Определение приведенного сопротивления теплопередаче неоднородных участков трехслойных панелей из листовых материалов

В зонах соединительных элементов трехслойных панелей из листовых материалов (тавров, двутавров, швеллеров, z -образных профилей, стержней, болтов, обрамляющих торцы панелей элементов и прочее) условно полагается, что теплопередача через ограждение происходит двумя путями: преобладающая - через металлические включения и через утеплитель. Такое расчленение теплового потока позволяет представить прохождение теплоты через цепь, состоящую из последовательно и параллельно соединенных тепловых сопротивлений r _i, °С/Вт, для которой возможно рассчитать общее сопротивление по следующим элементарным зависимостям:

r¢ + r" = r, °С/Вт; (П.1)

1/r¢ + 1/r" = 1/r, Вт/°C; (П.2)

R_o = r А, м²×°С/Вт. (П.3)

Наиболее распространенные тепловые сопротивления, встречающиеся в трехслойных панелях из листовых материалов, следует определять по формулам для:

1) примыкания полки профиля к облицовочному металлическому листу

(П.4)

где

a - коэффициент теплоотдачи поверхности панели, Вт/(м²×°С);

l _т - теплопроводность металла, Вт/(м×°С);

А = BL - площадь зоны влияния теплопроводного включения, м², шириной В и длиной L,для профилей, когда В превышает ширину зоны теплового влияния профиля, L = 1 м;

d - толщина облицовочного листа, м;

при b B /2 > 2 th (b B /2)» 1.

При примыкании полки металлического профиля теплопроводностью l _т к неметаллическому листу с теплопроводностью l _пт при l _т >> l _nm

r = r¢r"/(r¢ + r") - 1/(Aa);

r¢ = (d/l _nm + 1/a)/(BL);

при В >> d; (П.5)

2) примыкания торца металлического стержня (болта) к облицовочному листу

r = {1/[2pl _m d f (b, r ₁, r ₂)]} - п /(Aa), (П.6)

где п - число болтов на расчетной площади;

r ₁ - радиус стержня, м;

r ₂ - радиус влияния болта, м.

Значения функции f (b, r ₁, r ₂ ) получают из графика рисунка П.1.

При r₂>> r ₁ f (b, r ₁, r ₂) = 1/[0,1 - ln(b r ₁)];

Рисунок П.1 - Функция f (b, r ₁, r ₂)

3) стенки профиля

r = h/(l_md L). (П.7)

Для стенки с перфорацией (круглые, прямоугольные, треугольные отверстия) в формулу следует подставлять

l _eqv = xl _m,

где x - коэффициент, принимаемый по таблице П.1, h = r / с;r = у /(2 с).

Для стенки с перфорацией (круглыми отверстиями радиусом с с расстоянием между центрами соседних отверстий 2 с) в формулу (П.7) вместо l _т следует подставить l _eqv = xl _m;

4) металлического стержня

r = h /(l _т p r ₁²); (П.8)

5) примыкания металлического стержня к полке профиля

r = [ln (b / r ₁)]/(2pl _md) при b >> r ₁; (П.9)

6) термовкладышей между облицовочным листом и полкой профиля

r = 1/{ L [l₁(b / h ₁) + l₂(2/p)]}; (П.10)

7) теплоизоляционного слоя

r = h /(l _insBL), (П.11)

где l _ins - теплопроводность материала теплоизоляционного слоя, Вт/м×°С;

8) наружной и внутренней поверхностей панели

r _ext = 1/(a _extA); r _int = 1/(a _intA). (П.12)

Таблица П.1 - Значения коэффициента x

b\h	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
0,4	0,932
0,5	0,954	0,829
0,6	0,966	0,869	0,731
0,7	0,973	0,895	0,777	0,638
0,8	0,978	0,913	0,811	0,684	0,547	0,412	0,286
0,9	0,982	0,926	0,836	0,720	0,618	0,479	0,322	0,201
1,0	0,984	0,936	0,856	0,750	0,625	0,491	0,355	0,226	0,107
1,1	0,986	0,944	0,873	0,774	0,655	0,523	0,385	0,249	0,119
1,2	0,988	0,950	0,885	0,794	0,681	0,552	0,413	0,272	0,131
1,3	0,989	0,955	0,895	0,811	0,703	0,577	0,438	0,291	0,143
1,4	0,990	0,959	0,904	0,825	0,723	0,600	0,462	0,310	0,155
1,5	0,991	0,962	0,912	0,838	0,740	0,620	0,487	0,328	0,166

Пример расчета

Ограждающая конструкция образована трехслойными панелями из листовых материалов шириной В = 6 м, примыкающих торцами друг к другу. Панель выполнена из стальных оцинкованных облицовочных листов толщиной 1 мм, между которыми расположен слой утеплителя из пенополиуретана толщиной 150 мм. Торцы панели выполнены из того же стального листа без разрыва мостика холода.

Определить приведенное сопротивление теплопередаче R_o^r 1 м ограждения (L = 1 м).

Порядок расчета

Расчет тепловых сопротивлений

1. По формуле (П.12) найдем тепловое сопротивление поверхностей панели:

2. По формуле (П.4) найдем тепловое сопротивление обшивок:

а) наружной

б) внутренней

.

3. По формуле (П.7) найдем тепловое сопротивление стенки, образованной торцевыми листами:

r _w = 0,152/(58×0,002×1) = 1,31 °С/Вт.

4. По формуле (П.11) найдем тепловое сопротивление теплоизоляционного слоя:

r _ins = 0,15/(0,04×6×1) = 0,625 °С/Вт.

Расчет цепи тепловых сопротивлений

1. Сумма последовательно соединенных тепловых сопротивлений правой ветви [формула (П.1)] равна:

r _m = r _se + r _w + r _si = 0,426 + 1,31 + 0,685 = 2,421 °С/Вт.

2. Суммарное тепловое сопротивление параллельных ветвей по формуле (П.2) равно:

1/r = l/r _m + 1/r _ins = 1/2,421 + 1/0,625 = 2,013 Вт/°С;

r = 1/2,013 = 0,497 °С/Вт.

3. Результирующее приведенное сопротивление теплопередаче ограждения всей панели определим по формуле (П.3)

R_o^r = r ₀ A = (r _ext + r² +r _int) A = (0,007 + 0,497 + 0,019)6 = 3,138 м²×°С/Вт.

ПРИЛОЖЕНИЕ Р

(справочное)