Тепловая защита и теплоизоляция строительных конструкций зданий и сооружений, их значение в современном строительстве. Получение теплотехнические свойства многослойной ограждающей конструкции на физической и компьютерной моделях в программе "Ansys".
При низкой оригинальности работы "Расчетно-экспериментальное исследование теплоэффективного многослойного строительного материала", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Тепловая защита и теплоизоляция строительных конструкций зданий и сооружений имеют огромное значение в современном строительстве. Правильное ее применение в значительной мере определяет возможность поддержания требуемых технологических процессов, энергоэффективности и эксплуатации оборудования, комфортных условий жизни и труда человека, повышение эффективности энергетических систем в целом. Большую роль в этих вопросах играет разработка новых методов определения теплофизических свойств и теплофизических характеристик строительных материалов, которые позволят эффективно оценить тепловой и воздушно-влажностный режимы зданий и сооружений различного назначения. Конец XX и начало ХХ1 века характеризуются постоянным ростом цен на нефть, природный газ и электроэнергию, что связано с исчерпанием запасов традиционных источников энергии и что послужило естественным толчком для рационального использования энергоресурсов, для поиска решений, ведущих к их экономии. Серьезных продвижений и результатов по данному вопросу в области строительства можно добиться активной пропагандой, агитацией и внедрением в массы идеи экономии ресурсов и разумного использования природных ископаемых, а также путем проведения широкого фронта исследований по повышению энергоэффективности зданий и их ограждающих конструкций.Чем выше температура тела, тем больший запас внутренней (тепловой) энергии оно имеет. Теплота - синонимы: тепловая энергия, тепло - один из видов энергии, которая представляет собой кинетическую энергию микрочастиц, в основном молекул. Для того чтобы превратить лед в воду, нужно затратить некоторое количество теплоты; при этом тепловая энергия "уничтожается", а взамен возникнет химическая энергия, которую часто называют скрытой теплотой (хотя в действительности теплоты уже не существует, а имеется лишь возможность при определенных условиях превращения химической энергии вновь в тепловую). Кинетическая энергия микрочастиц (т.е. теплота) превращается в механическую (кинетическую или потенциальную) энергию микрочастиц тела; еще чаще встречаются обратные переходы - механической энергии в тепловую, например, при движении воды (диссипация энергии). Индексом Q будем обозначать и количество внутренней энергии (теплоты), которым обладает тело при данной температуре t.Пусть в среде имеют место различные значения температуры, т.е. имеется градиент температуры, тогда в этой среде будет существовать тепловой поток (распространение теплоты). Тепловой поток направлен в сторону убывания температуры. Французский ученый Фурье, изучая перенос теплоты в средах, открыл эмпирический закон, согласно которому удельный тепловой поток (или интенсивность теплового потока) прямо пропорционален градиенту температуры: q = ? ( - t/ n), Вт/м2, (1.9) где? - коэффициент пропорциональности; Зная удельный тепловой поток, можем определить тепловой поток, проходящий через некоторую площадь F, выделенную на изотермической поверхности: Q = QF = - ? t/ n F, Вт/м2. Благодаря теплопроводности (передаче теплоты) происходит выравнивание температуры в теле или среде.Теплоотдача охватывает совокупность явлений переноса теплоты только между поверхностью твердого тела и жидкой или газообразной подвижной средой. В практике гидрологов и метеорологов часто встречаются задачи о теплообмене между двумя подвижными средами, исключая твердую стенку, - это случай теплоотдачи водной поверхностью в окружающую ее среду - воздух. В широком понимании теплопередача и теплоотдача осуществляются теплопроводностью, конвекцией, лучистым теплообменом, при изменении агрегатного состояния вещества, биологических процессах в живых организмах и др. Рассматриваемая форма переноса теплоты в основном присуща твердым телам, в которых теплота распространяется передачей кинетической энергии от одних микрочастиц к другим путем соударений; перемещение самих частиц в твердом теле, естественно, исключено. Заметим, что в первом случае теплота передается, а носители теплоты, частицы жидкости, остаются на месте, в то время как во втором случае теплота переносится вместе с жидкостью.Особый интерес представляет определение передачи теплоты у границ жидкости, например от речного потока к его ложу или от воздушного потока к поверхности ледяного покрова. А конвективный теплообмен в природе определяется разницей между температурой подстилающей поверхности (может быть как твердой, так и жидкой) и температурой находящейся над ней жидкой или газообразной среды, в которой имеет место молярный перенос теплоты. Принимая температуру подстилающей поверхности за тп, а температуру прилегающей к этой поверхности окружающей подвижной среды за ?, по закону Ньютона можно определить количество теплоты Qk (Вт/м2), теряемое 1м2 этой поверхности в единицу времени (интенсивность теплового потока при передаче теплоты конвекцией): Qk = ? (тп - ?), Вт/м2, (1.15) где ? - эмпирический коэффициент теплоотдачи от подстилающей поверхности в окружающую среду.Объект строительства - спортивный корпус в городе Вологде. Расчетные параме
3. Методика компьютерного моделирования температурного поля
3.1 Описание программы Ansys Fluent
3.2 Построение геометрии в Geometry
3.3 Результаты компьютерного моделирования
4. Сравнительный анализ результатов физического эксперимента и численного решения
4.1 Разработка лабораторной работы
4.1.1 План лабораторной работы
4.1.2 Подготовка к испытаниям
4.1.3 Описание приборной базы
4.1.4 Проведение эксперимента
4.1.5 Градуировка термопары
4.1.6 Построение графиков зависимости изменения ТЭДС от температуры
4.1.7 Определения теплозащитных характеристик многослойной ограждающей конструкции
4.2 Результаты лабораторной работы
4.3 Сравнение результатов FLUENT с результатами эксперимента
5. Сравнительный анализ тепловых потерь при различных теплопроводностях ограждающих конструкций
5.1 Определение сопротивления теплопередаче
5.2 Расчет тепловых потерь
5.3 Сравнение тепловых потерь
6. Экономические показатели
6.1 Технико-экономическая оценка строительства малоэтажного дома из теплоблоков
7. Автоматизация экспериментальных исследований
7.1 Спецификация технических средств автоматизации эксперимента
7.2 Описание и технические характеристики основных элементов экспериментальной установки
7.2.1 Аналого-цифровой преобразователь
7.2.2 Термоэлектрический преобразователь
7.2.3 Термопары и схемы их включения
7.2.4 Градуировка и калибровка термопар
7.2.5 Удлинительные провода
8. Безопасность жизнедеятельности
8.1 Потенциально-опасные и вредные производственные факторы при работе на ПЭВМ
8.2 Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
8.3 Режим труда и отдыха
8.4 Вывод
Заключение
Список использованных источников
Приложения
Введение
Тепловая защита и теплоизоляция строительных конструкций зданий и сооружений имеют огромное значение в современном строительстве. Правильное ее применение в значительной мере определяет возможность поддержания требуемых технологических процессов, энергоэффективности и эксплуатации оборудования, комфортных условий жизни и труда человека, повышение эффективности энергетических систем в целом.
Большую роль в этих вопросах играет разработка новых методов определения теплофизических свойств и теплофизических характеристик строительных материалов, которые позволят эффективно оценить тепловой и воздушно-влажностный режимы зданий и сооружений различного назначения.
Конец XX и начало ХХ1 века характеризуются постоянным ростом цен на нефть, природный газ и электроэнергию, что связано с исчерпанием запасов традиционных источников энергии и что послужило естественным толчком для рационального использования энергоресурсов, для поиска решений, ведущих к их экономии.
Научно-техническая и промышленная революции прошлого столетия привели к созданию огромного количества предприятий и различных форм производства, для работы которых необходимы миллионы тонн условного топлива. При этом следует учитывать постоянный рост объектов производства, а, следовательно, и потребляемой энергии. С одной стороны, строительство объектов какой-либо индустрии на территории государства ведет к обеспечению населения рабочими местами и к росту экономики в целом. С другой стороны, появляется новый источник энергопотребления.
В конце 2010 года Правительство утвердило "Государственную программу Российской Федерации энергосбережения и повышения энергетической эффективности на период до 2020 года". Данная программа нацелена на обеспечение за счет реализации, включенных в нее мероприятий снижения энергоемкости ВВП на 13,5% к 2021 году и на обеспечение годовой экономии первичной энергии в объеме не менее 100 млн т у. т. к 2016 году и 195 млн т у. т. к 2021 году. Главная задача разработчиков программы - отход от концепции прямого финансирования проектов, но при этом нацеленность на стимулирование софинансирования их выполнения.
В последние годы в России уделяется все больше внимания вопросу экономии энергоресурсов. Несмотря на отдельные успехи в некоторых отраслях промышленности, в целом мы существенно отстаем в этом от достижений стран Запада и Америки. Расход электрической энергии на 1 доллар валового продукта составляет на мировом рынке 0,46 КВТЧ, в США - 0,52 КВТЧ, в России же - 4,7 КВТЧ. Доля энергии в структуре и себестоимости валового продукта составляет около 50%, тогда как в промышленно развитых странах она меньше 5%. Нерациональное использование энергоресурсов наносит ежегодно ущерб в размере 40 млрд. у. е.
Серьезных продвижений и результатов по данному вопросу в области строительства можно добиться активной пропагандой, агитацией и внедрением в массы идеи экономии ресурсов и разумного использования природных ископаемых, а также путем проведения широкого фронта исследований по повышению энергоэффективности зданий и их ограждающих конструкций. Затраты на подобные мероприятия малы по сравнению с прогнозируемой экономией.
Действительно, строительство выделяется среди основных энергоемких отраслей экономики страны. Из общего энергопотребления данной отраслью 90% расходуется при эксплуатации зданий. Наибольшим энергопотреблением характеризуются жилые здания - 50-55%, несколько меньшим - 35-45% - промышленные здания, а на долю гражданских зданий приходится около 10%.
В целом, для теплоснабжения гражданских зданий требуется до 30% добываемого в нашей стране твердого и газообразного топлива. Потенциал энергосбережения в России составляет 40-45% современного энергопотребления в стране, что находится в пределах 360-430 млн т. у. т. Свыше трети этого потенциала сосредоточена в жилищно-коммунальном хозяйстве, а в строительстве и промышленности - свыше одной трети [1,2,3,4].
Цель работы: получение теплотехнические свойства многослойной ограждающей конструкции на физической и компьютерной моделях.
Задачи исследования: 1. Провести натурные исследования состояния ограждающих конструкций, особенностей их конструктивных решений, влияющих на теплофизические показатели тепломассопереноса.
2. Провести компьютерное моделирование в программе "ANSYS".
Объект исследования: наружные ограждающие конструкции жилых зданий.
Предмет исследования: процессы тепломассопереноса, обеспечивающие повышение тепловой эффективности наружных ограждающих конструкций и требуемые условия микроклимата помещений.
Методы исследования включали: натурные исследования тепловой защиты зданий, компьютерное моделирование процессов тепломассопереноса через наружные ограждающие конструкции (теплопередача).
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
