Решение задач по предмету Теплотехника на тему: Задача по теплотехнике. Вариант № 9, задача 1

Вариант № 9, задача 1


Рисунок 1 – Поперечный разрез совмещенной кровли: 1 – рулонный кровельный ковер на битумной мастике; 2 – асфальтобетонная стяжка; 3 – монолитный теплогидрозоляционный битумоперлит; 4 – сборная железобетонная плита; tв.н. – температура наружного воздуха;

Установить на сколько градусов возрастет температура на поверхности рулонного ковра совмещенной кровли цеха (рисунок 1) после покрытия ее снежным покровом, и построить кривые распределения температур по толщине всех примененных в этом ограждении материалов до и после покрытия кровли снегом, исходя из следующих данных. Температура воздуха до и после покрытия кровли снегом в цехе +17,0оС, за пределами -30,0оС. Температура на поверхности (до покрытия кровли снегом): потолка +13,5оС, рулонного кровельного ковра -29,1оС.
Железобетонные плиты покрытия имеют толщину 140мм, коэффициент средней теплопроводности 1,43Вт/м•оС, относительная лучеиспускающая способность 0,62.
Слой монолитного теплогидроизоляционного битумоперлита характеризуется поверхностной плотностью 45кг/м2, средней плотностью 300кг/м3, коэффициентом средней теплопроводности 0,087Вт/м•оС.
Асфальто-бетонная стяжка характеризуется поверхностной плотностью 52,5кг/м2, коэффициентом конструктивного качества при сжимающих воздействиях 4,1МПа, пределом прочности на сжатие 8,61МПа, показателем средней теплоаккумулирующей способности 1,92кВт•с0,5/м2•оС, средней удельной теплоемкостью 1,675кДж/кг•оС.
Рулонный кровельный ковер выполнен из трех слоев рубероида на битумной мастике. Средняя плотность рубероида 600кг/м3. Поверхностная плотность верхнего слоя рубероида 1,7кг/м2, поверхностная плотность каждого нижнего – 1,1кг/м2. Примененная для наклейки рубероида битумная мастика приготовлена из нефтяного битума (80% по массе) с истинной плотностью 0,981г/см3 и волокнистого асбестового наполнителя (20% по массе) с истинной плотностью 2,590г/см3. Суммарная толщина всех клеящих слоев битумной мастики в кровельном ковре 5мм. Полученный таким образом кровельный ковер характеризуется средней удельной теплоемкостью 1,51кДж/кг•оС, коэффициентом средней температуропроводности 0,187•10-6м2/с, относительной лучеиспускающей способностью 0,93.
Выпавший на кровлю снег толщиной 12см характеризуется коэффициентом средней температуропроводности 0,25•10-6м2/с, показателем средней теплоаккумулирующей способности 209Вт•с0,5/м2•оС, относительной лучеиспускательной способностью 0,985. В наблюдаемый отрезок времени до и после покрытия кровли снегом скорость ветра находилась на уровне 5м/с.
Скорость перемещения воздуха при безветрии 1м/с, коэффициент конвективной теплоотдачи кровельного ковра без снега и со снегом при безветрии 7,7Вт/м2•оС, усредненная относительная лучеиспускательная способность поверхностной конструкции внутри цеха 0,38, коэффициент излучения абсолютно черного тела 5,67Вт/м2•К4.