ELCUT
Новый подход
к моделированию полей

Главная >> Применение >> Типовые примеры >>

ISO 10077-2:2017 Контрольный тест D.7 - Неподвижная рама глухого окна

ISO 10077, эффективная теплопроводность, расчетное теплопропускание, поверхностное термическое сопротивление, тепловые характеристики окон, коэффициент теплопередачи Uf

Моделирование контрольного теста "D.7. Неподвижная рама глухого окна" из стандарта ISO 10077-2:2017*

Новый ресурс по
Теплотехническим расчетам в строительстве
www.izoterma.org

Тип задачи:
Плоско-параллельная задача теплопроводности с граничными условиями конвекции.

Геометрия:
ISO 10077 коэффициент теплопередачи оконной рамы ISO 10077-2:2017 Контрольный тест D.7 - Неподвижная рама глухого окна Нулевой тепловой поток EPDM ПВХ Полиамид Воздух dp=24 мм bf = 48 мм bp = 190 мм Tнаруж = 0°C Rs = 0.04 м²K/Вт Rs = 0.13 м²K/Вт Rs = 0.2 м²K/Вт Tвнутр = 20°C Калибровочнаятеплоизоляционнаяпанель

Ширина рамы bf = 48 мм
Ширина калибровочной панели bp = 190 мм.
Толщина калибровочной панели dp = 24 мм.

Дано:
Теплопроводность EPDM (этилен-пропиленовый каучук) - 0.25 Вт/K·м.
Теплопроводность полиамида - 0.25 Вт/K·м.
Теплопроводность ПВХ (поливинилхлорид) - 0.17 Вт/K·м.
Теплопроводность калибровочной изоляционной панели λp = 0.035 Вт/K·м.
Внутренняя поверхность: температура воздуха Tвнутр = +20°C, поверхностное термическое сопротивление конвекции Rsвнутр = 0.13 Вт/K·м, в затененных участках (во внутренних углах рамы) Rsвнутр = 0.20 Вт/K·м
Наружная поверхность: температура воздуха Tнаруж = 0°C, поверхностное термическое сопротивление конвекции Rsнаруж = 0.04 Вт/K·м.

Задача:
Рассчитать эффективную (2D) теплопроводность L2D и коэффициент теплопередачи Uf рамы в соответствии с ISO 10077-2:2017*.
(эталонное значение эффективной теплопроводности L2D = 0.285 Вт/(м*К) )

Решение:
Согласно ISO 10077-2:2017 вычисления выполняются по следующим формулам:
Эффективная теплопроводность L2D = Поток тепла на метр глубины модели [Вт/м] / (Tвнутр - Tнаруж)
Коэффициент теплопередачи рамы Uf = (L2D - Upbp)/bf
Коэффициент теплопередачи калибровочной панели Up = 1/ (Rsвнутр + dpp + Rsнаруж)

В стандарте используется Rs - поверхностное термическое сопротивление на границе контакта с воздухом, обусловленное конвекционным механизмом теплообмена (в противоположность теплопроводности в месте контакта твердых тел). В ELCUT используется коэффициент конвекции - величина обратная поверхностному термическому сопротивлению, например:
αнаруж = 1/0.04 Вт/(К·м²).

Теплопроводность воздуха в полостях скорректирована для учета теплообмена излучением и конвективного теплообмена. Методика описана в стандарте. Вычисления выполняются в приложенном к задаче файле электронных таблиц Excel.

Результаты:
Распределение температуры и теплового потока.

EN ISO 10077:2012 D7 heat flux

Эффективная теплопроводность L2D = 5.69 / (20-0) = 0.284 Вт/(м·К).
Коэффициент теплопередачи калибровочной панели Up = 1/(0.13 + 0.024/0.035 + 0.04) = 1.169 Вт/(м²-К).
Коэффициент теплопередачи рамы Uf = (0.284 - 1.169*0.190) / 0.048 = 1.29 Вт/(м²-К).
Разница между посчитанным и эталонным значением менее 3%, что соответствует требованиям стандарта ISO 10077-2:2017.

  • Видео:
    00:00 Создание задачи в ELCUT.
    07:50 Настройка картины поля, вычисление теплового потока.
    9:40 Расчёт эффективной теплопроводности воздушных полостей
    11:30 Работа с калькулятором эквивалентной теплопроводности (документ Excel)
    17:25 Программный интерфейс ELCUT. Код программы в документе Excel

  • Смотреть на YouTube.
  • Скачать файлы задачи

    * ISO 10077-2:2017 Тепловые характеристики окон, дверей и жалюзи -- Расчет коэффициента теплопропускания. -- Часть 2: Численный метод для рам.

    Сертификаты ELCUT по ГОСТ, СП, ИСО, СанПиН