Численное и компьютерное моделирование для оценки теплопередачи в стеклопакетах

В настоящем исследовании осуществляется анализ теплопередачи однокамерного и двухкамерного стеклопакетов, устанавливаемых в наружной и внутренней створках составной конструкции оконного блока с наполнением межстекольного пространства осушенным воздухом и инертными газами. Математическая модель строится на основе решения уравнения теплопроводности с постоянными коэффициентами в двумерной постановке, учитывающей слоистую структуру конструкции с использованием граничных условий III и IV рода. Численная реализация поставленной задачи осуществляется с помощью метода конечных разностей на равномерной сетке с использованием языка программирования С++. Для учета конвективного теплообмена через стеклопакеты проведена серия численных расчетов в ПО ANSYS Fluent. Показано, что снижение конвективных теплопотерь в стеклопакетах возможно за счёт увеличения толщины дистанционной рамки и применения инертных газов с низкой теплопроводностью. Выявлена оптимальная толщина газонаполненной камеры однокамерного стеклопакета (при наполнении воздухом, осушенным воздухом, аргоном, криптоном, ксеноном), обеспечивающая максимальное термическое сопротивление.