Расчет температурного поля трехмерной конструкции

Трехмерная конструкция, приведенная на рис. 1 разбита плоскостями на параллепипеды. Принято следующее разбиение:

9 плоскостей перпендикулярных оси ОX,
5 плоскостей перпендикулярных оси OY,
3 плоскости перпендикулярных оси OZ.

Общее количество элементов разбиения - 9*5*3=135.

На рис.1 приведены схема трехмерной конструкции и температуры на ее внутренней поверхности (температура в помещении Т=18 °С, наружная температура Т=-43 °С). Из этого рисунка видно, что минимальная температура на поверхностях, граничащих с внутренним воздухом, достигается в углу помещения и составляет 13,26 °С (точка росы при =75% и Тв=18°С).

На рис. 2. приведено распределение температур по оси X, при Y=1 и Z=0, 1, 2. Из анализа графиков видно, что градиент температур в мостиках холода слоев Z=0 и Z=2 выше, чем градиент температур в слое Z=1, где положен утеплитель (в ж\б панели).

Расчет тепло-влажностного режима плоской стенки

С полиэтиленовой пленкой
Плоская стенка была разбита на 8 слоев - по числу слоев материала. На рис. 3 приведен разрез стенки. Расчет стенки велся в динамическом режиме при переменных значениях температуры и влажности наружного воздуха, соответствующих условиям г. Сургута. Внутренняя температура была принята постоянной - 20 °С.
На рис. 4 приведен график распределения температур в стенке.
На рис. 5 приведены графики изменений температур в слоях стенки при изменении наружной температуры. Из анализа графика хорошо видно смещение возмущений во времени по слоям конструкций. Так изменение минимум наружной температуры лишь через, примерно, 12 часов обеспечит этот минимум в пенополистироле.
На рис. 6 приведен график изменения термического сопротивления конструкции при разогреве стены. Рост термического сопротивления обусловлен прогревом стены и переходом в регулярный режим.
На рис. 7 показаны графики парциальных давлений насыщенных паров и паров в конструкции. Отсутствие наложений говорит о том, что конденсация в конструкцию не наблюдается.
На рис. 8 приведены графики переувлажнений конструкции в разрезе года. Переувлажнение конструкции (со стороны наружного воздуха), наблюдается лишь в феврале месяце в слое пенополистирола. Затем этот слой высыхает и переулажнений больше не наблюдается.

Без полиэтиленовой пленки
Плоская стенка была разбита на 7 слоев - по числу слоев материала. На рис. 9 приведен разрез стенки. В отличии от расчета, описанного в п.3.1., полиэтиленовая пленка в стене отсутствует. Расчет стенки велся в динамическом режиме при переменных значениях температуры и влажности наружного воздуха, соответствующих условиям г. Сургута. Внутренняя температура была принята постоянной - 20 °С.
На рис. 10 показаны графики парциальных давлений насыщенных паров и паров в конструкции. Наложение графиков привело к конденсации водяных паров в толще конструкции.
На рис. 11 приведены графики переувлажнений конструкции в разрезе года. Переувлажнение некоторых слоев конструкции наблюдается в первые четыре и последние два месяца года. В теплый период слои высыхают.

Приложения

Характеристики объекта <Базы материалов>

Разбиение конструкции на элементарные объекты

Рисунок 1. Трехмерная конструкция

Рисунок 2. Распределение температур по оси X,
при Y=1 и Z=0, 1, 2.

Рисунок 3. Стенка с пароизоляцией

Рисунок 4. Пример распределения температур в стенке

Рисунок 5. Графики температур в слоях стенки при
изменении наружной температуры (Тн), Тв=const.

Рисунок 6. Изменение термического сопротивления
конструкции при разгоне

Рисунок 7. Парциальные давления в стенке.
Красный цвет - парциальные давления насыщенных паров при температурах в слоях.
Синий цвет - парциальные давления.

Рисунок 8. Графики переувлажнений стенки в течении года

Рисунок 9. Стенка без пароизоляции

Рисунок 10. Парциальные давления в стенке и область конденсации
Красный цвет - парциальные давления насыщенных паров при температурах в слоях.
Синий цвет - парциальные давления.

Рисунок 11. Графики переувлажнений стенки в течении года.