Modeliuojamas šilumos perdavimas per sieną, kai šilumos atidavimo terminės varžos paneigtos, todėl apskaičiuojami šilumos nuostoliai pro neizoliuotą nešančiosios konstrukcijos sieną. Numatomas laisvai parinktas kompozicinės sienos atvejis ir apskaičiuojamas šilumos nuostolių srauto tankis bei sudaromas temperatūros kitimo sienoje grafikas. Suminei sienos terminę varžai iškėlus reikalavimą, apibrėžiamas jam užtikrinti reikalingas izoliacinės medžiagos storis. Įvertinama, kaip sienos izoliavimas iš išorinės ir vidinės pusių atsilieptų temperatūros susiskirstymui sienoje. Įvertinami sudaryti temperatūros kitimo grafikai ir pagrindžiamas izoliavimo iš išorinės pusės privalumas. Modeliuojamas šilumos perdavimas per sieną, kai atsižvelgiama į šilumos atidavimo termines varžas. Visiems modeliuotiems šilumokaitos atvejams apskaičiuojamas šilumos nuostolių per sieną srauto tankis, W/m2, ir sudaromas temperatūros susiskirstymo sienoje grafikas.
Šilumos mainų per sieną modeliavimas
Šilumos perdavimas per sieną yra įvykdomas per sumines sienos varžas, sudarančias šilumos atidavimo ir pačios sienos terminę varžą. Antrajame etape modeliuojamas šilumos perdavimas pro laisvos konstrukcijos parinktą stiklo vitriną, įgyjami savaiminės šilumokaitos ribotoje erdvėje skaičiavimai ir pagilinami šilumokaitos sistemos įgūdžiai iteraciniu skaičiavimo metodu, kai nežinomos paviršių temperatūros. Pirmuoju priartėjimu sienos paviršiai ir vidiniai sluoksniai spėjami bei apskaičiuojama sienos suminė varža, o pradedant nuo kambario oro pusės - patikslinami sienos paviršių ir tarpinių vidinių sluoksnių temperatūros. Jei skirtumas tarp apskaičiuotų ir užsiduotų temperatūrų didesnis nei 0.10 °C, atliekama antroji iteracija ir vėl vykdomi skaičiavimai iki tol, kol temperatūros sutampa 0.10 °C tikslumu.
- Įvertinimas, kai šilumos atidavimo terminės varžos paneigtos: apskaičiuojamas srauto tankis ir temperatūros pasiskirstymas sienoje, kai žinomi kambario ir lauko oro temperatūros bei sienos konstrukcija nuosekliai keičiasi nuo vienos sluoksninės neizoliuotos sienos iki izoliuotos sienos.
- Kai šilumos atidavimo terminės varžos apibrėžtos (žinomi koeficentai W/(m2K) ir W/(m2K)): apskaičiuojama sienos sumaus šilumos varža ir šilumos srauto tankis, pradedant nuo kambario pusės, patikslinamos paviršių ir tarpinių vidinių sluoksnių temperatūros.
- Antrajame etape nagrinėjama stiklo vitrina: atsižvelgiama į mišrią konvekciją ribotoje erdvėje ir vitrinos šilumos nuostolių modeliavimą iteraciniu būdu, kol sutampa paviršiaus temperatūros.
Baigiamasis etapas. Atsižvelgus į namo konstrukcinėje schemoje numatytus atitvarų konkrečius plotus apibrėžiami šilumos nuostoliai pro namo išorines sienas, stiklo vitrinas ir stiklo paketų langus srautai. Įvertinama apskaičiuotoji šilumos šaltinio reikalinga apytikslė šiluminė galia, numatomas papildomų šilumos nuostolių pro namo stogą ir grindis galimybė. Šilumos plitimo būdai. Panašumo kriterijų fizikinė prasmė. Šilumos atidavimas. Šilumos atidavimo koeficiento reikšmių analizė.
Šilumos atidavimo koeficientų analizė
Šilumos atidavimo koeficientai apibrėžiami dviem požiūriais: išoriniam paviršiui ir vidiniam paviršiui. Vidinio paviršiaus temperatūros užsidavusį įsisavinama šilumos atidavimo sienai koeficiento apskaičiavimo metodika, kai šilumos konvekcija laikoma laisva. Išorinio paviršiaus temperatūros užsidavus įsisavinama inžinerinio apskaičiavimo metodika, kai šilumos konvekcija laikoma priverstine dėl sieną aptekančio vėjo greičio.
Iteracinis skaičiavimo algoritmas
Modeliuojant šilumos perdavimą per sieną ir stiklo paketą nuosekliai iškyla klausimas dėl nežinomų paviršių temperatūrų. Pirmame priartėjime laikomi pradiniai sienos paviršių temperatūrų spėjimai. Tuomet sudaroma sienos suminė varža ir apskaičiuojamas šilumos srauto tankis bei, pradedant nuo kambario oro pusės, tikslinamos paviršinių ir tarpinių vidinių sluoksnių temperatūros. Jei tarp apskaičiuotų ir užduotų temperatūrų skirtumas didesnis nei 0.10 °C, atliekama antra iteracija iki tol, kol tikslumas siekia 0.10 °C.
Šilumos plitimas per stiklo paketą (vitriną)
Sudaroma stiklo paketo principinė konstrukcinė schema. Apskaičiuojant šilumokaitos intensyvumą stiklų apribotoje erdvėje, kai stiklų paviršių temperatūros yra 0 °C, išryškėja mišrios konvekcijos ribotoje erdvėje inžinerinio skaičiavimo savitumai ir įgyjami pagrindiniai įgūdžiai. Atlikamas su šilumos perdavimu pro stiklo paketą (vitriną) susijusių šilumos atidavimo procesų, šilumos laidumo stikle ir šilumos plitimo ribotoje erdvėje tarp stiklų modeliavimas iteraciniu priartėjimo metodu, apibrėžiant šilumos nuostolių srauto tankį ir temperatūros pasiskirstymą vitrinos sistemoje. Taikomas iteracinio skaičiavimo algoritmas, nes šilumos atidavimui ir plitimui ribotoje erdvėje reikalingos paviršių temperatūros yra nežinomos.
Baigiamoji dalis: išorės sienos, vitrinos ir langų srautai
Taikant sienos modelį, įvertinami išorinių sienų, stiklo vitrinos ir langų pro namo išorines sienas, stiklo vitrinas ir stiklo paketų langus srautai. Atsižvelgiama į namo konstrukcinę schemą ir konkrečius plotus. Įvertinama apskaičiuotoji šilumos šaltinio reikalinga apytikslė šiluminė galia, numatomas papildomų šilumos nuostolių pro namo stogą ir grindis galimybė.
Šilumos plitimo būdai. Panašumo kriterijų prasmė
Šilumos plitimo analizė skiria šilumos atidavimo ir šilumos plitimo mechanizmus, aiškinama fizikinė reikšmė bei įvertinama, kaip skirtingos sienų konfigūracijos įtakoja temperatūros lauko distribuciją sienoje.
Literatūros apžvalga ir praktinės įžvalgos
Modelyje naudojama theoretinė ir praktinė metodika, orientuota į termohidromechanikos pagrindus, šilumos ir masės mainų principus bei inžinerinį skaičiavimą, siekiant analizuoti šilumos nuostolius pro individualiai suprojektuotą namo sieną ir stiklo vitrinas. Praktinėje dalyje įvertinamos skirtingos sienų konstrukcijos, jų šiluminės varžos ir konvekcijos sąlygos, siekiant optimalaus izoliavimo pasirinkimo.
tags: #silumokaita #per #plokscia #sienele