Нестационарная теплопередача

Общие сведения

Температура наружного воздуха в холодный период колеблется (например, при оттепелях от – 30 до +5 ^оС в течение нескольких суток, а летом суточные колебания - днем + 35, а ночью около 15 ^оС). Возможны также колебания температуры внутри помещения за счет периодического печного отопления, неравномерности подачи тепла центральным отоплением или при отключении отопления. Все это вызывает изменения температурного режима ограждений и отражается на тепловом состоянии помещений. Таким образом нарушается стационарный режим. В таких случаях имеет место нестационарный тепловой процесс, который всегда связан с изменением теплосодержания тела и им обуславливается.

Теплоустойчивость – свойство ограждающей конструкции сохранять относительное постоянство температуры на поверхности, обращенной внутрь помещения, при периодических изменениях температуры воздуха (внутреннего и наружного) и возникающих по этой причине колебаниях потока тепла, проходящего через ограждения.

Решить задачу нестационарной теплопередачи значит найти зависимость изменения температуры и количества передаваемого тепла во времени (τ) в любой точке тела. Дифференциальное уравнение теплопроводности имеет вид

. (6.1)

Здесь а – коэффициент температуропроводности, , м²/с, показывающий скорость изменения теплового процесса при нестационарном режиме, которая прямо пропорциональна способности материала проводить тепло (λ) и обратно пропорциональна его аккумулирующей способности (сρ). Тела с более высоким значением (сρ)быстро нагреваются или охлаждаются до температуры, соответствующей равновесному состоянию с окружающей средой.

При решении уравнения (6.1) необходимо задаваться краевыми условиями:

- начальное распределение температур (берется из стационарных условий);

- действие на поверхность окружающей среды.