Пример расчета коэффициента теплопередачи с учетом инфильтрации

Требуется вычислить распределение температуры и величину коэффициента теплопередачи кирпичной неоштукатуренной стены толщиной в два кирпича при инфильтрации наружного воздуха.

При отсутствии инфильтрации воздуха сопротивление теплопередаче стены было бы:

и коэффициент теплопередачи

Вт/м²×^оС.

Примем t_в = 15 ^оС, t_н = −25 °С и Δр = 30 Па. По формуле (25) и прил. 9 [1] получим:

кг/(м²×ч);

cW=1,005×1,67 = 1,68 кДж/(м²×ч×^оС) = 0,467 Вт/(м²×^оС).

По формуле (30) для любой плоскости стены

.

Для расчета делим стену на шесть слоев толщиной каждый по 85 мм. Расчет производим в табличной форме.

Таблица 4

Расчет коэффициента теплопередачи и температур

№ пло­скости	Rx	0,467Rx		m–1	91(m–1)	tx,oC	t при отсутствии инфильтрации
	0,668	0,311	1,364	0,364	33,1	8,1	9,2
	0,564	0,263	1,300	0,300	27,3	2,2	3,9
	0,460	0,215	1,239	0,239	21,7	-3,3	-1,5
	0,356	0,166	1,181	0,181	16,5	-8,5	-6,8
	0,251	0,117	1,124	0,124	11,3	-13,7	-12,1
	0,147	0,069	1,071	0,071	6,5	-18,5	-17,5
	0,043	0,020	1,020	0,020	1,8	-23,2	-22,8

На рис. 4 распределение температуры в стене показано графически. Нижняя кривая соответствует распределению температуры при инфильтрации воздуха, пунктирная линия соответствует отсутствию инфильтрации.

Рис. 4. Смещение температурного поля в стене при инфильтрации воздуха

Рис. 4 и расчетная таблица показывают, что наибольшее расхождение температур, равное 1,8 °С, будет в стене на расстоянии 17 см от ее внутренней поверхности. На внутренней поверхности стены под влиянием инфильтрации температура понижается на 1,1 °С.

Коэффициент теплопередачи стены при инфильтрации по формуле (31)

Вт/м²×^оС,

т. е. на 19 % больше значения k, полученного без учета инфильтрации.

При эксфильтрации по формуле (32)

Вт/м²×^оС

т. е. на 17% меньше, чем при отсутствии фильтрации воздуха. Температура на внутренней поверхности стены будет 10 °С, т. е. на 0,8 °С выше, чем при отсутствии фильтрации воздуха.