ЭЛЕКТРОМОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОЛЕЙ.

Трудоемкий процесс расчета температурных полей может быть значительно упрощен при применении электромоделирования.

Электромоделирование температурных полей основано на аналогии распределения потенциалов в электростатическом по­ле с распределением температур в температурном поле. При этом температура в соответствует электрическому потен­циалу в единицах потенциала; тепловой поток в Вт— силе тока в амперах; термическое сопротивление в — электрическому сопротивлению в Омах.

Наиболее подходящим для расчетов плоских температурных полей является электроинтегратор, предложенный Л. И. Гутенмахером.

Электроинтегратор представляет собой сетку, между узлами которой включены омические сопротивления, которые могут на­бираться пропорционально термическим сопротивлениям меж­ду узлами сетки, наложенной на искомое температурное поле ограждения. На рис. 28 приведена принципиальная схема электроинтегратора на 25 точек. Сетка электроинтегратора присоедине­на к сети постоянного тока, питаемой аккумулятором А. Край­ние узлы сетки присоединены к шипам . Омические со­противления между крайними узлами сетки и шинами должны быть пропорциональными сопротивлениям теплопереходу. Оми­ческие сопротивления между узлами сетки определяются на основании термических сопротивлений, вычисляемых предвари­тельно по правилам, изложенным на стр. 74. Для возможности изменения омических сопротивлений между узлами сетки они выполняются в виде магазинов сопротивлений.

Лист

КР-2069059-270109-081405-2010

Электрические потенциалы в отдельных узлах сетки электро­интегратора можно замерять гальванометром Г, присоединенным к шине Ш₂ и к контакту К, включаемому в любой из узлов сетки. Гальванометр будет показывать разность потенциалов между шиной и соответствующим узлом сетки. Отношение этой разности к разности потенциалов на шипах равно отношению разности температур между воздухом с соответствующей стороны ограждения и температурой данного узла сетки к разности тем­ператур воздуха с одной и с другой сторон ограждения, на осно­вании чего и вычисляется температура в соответствующей точке температурного поля.

Применение электроинтегратора резко облегчает решение си­стемы линейных уравнений, что необходимо при расчете температурных полей. Для моделирования пространственных темпера­турных полей электроинтегратор собирается в виде пространст­венной решетки с омическими сопротивлениями между ее узлами, пропорциональными соответствующим термическим со­противлениям.

На рис. 29 дан общий вид электроинтегратора Л. И. Гутенмахера. Сетка омических сопротивлений собрана на большой вертикальной панели. Сетка состоит из 448 узлов и содержит 852 магазина сопротивления по 100 Оми 88 магазинов для гра­ничных условий по 1000 Ом. Сопротивление 100-омных магазинов можно изменять через 1 Ом, а 1000-омных магазинов — через 10 Ом. На горизонтальной доске электроинтегратора расположе­ны измерительная панель и панель граничных условий с дели­телем напряжения. С делителя напряжения в любой узел сетки через панель граничных условий может быть подано напряжение от 0 до 100 единиц потенциала через каждые 0,5 единиц. Измери­тельная панель имеет столько же гнезд, сколько узлов имеется в сетке электроинтегратора.

Электроинтегратор присоединяется к сети переменного тока. Величины потенциалов от 0 до 100 единиц замеряются осцилло­графом с точностью до 0,1 единицы. Включая штекер от осцилло­графа в гнезда измерительной панели, находим величины элек­трических потенциалов в любом узле сетки.

КР-2069059-270109-081405-2010

Лист

Емкость магазинов сопротивления в 100 Омограничивает при­менение электроинтегратора ЭИ-12 расчетом температурных по­лей для материалов со сравнительно близкими значениями коэф­фициентов теплопроводности.

Расчет температур­ных полей конструкции с металлическими включениями на ЭИ-12 может встретить большие затруднения. В этих случаях расчеты температурных полей приходится выполнять па ЭВМ*.

КР-2069059-270109-081405-2010

Лист

Список литературы

Еремкин А.И., Королева: Т.И. «Тепловой режим зданий», Издательство Ассоциаций строительных вузов, Москва 2000

Фокин К.Ф.: «Строительная теплотехника ограждающих частей зданий», стройиздат, Москва 1973

СНиП 23-02-2003 Тепловая защита зданий, Госстрой России, М 2000

СНиП 23-01-99 Строительная климатология, Госстрой России, М 2004

Лист

КР-2069059-270109-081405-2010