Теплофизические параметры некоторых строительных материалов

Материал	С (кДж/кг°С)	р (кг/м³)	λ (Вт/м °С)
Ячеистобетонные блоки D500	1.0		0.12
Хвойные породы дерева	2.3		0.18
Керамический кирпич пустотелый	0.88		0.44
Силикатный кирпич	0.88		0.87
Железобетон	0.84		2.04

Подставляя приведенные в таблице данные в формулу и учитывая, что Вт=Дж/сек, получаем следующее соотношение времени остывания. Быстрее всего остывают железобетонные конструкции. Стена из ячеистых блоков будет остывать в 2,1 раза дольше, чем стена из пустотелого керамического и в 2,6 раза медленнее, чем из силикатного кирпича. На практике теплоаккумулирующая способность материалов видна на примере прогрева и остывания периодически отапливаемого здания, например, дачи.

 

При решении уравнения (7.1) необходимо задаваться краевыми условиями:

- начальное распределение температур (берется из стационарных условий);

- воздействие на поверхность окружающей среды.

Коэффициент теплоусвоения поверхности и материала

Периодические колебания теплового потока, который воздействует на поверхность, воспринимаются поверхностью и является причиной колебания ее температуры. Изменение количества тепла (рис. 7.1) относительно средней величины (Q_ср) характеризуется амплитудой (A_Q), что с периодом Т может быть представлена косинусоидою. Такое допущение реально для условий одно- или двукратного печного отопления или суточного колебания теплового потока в летних условиях.

Поверхность с температурой (τ_в) с запаздыванием на величину (ε) с тем же периодом (Т) меняет свою температуру также по закону косинусоиды с амплитудой А_τ.

Количество тепла, влияющее на изменение температуры, выражается коэффициентом теплоусвоения, Y, Вт/(м²∙К). Коэффициент теплоусвоения равен отношению амплитуды колебания потока тепла к амплитуде колебаний температуры поверхности, которая периодически воспринимает это тепло

. (7.2)

 

АQ

Qср

τср

Аτ

Аτ

ε

АQ

T

T

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.1 – Схема тепловых и температурных колебаний

 

Иными словами Y - представляет собой максимальный тепловой поток, отнесенный к единице поверхности ограждения, единице времени и единичной амплитуде колебаний температуры. По физическому смыслу он является коэффициентом тепловосприятия (теплообмена) в условиях передачи через поверхность ограждения периодических тепловых потоков, который зависит от свойств материала.

В средней части однородного слоя достаточно большой толщины (условия на поверхности не влияют) Y является коэффициентом теплоусвоения слоя.

. (7.3)

 

Для периода колебаний Т = 24 часа , а для периода Т = 12 часов . С изменением периода в n раз величина s возрастает в раз. По мере удаления от поверхности колебания в толще стремятся к "регулярным", то есть к таким, какими они были бы в бесконечной толщине.