ANALIZA TRANSPORTU CIEPŁA W PRZEGRODACH BUDOWLANYCH W WYKORZYSTANIEM NARZĘDZI DO OBLICZENIOWEJ MECHANIKI PŁYNÓW CFD
Arkadiusz Urzędowski
Lublin University of Technology, Fundamentals of Technology Faculty, Lublin, Poland (Polska)
http://orcid.org/0000-0002-0440-3013
Joanna Styczeń
j.styczen@pollub.plLublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, Lublin, Poland (Polska)
http://orcid.org/0000-0001-7325-5045
Magdalena Paśnikowska-Łukaszuk
Lublin University of Technology, Fundamentals of Technology Faculty, Lublin, Poland (Polska)
http://orcid.org/0000-0002-3479-6188
Abstrakt
W artykule przedstawiono mechanizmy wymiany ciepła w przegrodach budowlanych wraz z opisem zjawisk tam zachodzących. Przybliżono i omówiono sposoby transportu ciepła na wybranych przykładach konstrukcji warstwowych ścian budowlanych. Przeprowadzono przegląd metod pozwalających na wyznaczenie wartości gęstości strumienia ciepła na drodze metod analitycznych oraz symulacji opartych na analizach numerycznych. Przedstawiono metodologię rozwiązywania zagadnień cieplnych wskazując na złożoność zjawisk zachodzących w miejscach kontaktu powierzchni dla których poprawnej charakterystyki należy przyjąć więcej niż jedną wybraną formę wyznaczenia rozkładów temperatury. Wykonano symulację transportu ciepła w oprogramowania ANSYS Fluent 2020 R2 oraz wyznaczono analitycznie wartość gęstości strumienia ciepła przepływającego przez ścianę zewnętrzną domu jednorodzinnego posadowionego w Lublinie w Polsce. Przyjęto trzy różne pod względem konstrukcyjnym rozwiązania ścian: jedno, dwu i trój warstwowe. Otrzymane wyniki przedstawione zostały w sposób tabelaryczny umożliwiając przejrzystą weryfikację poprawności wykonanych obliczeń obydwoma wybranymi metodami.
Słowa kluczowe:
CFD, strumień cieplny, transport ciepła w ścianach warstwowychBibliografia
Barnat-Hunek D., Lagod G., Klimek B.: Evaluation of the contact angle and frost resistance of hydrophobised heat-insulating mortars with polystyrene. AIP Conference Proceedings 1866, 2017, 040004.
DOI: https://doi.org/10.1063/1.4994484
Google Scholar
Chong H., Wang H., Li E.: Update-grid reanalysis method based on NS-FEM for 3D heat transfer problems. Eng. Anal. Bound. Elem. 95/2018, 142–153, https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2018.07.010].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.enganabound.2018.07.010
Google Scholar
Dz.U. 2013 poz. 926.: Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 5 lipca 2013 r.
Google Scholar
Furmański P., Domański R.: Wymiana ciepła. Przykłady obliczeń i zadania. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002.
Google Scholar
Li Z. C., Cui X. Y., Cai Y.: Analysis of heat transfer problems using a novel low-order FEM based on gradient weighted operation. Int. J. Therm. Sci. 132/2018, 52–64, [https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2018.05.039].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2018.05.039
Google Scholar
PN-82 / B-02402.: Ogrzewnictwo - Temperatury ogrzewanych pomieszczeń w budynkach.
Google Scholar
PN-EN 12831:2006.: Instalacje ogrzewcze w budynkach. Metoda obliczania projektowego obciążenia cieplnego.
Google Scholar
PN-EN ISO 6946.: Komponenty budowlane i elementy budynku Opór cieplny i współczynnik przenikania ciepła Metoda obliczania.
Google Scholar
Raczkowski A., Suchorab Z., Czechowska-Kosacka A.: Computational fluid dynamics simulation of an earth-air heat exchanger for ventilation system, AIP Conference Proceedings 1866, 2017, 040032.
DOI: https://doi.org/10.1063/1.4994512
Google Scholar
Saleem A., Farooq S., Karimi I. A., Banerjee R.: Wall superheat at the incipient nucleate boiling condition for natural and forced convection: A CFD approach, Comput. Chem. Eng. 134/2020, 106718, [https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2019.106718].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.compchemeng.2019.106718
Google Scholar
Sheikholeslami M., Ghasemi A.: Solidification heat transfer of nanofluid in existence of thermal radiation by means of FEM. Int. J. Heat Mass Transf. 123/2018, 418–431.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.02.095
Google Scholar
Takabatake K., Sakai M.: Flexible discretization technique for DEM-CFD simulations including thin walls. Adv. Powder Technol. 31(5)/2020, 1825–1837, [https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.02.017].
DOI: https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.02.017
Google Scholar
Wiśniewski S., Wiśniewski T. S.: Wymiana ciepła. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2000.
Google Scholar
Wójcicka–Migasiuk D.: Analiza wymiany ciepła w ścianach słonecznych. Lubelskie Towarzystwo Naukowe, Lublin 2008.
Google Scholar
Żenczykowski W.: Budownictwo ogólne. Problemy fizyki budowli i instalacje. Arkady, Częstochowa 1987.
Google Scholar
Autorzy
Arkadiusz UrzędowskiLublin University of Technology, Fundamentals of Technology Faculty, Lublin, Poland Polska
http://orcid.org/0000-0002-0440-3013
Autorzy
Joanna Styczeńj.styczen@pollub.pl
Lublin University of Technology, Department of Electronics and Information Technology, Lublin, Poland Polska
http://orcid.org/0000-0001-7325-5045
Autorzy
Magdalena Paśnikowska-ŁukaszukLublin University of Technology, Fundamentals of Technology Faculty, Lublin, Poland Polska
http://orcid.org/0000-0002-3479-6188
Statystyki
Abstract views: 333PDF downloads: 210
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Magdalena Paśnikowska-Łukaszuk, Arkadiusz Urzędowski, WPŁYW CYFROWEGO PRZETWARZANIA FOTOGRAFII W MOBILNYCH APLIKACJACH NA ZWIĘKSZANIE ZASIĘGU W MEDIACH SPOŁECZNOŚCIOWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 10 Nr 4 (2020)
- Żaklin Grądz, Joanna Styczeń, DIAGNOSTYKA PROCESU SPALANIA Z WYKORZYSTANIEM ANALIZY ZMIAN INTENSYWNOŚCI ŚWIECENIA PŁOMIENIA , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 9 Nr 3 (2019)
- Karolina Tomczyk, Albert Raczkiewicz, Magdalena Paśnikowska-Łukaszuk, ANALIZA JAKOŚCI WYDRUKOWANYCH PRÓBEK PLA PRZY UŻYCIU RÓŻNYCH DRUKAREK 3D I PROGRAMÓW DO PRZYGOTOWANIA WYDRUKU , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 13 Nr 3 (2023)
