6.1 Основные уравнения теплотехнического расчета
Определяющее уравнение должно быть разработано на основе баланса энергии, описывающего стационарную теплопередачу теплопроводностью. Определяющее уравнение должно быть дискретизировано, используя оценку потока энергии между двумя узлами или через поверхность любого контрольного объема, и расчет должен проводиться последовательным образом повсюду в расчетной схеме. Геометрия непрозрачных элементов конструкции (рамы) и краевой зоны остекления и соответствующие значения теплопроводности различных материалов должны быть заданы. Метод численного решения должен генерировать двумерные тепловые потоки и температурное поле, удовлетворяющее определяющему уравнению. В декартовых координатах это уравнение имеет вид:
. (21)
Плотность теплового потока должна удовлетворять закону сохранения на любой поверхности, разделяющей два материала, и задается выражением
, (22)
где и - компоненты нормального вектора к поверхности.
На границе плотность теплового потока равна
, (23)
где - конвективная компонента плотности теплового потока;
- лучистая компонента плотности теплового потока.
6.2 Геометрия расчетной модели и сетка разбиения
6.2.1 Геометрия расчетной модели
Для расчета необходимы двумерное изображение или модель каждого узла непрозрачных элементов конструкции (рамы), створки и края. Размеры всех частей должны соответствовать номинальным размерам, указанным на чертежах производителя, с подтверждением, что эти чертежи являются действительным представлением светопрозрачной конструкции. Небольшие закругления и незначительные вариации толщины материала, вызванные допусками производства или требованиями усиления и крепежа, могут игнорироваться.
Усилительные и другие элементы оборудования, которые имеют значительную протяженность, сборочные винты и болты, проходящие от внутренней до наружной стороны, или тепловые мостики ("мостики холода"), включая не полностью разорванные тепловые мостики, должны быть включены в модель. Эти элементы, являющиеся тепловыми мостиками, должны моделироваться трехмерными компьютерными программами, если последние доступны, в противном случае эти элементы должны моделироваться согласно процедуре, изложенной ниже:
Эффективная теплопроводность элемента, являющегося тепловым мостиком (например, болты, винты, и т.д.), определяется из выражения
, (24)
где ;
- размер элемента - теплового мостика (например, размер головки болта);
- расстояние между элементами - тепловыми мостиками;
- теплопроводность материала теплового мостика;
- теплопроводность сечения без теплового мостика.
Для определения необходимости проведения вышеприведенной процедуры [вычислений по (24)] применяются следующие критерии:
а) если 1%, то тепловой мостик игнорируется;
б) если 1%5%, то процедура используется при условии ;