Научный архив: статьи

Цель. Целью исследования является анализ влияния различных значений сопротивления теплопередаче наружной стены помещения на величину результирующей температуры в различных точках помещения и сравнение полученных значений с нормативными требованиями.

Метод. Применялись программный расчетный метод определения результирующей температуры в различных точках помещения, а также натурные измерения температуры внутреннего воздуха в исследуемом помещении.

Результат. Получены графики изменения температуры внутреннего воздуха в различных точках помещения, а также распределения результирующей температуры, рассчитанные с использованием программы Ashar на различных высотах помещения при разных вариантах тепловой защиты наружной стены.

Вывод. Выявленные закономерности изменения результирующей температуры при различных уровнях тепловой защиты наружной стены носят устойчивый характер и подтверждаются результатами натурных измерений. Примененный расчетноэкспериментальный подход - корректный и обоснованный инструмент для анализа теплового режима учебных помещений и оценки влияния конструктивных решений ограждающих конструкций на формирование параметров внутреннего микроклимата.

Резюме. Цель. Аварийное отключение системы отопления гражданского здания неизбежно приведет к нарушению теплового режима в обогреваемых помещениях. Впоследствии данный инцидент негативно отразится на тепловом комфорте человека и условиях труда. Таким образом, вопрос прогнозирования теплового режима помещения в случае прекращения подачи тепловой энергии, наряду с поиском энергосберегающих технологий в строительной сфере, является актуальной задачей. Метод. Программные вычисления основаны на классической теории теплоустойчивости помещения в случае прерывистой подачи теплоты и законе регулярного теплового режима первого рода (для системы отопления), суть которого заключается в следующем: понижение температуры во всех точках тела в ходе его остывания происходит одинаково, подчиняясь экспоненциальному закону. Результат. Для комнаты в жилом здании установлено, что температура внутреннего воздуха достигнет точки росы (12,5 ℃) за период времени 8 ч 42 мин после аварийного отключения системы отопления, а нулевого значения – через 23 ч 42 мин. Среднее значение темпа падения температуры за период времени 50 ч равно 0,72 ℃ч⁄, суммарные потери тепловой энергии составили 138,2 МДж. Вывод. Тепловая аккумуляция ограждающих конструкций играет первостепенную роль для гражданских зданий в сохранении требуемого теплового режима помещения в случае аварийного отключения системы отопления. При сравнительно малой теплоемкости и большой теплоотдаче, связанной с высоким температурным напором нагревательных элементов, остывание системы отопления происходит достаточно быстро (имеет высокий показатель темпа охлаждения).

Резюме. Цель. Целью исследования является анализ влияния различных значений сопротивления теплопередаче наружной стены помещения на величину результирующей температуры в различных точках помещения и сравнение полученных значений с нормативными требованиями. Метод. Применялись программный расчетный метод определения результирующей температуры в различных точках помещения, а также натурные измерения температуры внутреннего воздуха в исследуемом помещении. Результат. Получены графики изменения температуры внутреннего воздуха в различных точках помещения, а также распределения результирующей температуры, рассчитанные с использованием программы Ashar на различных высотах помещения при разных вариантах тепловой защиты наружной стены. Вывод. Выявленные закономерности изменения результирующей температуры при различных уровнях тепловой защиты наружной стены носят устойчивый характер и подтверждаются результатами натурных измерений. Примененный расчетно-экспериментальный подход - корректный и обоснованный инструмент для анализа теплового режима учебных помещений и оценки влияния конструктивных решений ограждающих конструкций на формирование параметров внутреннего микроклимата.

Статья является первой из серии по определению методологии применения численного моделирования при прогнозировании параметров микроклимата. В данной статье рассмотрены методы и материалы для проведения исследований и приведены результаты сравнения натурного эксперимента с результатами расчета, полученных численным моделированием с применением k-e модели турбулентного течения в условиях совокупного воздействия инженерных систем на формирование микроклимата.

Предмет исследования: параметры микроклимата, их сходимость при натурном эксперименте и применении k-e модели турбулентного течения.

Материалы и методы: натурный эксперимент приводился в реальных условиях эксплуатации учебной аудитории вуза с помощью сертифицированного оборудования, оценка моделей турбулентности проводилась с помощью численного моделирования в программном комплексе FlowSimulation SolidWorks.

Результаты: получены таблицы со значениями скорости и температуры воздуха в характерных зонах аудитории экспериментальным путем и методом численного модерирования.

Выводы: выявлена значительная невязка результатов натурного эксперимента и численного модерирования по k-e модели турбулентного течения для скорости движения воздуха в условиях совокупного воздействия инженерных систем на формирование микроклимата.

Проблема и цель. Снижение урожайности картофеля в 2024 году обусловлено неблагоприятными погодными условиями и уменьшением посевных площадей, что требует адаптации аграрного сектора к более устойчивым условиям ведения хозяйства. Аграрии РФ намерены внедрять более устойчивые сорта картофеля и современные технологии, чтобы улучшить урожайность и минимизировать потери при хранении. Поэтому интеграция систем вентиляции, основанных на компьютерном моделировании, становится важной задачей для повышения эффективности хранения в условиях снижения посевных площадей. Цель исследования - теоретический анализ динамики воздушного потока в контейнере для хранения картофеля.

Методология. Исследования включали в себя несколько этапов моделирования и анализа. В первую очередь, создавалась модель контейнера, заполненного картофелем, где картофель представлялся в виде простых сфер диаметром от 50 до 80 мм, что соответствует семенной фракции сельскохозяйственной продукции и обеспечивает реалистичную визуализацию заполненного объема. Для описания движения воздушного потока через заполненную пористую среду применялась математическая модель, основанная на уравнении Дарси, что позволяет описать поведение воздушного потока в заданных условиях. Теоретический анализ данных проводился с использованием программных компонентов Microsoft Excel и Statistica.

Результаты. Результаты исследований показывают, что для расчета параметров контейнера с перфорированным воздуховодом необходимо учитывать объем контейнера, объем воздуховода, полезный объем для хранения картофеля и площадь вентиляционных отверстий. В свою очередь, эти параметры зависят от размеров контейнера и перфорированного воздуховода, а также от фракционного состава клубней картофеля, что далее позволяет определить диаметр вентиляционных отверстий. Движение воздушного потока внутри контейнера смоделировано как движение через пористую среду с помощью уравнения Дарси. Для численного решения задачи по воздушному потоку контейнер поделен на сетки с ячейками, где каждая пористая ячейка имеет свои граничные условия, включая давление на входе и выходе. Визуализация этой модели позволяет анализировать поля скоростей и распределение давления, что важно для оптимизации вентиляции и обеспечения качественного хранения картофеля.

Заключение. Проведенные исследования позволили визуализировать воздушный поток в пределах каждой ячейки, что в дальнейшем позволит понять, как воздушный поток проходит через массу картофеля и какая часть объёма контейнера может иметь более высокий риск недостаточного обдува воздушным потоком. Последующее развитие модели необходимо связывать с уравнениями потока тепла и влажности с целью определения температурных и влажностных градиентов в картофельной массе.