Abstract
A heat transfer model for glued laminated beams placed in ambient air was improved by introducing real temperature changes of air, and temperature-dependent thermal properties of wood. A numerical method was proposed to solve the model. A significant improvement of temperature predictions in beams was obtained due to implementation of the finite element technique. The maximum difference between the predicted values and experimental data was under 1 K for the whole analysis and the most “sensitive” cross-section (surface).
Zusammenfassung
Für die — unter der Einwirkung der wechselnden Umgebungsparameter — schichtverleimten Holzbalken, wird — durch Einführung der realen Umgebungstemperatur-änderungen und Berücksichtigung des Temperatureinflusses auf Materialfaktoren, das Wärmeübertragungsmodell verbessert. Bedeutsame Verbesserung der Temperaturfestsetzung im Holzbalken wird durch die Anwendung der Finite Elemente Methode erreicht. Zur Lösung des Modells wurde die numerische Methode angewandt. Die Ergebnisse der theoretischen Lösungen werden mit Messungen bei natürlichen Umgebungstemperaturänderungen in 24 h Zyklus verglichen. Die Unterschiede zwischen den Werten aus den theoretischen Lösungen und experimentellen Daten überschritten in allen Varianten der Analyse nicht 1 K.
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Abbreviations
- c :
-
specific heat; J/(kg·K)
- C :
-
capacitance matrix
- F :
-
force vector
- K :
-
conductance matrix
- n :
-
normal to the boundary
- N :
-
basis function
- t :
-
temperature; °C
- T :
-
absolute temperature; K
- \(\hat T\) :
-
approximated absolute temperature; K
- x :
-
spatial coordinate; m
- α:
-
convective heat transfer coefficient; W/(m2·K)
- Τ:
-
boundary; m
- λ:
-
thermal conductivity; W/(m·K)
- ϱ:
-
density; kg/m3
- τ:
-
time; s
- Ω:
-
domain; m2
- ∇:
-
nabla operator
- air :
-
ambient air
- i :
-
node number
- 0:
-
oven dry; temperature of 0°C
- e:
-
element
- ne:
-
number of elements
References
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Olek, W., Guzenda, R. Prediction of temperature changes in glued laminated beams. Holz als Roh-und Werkstoff 53, 249–252 (1995). https://doi.org/10.1007/s001070050082
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DOI: https://doi.org/10.1007/s001070050082