Расчет времени нагрева центральной части бруса из древесины

Рассчитать время нагрева центральной части бруса до заданной температуры в зависимости от его высоты и толщины при заданных технологических режимах пропарки. Время нагрева центральной части бруса определяется по формуле

 

где t_ц - время нагрева центральной части бруса, час;

d - толщина бруса, м;

h - высота бруса, м;

t_с - температура обогревающей среды (принять 100 °С);

t_о - начальная температура бруса, °С;

t_ц - температура центральной части бруса, °С (принять 90 °С);

a_d - коэффициент температуропроводности древесины в направлении поперек бруса (принять а_d = 6,1 × 10^-4, м²/час);

а_h - коэффициент температуропроводности древесины в направлении вдоль бруса (принять a_h = 6,9 × 10^-4, м²/час).

 

Найти зависимость t_ц от толщины d и высоты h бруса, а также от начальной температуры бруса t_o.

По полученным данным t_ц (d, h) надо рассчитать также температуру центральной части бруса, до которой нагреется брус при времени нагрева вдвое меньше, чем требуется.

Для этого надо преобразить приведенную выше формулу к виду t_ц = f (t_ц, d, h, t_о,...) и рассчитать по полученной формуле температуру центральной части бруса для времени нагрева, равного половине от расчетного значения.

 

Исходные данные

Толщина бруса d,м	Высота бруса h, м	Начальная температура
d min	d max	D d	h min	h max	D h	t о, oС
0,1	0,2	0,05	0,3	0,4	0,02	0; 15; 25

Расчет средней температуры чурки

Рассчитать среднюю температуру чурки (бревна) при его нагреве в зависимости от диаметра, температуры обогревающей среды и времени нагрева по приближенной формуле

 

 

где t_cр - средняя температура чурки, °С;

t_c - температура обогревающей среды, °С;

t_о - начальная температура древесины (принять 20 °С);

a - коэффициент температуропроводности в радиальном направлении (при-нять 4,5 × 10^-4 м²/час);

D - диаметр чурки, м;

t - время нагрева, час;

x_m - корни уравнения, правая часть которого при канонической форме записи является функцией Бесселя первого рода нулевого порядка.

 

Имеем:

x ₁ = 2,4048;

x ₂ = 5,5201;

x ₃ = 8,6537;

x ₄ = 11,7915;

x ₅ = 14,9309;

x ₆ = 18,0711.

Выражение в правой части расчетной формулы представляет собой ряд, который быстро сходится. Поэтому при расчете достаточно ограничиваться только шестью членами ряда (n = 6).

Найти зависимость средней температуры чурки t_cp от времени нагрева t, диаметра чурки D и температуры греющей среды t_c.

 

Исходные данные

 

Температура среды, °С	Время нагрева, час	Диаметр чурака, м
tc	tн	tк	D t	Dн	Dк	DD
70; 78; 83; 90; 100			0,5	0,1	0,4	0,1

 

Светотехнический расчет

Определить ширину (размеры) окон промышленных зданий для указанных районов строительства.

Теоретическое значение ширины окна B, м, определяется по формуле

 

 

где S - площадь помещения, м ;

H - высота окна, м;

E - нормативное значение коэффициента естественного освещения (КЕО);

K - коэффициент запаса;

P - световая характеристика окна;

A - коэффициент, учитывающий затемнение окон противостоящими зданиями;

T - коэффициент светопропускания окна;

R - коэффициент, учитывающий повышение КЕО благодаря свету, отраженному от поверхностей помещения;

N - количество окон (может изменятся от 1 до 15).

 

По данным расчета B выбрать стандартную ширину окна В_СТ, м

 

 

 

Результаты расчетов для всех районов строительства выдать в виде таблицы, содержащей графы N, B и B_СТ.

Исходные данные

Район строительства	E	S, м2	K	P	A	T	R	H, м
Лодейное поле	1,1		1,3	7,3		0,56	1,32	3,0
Подпорожье	1,05		1,25	7,1		0,6	1,35	3,2
Приозерск	1,15		1,28	6,9		0,58	1,3	3,25

 

Для каждого района строительства расчеты производить при N_{нач .}= 2, N_{кон .} = 8, D N = 1.

Теплотехнический расчет

 

Определить толщину наружных стен отапливаемых промышленных зданий из различных стеновых материалов для указанных районов строительства. Толщина стен должна обеспечивать необходимый для данного производства температурно-влажностный режим в помещении.

Теоретическое значение толщины стены (Д) определяется по формуле:

 

 

где Т_в - температура внутреннего воздуха, зависящая от назначения помещения, К;

Т_н - среднее значение температуры наружного воздуха, К;

N - коэффициент, зависящий от положения наружного ограждения по отношению к наружному воздуху;

К_он - коэффициент теплоотдачи наружной поверхности ограждения, Вт/м² × град;

К_ов - коэффициент теплоотдачи внутренней поверхности ограждения, Вт/м² × град;

D Т - нормируемый температурный перепад между температурой воздуха внутри помещения и температурой внутренней поверхности ограждения, К;

К - коэффициент теплопроводности материала стен, Вт/м × град.

 

По данным расчета Д выбрать стандартное значение Д_ст.

 

 

 

Результаты расчетов выдать в виде таблицы, содержащей графы: коэффициент теплопроводности материала K; толщина стен расчетная Д; толщина стен, выбранная Д_ст для всех районов строительства.

 

Исходные данные

Район строительства	ТН	ТВ	N	KОН	KОВ	D T
Лодейное поле				23,3	8,72
Подпорожье			1,01		8,8	7,9
Приозерск			0,95	23,5	8,75	8,1

 

Для каждого района строительства расчеты производить при K_i = 0,76; 0,7; 0,58; 0,44; 0,41; 0,17.