Наружного угла методом электрического моделирования

Цель работы: исследование двумерного температурного поля наружного угла в условиях стационарной теплопередачи, сравнение результатов с расчетными данными.

Оборудование: установка – электрическая модель наружного угла.

2.1. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ [1]

Указание: перед выполнением данной работы следует изучить теоретическое введение к работе 1 «Исследование температурного поля наружной стены методом электрического моделирования».

Теплопередача через ограждение конструкций зданий, вызванная перепадом температуры между наружным и внутренним воздухом помещения, зависит от геометрической формы ограждения. В частности, увеличение теплопередачи через наружные углы зданий связано в основном с увеличением площади теплопередачи. Температура на внутренней поверхности угла оказывается ниже температуры плоской поверхности стены вдали от угла на 4-6 °С, что может привести к выпадению конденсата на внутренней поверхности угла, уменьшению теплового сопротивления и к дальнейшему увеличению потери тепла. Устранение этих негативных явлений необходимо предусмотреть в процессе проектирования. Математическая зависимость понижения температуры в наружном углу от теплофизических свойств стены не установлена, и эту зависимость находят с помощью электрического моделирования.

2.2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

Электрическая модель наружного угла представлена на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Электрическая модель наружного угла

Модель выполнена из электропроводной графитизированной бумаги с соблюдением принципов аналогии модели и натуры (см. «Теоретическое введение» к лабораторной работе 1). Тепловое поле модели разбито на квадраты, размер которых в области сгиба стены уменьшен в два раза. Ширина полосы отражает в некотором масштабе толщину ограждения δ = kl _м; сопротивление тепловосприятию и теплоотдаче имитируют полоски бумаги шириной l _в и l _н, расположенные по периметру модели. В вершинах квадратов установлены клеммы 13 для измерения тока гальванометра, пропорционального их потенциалам. Температуру окружающей среды имитируют электрические потенциалы, подаваемые на шины 14 и 15 от источника постоянного тока. Через выключатель К, переменный резистор r и гальванометр G к шине 15 подключен свободный щуп 16. Выключатель К и переменный резистор сблокированы. Электрическая модель имеет ось симметрий, которая на рис. 2.1 показана пунктирной линией.

2.3. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКПЕРИМЕНТА

1. Установив надежный электрический контакт щупа 16 с наружной шиной 15, включить выключатель К и вывести стрелку гальванометра на максимальное деление шкалы n _max, т.е. задать температурный масштаб.

t _в – t _н ~ n _max.

2. Прикасаясь щупом к каждой клемме модели, измерить показания гальванометра в делениях шкалы и записать в таблицу по форме 2.