Полная версия

Главная arrow Строительство arrow ТЕОРИЯ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В НЕФТЕГАЗОВЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Перенос массы и внутренней энергии жидкой фазы через грани контрольного объема

Во влажных строительных материалах происходит перемещение свободной влаги, образующейся при конденсации водяного пара или в результате непосредственного впитывания воды материалом. При этом сорбированная влага находится в связанном состоянии и не перемещается. Обычно влага заполняет поры и капилляры частично, т. к. кроме влаги в них находится воздух, водяной пар или лед. Перемещение влаги происходит, когда отдельные массы влаги в порах и капиллярах связаны друг с другом, т. е. сливаются в гидравлически связанную систему. В данной работе рассматривается модель капиллярной диффузии влаги. Процесс капиллярной диффузии, характерный для ограждающих конструкций зданий, происходит, если влажность материала больше предела сорбционного увлажнения.

В многослойных конструкциях ограждений значения влажности на границах могут иметь разрыв. Поэтому в качестве движущего потенциала примем потенциал влажности 0 = 0(7,jt,y), предложенный В. Н. Богословским,

В основу определения 0 положен постулат, подтвержденный экспериментально: если два влажных тела из разных материалов находятся во влажностном равновесии с третьим влажным телом из другого материала, то они находятся во влажностном равновесии друг с другом.

Потенциал влажности 0, при различных диапазонах влажности w, линейно связан с влажностью

P,

где w =-— относительная влажность, опытные константы

Рсь

к, w0, 0„ получены нами по данным, величина 0 измеряется в градусах влажности (°В). Так, например,

- для глиняного обыкновенного кирпича

- для минеральной ваты

при w, < 0,026 - 0О = 0, wa = 0, к = 3846 ;

при 0,026 О= 100, w0 =0,026, /1 = 4808;

при и’>О,13-0„ =600, w0 =0,13, ? = 800.

Коэффициент /Г в управлении (2.32) связан с коэффициентом влагопроводности /? векторного уравнения

или в проекциях на оси х и у:

и, следовательно

Коэффициент влагопроводности /) зависит от вида материала, температуры Т и влажности w:

где ро,288 — коэффициент влагопроводности при vr—>0, Т = 288 К — аппроксимирован нами по литературным данным зависимостью

где, например,

- для глиняного обыкновенного кирпича:

w < 0,14 — в0 = 0, кв = 251, weo = 0;

при и’>0,14, eo=36.0, ?e=2850, weo = 0,14;

- для минеральной ваты:

= рсм =85кг/м3): w<0,6-во=0, кв = 0, weo = 0;

Рем

при 0,6< w< 2.0() =0, кв =0,1, Wgg = 0,6;

при w > 2 — ва = 0,14, кв = 0,047, weo = 2.0.

Рассмотрим контрольный объем (/, /), а также соседние КО с центрами WW{i-,j), EE(i + l,j), SS(i,j-1), NN(i,j +1) (рис. 5.4). Точки W, Е, S, N— соответствуют серединам соответствующих граней. Для выражения потенциалов влажности ®w, ®е, ®s, ©л7 запишем условия непрерывности потоков влаги через грани. Так, например, для грани W

откуда

Аналогично вычисляются потенциалы влажности на гранях Е, S, и N:

Тогда, с учетом (5.41), (5.45) и (5.46), получаем соотношение для удельных потоков влаги через грани контрольного объема (/, /):

Схема контрольных объемов к расчету потоков влаги через грани

Рис. 5.4. Схема контрольных объемов к расчету потоков влаги через грани

W, Е, S, N: j,w, jlE, j,s, jm, где 0„., 0?, 05, 0 v — потенциалы влажности на гранях КО

Удельные потоки внутренней энергии воды через грани, определяются при найденных потоках массы, Вт/м" (2.40):

где внутренняя энергия воды зависит от температуры U = С,Т-Т0) + и, С/, Дж/кгК — удельная теплоемкость воды.

Таким образом, определение потоков массы и внутренней энергии через грани контрольного объема проводится следующим образом:

  • 1. По обобщенным опытным данным вычисляются размерные константы к, w0, 0„ (5.40) и в0, кв, weo (5.44).
  • 2. По формулам (5.43) и (5.44) вычисляются коэффициенты влагопроводности/3,у и по (5.42) коэффициенты Д'//.
  • 3. Аналогично предшествующему пункту вычисляются коэффициенты /Г в соседних узлах (/ —1,у), (/ + 1,у), (j,i — 1),

См+1)-

  • 4. По соотношениям (5.47) вычисляются удельные потоки массы через грани контрольного объема, где потенциалы влажности находятся по (5.46).
  • 5. По соотношениям (5.48) определяются удельные потоки внутренней энергии через грани объема.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>