Нестационарный тепло- и массоперенос в многослойных ограждающих конструкциях

Вид материала

Автореферат

Содержание Федосов Сергей Викторович Савин Владимир Константинович Общая характеристика работы Содержание работы Часть II. «Расчетно-экспериментальные исследования и разработки» Оптимальное проектирование многослойных ограждающих конструкций с точки зрения теплопереноса. Расчет многослойного ограждения на промерзание Расчет температурных полей многослойных влажных конструкций. Пример решения комплексной задачи проектирования ограждающих конструкций жилого помещения, фундамента и основания. Рис. 10 Деталировка рис. 9 Моделирование нестационарных процессов в железобетонной трехслойной панели при термовлажностной обработке. Оптимальное проектирование многослойных ограждающих конструкций с точки зрения тепломассопереноса. В заключении приведены основные выводы по диссертации

Подобный материал:

• Вестник ргу им. Иммануила, вып. 10, 2007г., с. 8-14, 89.44kb.
• Название проекта, 9.18kb.
• Рабочая программа наименование дисциплины Тепло- и массоперенос в материалах и процессах, 102.48kb.
• Краткое содержание дисциплин, основные разделы, 55.77kb.
• О надежности дюбельного крепления в системах наружного утепления 'мокрого типа', 241.2kb.
• Од знаменателен тем, что в его середине исполняется 10 лет со дня принятия новых нормативов, 182.16kb.
• Проект «Тепло слів» 26 серпня в рамках всеукраїнської програми «Спілкування заради, 95.52kb.
• А. И. Герцена Способы выражения предикатного актанта в конструкциях с фазовыми глаголами, 47.54kb.
• Потенциальным участникам, 16.93kb.
• Гагарин В. Г., Козлов В. В. Математическая модель и инженерный метод расчета влажностного, 113.96kb.

На правах рукописи


ИБРАГИМОВ АЛЕКСАНДР МАЙОРОВИЧ


НЕСТАЦИОНАРНЫЙ ТЕПЛО- И МАССОПЕРЕНОС

В МНОГОСЛОЙНЫХ ОГРАЖДАЮЩИХ КОНСТРУКЦИЯХ


Специальность: 05.23.01 - "Строительные конструкции, здания и сооружения"


АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук


Москва - 2007

Работа выполнена в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете на кафедрах «Строительное материаловедение и специальные технологии» и «Строительные конструкции» и в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) на кафедре «Строительные конструкции».


Научный консультант: член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор

Федосов Сергей Викторович


Официальные оппоненты: академик РААСН, доктор технических наук, профессор

Бондаренко Виталий Михайлович


член-корреспондент РААСН, доктор технических наук, профессор

Савин Владимир Константинович


доктор технический наук, профессор

Гранев Виктор Владимирович


Ведущая организация: Московский государственный

строительный университет (МГСУ)


Защита состоится 07 марта 2007 г. в 12 ч. на заседании диссертационного совета Д 218.005.05 в Московском государственном университете путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, 15, ауд.7501.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета путей сообщения (МИИТ) по адресу: 127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, 15, МИИТ.

Автореферат разослан «___»_________2007 г.

Совет направляет Вам для ознакомления данный автореферат и просит Ваши отзывы и замечания направить по адресу: 127994, Россия, г. Москва, ул. Образцова, 15, МИИТ, диссертационный совет Д 218.005.05.


Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат техн. наук, доцент Шавыкина М.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ


Работа посвящена изучению процессов тепло- и массопереноса в слоистых средах применительно к ограждающим конструкциям зданий и сооружений при нестационарных режимах их эксплуатации, а также разработке и совершенствованию инженерных методов расчета и проектирования этих конструкций.

Актуальность работы.  Энергосбережение возведено в ранг государственной политики практически всех развитых стран, в том числе и России. Строительная отрасль не составляет исключение. Одним из направлений по энергосбережению является совершенствование и ужесточение норм проектирования. Новая редакция СНиП 23-01-99 «Строительная климатология», СП 23-101-2000 «Проектирование тепловой защиты зданий», СНиП 23-02-2003 “Тепловая защита зданий”, СТО 00044807-001-2006 “Теплоизоляционные свойства ограждающих конструкций”, ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме», изменения №№ 3 и 4 к СНиП II-3-79** «Строительная теплотехника» предъявляют повышенные требования к теплозащите зданий. Нормы с изменениями базируются на двух принципах: энергосбережения и санитарно-гигиенической пригодности к эксплуатации. Смысл проектирования ограждающих конструкций заключается в назначении необходимого сопротивления теплопередаче конструкции (R). Конструктивное расположение слоев должно обеспечивать нормальный режим эксплуатации, при котором влажность материалов конструкции не должна превышать определенного уровня, и обеспечивался бы отвод конденсационной влаги, которая образуется в результате диффузии водяного пара через толщу конструкции из помещения наружу. Однако, нормами практически не учитывается процесс проникновения капиллярной влаги в толщу конструкции вследствие атмосферных воздействий, грунтовых вод, субъективных факторов, возникающих при эксплуатации зданий (аварии тепло- и водоснабжающих сетей, отсутствие надлежащего водоотвода с кровли, неисправности вентиляции, снижение, против нормативной, температуры теплоносителя в отопительных приборах, старение и деструктивное разложение вертикальной и горизонтальной гидроизоляции стен, нестационарность процессов тепломассопереноса и т.д.). Таким образом, проектирование ограждающих конструкций по существующим нормам не является безусловной гарантией их эксплуатационной надежности. Повышенное содержание влаги в стенах можно с полной уверенностью отнести к дефектному состоянию, так как влага существенно снижает физико-механические и теплофизические характеристики материалов. Отсутствие на стадии проектирования моделирования процессов, протекающих в конструкциях, и прогнозирования поведения конструкций при работе их в реальных условиях приводит к увеличению теплопотерь и к преждевременному старению конструкций. Отсутствие единой политики в области стандартизации и сертификации строительной индустрии будет и дальше приводить к большим экономическим потерям.

По мнению автора, настало время, использовав наработки в других областях теплофизической науки, вернуться к разработкам академика А.В. Лыкова на новой качественной ступени и как бы «вернуть долг» строительной теплофизике в части расчета и последующей разработки рациональных ограждающих конструкций, отвечающих требованиям нормативных документов с учетом реально протекающих нестационарных физических процессов в толще многослойной конструкции (теплоперенос, паро-, воздухо-, влагопроницание, промерзание, оттаивание, сушка, конденсация). Анализ современных публикаций позволяет сделать вывод о разобщенности исследований в области математического моделирования и расчета термовлажностных процессов, протекающих в реальных многослойных ограждающих конструкциях.

В связи с изложенным, в работе была поставлена цель: исходя из паспорта специальности 05.23.01., п.3 – создание и развитие эффективных методов расчета и экспериментальных исследований вновь возводимых, восстанавливаемых и усиливаемых строительных конструкций, наиболее полно учитывающих специфику воздействия на них, свойства материалов, специфику конструктивных решений и другие особенности.

Для реализации этой цели были решены следующие основные задачи:

1. На основе существующих и новых решений задач внутреннего тепломассопереноса при краевых условиях максимально приближенных к реальным, разработаны математические модели процессов, происходящих в различных строительных материалах, которые составляют тело многослойных конструкций.

2. На базе полученных решений созданы инженерные методы расчета для оптимального проектирования многослой­ных ограждающих конструкций.

3. Разработаны новые методики натурных испытаний строительных материалов и конструкций на тепло- и влагопроводность.

Научная новизна диссертации:

1. Впервые для процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса, разработано их обобщенное математическое описание в приложении к строительным материалам, конструкциям, зданиям и сооружениям.

2. На основе математического описания предложен комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых сре­дах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками. Метод базируется на решении ряда краевых задач:

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конс­трукции);

- теплоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- теплоперенос в пластине с фиксированными границами и условиями I рода на этих границах при неравномерном начальном распределении температур и внутреннего источника теплоты по толщине пластины;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределени­ем температур и источника теплоты по толщине пластины с комбинированными граничными усло­виями I и II рода;

- теплоперенос в пластине с неравномерным начальным распределением температур и источника теплоты, который изменяет свою мощность по толщине пластины и во времени при комбинированных граничных условиях I и II рода;

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями III и I рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции);

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и I рода и неравномерными начальными условиями (средние слои конструкции);

- тепломассоперенос в пластине с комбинированными граничными условиями II и III рода и неравномерными начальными условиями (крайний слой конструкции).

3. Разработанный метод реализован в широком классе прикладных задач и позволяет смоделировать реальные ситуации, возникающие в многослойных ограждающих конструкциях, связанные с промерзанием, оттаиванием, сушкой и охлаждением до температуры точки росы любого слоя строительного материала, из которого состоят эти конструкции.

4. Получены новые данные о кинетике процессов, протекающих в теле многослойной конструкции, в зависимости от исходных условий.

5. Осуществлена разработка трех новых методик теплотехнических испыта­ний строительных материалов и конструкций без использования климатической камеры. Применение этих методик позволяет определить физические характеристики строительных материалов и строительных конструкций в период их изготовления или эксплуатации и рассчитать их фактическое сопротивление теплопередаче.

В диссертации автор защищает:

- обобщенное математическое описание процессов теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале и взаимосвязанного тепло- и массопереноса в приложении к строительным материалам и конструкциям;

- аналитические решения краевых задач теплопереноса при различных начальных условиях;

- аналитические решения краевых задач тепло- и массопереноса при произвольных начальных распределениях потенциалов переноса и при наличии источников теплоты и массы на поверхности (или в объеме) строительного материала конструкции;

- аналитические решения краевых задач взаимосвязанного тепло- и массо­переноса при задании плотности теплового и массового потока в виде постоянной величины или функции;

- математические модели и инженерные методы расчета многослойных ограждающих конструкций;

- результаты экспериментальных исследований по определению температурных и влажностных характеристик строительных материалов;

- предложения по проектированию ограждающих конструкций.

Работа выполнялась по тематике программы "Жилище", а также программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" (подпрограммы 211.02 - "Строительные материалы, энергосберегающие и экологически безопасные технологии их производства" и 211.03 - "Строительные конструкции и совершенствование методов их расчета").

Практическое значение работы.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований использованы на ОАО "Ивановская домостроительная компания" при проектировании и производстве трехслойных железобетонных панелей, при строительстве комбината детского питания, жилого дома по Педагогическому переулку, обследовании перекрытия клиники «Миленарис», фасадов здания ОАО “Текстиль-Профи-Иваново”, чердачного перекрытия главного корпуса ИГАСУ в г. Иваново, и трех корпусов Тейковского ХБК, а также могут быть использованы при составлении проектов, дополнений и новых редакций разделов нормативных документов, касающихся прочностных и теплотехнических характеристик ограждающих строительных конструкций. Результаты исследований переданы в ведущие проектные институты города Иваново: ОАО «Промстройпроект», ОАО институт «Ивановопроект», ЗАО «Ивановопроект ГПИ-6», ОАО институт «Гидроагротехпром», проектный институт ОАО «Ивановская домостроительная компания»; ОГУ «Ивгосэкспертиза»; в НИИ строительной физики (г. Москва), а также внедрены в учебный процесс при подготовке инженеров по строительным специальностям в Ивановском государственном архитектурно-строительном университете. Вместе с тем, полученные результаты носят общий характер и, кроме строительства, могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Благодаря предложенным математическим моделям и методам расчета у проектировщиков и исследователей появилась возможность отказаться от длительных по времени, достаточно громоздких (в отношении приборного обеспечения) испытаний строительных материалов, многослойных конструкций и аппроксимировать данные нестационарного процесса на состояние конструкции при стационарном процессе.

Апробация работы.

Результаты работы доложены на:

- на 1-ой Международной научно-практической конференции "Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обра­ботка материалов)". - Москва, 2002 г. (пленарный доклад);

- на четырех Российско-Польских семинарах «Теоретические основы строительства» (Россия - 2002 г. /Москва/, Польша - 2003 г. /Варшава/, Россия - 2004 г. /Н.Новгород/, Польша – 2005 г. /Варшава. Ольштейн/;

- на Соломатовских чтениях «Проблемы строительного материаловедения» г. Саранск, 2002 г. (пленарный доклад) и 2004 г.;

- на III Международной научно-технической конференции «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» - Волгоград, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии», посвященном 150-летию В.Г. Шухова – Белгород, 2003 г. (пленарный доклад);

- на Международной научно-технической конференции "Состояние и перс­пективы развития электротехнологии" Х Бенардосовские чтения (ИГЭУ, 2001 г.);

- на VI академических чтениях РААСН "Современные проблемы материаловедения". – Иваново (2000 г.);

- на восьмых академических чтениях РААСН "Современное состояние и перспективы развития строительного материаловедения". – Самара (2004 г.);

- на трех апрельских конференциях (академических чтениях), состоявшихся в НИИСФ "Проблемы строительной теплофизики систем обеспечения микроклимата и энергосбережения в зданиях".– Москва (1999, 2000, 2003гг.);

- девяти Международных научно-технических конференциях, состоявшихся в ИГАСА «Информационная среда ВУЗа» (1996, 1997, 1999…2005гг.);

- четырех технических совещаниях в администрации г. Иванова с приглашением директоров и главных инженеров кирпичных заводов и проектных институтов г. Иванова;

- на заседаниях архитектурно-строительной секции Ивановского отделения Петровской академии наук и искусств (1999, 2003 гг.);

- опубликованы в 40 статьях и одной монографии.

Объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения с основными выводами. Она содержит 341 страницу машинописного текста, включая: 14 таблиц, 96 рисунков и 4 блок-схемы, библиографический список из 238 наименований и 5 приложений.


СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ


Часть I. «Теоретические исследования и разработки»

Введение и первая глава предваряют работу, здесь рассматриваются теоретические аспекты проблемы нестационарного тепломассопереноса в ограждающих конструкциях, анализируется современное состояние проблемы моделирования и расчета процессов тепломассопереноса в таких конструкциях, проводится анализ достоинств и недостатков существующих методов расчета, а также осуществляется физико-математическая постановка задачи о нестационарной тепломассопередаче через многослойную ограждающую конструкцию.

Строительная теплофизика как наука начала формироваться в 20-е годы прошлого столетия. Необходимо отдать дань уважения и привести имена ученых, которые стояли у ее истоков. Основы строительной теплофизики заложили инженеры-строители и строители-теплотехники В.Д. Мачинский, К.Ф. Фокин, Г.А. Селиверстов, Э.Х. Одельский, А.С. Эпштейн, О.Е. Власов, Р.Е. Брилинг, Л.А. Семенов, C.Н. Шорин, А.М. Шкловер, Б.Ф. Васильев, Ф.В. Ушков, А.У. Франчук, В.М. Ильинский и другие ученые. Уже тогда было проведено условное разделение строительной теплофизики на две области: область создания микроклимата в помещении за счет систем кондиционирования и область разработки ограждающих конструкций. Эти две области хотя и разделены между собой, но имеют достаточно тесные взаимосвязи и оказывают влияние друг на друга.

В 40…50-х годах строительная теплофизика вышла на качественно новый уровень. Фундаментальные исследования А.В. Лыкова, его учеников и последователей позволили математически смоделировать процессы, протекающие в ограждении при различных режимах эксплуатации здания. Эстафету А.В. Лыкова подхватили ученые НИИСФ, МИСИ, МНИИТЭП, ЦНИИПС. В 70-х годах накопленные знания были сведены в первой редакции СНиП «Строительная теплотехника».

Приведем более подробно гносеологию в области развития методов расчета ограждающих конструкций с учетом их влажностного состояния. В 1927 и 1928 годах выходят работы В.Д. Мачинского, в которых впервые обращено внимание на диффузию водяного пара в ограждающей конструкции за счет разности давлений на внутренней и внешней поверхности ограждения. К.Ф. Фокин, взяв за основу стационарный влажностный режим, определил зону конденсации водяных паров в толще ограждения, тем самым был впервые создан метод влажностного расчета. Относительная простота и ясность физической модели и математического ее описания обусловили широкое распространение этого метода и породили множество его модификаций, которые используются и в настоящее время, вплоть до СНиП «Строительная теплотехника», а также для ориентировочной оценки влажностного состояния ограждающих конструкций. Началом развития методов расчета нестационарного влажностного режима можно считать работу А.С. Эпштейна, в которой для решения дифференциального уравнения второго порядка, описывающего перенос влаги, предложено использовать метод конечно-разностной аппроксимации. В 1941 году К.Ф. Фокин предложил метод «последовательного увлажнения», О.Е. Власов и Ф.В. Ушков довели этот метод до графической реализации. Решающее влияние на развитие методов расчета оказали исследования влагопереносных свойств строительных материалов, проведенные О.Е. Власовым и Р.Е. Брилингом. Это позволило К.Ф. Фокину уточнить метод «последовательного увлажнения», а В.Г. Гагарину еще более усовершенствовать его, вплоть до реализации в нормативных документах. Впервые в 1951 году в работе А.У. Франчука был предложен универсальный метод расчета, который совместно рассматривал нестационарные температурный и влажностный режимы с учетом влияния на них множества факторов. Метод совершенствовался самим Ф.У. Франчуком и его учениками В.И. Лукьяновым, Ю.Д. Ясиным, О.В. Дегтяревым, подспорьем в реализации метода служат «Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов» Ф.У. Фанчука и таблицы Л.М. Никитиной. Однако, многофакторность задачи, формализация параметров влагопереноса, обусловленная экспериментальным их получением, отсутствие данных по некоторым изменяемым характеристикам влагопереноса, на изменение которых влияет изменение температуры и влагосодержания материала, сложность самого метода затрудняют широкое его использование, хотя В.И. Лукьяновым метод реализован на ЭВМ.

Особую группу методов температурно-влажностного расчета ограждающих конструкций составляют методы, базирующиеся на разработках «апологетов» строительной теплофизики А.В. Лыкова и В.Н. Богословского, которые для упрощения физико-математической модели влагопереноса ввели термин-понятие «потенциал влажности» (). У А.В. Лыкова «потенциал влажности» - это экспериментальный потенциал, применение которого обусловливает разделения уравнения тепломассопереноса на два, одно из уравнений описывает влагоперенос за счет действия градиента изотермического потенциала, второе - за счет действия градиента температур. Введение экспериментального потенциала влажности позволяет рассматривать многослойные ограждающие конструкции, так как упрощаются условия сопряжения влажностного состояния на стыке слоев и фронтов, а также сокращается количество коэффициентов влагопереноса, которые необходимо определить экспериментально для решения конкретной задачи. У В.Н. Богословского «потенциал влажности» - это изотермический потенциал, градиент которого одновременно учитывает влагопроводность и термовлагопроводность. Применение потенциала В.Н. Богословского позволяет свести дифференциальные уравнения, описывающие систему, к форме записи классического уравнения Фурье для нестационарной теплопроводности, а, как известно, это уравнение хорошо изучено, но возникает необходимость экспериментально определять свои коэффициенты влагопроводности, которые зависят и от влагосодержания, и от температуры.

Процессы тепло- и массообмена, происходящие при формировании микроклимата помещения, благодаря разработкам В.Н. Богословского, учеников его школы Е.И. Тертичника, Б.В. Абрамова, А.Г. Перехоженцева, В.Г. Гагарина и других ученых в настоящее время изучены и рассмотрены достаточно полно, а методика теплотехнического проектирования ограждения вот уже на протяжении более двадцати лет остается практически неизменной. В основу методики теплотехнического расчета ограждения по СНиП положена стационарность процессов тепло- и массопереноса, что не в полной мере соответствует истинной физической картине процессов, реально протекающих в ограждающей конструкции.

В практике широко распространены инженерные методы решения задач нестационарной теплопередачи, такие, как методы конечных разностей, методы экспериментальных аналогий и др.

Для решения задач переноса теплоты и массы в твердом теле используют следующие методы:

- вариационные: Ритца, Канторовича, Треффтца, Био, Лейбензона;

- линеаризации: методы алгебраических или интегральных подстановок, метод последовательных приближений, метод малого параметра (метод возмущений);

- проекционные: метод коллокаций, метод Бубнова-Галеркина, метод моментов, метод интегрального теплового баланса и осреднения функциональных поправок;

- сведение краевой задачи к уравнениям и задачам других типов: метод приведения краевой задачи с нелинейными граничными условиями к эквивалентному нелинейному функциональному уравнению, метод приведения краевой задачи с коэффициентами переноса, зависящими от температуры, к нелинейному интегральному уравнению, метод сведения краевой задачи в частных производных к задаче, описываемой обыкновенными дифференциальными уравнениями.

Существуют условия, при которых коэффициенты внутреннего и внешнего переноса теплоты и влаги существенно не меняются в течение временных рамок процесса, что позволяет говорить о их постоянстве в определенном промежутке времени и вынести их за знаки математических операторов, тогда нелинейная краевая задача тепломассопереноса становится линейной. Для решения линейных краевых задач тепломассопереноса используют следующие методы:

- классические: метод разделения переменных (метод Фурье), метод функций источников (функций Грина); эти методы детально описаны А.Н. Тихоновым и А.А. Самарским;

- интегральных преобразований: в конечных и бесконечных пределах (методы Лапласа, Лапласа-Карсона, Фурье, Ханкеля).

Если в задачах теплопереноса присутствует нелинейность, то применяют вариационные и численные методы. Любая методика решения имеет достоинства и недостатки. Существуют определенные ареалы задач, в которых эффективен тот или иной метод, например: метод разделения переменных с успехом применяется для описания процессов нестационарного переноса в телах с неравномерными начальными распределениями температур и линейными граничными условиями. Однако метод эффективен лишь для достаточно больших значениях Fo, при Fo<0,1 ухудшается сходимость ряда и точность решения уменьшается. В случае, когда тело имеет переменные теплофизические свойства для решения краевых задач теплопроводности обычно используют вариационные и численные методы, однако с уменьшением числа Фурье точность решения также снижается. Методом интегральных преобразований Лапласа решают краевые задачи как для больших значений чисел Фурье (решение в виде бесконечного ряда), так и для малых (в виде приближенных решений, точность которых возрастает с уменьшение значений чисел Фурье), однако возникает необходимость определения области применимости этих двух видов решений в зависимости от значения Fo. С.П. Рудобашта предложил зональный метод расчета кинетики процессов сушки капиллярно-пористых материалов, который развил С.В. Федосов.

Анализ существующих подходов и методов расчета температурновлажностного состояния строительных материалов и конструкций позволил сделать следующие выводы:

1. В основе математического моделирования температурновлажностных процессов, протекающих в строительных материалах, изделиях и конструкциях лежит система дифференциальных уравнений второго порядка в частных производных, а также математическая запись начальных и граничных условий, таким образом, наблюдается некоторое единство исходных предпосылок расчета и общность математической трактовки казалось бы разных, по своей сути, процессов.

2. Совместное решение уравнений, описывающих процесс, (решение задачи «в лоб») вызывает существенные математические трудности, для преодоления которых вводятся различного рода допущения и упрощения. Эти допущения и упрощения вносят определенную погрешность в количественные результаты расчета, хотя качественная картина процесса сохраняется.

3. Усложнение условий задачи, например, многослойность строительных конструкций, несимметричность граничных условий, неравномерность начальных условий, дополнительный учет различных факторов на порядок повышают математические трудности, что приводит к громоздкости решений. Из-за громоздкости за буквами формул теряется физический смысл, и решения получаются сложными в физическом понимании и инженерном обращении, поэтому требуется специальная подготовка проектировщика, что ограничивает широкое применение полученных решений.


В связи с этим, одной из главных задач диссертации было получение аналитических решений ряда краевых задач тепло- и массопереноса и разработка на базе этих решений простого в физическом понимании и удобоприемлемого в инженерном обращении именно инженерного метода расчета, который бы описывал нестационарные процессы тепло- и массопереноса с высокой степенью достоверности и позволял адекватно запроектировать конструкцию.

Вторая, третья, четвертая и пятая главы посвящены решению краевых задач для неограниченных пластин при несимметричных граничных и неравномерных начальных условиях в случае теплопереноса; теплопереноса, сопровождающегося фазовыми превращениями влаги в материале; взаимосвязанного тепломассопереноса. Предложен комбинированный метод расчета тепло- и массообменных процессов, протекающих в слоистых средах, состоящих из слоев строительных материалов с различными физико-механическими характеристиками.

Рассмотрим на примере нестационарного процесса теплопереноса в многослойной ограждающей конструкции предлагаемую математическую модель и идею комбинированного метода расчета (