностей
τв,τн
| участка |
остекления и τд дат-чика теплового потока используется гипер-термопары хромель-копель (10 после-довательно включен-ных термопар). Сиг-налы с термопар через перекяючатель термо-пар ПТ и переключа-гедь повлярности B1 подаются на потен-циометр. Для предо-хранения потенци- ометра от случайного повреждения установлен выклю-чатель B2. Холодный спай термо-пар помещен в сосуд с тающим льдом. Удельный тепловой поток измеряется с помощью градиентного датчика теплового потока, выполненного из оргстекла с λд=0,184 Вт/(м • град) и толщиной
δд=15± 0,5 им.
Порядок проведения, измерений
1. Ознакомиться с описанием экспериментального участка и из мерительными приборами. Заполнить сосуд Дьюара льдом и залить холодной водой. Установить в сосуд Дьюара гипертермо-пару холодного спая и жидкостный термометр. После установле-ния температуры в сосуде с тающим льдом., приступить к измере-ниям (правильность подготовительных операций проверяется пре-подавателем или лаборантом).
2. Переключатель B2 установить в полоне кие "вкл". Пере-ключатель ПТ-в положение "О". Ручкой " 
" на потенци-ометре установить стрелку потенциометра на ноль. Установить переключатель В1 в положение "+". Последовательно, с помощью переключателя ПТ, подключая термопаруτд(положен."1"), термо-пару τв (положен. "2") и термопару τв (положен. "3") произ-вести измерение температур. Показания потенциометра занести в протокол. Измерить температуру внутреннего tв и наружного tн воздуха.
3. Обработать результаты измерения. Вычислить теплотехни -ческие характеристики оконного проема. Оформить отчет.
Обработка результатов эксперимента
Плотность теплового потока
q=λд (τд-τв)/δд. Вт/м2
Относитедьная погрешность вычисления q
Δq/q=(Δτд+Δτв)(τд-τв)+Δδд/δд.
Термическое сопротивление воздушной прослойки
м2 х град/Вт.
м2 х град/Вт.
| Rλвп/Rλвп=(Δτв+Δτн)/(Δτв+Δτн)+ Δq/q+2Δδc/δc Δλвп/λвп=Δδвп/δвп+ ΔRλвп/Rλвп |
Относительная погрешность вычисления Rλвп
Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности
αв=q/(tв-τв),Вт/м2 х град
Относительная погрешностьвычисления αв
Δαв/αв= Δq/q +(Δtв+Δτв)/(tв-τв).
Коэффициент теплоотдачи на наружнойповерхности
αн=q/(τн-tн), Вт/(м2 град).
Относительная погрешность вычисления αн
Δαн/αн=Δq/q+(Δtн+Δτн)/(tн-τн).
Термическое сопротивление теплопередачи
Rо=1/αв +δc/λc+ Rλвп +δс/λc+1/αв,Вт/(м2 • град).
Относительная погрешность вычисления Rо:
ΔRо/Rо=Δαв/αв +2Δδc/λc+ ΔRλвп / Rλвп + Δαн/αн
Коэффициент теплопередачи
k=1/Rо,Вт/(м2 • град).
Потери теплоты через оконный проем
Q=qFокна
Относительная погрешностьвычисления Q
Δ Q/Q=Δq/q +ΔFокна/Fокна.
Содержание отчета
1. Краткое описание работы.
2. Схема рабочего участка, тип приборов и датчиков.
3. Протокол проведения измерений.
4. Результаты обработки измерений.
5. Выводы.
Протокол исследования
| X пп | Характеристика | Обо- зна- чен. | Зна- чен. | Ед. изм. | Погреи-ность | |
| I. 2. | Толщина стекла | δc | м | а | ||
| Толщина воздушной прослойки | δвп | м | б <в эе | |||
| 3. | Коэффициент датчика | Kд | 0,7033 | м | с о | |
| 4. | Коэффициент теплопроводности Стекла | λc | Вт/ м* град | |||
| 5. | Коэффициент теплопроводности датчика | λд | Вт/ М* град | лю т | ||
| 6. | Температура наружного воздуха | tн. | °C | т н а я | ||
| 7. | Температура внутреннего воздуха | tв. | °C | |||
| 8. | Температура датчика | τд | °C | |||
| 9. | Температура внутренней поверхн. | τв | °C | |||
| 10. | Температура наружной поверхн. | τн | °C | |||
| II. | Площадь окна | Fокна | м2 | |||
| 12. | Плотность теплового потока | q | Вт/м2 | От Но | ||
| 13. | Термическое сопротивление воз-душной прослойки | Rλвп | м2•град град | |||
| Вт | но си те ль на я | |||||
| 14. | Коэффициент теплопроводности воздушной прослойки | λ вп | Вт / м • град | |||
| 15. | Коэффициент теплоотдачи на внутренней поверхности | αв | Вт/ м • град | |||
| 16. | Коэффициент теплоотдачи на наружной поверхности | αн | Вт | |||
| м2 град | ||||||
| 17. | Термическое сопротивление теплопередаче | Rо | м2 град | |||
| Вт | ||||||
| 18. | Коэффициент теплопередачи | k | Вт | |||
| m2 град | ||||||
| 19. | Теплопотери через окно | Q | Вт |
Методика моделирования стационарных температурных полей на электропро- водной бумаге
Электрические модели из электропроводной бумаге отличаются про-стотой изготовления и эксплуатации, низкой стоимостью оборудования. Кроме того при решении плоских задач стационарной: теплопроводности в прямоугольной системе координат модели из электропроводной бумаги, позволяют точно отразить геометрию конструкции и задать граничные условия (рис.18, 19).
Исходя из задачи исследования, выбирают сечение конструкции и в назначенном масштабе вырезают модель. Граничные условия третьего рода задаются в виде дискретных сопротивлений или "гребенки", вы-полненной заодно с моделью (полоски из электропроводной бумаги рассчитанной длины и ширины). Сопротивления рассчитываются по формуле:
Rα= ρм (mеλ/ΔSэα)
где mе- геометрический масштаб модели; ρм - удельное сопротив-ление бумаги; λ - коэффициент теплопроводности материала кон-струкции;, α - коэффициент теплоотдачи; ΔSэ= m2ВSt. площадка электрической модели (ΔSт - тепловой схемы), на которые разби-вается сторона конструкции воспринимающая и отдающая тепло. Для увеличения точности ΔSэ необходимо выбирать как можно меньше.
Дискретные сопротивления Rα присоединяется к электри-ческой модели, а свободные концы сопротивлений соединяются. между собой и на них подается напряжение, соответствующее температуре среды, с которой происходит теплообмен. Если тем-пературы сред, действующих на разных поверхностях различны. то между собой соединяются свободные концы сопротивлений,при-соединенных только к "своей" поверхности, а напряжение, пода-ваемое с них, снимается с делителя в процентах от максимальной, принимаемой за 100%. При этом температура наиболее холодной среды принимается равной 0%.
Уравнение теплопроводности
(δ2t/δx2)+(δ2t/δy2)=0
Граничные условия
-λ δt/δy|г1=αн (t-tн),
-λ δt/δх|г2=αн (t-tн),
-λ δt/δy|г1=0, -λ δt/δх|г0=0
-λ δt/δх|г4=αв (tв-t),
-λ δt/δy|г5=αв (tв-t).
0%-электрический эквивалент
температуры tн.
Рис.18. Тепловая схема и мате- 100%-электрический
Матическая формулировка эквивалент температуры tв.
задачи Rα-электрические эквиваленты
термических сопротивлений 1/α
Rαн~1/αн
Rαв~1/αв
Рис.19. Электрический аналог расчетной области
и схеме его подключения к электрогенератору
ЭТДА-9/60
При задании граничных условии первого рода на поверхности с заданной температурой подается напряжение. Если это макси-мальная температура расчетной области, то ее считают равной 100% и соединяют клемму "100%"пульта управления АВМ с ши-ной, присоединенной к стороне модели, соответствующей нагре-ваемой поверхности конструкции. Если температура минимальная, то соответствующее ей напряжение принимает равный 0%. Если температура меньше максимальной (.или максимально ожидаемой, принятой за 100%;, но больше минимальной, то напряжение рас-считывается как
U =[T/(Tmax-Tmin)]· 100%
ч
Построение температурных полей (изотерм) производится в следующем порядке. Соответствующие токопроводящие винты соединяются с клеммами "0%" и "100%". Убедившись в отсут-ствии замыкания этих шин между собой или измерительной иг-лы ИИ с клеммой "100%", включаю АВМ. Лимб грубой и тонкой настройки (рис.17) устанавливают в положение "0" и проводят калибровку на 100% Затем калибруют прибор на 100%. После калибровки измеряется потенциалы в модели.
При измерении потенциала на модели лимб Л2 устанавли-вается в положении "0". Затем поворачивают лимб Л1 до момента, пока стрелка индикатора И2 не перейдет через ноль в правую часть шкалы. После этого лимб Л1 возвращает в предыдущее фиксированное положение и окончательное измерение производят лимбом Л2.
Для построения изотерм на лимбах Л и Л2 устанавливают необходимое значение потенциала и перемещая иглу ИИ по модели, находят точки, в которых отсутствует отклонение стрелки индикатора И2 от нулевого положения. Точки соединяют между собой.
Пересчет напряженийв температур осуществляется по формуле
T=Tmin+ (U-Umin)/(Umax-Umin) ·(Tmax-Tmin) (I)
Тепловой поток, проходящий через расчетную нагреваемую поверхность.
Q=αн/ml Σnn=4ΔSэп(tн-τн)
При вычислении теплового потока Q по формуле (2) производится
суммирование по числу площадок ΔS на рассматриваемой по-верхности (с одинаковым αн и tн).
Задание
1. Записать математическую модель теплопроводности заданной расчетной области.
2. Построить изотермы.
3. Вычислить теплопотери через расчетный участок ограждения.
4. Определить возможность выпадения конденсата на поверхности ограждения. Если конденсат образуется, то определить требуе-мую температуру воздуха внутри помещения.
5. Составить отчет по выполненной работе.
Проведение вычислений и обработка результатов
|
Расчет температурных полей производится на электроинтеграторе ЭГДА-9/60 в соответствии с вышеизложенной методикой на готовой модеди. На модели нанесена координатная сетка. Измерения производятся в узловых точках координатной сетки. Результаты записываются на копии модели, снятой в натуральную величину модели илв уменьшенном масштабе. Напряжения в температуру пересчитываются по формуле (I). Для построения изотерм соединяются точки с одинаковыми значениями температуры. Если изотерма проходит между узлами, то применя-ется линейная интерполяция. По формуле (2) вычисляются тепло-потери с наружной поверхности. Выпадение конденсата определяется из условия τв<tp, где tр температура точки росы, находится по id диаграмме при значении относительной влажности φ=60% (рис.20). Если влага конденсируется, то температура воздуха tp, увеличивается. Для этого используется делитеяь напряжения, контроль осуществляется по наименьшей температуре поверхности.
Рис.20.Схема определенияtp
Порядок проведения работы
1. Подключить модель. Клеммы 0% и IOO% на модели соединить с клеммами на пульте АЭМ.
2. Перевести в масштабе на лист бумаги координатную сетку, нанесенную на модели.
3. Проверив правильность соединения модели, гальванометра и иглы, а также убедившись в отсутствии замыкания клемм 0 % и 100% между собой, включить питание.
4. Замерить потенциалы в узлах сетки. Вычислить значения тем-ператур. Построить изотермы.
5. Вычислить теплопотери.
6. По id диаграмме определитьtр. Проверитьвозможность выпадения конденсата. Определить tв,обеспечивающую требуемая влажностный решим ограждения.
7. Оформить отчет.
Содержание отчета
1. Краткая методикарасчета.
2. Схема моделирующего устройства.
3. Значение потенциалов и температур в узлах координатной
сетки.
4.Температурное поле (изотермы). 5. Tеплопотери.
6. Анализ влажностного режима.
Список литературы для НИРС.УИРС иболее углубленного самостоятельного изучения
1. Коздоба Л.А.Электрическое моделирование явлений тепло- и массопереноса. - м.; Энергия, 1972. - 296 с.
2. Кузьмин М.П, Электрическое моделирование нестационарных процессов теплообмена. - М.: Энергия, 1974. - 416 с.
3. Мацевитый Ю.М, Электрическое моделирование нелинейных задач технической теплофизики. - Киев: Наукова думка, 1977.
| ºС | I | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0. | 0,07 | 0,13 | 0,20 | 0,26 | 0,33 | 0,35 | 0,46 | 0,52 | 0,59 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,65 | 0,72 | 0,78. | 0,85 | 0,91 | 0,98 | 1,05 | 1,11. | 1,18 | 1,24 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1,31 | 1,38 | 1,44 | 1,51 | 1,57 | 1,64 | 1,70 | 1,77 | 1,84 | 1,91 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1,98 | 2,05 | 2,12 | 2,18 | 2,25 | 2,32 | 2,38 | 2,45 | 2,52 | 2,59 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2,66 | 2,73 | 2,80 | 2,87 | 2,94 | 3,07 | 3,14 | 3,21 | 3,28 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3,35 | 3,42 | 3,49 | 3,56 | 3,63 | 3,70 | 3,77 | 3,84 | 3,91 | 3,98 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4,05 | 4,12 | 4,19 | 4,26 | 4,33 | 4,41 | 4,48 | 4,55 | 4,62 | 4,69 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4,75 | 4,83 | 4,90 | 4,98 | 5,05 | 5,12 | 5,20 | 5,27 | 5,34 | 5,41 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5,48 | 5,56 | 5,63 | 5,70 | 5,78 | 5,85 | 5,92 | 5,99 | 6,07 | 6,14 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6,21 | 6,29 | 6,36 | 6,43 | 6,51 | 6,58 | 6,65 | 6,73 | 6,80 | 6,87 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6,95 | 7,03 | 7,10 | 7,17 | 7,25 | 7,32 | 7,40 | 7,47 | 7,54 | 7.62 |
Градуировка хромель-копелевых термопар при температуре холод-
ного спая 0ºС (термо-Э.Д.С. мВ)
Приложение 1
Градуировка хромель-алюмелевых термопар при температуре
холодного спая при 0ºС (термо-Э.Д.С. мВ)
Приложение 2
| ,ºС | ||||||||||
| 0,01 | 0,08 | 0,12 | 0,16 | 0.20 | 0,24 | 0,28 | 0,32 | 0,36 | ||
| 0,40 | 0,44 | 0,48 | 0,52 | 0,56 | 0,60 | 0,64 | 0,68 | 0,72 | 0,76 | |
| 0,80 | 0,84 | 0,88 | 0,92 | 0,96 | 1,00 | 1,04 | 1,08 | 1,12 | 1,16 | |
| 1,20 | 1,24 | 1,28 | 1,32 | 1,36 | 1,41 | 1,45 | 1,49 | 1,53 | 1,57 | |
| 1,61 | 1,65 | 1,69 | 1,73 | 1,77 | 1,82 | 1,86 | 1,90 | 1,94 | 1,97 | |
| 2,02 | 2,06 | 2,10 | 2,14 | 2,18 | 2,23 | 2,27 | 2,31 | 2,35 | 2,39 | |
| 2,43 | 2,47 | 2,51 | 2,56 | 2,60 | 2,64 | 2,68 | 2,73 | 2,77 | 2,81 | |
| 2,85 | 2,89 | 2,93 | 2,97 | 3,01 | 3,06 | 3,10 | 3,14 | 3,18 | 3,22 | |
| 3,26 | 3,30 | 3,34 | 3,39 | 3,43 | 3,47 | 3,51 | 3,55 | 3,60 | 3,64 | |
| 3,68 | 3,72 | 3,76 | 3,81 | 3,85 | 3,89 | 3,93 | 3,97 | 4,02 | 4,06 | |
| 4,10 | 4,14 | 4,18 | 4,22 | 4,26 | 4,31 | 4,35 | 4,39 | 4,43 | 4,47 |
| Приложение 3 |
Градуировка медь-константановых термопар при температуре холодногоспая 0°С
УДК 697
Методические указания к лабораторным работам
По строительной физике. Часть I
Составитель: Е.В. Корепанов, ст.преп.
Методические указания содержат основные сведения о приборах
для измерения температур,описание лабораторных установок,
порядок проведения лабораторных работ, требования к оформлению результатов эксперимента,некоторые справочные материалы и ФОРТРАН-программы обработки результатов эксперимента по ряду лабораторных работ.
Целью методических указаний является освоение методов экспериментального и расчетного исследования теплотехнических
Характеристик наружных ограждений зданий.
Методические указания предназначены для студентов дневной,вечерней и заочной форм обучения по специальностям
1202,1205,1207.
Одобрено к изданию 31.03.88г. На заседании РИС ИМИ
План 1988г., п.76.
Ижевский механический иститут 2004
4. Лабораторная работа № 3
