Полная версия

Главная arrow Строительство arrow ТЕОРИЯ ТЕПЛОМАССОПЕРЕНОСА В НЕФТЕГАЗОВЫХ И СТРОИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Аппроксимационная модель теплопроводности материалов при различных влажностях и температурах

В качестве исходных коэффициентов теплопроводности обычно принимают экспериментально определенные характеристики строительных материалов в сухом состоянии при стандартных температурных условиях. В разработанной в данном исследовании теплофизической модели тепломас- сопереноса искомыми параметрами являются температура Г, Р/ . Р с

влажность w = —— и льдистость L = —— в пределах кон-

Рсм Рем

трольных объемов. Рассматриваются параметры материалов в мерзлом, при наличии незамерзшей воды, состоянии в состоянии отсутствия льдистости при температурах выше Тт + А, а также в зоне отрицательных температур Т < 273 К, когда в порах строительного материала имеется лед и незамерзшая вода, соотношение, которых меняются при изменении температуры.

Полагаем, что для каждого материала многослойной конструкции известен коэффициент теплопроводности сухого материала Х.288;»=о при температуре Т = 288 К. Используется зависимость

p.

Влияние влажности w =-, где рсм — плотность сухого

Рсм

материала, на коэффициент X учтем по обобщенным опытным данным:

где fw = 1,0 + а, • х + а2х" , х = 10 • w.

Так, например, для кирпича глиняного обыкновенного по ГОСТ 530-80, СНиП П-3-79 в диапазоне 0 < w < 0,1 нами получено методом наименьших квадратов а, =35,05; а2 = —32,9; п = 1,03. Принимая допущение от независимости содержания незамерзшей воды в строительном материале от температуры при Т < 263 К, принимаем с учетом данных

где Ддябз, А-273, Вт/мК — коэффициент теплопроводности мерзлого материала при Т < 263 К и оттаявшего материала при Т = 273К, fMT(w) = 1.0 + 2,5 • w273 , VV273 — влажность материала при Т = 273 К. В диапазоне температур 263 К < Т < 273 К используем зависимость, предложенную Н. С. Ивановым

Pi

где wHe =- содержание незамерзшеи воды в материал при

Рсм

263К < Т < 273 К, w 2вз = ” , рост — приведенная плот-

Рсм

ность незамерзшей воды при Т = Тив, которая принимается по опытным данным для различных материалов. В первом при- ближении принимается Тнв = 263 К. Выражение -us

W273 - V4,„263

в формуле (5.87) записывается через приведенные

Р/273 Pi(T) Pi(T = 263K)

плотности и- = ——, wim = —-, Wiw263 =---,

Г* CM I CM * CM

w—wtw = L(T) — относительная льдистость при температуре Т, w— wJ(e263 = Z,max — максимальная льдистость в материале при Т < 263 К, W273 — влажность при Т = 273 К. При этом

W273 _ W,w Ps

—--=---, где pocm — приведенная плот-

VV273 WH«263 Pi Ps ~ Рост ность влаги при Т < Т„в.

Итак, алгоритм расчета коэффициента теплопроводности влажных мерзлых, промораживающихся и оттаивающих материалов состоит из следующих этапов:

  • 1. По базе справочных данных определяется коэффициент теплопроводности = о сухого материала при Т = 288 К и приведенная плотность сухого материала рсм.
  • 2. Из формулы (5.85) находится Т.27з,и> = о-
  • 3. В рамках разработанной расчетной теплофизической модели итерациями находится температура Т, приведенные плотности влаги и льда на следующем временном шаге.
  • 4. Если температура Т > 273 К, то коэффициент теплопроводности находится по формуле (5.85). Если температура Т < 263 К, то вначале вычисляется по формуле (5.85)

^273 = ^273;»=o' 0» 0 + а, • х + а2 ' х"), а затем находится коэффициент теплопроводности промерзшего материала Л-д/263 = Л-273 ‘ Jmt ? Если температура Тнв < Т < 273 К, то выРч

числяется параметр А2 =---, а затем

Pi Ps Рост

X{T,w) — X273 + (Аду263 ^273 )' ^2 •

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>