Исследование конденсации влаги на наружной поверхности ограждающей конструкции в зимний период в условиях резкого потепления
Характеристика тепловлажностных условий, определяющих возможность протекания данного процесса конденсации для ряда базовых конструкций наружных стен. Знакомство с результатами расчетов температурного поля наружной стены с учетом нестационарных условий.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.02.2018 |
| Размер файла | 128,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Исследование конденсации влаги на наружной поверхности ограждающей конструкции в зимний период в условиях резкого потепления
В холодный период года при резком потеплении могут возникнуть условия, при которых возможна конденсация водяных паров, содержащихся в наружном воздухе, на более холодной наружной поверхности стены. В статье рассматриваются тепловлажностные условия, определяющие возможность протекания данного процесса конденсации для ряда базовых конструкций наружных стен. С помощью метода конечных разностей проведено численное моделирование теплового режима наружных поверхностей базовых конструкций наружных стен и рассчитана продолжительность периода выпадения конденсата из наружного воздуха на их наружных поверхностях.
Ключевые слова: Наружные стены, нестационарные условия, конденсация влаги, зимний период, расчет температурного поля.
Для строительных материалов наружных ограждающих конструкций увлажнение всегда является нежелательным, тем более оно оказывает отрицательное влияние в зимний период эксплуатации, ухудшая теплофизические характеристики ограждения [1-3]. В научной литературе большое внимание уделено рассмотрению вопроса конденсации внутри ограждающей конструкции водяных паров, диффундирующих из внутреннего воздуха помещений [4-7]. Данный процесс оказывает существенное влияние на тепловлажностный режим ограждающей конструкции и ее теплозащитные свойства [8-10], однако, по нашему мнению, конденсация влаги в ограждающей конструкции может происходить не только в результате описанного выше механизма, но и вследствие протекания других теплофизических процессов.
Для климата ряда регионов России характерны зимние скачкообразные изменения температуры наружного воздуха. В период резкого потепления могут возникнуть условия, при которых температура наружной поверхности ограждающей конструкции некоторое время будет ниже температуры наружного воздуха. Это может, при определенных условиях, привести к конденсации водяных паров, содержащихся в наружном воздухе на наружной поверхности ограждающей конструкции. Негативный эффект этого явления на теплозащитные свойства конструкции и ее долговечность очевиден. Необходимость прогнозирования и оценки описанного явления является важным условием при выборе материалов стен на этапе проектирования ограждающих конструкций.
Для оценки возможности конденсации водяных паров на наружной поверхности стены необходимо знать ход изменения температуры наружной поверхности стены в период резкого потепления. Для выполнения данных исследований целесообразно использовать результаты расчетов температурного поля наружной стены с учетом нестационарных условий [11].
Возможность конденсации водяных паров на наружной поверхности стены из наружного воздуха и продолжительность протекания данного процесса рассмотрим на примере трех базовых конструкций наружных стен - из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-песчаной кладке, керамзитобетона и газобетона. Расчеты были выполнены для двух типичных случаев изменения наружной температуры: от -5 ОС до +2 ОС и от -5 ОС до 0 ОС.
Расчет 1. Начальное состояние температурного поля стены соответствует стационарному распределению температуре внутреннего воздуха и температуре наружного воздуха . Параметры наружного воздуха после потепления примем равными: , относительная влажность воздуха , парциальное давление насыщенного водяного пара и парциальное давление водяного пара , тогда температура точки росы =+0.5оС.
Расчет 2. Начальное состояние температурного поля стены соответствует стационарному распределению температуре внутреннего воздуха и температуре наружного воздуха . Параметры наружного воздуха после потепления примем равными и . При таких параметрах .
Результаты расчетов в графической форме представлены на рис. 1-3.
Рис. 1. Графики изменения температуры стены из кирпича
Рис. 2. Графики изменения температуры стены из керамзитобетона
конденсация стена температурный
Рис. 3. Графики изменения температуры стены из газобетона
Таблица. Продолжительность периода изменения температуры наружной поверхности стены до температуры точки росы .
|
Номер |
Материал конструкции |
Плотность, кг/м3 |
Сопротивление теплопередаче, м2оС/Вт |
Время нагрева наружной поверхности до , час |
||
|
Расчет 1 |
Расчет 2 |
|||||
|
1 |
Кирпич |
1800 |
1,6 |
1,1 |
7,6 |
|
|
2 |
Керамзитобетон |
800 |
1,8 |
0,2 |
1,7 |
|
|
3 |
Газобетон |
400 |
3 |
0,1 |
4 |
В таблице представлены данные по времени прогрева наружной поверхности до температуры точки росы для стен, выполненных из различных материалов, при изменении параметров наружного воздуха, соответствующих расчету 1 и расчету 2.
Выводы
конденсация стена температурный
Из анализа данных, представленных в таблице, следует, что явление конденсации влаги из наружного воздуха на наружной поверхности конструкции будет во многих случаях значительным.
Продолжительность процесса конденсации и количество конденсируемой влаги на наружной поверхности стены зависят от теплофизических характеристик материалов наружных стен и от хода температуры и относительной влажности наружного воздуха в период потепления.
Литература
1. Богословский В.Н. Строительная теплофизика. М: «Высшая школа», 1970. 348 с.
2. Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей здания. 4-е перераб. и доп изд. М: Стройиздат, 1973. 289 с.
3. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. Учебное пособие. М: «Евроклимат», издательство «Арина», 2000. 416 с.
4. Влажный воздух. АВОК справочное пособие. №1. 2004. 72 с.
5. Табунщиков Ю.А., Бродач М.М. Математическое моделирование и оптимизация тепловой эффективности зданий. М.: АВОК-ПРЕСС, 2002. 194 с.
6. Иванчук Е.В. К вопросу повышения энергетической эффективности жилых домов // Инженерный вестник Дона, 2013, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2151
7. Фурсова И.Н., Капралов А.А. Алгоритм исследования плотности теплового потока через ограждение при нестационарных тепловых условиях // Материалы Международной научно-практической конференции «Строительство-2013». - Ростов н/Д: РГСУ, 2013. С.87-88.
8. Дьяченко А.С., Руденко Н.Н Исследование и моделирование динамики потерь тепла // Инженерный вестник Дона, 2017, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4105/.
9. Ulgen K. Experimental and theoretical investigation of effects of wall's thermophysical properties on time lag and decrement factor // Energy and Buildings. 2002. №34. pp. 273-278.
10. Asan H. Numerical computation of time lags and decrement factors for different building materials // Building and Environment. 2006 №41. pp. 615-620.
11. Фурсова И.Н. Исследование изменения теплового режима наружных ограждений в зимний период в условиях резкого потепления // Инженерный вестник Дона, 2017, №4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2017/4469
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Проверка на возможность конденсации влаги в толще наружной стены, чердачного покрытия с холодным чердаком производственного здания. Расчёт теплоустойчивости и сопротивления паропроницанию наружной стены жилого здания из мелкоштучных газосиликатных блоков.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 20.04.2014Расчет толщины утепляющего слоя однородной однослойной и многослойной ограждающей конструкции. Теплотехнический расчет наружной стены, покрытия и утепленных полов, расположенных непосредственно на лагах и грунте. Определение термического сопротивления.
курсовая работа [179,6 K], добавлен 09.02.2014Проверка теплозащитных свойств наружных ограждений. Проверка на отсутствие конденсации на внутренней поверхности наружных стен. Расчет тепла на нагрев воздуха, поступающего инфильтрацией. Определение диаметров трубопроводов. Термическое сопротивление.
курсовая работа [141,0 K], добавлен 22.01.2014Законы распределения плотности тепловыделения. Расчет температурного поля и количества импульсов, излучаемых дуговым плазматроном, необходимого для достижения температуры плавления на поверхности неограниченного тела с учетом охлаждения материала.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.03.2015Характеристика района строительства и назначения помещения. Теплотехнические характеристики материала стены. Расчет нормируемого сопротивления теплопередаче. Расчет и определение сопротивления паропроницанию и воздухопроницанию ограждающей конструкции.
контрольная работа [94,2 K], добавлен 08.04.2011Кипение как процесс перехода из жидкой фазы в газообразную (пар). Выделение теплоты при конденсации пара (скрытая теплота конденсации). Режимы процесса кипения. Образование пузыря в несмачиваемой впадине на стенке. Коэффициент теплоотдачи при кипении.
презентация [4,3 M], добавлен 15.03.2014Теплотехнический расчет ограждающих конструкций: наружной стены, чердачного перекрытия, пола, дверей и окон. Коэффициент теплопередачи железобетонной пустой плиты перекрытия. Теплопотери через ограждающие конструкции. Расчет нагревательных приборов.
курсовая работа [238,4 K], добавлен 13.06.2012Расчет температурного поля предельного состояния при движении подвижного точечного источника тепла в полубесконечном теле. Сравнение температур в период теплонасыщения и предельного поля. Термический цикл точки, распределение максимальных температур.
курсовая работа [304,9 K], добавлен 18.01.2015Гидравлический расчет гравитационной системы отопления здания. Определение коэффициента сопротивления теплопередаче. Подбор толщины утеплителя в наружной ограждающей конструкции. Расчет и подбор отопительного прибора и запорно-регулирующей арматуры.
курсовая работа [97,5 K], добавлен 28.02.2013Теплотехнический расчет наружной стены, чердачного перекрытия, окна, входной двери. Основные потери теплоты через ограждающие конструкции здания. Расчет общих теплопотерь и определение мощности системы отопления. Удельная тепловая характеристика здания.
курсовая работа [333,2 K], добавлен 09.01.2013Параметры наружного и внутреннего воздуха. Расчет сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. Проверка конструкций ограждений на отсутствие конденсации водяных паров. Определение тепловой характеристики здания. Конструирование системы отопления.
курсовая работа [509,3 K], добавлен 05.10.2012Процесс превращения пара в жидкость. Расчет количества теплоты, необходимого для превращения жидкости в пар. Температура конденсации паров вещества. Конденсация насыщенных паров. Определение теплоты фазового перехода при квазистатическом процессе.
презентация [784,4 K], добавлен 25.02.2015Определение толщины и состава слоев стен. Определение массивности здания и расчетной температуры. Проверка на отсутствие конденсации. Выбор конструкции заполнения световых проемов. Гидравлический расчет системы отопления. Расчет системы вентиляции.
курсовая работа [921,0 K], добавлен 08.03.2015Определение опасности наружной коррозии трубопроводов тепловых сетей и агрессивности грунтов в полевых и лабораторных условиях. Признаки наличия блуждающих постоянных токов в земле для вновь сооружаемых трубопроводов. Катодная защита и анодное заземление.
курсовая работа [1000,6 K], добавлен 09.11.2011Теплотехнический расчет наружных стен, чердачного перекрытия, покрытия над подвалом. Сопротивление теплопередаче наружных дверей, заполнений световых проемов. Расчет теплопотерь помещения, затраты на нагрев инфильтрующегося воздуха. Система вентиляции.
курсовая работа [212,1 K], добавлен 07.08.2013Исследование термонапряженного состояния охлаждаемой лопатки турбовальных двигателей. Расчет греющей и охлаждающей температур, коэффициентов теплоотдачи на наружной поверхности лопатки и в каналах. Определение сил и моментов, действующих на перо лопатки.
контрольная работа [818,0 K], добавлен 04.02.2012Анализ противоречий в механизмах протекания электрического тока в проводниках. Обзор изменения состава и структуры поверхности многокомпонентных систем, механизма диффузии и адсорбции. Исследование поверхности электродов кислотных аккумуляторных батарей.
контрольная работа [25,0 K], добавлен 14.11.2011Формирование понятия "наледь". Физическая сущность процесса. Адгезионные свойства базисной поверхности. Брызговые и напускные наледи. Возмущение температурного поля у границы твердой и газообразной среды. Направление теплопотоков при замерзании вод.
курсовая работа [6,6 M], добавлен 03.06.2013Расчет тепловой нагрузки аппарата, температуры парового потока, движущей силы теплопередачи. Зона конденсации паров. Определение термических сопротивлений стенки, поверхности теплопередачи. Расчет гидравлического сопротивления трубного пространства.
контрольная работа [76,7 K], добавлен 16.03.2012Определение температурного напора при термических процессах и расчет его среднелогарифмического значения. Исследование эффективности оребрения поверхности плоской стенки в зависимости от коэффициента теплопроводности при граничных условиях третьего рода.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 07.03.2010
