CC BY
37
USE OF BIOLOGICALLY CLEANED WASTEWATER FOR TECHNOLOGICAL NEEDS
FOR LEATHER PRODUCTION
R.V. Efremov, V.E. Coj
Moscow State University of Civil Engineering (National Research University)
Abstract Keywords:
The article describes the results of work carried out on real sewage, with production, water supply, process water,
the aim of reusing it in technological processes: soaking ash, pretreatment sewage, water disposal, reuse, washing
and tanning. The economic effect is shown at the expense of reducing the water
discharge of biologically treated sewage into the reservoir and reducing the Date of receipt in edition: 16.03.18
consumption of industrial water for production operations Date of acceptance for printing: 18.03.18
УДК 691
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИСПЫТАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ ОБРАЗЦА ВАКУУМНОГО СТЕКЛОПАКЕТА
И.А. Клыков, П.В. Стратий
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация Ключевые слова:
Статья является продолжением статьи «Теоритические исследования энергоэффективность, теплотехника,
теплотехнических свойств вакуумных стеклопакетов», в которой выдви- тепловые потери, светопрозрачные
галось предположение о достижимом значении сопротивления тепло- конструкции, энергоэффективнное
передачи вакуумного стеклопакета. Данная статья полностью посвящена остекление, вакуумное остекление, со-
описанию экспериментального исследования, проведённого с целью противление теплопередаче
проверки данных, полученных теоретическим методом История статьи:
Дата поступления в редакцию 13.01.18
Дата принятия к печати 15.01.18
В данной статье приводятся результаты экспериментального исследования образца вакуумного стекло-пакета. Испытанию подверглись образцы вакуумного стеклопакета размерами 600x800 мм и однокамерного стеклопакета 4М-12Лг90%-41 размерами 800x800 мм. Однокамерный стеклопакет был выбран в качестве контрольного образца, для оценки показаний лабораторного оборудования и обладает известным термическим сопротивлением— 0,63 м2-К/Вт.
Образец вакуумного стеклопакета скомпонован из двух листов стекла толщиной 4 мм, одно из которых низкоэмиссионное. Скрепление листов стекла осуществлены с помощью металлического припоя. Распорки,
предотвращающие схлопывание, располагаются рядами с шагом 50 мм. Толщина вакуумного промежутка между стёклами 0,3 мм.
Используемый метод испытания частично базируется на ГОСТ 26602.1-99. Методика определения сопротивления теплопередаче стеклопакетов заключается в создании постоянного во времени перепада температур по обеим сторонам испытываемых образцов, измерении температур поверхностей участков образцов, а также теплового потока, проходящего через образцы при стационарных условиях испытания, и последующем вычислении значений термического сопротивления и сопротивления теплопередаче. Для создания разницы температур использовался испытательный стенд ^ 3025/650, оснащённый кондиционером (рис. 1).
Рис. 1. Испытательный стенд КБ 3025/650
Для установки образцов на испытательный стенд использовалась утеплённая деревянная рама, с проёмами. Проёмы имеют размеры 800х800 мм, поэтому для установки вакуумного стеклопакета использовалась вставка из высокоэффективного утеплителя размерами 200х800 мм. Для более плотного прилегания к деревянной раме, образцы по периметру проклеивались самоклеящейся лентой из вспененного каучука. Для предотвращения выпадения образцов, с наружной стороны в конструкции предусмотрены специальные рёбра высотой 50 мм. С внутренней стороны образцы закрепляются с помощью деревянных штапиков.
Испытываемые Утеплитель
образцы 200x800
о
ю
/ / / / /// ///////, /,/////////
4 V / / ^ / 2 /
V !/ / / / / /1 / о
У / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / / о
/ 1/ / / / Л у/лу/^ / у / с»
/ / / / / /И /
//////////
800 800 \
х /
Рис.3. Схема деревянной рамы, устанавливаемой на стенд
Измерения проводились в пределах центральной зоны остекления. С целью снизить влияние краевого эффекта, было решено дополнительно утеплить стеклопакеты по периметру со стороны охлаждающего элемента, оставив неутепленной только зону измерения размерами 400х400 мм. На рис. 4 изображена фотография обратной стороны деревянной конструкции до помещения её на испытательный стенд.
Рис.4. Внутренняя сторона деревянной рамы
Исходя из теплотехнической неоднородности вакуумного стеклопакета было, решено условно разделить площадь его поверхности на две температурные зоны. Согласно ГОСТ 26602.1 измерительные датчики необходимо размещать в центрах предполагаемых температурных зон. Наименьшим сопротивлением стекло-пакет обладает в точках расположения распорок, наибольшим в точках максимально удалённых от них. Для измерения сопротивления однокамерного стеклопакета использовались две триады датчиков, расположенных в центре и у края зоны измерения.
Измерения проводились в течение 3 суток с интервалом в 1 минуту с помощью ИТП-МГ4.03/Х(11) «Поток» (СКБ Стройприбор). На графиках 1,2,3 представлены результаты измерений с центрального датчика на вакуумном стеклопакете за весь период проведения испытаний после статистической обработки. Колебания температуры на внутренней стороне образца вызвано вынужденной конвекцией, создаваемой кондиционером. Эти колебания достаточно малы и не превышают 0,3 С за 30 минут, что даёт право считать условия проведения испытания стационарными.
График 1. Замеры теплового потока, проходящего через центр вакуумного стеклопакета.
График 2. Замеры температуры наружной поверхности в центре вакуумного стеклопакета.
-19,5
График 3. Замеры температуры внутренней поверхности в центре вакуумного стеклопакета.
Для вычисления значения термического сопротивления использовались усреднённые данные по каждому датчику. Усреднение проводилось путём вычисления среднего арифметического значения за весь период испытания. Полученные результаты представлены в табл. 1,2.
Таблица 1
Обработка результатов по вакуумному стеклопакету
Схема расположения датчиков на вакуумом стеклопакете № точки измерения q, Вт/м2 t1, С° t2, С° At, С° R, м2-К/Вт
Датчики расположенные между распорками
1 11,96 21,58 -17,67 39,26 3,28
1- 2 11,06 21,57 -17,99 39,56 3,58
•5 ' ? •6° 2- •7° ■ Л 3 11,00 21,77 -19,04 40,81 3,71
4 11,65 21,72 -18,57 40,29 3,46
Датчки расположенные на распорках
5 18,63 21,26 -17,76 39,02 2,09
6 19,08 21,39 -18,34 39,73 2,08
7 19,51 21,11 -17,88 38,99 2
Таблица 2
Обработка результатов по однокамерному стеклопакету
№ точки измерения q, Вт/м2 t1, С° t2, С° At, С° R, м2-К/Вт
1 47,72 17,15 -11,98 29,13 0,61
2 46,98 17,21 -11,78 28,99 0,62
Усреднённое значение термического сопротивления однокамерного стеклопакета соответствует значению, заявленному производителем, что подтверждает корректность полученных данных. Путём вычисления среднеарифметического значения были получены значения наибольшего и наименьшего термических сопротивлений.
R й = 3,5075 м2-К/Вт, R = 2,0566 м2-К/Вт,
наиб ' ' наим ' '
Границы температурных зон были получены путём обработки данных тепловизионной съемки. Снимки произведённые тепловизором FLUKE Ti 50FT-10/20 представлены на рис. 5, 6.
Рис. 5. Тепловизионная съемка испытываемых образцов
Рис. 5. Фрагмент тепловизионной съемки вакуумного стеклопакета
По данным полученным из этих снимков были получены графики распределения температуры по конкретным сечениям (графики 4,5,6). Влияние теплопроводных проставок наглядно демонструтрует трёхмерная модель расперделения температуры по поверхности (рис. 6).
Рис.6. Визуализация перепада температур по поверхности вакуумного стеклопакета
График 4. Распределение температуры по горизонтальному сечению верхней части
стеклопакета.
График 5. Распределение температуры по горизонтальному сечению средней части
стеклопакета.
График 6. Распределение температуры по горизонтальному сечению нижней части стеклопакета.
Для оценки зоны влияния распорки был выбран график 5. Путем интегрального исчесления было получено среднее значение температуры на выбраном участке графика. Области графика, в которых температура опускалось ниже среднего значения располагаются в зоне влияния распорки. Путём графических построений были получены геометрические границы температурных зон по указанному сечению (рис. 7).
22 21 У 21
1 1
w 50
Рис.7. Границы температурных зон.
Согласно ГОСТ 26602.1-99, гфиведенное термическое сопретивление светопрозрачной конструкции вычисляется по формуле: m m
i=l
i=l
1 - номера температурных зон;
А. - площадь 1-той температурной зоны1, м2;
Кк1 - термическое сопротивлениетемпературной зоны1, мкК/Вт.
Суммарная площадь> виияния распорки определялась как площадь влияния одной распорки умноженная ни их количество, расположенное в пределах зоныо измеотния.Усреднённое зночение радиуса влияние получено по рис. 7 т равно 9,75 мм.
Л2 = ппЯ2, Л2 = 49 • я • (9,75 • 10-2)2 = 0,0146 м2
Площадь первой температурной зоны1 определялась по формуле:
4^1 = 01П1лн^ — А21 = 0,42 - 0,014К£> = 0,14.5;^ м2
Подставляя значения термичестого сопоотивлтния бышо получено следующее ооачение приведенного термического сопротивленин вакуумного лтеклопакета:
-042--= 3,29 м2 • К/вт
Я*- =
0,1454
У
3,5075 + / 2,0566
Путём прибавления коэффициентов внешнего ивнутреннеео теплообмена со средой бышополучено значение сопротивления теплопередаче: ^ - ^
^ ь; + Кк+ь;'
Ко = ~ + 3,29 +~:= Л^м2'К/Вт
Вывод. Лабораторные испытания подтвердили прогнозы1. Полученное значение приведенного сопротивления теплопередаче—3,46 м2-К/Вт соответствует теоретическому—3,49/ м2-К/Вт, графики температур, полученные с тепловизора, имеют тот же характер» распределения что и пвлученнысе путём компьютерного моделирования. Данные можно считать дкстоверными, поскольку быши полочсны в результате перекрёстных испытаний исследуемого и контрольного образцов. Положительным результат исследования вызывает необходимость анализа э кономической эффективно сти применения вакуумных стеклопакетов.
0,0146
У
ЛИТЕРАТУРА:
1. Грахов В.П., Мохначев С.А., Егорова В.Г. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ В ЖИЛИЩНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 2-1.; URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=20382 (дата обращения: 08.01.2018).
2. Борискина И.В. Здания и сооружения со светопрозрачными фасадами и кровлями
3. Майоров В.А. Вакуумные стеклопакеты. Светопрозрачные конструкции. № 3 (107) 2016
4. H. Weinläder, H.-P. Ebert, J. Fricke. VIG—Vacuum Insulation Glass.
5. Плотников А.А. АРХИТЕКТУРНО-КОНСТРУКТИВНЫЕ ПРИНЦИПЫ И ИННОВАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ СТЕКЛЯННЫХ ЗДАНИЙ Вестник МГСУ 2015.№ 11. С. 7-15.
М.А. Демьяненко, П.В. Стратий
6. Мальцев М.С., Терпугов В.Н. Моделирование стеклопакета с вакуумом//Высокопроизводительные вычисления на графических процессорах. 2012. С. 52-53
7. Королев Д. Ю., Семенов В. Современные методы повышения тепловой защиты зданий // Молодой ученый. — 2010. — №3. — С. 26-29. — URL https://moluch.ru/archive/14/1280/ (дата обращения: 16.01.2018).
Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:
Клыков И.А., Стратий П.В. Лабораторные испытания по определению сопротивления теплопередаче образца вакуумного стеклопакета. — Системные технологии. — 2018. — № 26. — С. 162—168.
LABORATORY TESTS FOR THE DETERMINATION OF RESISTANCE OF THERMAL TRANSMISSION OF A SAMPLE OF A VACUUM GLASS PACK
Klykov I.A., Stratiy P.V.
Federal State Budget Educational Institution of Higher Education «National Research Moscow State University of Civil Engineering»
Abstract Keywords:
The article is a continuation of the article «Theoretical researches of the heat energy efficiency, heat engineering, heat
technical properties of vacuum glass package», in which an assumption was losses, translucent structures, energy-
made about the achievable value of heat transfer resistance of a vacuum efficient glazing, vacuum glazing,
insulating glass unit. This article is completely devoted to the description of an resistance to heat transfer
experimental study conducted to verify theoretical data Date of receipt in edition: 13.01.18
Date of acceptance for printing: 15.01.18
УДК 691
ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ НЕСУЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ СТЕКЛА Демьяненко М.А., Стратий П.В.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский
Московский государственный строительный университет» (НИУ МГСУ), г. Москва
Аннотация Ключевые слова:
Данная статья посвящена решению проблем проектирования несущих Несущие конструкции из стекла.
конструкций из стекла. Рассмотрены вопросы, касающиеся работы Коэффициент интенсивности
материала на растяжение. Предложена методика проектирования напряжений. Болтовые соединения в
и расчета несущих элементов из стекла и рассмотрены проблемы, стекле
связанные с расположением и относительными размерами отверстий История статьи:
в болтовых соединениях. Проведены испытания реального образца, Дата поступления в редакцию 19.01.18
применена предложенная теория расчета. Дата принятия к печати 21.01.18
