Теоретичні дослідження з розроблення і використання датчиків із кільцевим нагрівачем для визначення теплотехнічних властивостей огороджувальних конструкцій

Анотація

Постановка проблеми. Аналіз показав, що всі теплозахисні матеріали можна умовно поділити на однорідні – з низькою теплопровідністю (пінобетон, пінопласти та ін.) і композиційні, багатошарові – з наявністю мінерального середовища, що мають різні теплофізичні характеристики, але в сумі дають позитивний ефект термоізоляції за наявності переважної частки променистого тіла. Дослідження показали, що за наявності рівнорозподіленого обсягу повітряної маси має місце значною мірою контактний і конвективний теплообмін. Проведений аналіз методів визначення теплотехнічних характеристик матеріалів і застосовуваних засобів вимірювання показав, що більшість їх засновано на розв’язані задач нестаціонарної теплопровідності з тепловими джерелами, геометрія яких не відображена в розрахункових формулах. Отже, необхідний метод вимірювання, який дозволить визначати теплотехнічні характеристики будівельних матеріалів огороджувальних конструкцій за даними досліду безпосередньо у виробничих умовах. Мета статті  – виконати теоретичне дослідження з розроблення та застосування датчиків із кільцевим нагрівачем для визначення теплотехнічних властивостей будівельних матеріалів огороджувальних конструкцій, що дозволить оцінювати зміни мікроклімату приміщень з урахуванням змін зовнішнього середовища. Висновок. Метод роз’вязання задачі з кільцевим джерелом тепла дозволяє отримати аналітичні залежності, що описують зміну температурного поля масиву з урахуванням початкових і граничних умов, геометрії та потужності теплових джерел. Він може бути природно узагальнений для завдань із тепловими джерелами змінної потужності, а також для неоднорідних і неізотропних тіл, що мають різні теплотехнічні характеристики. Зрештою, в результаті проведених досліджень нами отримані залежності для визначення теплотехнічних характеристик досліджуваних матеріалів. На базі розрахункових залежностей нами запропоновано датчик, за допомогою якого, крім визначення теплотехнічних характеристик матеріалів, уявляється можливим досліджувати теплообмін будівельних конструкцій з навколишнім середовищем замкнутих приміщеннях. При цьому нами прийнято функціональну схему роботи датчика з кільцевим нагрівачем, що дозволяє оцінювати зміни теплотехнічних властивостей будівельних матеріалів у процесі експлуатації.