Сайт журнала "Промышленное и гражданское строительство

ТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ОСВЕЩЕНИЕ
Численное моделирование сопряженной задачи теплообмена в стеклопакетах оконных ограждений
УДК 69.028.2:536.2
Владимир Николаевич ВАРАПАЕВ, доктор физико-математических наук, профессор, e-mail: varapaevvn@mgsu.ru
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337 Москва, Ярославское ш., 26
Станислав Сергеевич ГОЛУБЕВ, инженер, e-mail: sgol86@mail.ru
ООО «ЛАНИТ-Интеграция», 129075 Москва, Мурманский пр., 14, стр. 1
Аннотация. Приведены результаты численного моделирования сопряженной задачи сложного теплообмена в прямоугольной полости с неизотермическими границами. Задача решается как сопряженная, когда температура вертикальных границ не задается, а определяется из условия взаимодействия с окружающей средой. Учитываются все три механизма передачи тепла - теплопроводность, конвекция и тепловое излучение границ. Воздух в полости считается прозрачным для теплового излучения стенок. С помощью математического моделирования получены локальные и интегральные тепловые потоки, определяемые теплопроводностью и конвекцией воздушной прослойки и тепловым излучением ее границ; распределение локальных и средних температур на вертикальных и горизонтальных границах; характер движения воздуха при естественной конвекции в прослойке на основе уравнений Буссинеска. Проанализировано как отдельное, так и совместное влияние механизмов естественной конвекции и теплового излучения границ на распределение температур и характер теплопередачи через вертикальный слой воздуха по высоте прослойки. Рассмотренная математическая модель теплопередачи через окна необходима для анализа способов улучшения теплозащиты зданий.
Ключевые слова: стеклопакеты оконных ограждений, теплопередача, естественная конвекция, тепловое излучение границ, сопряженный теплообмен, вертикальная воздушная прослойка.
ЛИТЕРАТУРА
1. Варапаев В. Н. Конвекция и теплообмен в вертикальном слое с учетом излучения неизотермических стенок // Известия АН СССР. Механика жидкости и газа. 1987. № 1. 25-30 с.
2. Варапаев В. Н., Китайцева Е. Х. Математическое моделирование задач внутренней аэродинамики и теплообмена зданий. М. : СГА, 2008. 338 с.
3. Гебхарт Б. [и др.] Свободноконвективные течения, тепло- и массообмен. В 2-х кн. М. : Мир, 1990. Кн. 1. 678 с. Кн. 2. 528 с.
4. Дроздов А. В., Савин В. К. [и др.] Теплообмен в светопрозрачных ограждающих конструкциях. М. : Стройиздат, 1979. 307 с.
5. Тарунин Е. Л. Вычислительный эксперимент в задачах свободной конвекции. Иркутск : Иркутский гос. ун-т, 1990. 228 с.
6. Варапаев В. Н., Голубев С. С. Численное моделирование сопряженной задачи естественной конвекции в вертикальном слое оконных ограждений с учетом теплового излучения границ // Материалы XI Международной школы-семинара "Модели и методы аэродинамики", Евпатория, 2012. М. : МЦНМО, 2012. C. 37-38.
7. Спэрроу Э. М., Сесс Р. Д. Теплообмен излучением. Л. : Энергия, 1971. 210 с.
Для цитирования: Варапаев В. Н., Голубев С. С. Численное моделирование сопряженной задачи теплообмена в стеклопакетах оконных ограждений // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 11. С. 72-75.