Теплопроводность многослойной стены при стационарном режиме

Кияновский О.М. к.х.н., доцент
Ткаченко В.В. ст. I к ПЦБ 

В строительстве широко используют многослойные стенки. Например, стена жилого дома, состоит, как правило, из основного кирпичного слоя, на который с одной стороны нанесена штукатурка, а с другой - внешняя облицовка.

Наиболее просто изучать механизм теплопроводности в стационарном режиме, при котором температура в любой точке не изменяется во времени. В этом случае дифференциальное уравнение теплопроводности (уравнение Фурье) имеет вид:
     

                      (1)

Если стена состоит из плотно прижатых друг к другу слоев, у которых длина и ширина бесконечно велики по сравнению с толщиной d (рис. 1), то температура изменяется в направлении х, перпендикулярном к плоскости стенки. В этом случае уравнение Фурье (1) принимает вид:

           (2)

 Если толщины слоев d₁, d₂, …, d_n, а теплопроводности соответственно l₁, l₂, …, l_n, то после интегрирования уравнения (2) получим, что

                 (3)

где 

dQ - количество теплоты, передаваемое при теплопроводности за время  dt  через площадку dS слоя. В каждом слое при  l=const температура изменяется линейно, для многослойной стенки график  T=f(x) представляет ломаную линию (рис. 1).

В разработке этой лабораторной работы по строительной теплофизике основная трудность - измерение температуры. Проблема решена созданием прибора для измерения температуры с помощью термопар.

Понравилось? Поделитесь материалом