Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Практическая работа 1. Расчет изоляции охлаждаемых помещений




Задание. Проверить изолированное ограждение (рис. 1) на возможность конденсации водяного пара внутри ограждения при следующих условиях:

температура воздуха в камере tк = -18 ºС;

относительная влажность воздуха в камере φк = 90 %;

температура наружного воздуха tн = 30 ºС;

относительная влажность наружного воздуха φн = 60 %.

В случае наличия зоны конденсации следует изменить конструкцию ограждения, чтобы конденсации в нем пара не было.

 

1 – железобетонная стена с фактурным слоем; 2 – рипор (жесткий пенополиуретан);

3 – известковая штукатурка

Рис. 1 – Конструкция изолированного ограждения

 

Решение:

1. Коэффициент теплопередачи ограждения:

Вт/(м2·К),

где R – термическое сопротивление ограждения, равное сумме сопротивлений слоев (м2·К)/Вт:

где αн – коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной поверхности ограждения. Принимаем αн = 23 Вт/(м2·К); αк – коэффициент теплопередачи от внутренней поверхности ограждения к воздуху камеры. Принимаем αк = 8 Вт/(м2·К); λ1 – коэффициент теплопроводности железобетона. Принимаем λ1 = 1,7 Вт/(м·К); λ2 – коэффициент теплопроводности пенополиуретана; значение λ2 следует выбирать с учетом работы материала при отрицательных температурах и высокой относительной влажности воздуха, т.е. оно должно находиться при влажности материала, близкой к максимальной гигроскопической влажности. Поскольку в конструкции предполагается пароизоляция из рулонных материалов, считаем λ2 = 0,03 Вт/(м·К); λ3 – коэффициент теплопроводности известковой штукатурки на внутренней поверхности железобетона. Принимаем λ3 = 0,21 Вт/(м·К).

Тогда

2. Тепловой поток через ограждение:

3. Находим температуру на наружной и внутренней поверхностях ограждения и на поверхностях, разделяющих слои различных материалов. Кроме того, в теплоизоляционном материале определяем температуру четырех промежуточных поверхностей (слой теплоизоляционного материала разделен на пять частей).

Пользуясь выражением для температуры любого слоя х, вычисляем последовательно эти температуры по формуле:

Тогда

Так как температура в однородном материале изменяется линейно по толщине материала, то

Для проверки находим:

Распределение температуры по слоям ограждения показано на рис. 2 в координатах δх – tх (линия tх). Промежуточные температуры t6 – t3 могут быть найдены и графически на этом графике.

4. По найденным температурам поверхности слоев могут быть определены давления насыщенного водяного пара, соответствующие этим температурам по выражению:

Полученные результаты представлены в табл. 1. Давление насыщенного пара по сечениям ограждения нанесено на рис. 2 (линия ) в координатах δх – Рх.

Табл. 1 – Температура слоев ограждения и соответствующие давления насыщенного водяного пара

№ поверхности Температура поверхности, ºС Давление насыщенного пара
кг/м2 Па
29,76 427,5 4189,5
29,56 422,6 4141,7
20,3 242,9
11,04
1,774 70,7
-7,5 35,4 347,3
-16,75 16,8 164,7
-17,3 16,05 157,2

5. Удельный поток водяного пара через ограждение:

где Нн – сопротивление ограждения паропроницанию, равное сумме сопротивлений отдельных слоев:

Здесь µ1 = 8,4·10-12 кг/(м·с· Па) – коэффициент паропроницания для бетона (табл. П1); µ2 = 6,3·10-12 кг/(м·с· Па) – коэффициент паропроницания пенополиуретана; µ3 = 37,6·10-12 кг/(м·с· Па) – коэффициент паропроницания известковой штукатурки.

Общее сопротивление ограждения паропроницанию

Парциальное давление пара на наружной поверхности ограждения при tн = 30 ºС:

Парциальное давление пара на внутренней поверхности ограждения при tк = -18 ºС:

Следовательно,

6. Действительное парциальное давление водяного пара в воздухе на поверхности слоев ограждения находится по зависимости:

Тогда

Проверяем

т.е. получено близкое значение.

График действительного давления пара показан на рис. 2 (линия Рх) .

Рис. 2 – Распределение температуры и давления водяного

пара по слоям ограждения

 

7. Пересечение линий Рх и в точках а и б указывает на наличие в ограждении зоны конденсации. Действительная ширина зоны конденсации находится в диаграмме Нх – Рх (рис. 3) путем построения касательных из точек d и e к линии . Между точками касания f и g находится зона конденсации. Эти точки перенесены на рис. 2 по значениям парциального давления пара в данных сечениях Рf = 485 Па и Рg = P’’7 = 390 Па.

Нх · 10-8, м2·с·Па/кг

Рис. 3 – Установление зоны конденсации в ограждении

Количество влаги, выпадающее в зоне конденсации:

 

8. Отсутствие зоны конденсации может обеспечить такой наклон линии Рх на рис. 3, какой имеет отрезок касательной ge. Так как в диаграмме Нх – Рх наклон прямой линии численно равен потоку пара, то зоны конденсации ограждения не будет, если поток пара окажется не больше величины:

При таком потоке влаги сопротивление ограждения паропроницанию должно быть:

Так как сопротивление ограждения Нн = 0,0473·1012 м2·с·Па/кг, то дополнительное сопротивление слоя пароизоляции должно быть:

м2·с·Па/кг.

С теплой стороны теплоизоляционного слоя, т.е. на внутренней поверхности желозобетонной плиты, предусматриваем два слоя бризола толщиной по 3 мм, наклеенных битумом или горячей битумной мастикой.

Сопротивление двух слоев бризола:

м2·с·Па/кг;

сопроивление окраски битумом или битумной мастикой:

Нм = 0,24·1012 м2·с·Па/кг.

Сопротивление бризола и одного обмазочного слоя битума составляет Нп = 173,9·108 + 0,24·1012 = 0,257·1012 м2·с·Па/кг, т.е. близко к найденному расчетом необходимому сопротивлению пароизоляционного слоя 0,166·1012 м2·с·Па/кг.

 

 







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 440. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.006 сек.) русская версия | украинская версия