Sposobnost materijala i tvari za izvođenje topline nazivaju se toplotna provodljivost (X,) i izražava se količinom topline koja prolazi kroz zidni prostor 1 M21 m debljine 1 sat sa temperaturnom razlikom na suprotnim zidnim površinama u 1 stepeni. Jedinica mjerenja toplotne provodljivosti - W / (M-K) ili W / (M-° C).

Određuje se toplotna provodljivost materijala

Gde TUŽILAC WHITING - PITANJE: - količina topline (energije), w; F. - područje presjeka materijala (uzorko), okomito na smjer toplotnog toka, m2; Na temperaturi na suprotnim površinama uzorka, do ° C; Debljina uzorka, m.

Toplinska provodljivost je jedan od glavnih pokazatelja svojstava toplotnih izolacijskih materijala. Ovaj indikator ovisi o nizu faktora: ukupne poroznosti materijala, veličine i oblika pora, vrstu čvrste faze, vrstu plina, pora za punjenje, temperaturu itd.

Zavisnost termičke provodljivosti iz ovih faktora u najnižeg obrasca izražava se jednadžbama Leebe:

_______ S.S.______ - і

Gdje kr - toplotna provodljivost materijala; XS je toplotna provodljivost čvrste faze materijala; PC - broj pora u presjeku okomit je na tok vrućine; Pi- Broj pora koji su u odjeljku paralelno s protokom topline; B - radijalna konstanta; є - emitiranje; V je geometrijski faktor koji utječe na to. zračenje unutar pora; TT. - prosječna apsolutna temperatura; D. - Prosječni prečnik pore.

Poznavanje termičke provodljivosti materijala za toplotnu izolaciju omogućava pravilno procijeniti svoje toplotne izolacijske kvalitete i izračunati debljinu toplotne izolacijske strukture iz ovog materijala u navedenim uvjetima.

Trenutno postoji niz metoda za određivanje toplotne provodljivosti materijala na bazi mjerenja stacionarnih i nestajnih toplotnih toplotnih toplina.

Prva skupina metoda omogućava mjerenja u širokom rasponu temperatura (od 20 do 700 ° C) i dobivaju preciznije rezultate. Nedostatak metoda mjerenja stacionarnog toplotnog protoka veliko je trajanje iskustva mjereno po satima.

Druga grupa metoda omogućava eksperimentu u u roku od nekoliko minuta (do 1 h), ali pogodan je za određivanje toplotne provodljivosti materijala samo na relativno niskim temperaturama.

Mjerenje termičke provodljivosti građevinskih materijala po ovoj metodi proizvodi se pomoću instrumenta prikazanog na slici. 22. Istovremeno uz pomoć manjine Proizvodi se mjerač topline Mjerenje stacionarnog toplotnog fluksa koji prolazi kroz ispitni uzorak materijala.

Uređaj se sastoji od ravnog električnog grijača 7 i niskog inerkativnog grijača 9, Ugrađen na udaljenosti od 2 mm od površine hladnjaka 10, Kroz koja voda kontinuirano teče neprekidno. Termoparovi su položeni na površinama grijača i mjerača topline 1,2,4 i 5. Uređaj se nalazi u metalnom kućištu 6, ispunjen termički izolacijskim materijalom. Uskok uzorak 8 Do mjerača topline i grijač pruža prešašaj adaptaciju 3. Grijač, Heather A hladnjak ima oblik diska s promjerom od 250 mm.

Toplotna toka iz grijača kroz uzorak i mjerač topline niske inerfaznice prenosi se na hladnjak. Veličina topline toka prolazeći kroz središnji dio uzorka mjeri se mjerač topline, što je termička serija na paru diska, ili Toplina - mjeri sa reprodukcijskim elementom u kojem je montiran ravni električni grijač.

Uređaj može mjeriti toplotnu provodljivost na temperaturi vruće površine uzorka od 25 do 700 ° C.

Instrument uključuje: termostat tipa Po-1, KP-59 tipa Tip, laboratorijski-250-2 laboratorijskim vozilom, MHP termoelementarni prekidač, TS-16 termostat, AMPERMETER ACC uređaj do 5 A i Termos.

Uzorci materijala koji su izloženi testovima trebaju imati u smislu kruga oblika promjera 250 mm. Debljina uzoraka treba biti više od 50 i najmanje 10 mm. Debljina uzoraka mjeri se tačnošću od 0,1 mm i definiraju se kao aritmetički prosjek rezultata četiri dimenzije. Površine uzoraka moraju biti ravne i paralelne.

Prilikom testiranja vlaknastih, rasularskih, mekih i polučvrstih toplotnih izolacijskih izolacijskih izolacijskih izolacijskih izolacijskih uzoraka postavljeni su u 250 mm promjera 250 mm i visine od 30-40 mm, izrađenim od azbestnog kartona sa debljinom 3-4 mm .

Gustina odabranog uzorka pod određenim opterećenjem treba biti ujednačen u cijelom volumenu i odgovarati prosječnoj gustoći testnog materijala.

Uzorci prije ispitivanja moraju se sušiti u stalnu masu na temperaturi od 105-110 ° C.

Uzorak pripremljen za testiranje stavlja se na heather i pritisnuo grijač. Zatim je termostat za grijač instrumenta postavljen na navedenu temperaturu i uključuje grijač na mrežu. Nakon uspostavljanja stacionarnog režima, na kojem se zadivljuje svjedočenje mjerač topline na potenciometrom 30 minuta.

Kada se koristi malo inertativni mjerač topljenja, svjedočenjem mjerača topline na nulta-galvanometar prevodi se i uključuje struju putem maloprodajnih i miliammetra za kompenzaciju, dok postignući položaj strelice null-galvanometra 0, nakon čega je svjedočenje na skali instrumenta zabilježeno u MA.

Pri mjerenju količine topline manjinskim mjernim mjerečem s reprodukcijskim elementom, izračunavanje termičke provodljivosti materijala proizvodi formula

Gde b - debljina uzorka, m; T. - temperatura vruće površine uzorka, ° C; - temperatura hladne površine uzorka, ° C; TUŽILAC WHITING - PITANJE: - količina topline koja prolazi kroz uzorak u smjeru okomit na njenu površinu, w / m2.

Gdje je r stalni otpor grijača grijača, ohma; / - trenutna, a; F. - Trg lososa, m2.

Pri mjerenju količine topline (q), izračun izračunava manjina mjerač manjina od strane formule TUŽILAC WHITING - PITANJE:= AE (W / m2), gdje E. - Elektromotivna sila (EMF), MV; A je stalan instrument naznačen u ocjenjivom svjedočenju za mjerač topline.

Temperatura uzorka površina mjeri se tačnošću od 0,1 s (pod stacionarnim stanjem). Toplotni tok izračunava se s tačnošću od 1 w / m2, a toplotna provodljivost na 0,001 W / (M-° C).

Kada radite na ovom uređaju, potrebno je proizvesti njen periodični ček testiranjem standardnih uzoraka koji pružaju istraživački instituti metrologije i laboratorija Odbora za standarde, mjere i mjerne instrumente u Vijeću ministara SSSR-a.

Nakon iskustva i prikupljanja podataka, vrši se testni certifikat za testiranje materijala u kojem treba sadržavati sljedeće podatke: ime i adresa laboratorije koje provodi test; Datum ispitivanja; Ime i karakteristike materijala; Prosječna gustina materijala u suhom stanju; Prosječna temperatura uzorka tokom testa; Termička provodljivost materijala na ovoj temperaturi.

Metoda dvije ploče omogućava dobivanje pouzdanijih rezultata od gore razmatranih, jer su dva blizanaca podložna testovima i, osim toga, toplina navoj Uzorci, ima dva smjera: Nakon jednog uzorka, ide odozdo prema gore, a kroz drugi - od vrha do dna. Ova okolnost u velikoj mjeri doprinosi rezultatama prosječnih testa i donose uvjete iskustva u stvarnim uvjetima materijalne službe.

Konceptualni dijagram dvoslojnog instrumenta za određivanje termičke provodljivosti materijala pomoću metode stacionarnog načina prikazana je na slici. .

Uređaj se sastoji od centralnog grijača 1, sigurnosnog grijača 2, Rashladni diskovi 6, ko su

Uzorci materijala Pritisnite 4 Za grijači, izolacijsko punjenje 3, Thermopar 5 i kućište 7.

Uređaj uključuje sljedeći instrument za podešavanje i mjerenje. Stabilizator napona (CH), Autotransformatori (T), Wattmeter (W.), Ampemetri (a), regulator temperature sigurnosti grijača (P), termoelementa (i) termoelement, galvanometar ili potenciometar mjerenja temperature (D)A plovilo sa ledom (c).

Da bi se osiguralo iste granične uslove na obodu uzoraka testa, oblik grijača prihvaća disk. Prečnik glavnog (radnog) grijača za praktičnost izračuna uzima se jednak 112,5 mm, što odgovara površini u 0,01 m2.

Ispitivanje materijala na termičku provodljivost vrši se na sljedeći način.

Od materijala odabranog za testiranje, dva blizanaca izrađena su u obliku diskova promjera jednakim promjeru sigurnosnog prstena (250 mm). Debljina uzoraka mora biti ista i biti u rasponu od 10 do 50 mm. Površine uzoraka moraju biti ravne i paralelne, bez ogrebotine i udubljenja.

Ispitivanje vlaknastih i rasutih materijala proizvodi se u posebnim grudicama od azbestskog kartona.

Prije testa, uzorci su osušeni u stalnu masu i mjere ih debljinom s tačnošću od 0,1 mm.

Uzorci se postavljaju na obje strane električnog grijača i pritisnuli su ih na njega rashladnim diskovima. Zatim postavite regulator napona (lat) na položaj u kojem se osigurava navedena temperatura električnog grijača. Povećati cirkulaciju vode u rashladnim diskovima i nakon postizanja stalnog načina promatranog polvanometrom, mjeri se temperatura vrućih i hladnih površina uzoraka, za koju koriste odgovarajuće termoelektrane i galvanometar ili potenciometar. Istovremeno se mjeri potrošnja električne energije. Nakon toga, električni grijač je isključen, a nakon 2-3 sata zaustavlja se vodovod u rashladne diskove.

Toplotna provodljivost materijala, W / (M-° C),

Gde W. - potrošnja električne energije, W; B - debljina uzorka, m; F. - površina jedne površine električnog grijača, m2;. T - temperatura na vrućoj površini uzorka, ° C; І2. - Temperatura na hladnoj površini uzorka, ° C.

Konačni rezultati na definiciju toplotne provodljivosti odnose se na prosječnu temperaturu uzoraka.
Gde T. - temperatura na vrućoj površini uzorka (prosjek dva uzoraka), ° C; T. 2 - Temperatura na hladnoj površini uzoraka (prosječno dva uzorka), ° C.

Metoda cevi. Da bi se utvrdila toplotna provodljivost proizvoda za toplotne izolacije s krivutom površinom (školjka, cilindri, segmenti), ugradnja se koristi, čiji je šematski dijagram prikazan na

Sl. 24. Ova jedinica je čelična cijev s promjerom od 100-150 mm i dužine od najmanje 2,5 m. Unutar cijevi na vatrostalnom materijalu postavljen je grijaći element, koji je podijeljen u tri neovisna dijela duž dužine Cijev: središnji (rad), zauzimajući približno] / s duljine cijevi i stranu, zaposleni za uklanjanje curenja topline kroz krajeve uređaja (cijevi).

Cev je instalirana na suspenzije ili na tribinama na udaljenosti od 1,5-2 m od poda, zidova i stropa sobe.

Temperatura cijevi i površine ispitivnog materijala mjeri se termopozovima. Prilikom testiranja potrebno je prilagoditi snagu električne energije koja su sigurnosni odjeljci uklonili za uklanjanje temperaturne razlike između radnog i sigurnosnog odjeljka
Mi. Ispitivanja se izvode sa stalnim režimom topline, na kojem je temperatura na površinama cijevi i izolacijskog materijala konstantna 30 minuta.

Potrošnja električne energije radnog grijača može se mjeriti kao vatmetar i zasebni voltmetar i ampermetar.

Toplotna provodljivost materijala, sa (m ■ ° C),

X -_____ D.

Gde D. - vanjski promjer testnog proizvoda, m; D. - Unutarnji promjer testnog materijala, m; - temperatura na površini cijevi, ° C; T. 2 - temperatura na vanjskoj površini testnog proizvoda, ° C; I - dužina radnog dijela grijača, m.

Pored termičke provodljivosti, na ovom uređaju možete izmjeriti veličinu toplotnog toka u strukturi toplotne izolacije izrađene od jednog ili drugog termičkom izolacijskom materijalu. Termalni tok (W / m2)

Određivanje toplotne provodljivosti na osnovu metoda nestajnog toplotnog protoka (dinamičke metode mjerenja). Zasnovane na metode na Mjerenje ne-stacionarnih toplotnih toplota (metode dinamičkih mjerenja), nedavno se svi širi koriste za određivanje termofizičkih vrijednosti. Prednost ovih metoda nije samo komparativna brzina eksperimenata, već i Veća količina informacija primljena u jednom iskustvu. Ovdje se još jedan put dodaje drugim parametrima nadziranog postupka. Zbog toga, samo dinamičke metode omogućavaju pribavljanje termofizičkih karakteristika materijala poput toplotne provodljivosti, toplotne sposobnosti, temperature, hlađenja (grijanje) prema rezultatima jednog eksperimenta

Trenutno postoji veliki broj metoda i uređaja za mjerenje dinamičkih temperatura i toplotnih tokova. Međutim, svi oni traže znati
Specifični uvjeti i uvođenje izmjena i dopuna dobivenih rezultata, jer se proces mjerenja toplinskih vrijednosti razlikuje od mjerenja vrijednosti druge prirode (mehaničkih, optičkih, električnih, akustičnih itd.) Sa svojom značajnom inercijom.

Stoga se metode zasnovane na mjerenju stacionarnih toplotnih toplota razlikuju od metoda koji se razmatraju značajno veći identitet između rezultata mjerenja i istinskih vrijednosti izmjerenih toplotnih vrijednosti.

Savršenstva o B i E i E dinamičkim metodama mjerenja prolaze u tri smjera. Prvo, to je razvoj metoda za analizu grešaka i uvođenje izmjena i dopuna rezultata mjerenja. Drugo, razvoj automatskih korektivnih uređaja za nadoknadu dinamičkih grešaka.

Razmislite o dvije metode najčešće u SSSR-u na temelju mjerenja ne-stacionarnog toplotnog toka.

1. Metoda redovnog termičkog režima sa Bikalnom - rimetrom. Prilikom primjene ove metode mogu se koristiti različite vrste dizajna biclorimetra. Razmislite o jednom od njih - malena ravna Bicalry - metar tipa MPB-64-1 (Sl. 25), koji je dizajniran
Da bi se utvrdila toplotna provodljivost polukrug, vlaknastih i rasutih termoizolacijskih izolacijskih materijala na sobnoj temperaturi.

Uređaj MPB-64-1 je cilindrični oblik utikača (karoserije) s unutarnjim promjerom od 105 mm, u Centar koji je izgrađen u jezgri sa montiranim u To je grijač i baterija diferencijalnih termopapa. Uređaj je napravljen od duralumin marke d16t.

Termobatrum diferencijalnih termokopualovih zrnkova - Rimetar opremljen je bakrenim bakrenim termokopovima, promjera elektroda od kojih je 0,2 mm. Krajevi okretaja termobatara uklanjaju se na mesinganim laticama prstena od stakloplastike, impregnirane bf-2 ljepilom, a zatim kroz žice do vilice. Grijaći element izrađen odNichrome žica s promjerom 0,1 mm, njegovana na kružnoj ploči sa piletinom BF-2 staklo Tkanine. Krajevi žice grijaćeg elementa, kao i krajevi termobatarne žice, prikazuju se na mesinganim prstenima i dalje, kroz utikač, na izvor napajanja. Grijaći element može se napajati naizmjeničnu struju od 127 V.

Uređaj je zapečaćen zbog brtve iz vakuumske gume, postavljene između kućišta i poklopca, kao i jastučić od žlijezde (peškovo-sukronon) između ručke, bobica i kućišta.

Termoparovi, grijač i njihovi zaključci trebali bi biti dobro izolirani iz kućišta.

Dimenzije testnih uzoraka ne smiju prelaziti promjer 104 mm i debeli 16 mm. Na uređaju istovremeno proizvede test dva blizanaca uzoraka.

Rad uređaja se temelji na sljedećem principu.

Proces hlađenja čvrstog grijanog na temperaturu T.° i postavljeni u srijedu sa temperaturom ©<Ґ при весьма большой теплопередаче (а) от тела doSrednja ("-\u003e - 00) i na konstantnoj temperaturi ovog srednjeg (0 \u003d Const), podijeljen je u tri faze.

1. Distribucija temperature u Tijelo je na prvom slučajnom karakteru, odnosno postoji neuredan termički režim.

2. Vremenom se hlađenje postaje naručeno, i.e. dolazi redovan režim, u kojem
Promjena ruma na temperaturi na svakoj tački tijela pridržava se eksponencijalnog zakona:

TUŽILAC WHITING - PITANJE: - Aue .- "1

Gdje je © povišena temperatura u nekom trenutku tijela; U - neku koordinatnu funkciju tačke; E-fondacija prirodnih logaritma; T - vrijeme od početka hlađenja tijela; t - tempo hlađenja; A je stalni uređaj ovisno o početnim uvjetima.

3. Nakon redovnog načina hlađenja karakterizira početak termičke ravnoteže karoserije sa okolinom.

Temp hlađenje t nakon diferencijacije izražavanja

Od T. u koordinatama U.U-T. Izražava se na sledeći način:

Gde Ali i U - Konstante uređaja; Od - Ukupna toplotna sposobnost ispitivnog materijala jednaka proizvodu specifične toplotne sposobnosti materijala na svojoj masi, J / (kg- ° C); t - brzina hlađenja, 1 / h.

Test se vrši na sljedeći način. Nakon postavljanja uzoraka u uređaj, poklopac uređaja čvrsto je pritisnut na kućište pomoću matice s kvrčavom. Uređaj se spušta u termostat s miješalicom, na primjer, termostat TC-16, napunjen temperaturom vode, a zatim povežite termoplaću diferencijalnih termopapura na galvanometar. Uređaj se čuva u termostatu kako bi se razina temperature vanjske i unutarnje površine uzoraka testnog materijala, koji se bilježi galvanometrom. Nakon toga, grijač jezgre uključuje. Jezgra se zagrijava na temperaturu veću od temperature vode od 30-40 ° u termostatu, a zatim isključite grijač. Kada se strelica galvanometara vraća na razmjeru ljestvice, zabilježi diskreciju galvanometara smanjuje se s vremenom. Ukupni rekordni 8-10 bodova.

U koordinatnom sustavu 1P0-T izgrađen je graf koji bi trebao imati vrstu ravne linije prelaza na nekim tačkima apscisne osi i ordinate. Zatim izračunajte tangentni ugao nagiba nastalog direktnog, što izražava vrijednost procesa hlađenja materijala:

__ U 6t. - U. O2. __ 6 02

Tiu - - J.

T2 - TJ 12 - "El

Gde su bi i 02 odgovarajući pravilnici za TI i T2 vreme.

Iskustvo ponovite ponovo i još jednom odredite brzinu hlađenja. Ako je odstupanje u vrijednostima stope hlađenja izračunato tokom prvih i drugih eksperimenata, manje od 5%, ograničeno na ova dva eksperimenta. Prosječna vrijednost stope hlađenja određena je rezultatima dvaju eksperimenata i izračunavaju toplinsku provodljivost materijala, w / (m * ° C)

X \u003d (A + yasure) / i.

Primjer. Testni materijal je prostirka mineralne vune na fenolnom vezivu s prosječnom gustoćom u suhom stanju od 80 kg / m3.

1. Izračunajte veličinu uzorka materijala postavljenog u uređaju,

Gdje je RP materijal smješten u jednom cilindričnom kapacitetu uređaja, kg; VN. - zapremina jednog cilindričnog spremnika uređaja jednak 140 cm3; PCP - prosječna gustina materijala, G / CM3.

2. Odrediti sastav Bcyp. , Gde U - Konstanta uređaja, jednak 0,324; C je specifična toplinska sposobnost materijala jednaka 0,8237 KJ / (kg-k). Onda VSR \u003d. =0,324 0,8237 0,0224 = 0,00598.

3. Rezultati Zapažanja za Uzorci hlađenja na uređaju na vrijeme smo u tabeli. 2.

Odstupanja u vrijednostima stope hlađenja T i T2 su manje od 5%, pa se ponavljaju eksperimenti ne mogu proizvesti.

4. Izračunajte prosječni tempo hlađenja

T \u003d (2,41 + 2.104) / 2 \u003d 2.072.

Poznavanje svih potrebnih vrijednosti, računamo toplotnu provodljivost

(0.0169 + 0.00598) 2.072 \u003d 0,047 W / (M-K)

Ili w / (m- ° C).

Istovremeno, prosječna temperatura uzoraka bila je 303 do ili 30 ° C. U formuli 0,0169-L (konstantne uređaje).

2. Metoda sonde. Postoji nekoliko sorti metode sonde za određivanje toplotne cijevi
Izolacijski materijali se međusobno razlikuju od strane odgovarajućih uređaja i principi zagrijavanja sonde. Razmotrite jednu od ovih metoda - metoda cilindrične sonde bez električnog grijača.

Ova metoda je sljedeća. Metalna šipka s promjerom od 5-6 mm (Sl. 26) i dužine oko 100 mm ubrizgava se u debljinu vrućeg termičkog izolacijskog materijala i uz pomoć unutar štapa

Termoparovi određuju temperaturu. Određivanje temperature izrađuje se u dva prijema: Na početku eksperimenta (u vrijeme grijanja sonde) i na kraju, kada se dogodi ravnotežna država i povećanja temperature sonde ukinu. Vrijeme između ove dvije tačke mjeri se pomoću štoperice. h toplotni materijal za provodljivost W / (M ° C), R.2cv

Gde R. - radijus šipke, m; Od - specifična toplotna sposobnost materijala iz kojeg se vrši štap, KJ / (KGH HC); V-volumen štapa, M3; T - Vremenski interval između temperaturnih referenci, H; TX i U - temperature u vrijeme prvog i drugog uzoraka, do ° C.

Ova metoda je vrlo jednostavna i omogućava vam brzo utvrđivanje toplotne provodljivosti materijala i u laboratoriju i u proizvodnoj uvjetima. Međutim, pogodan je samo za grubu procjenu ovog pokazatelja.

Do danas, jedinstvena klasifikacija nije razvijena, koja je povezana s raznolikošću postojećih metoda. Sve poznate eksperimentalne metode za mjerenje koeficijenta toplotne provodljivosti materijala podijeljene su u dvije velike grupe: stacionarno i ne-nepomično. U prvom slučaju, kvaliteta izračunate formule koristi se privatna rješenja jednadžbi toplotne provodljivosti

pod uvjetom, u drugom - pod uvjetom gdje t je temperatura; f - vrijeme; - Koeficijent temperature; L - koeficijent toplotne provodljivosti; C - specifična toplina; G - Gustina materijala; - replace operator zabilježen u odgovarajućem koordinatnom sustavu; - Specifični kapacitet volumetrijskog izvora topline.

Prva grupa metoda zasniva se na korištenju stacionarnog termičkog režima; Drugi je nestatički termički režim. Stacionarne metode za određivanje koeficijenta toplotne provodljivosti prirodom mjerenja su izravne (to jest koeficijent toplotne provodljivosti izravno je određen) i podijeljeni su u apsolutni i relativni. U apsolutnim metodama, parametri izmjereni u eksperimentu omogućavaju korištenje izračunate formule za dobivanje željenog koeficijenta toplotne provodljivosti. U relativnim metodama se parametri mjere u eksperimentu omogućuju nam da dobijemo željenu vrijednost toplotne provodljivosti pomoću izračunate formule. U relativnim metodama izmjerenih parametara nije dovoljno izračunati apsolutnu vrijednost. Ovdje su moguća dva slučaja. Prvo je promatrati promjenu koeficijenta toplotne provodljivosti u odnosu na izvor, usvojen po jedinici. Drugi slučaj je upotreba referentnog materijala sa poznatim termičkim svojstvima. U ovom slučaju, formula izračuna koristi koeficijent toplotne provodljivosti standarda. Relativne metode imaju prednost u odnosu na apsolutne metode, jer jednostavnije. Daljnja podjela stacionarnih metoda može se izvesti prema prirodi grijanja (vanjskog, volumetrijskog i kombiniranog) i tipa izotermi temperaturnog polja u uzorcima (ravna, cilindrična, sferna). Podgrupa vanjskih metoda grijanja uključuje sve metode u kojima se koristi vanjski (električni, volumetrijski itd.) I zagrijavanje površina uzorka sa termičkim zračenjem ili elektronskim bombardiranjem. Podgrupa metoda sa zapreminom grijanja kombinira sve metode u kojima se grijanje koristi strujom koji se prenosi kroz uzorak, zagrijavajući proučeni uzorak od neutrona ili G-zračenja ili ultra visokih frekvencijskih struja. Metode u kojima se vanjsko i jačinsko zagrevanje uzoraka istovremeno koriste istovremeno ili srednje grijanje (na primjer, visoke frekvencijske struje) može se pripisati podskupini kombiniranih metoda grijanja.

U sve tri podskupe stacionarne metode. Temperaturna polja

može biti drugačije.

Ravne izoterme formiraju se u slučaju kada je termički tok usmjeren duž osi uzorke simetrije. Metode pomoću ravnih izoterma u literaturi nazivaju se metode aksijalnih ili uzdužnih toplinskih toplina i samim eksperimentalnim instalacijama - ravni uređaji.

Cilindrični izotermi odgovaraju širenju topline toka u smjeru polumjera cilindričnog uzorka. U slučaju kada je toplotni tok usmjeren duž radijusa sfernog uzorka, pojavljuju se sferni izotermi. Metode koje koriste takve izoterme nazivaju se sfernim i uređajima - lopta.

Bez obzira na razmjeru izgradnje, prvo se razvija prvo. U crtežima ne odražava se samo geometrija strukture, već i izračunavanje glavnih karakteristika toplotne inženjerstva. Da biste to učinili, morate znati toplotnu provodljivost građevinskog materijala. Glavna svrha izgradnje je izgradnja izgradnje izgradnje izdržljivih struktura, izdržljivih struktura, u kojima udobno bez prekomjernih troškova grijanja. S tim u vezi, znanje koeficijenata toplinske provodljivosti je izuzetno važna.

Brick ima najbolju toplotnu provodljivost

Karakterističan pokazatelj

Pod toplinskom toplotnom provodljivošću shvaćena je kao toplinska energija iz više grijanih predmeta na manje grijane. Razmjena ide dok ne dođe ravnoteža temperature.

Prijenos topline određuje se segmentom vremena tijekom kojeg je temperatura u sobama u skladu s temperaturom okoline. Što je manji ovaj interval, veća je provodljivost topline građevinskog materijala.

Koncept koeficijenta toplotne provodljivosti koristi se za karakterizaciju provodljivosti topline, pokazujući koliko vrućine u takvom vremenu prolazi kroz tako površinu. Nego što je ta brojka veća, to je veća izmjena topline, a izgradnja se hladi mnogo brže. Dakle, u izgradnji građevina preporučuje se korištenje građevinskih materijala sa minimalnom toplinskom provodljivošću.

U ovom ćete video naučiti o toplotnoj provodljivosti građevinskog materijala:

Kako odrediti gubitak topline

Glavni elementi zgrade kroz koji toplina ide:

• vrata (5-20%);
• pod (10-20%);
• krov (15-25%);
• zidovi (15-35%);
• windows (5-15%).

Razina gubitka topline određuje se pomoću termičke slike. Na najteža područja crvena boja govori o manjim gubicima topline reći će žuto i zeleno. Zone u kojima su najmanji gubici istaknuti u plavoj boji. Vrijednost toplotne provodljivosti definirana je u laboratorijskim uvjetima, a materijal se izdaje kvalitetan certifikat.

Vrijednost provodljivosti topline ovisi o takvim parametrima:

1. Poroznost. Pore \u200b\u200brazgovaraju o nehodogenosti strukture. Kad se toplina prođe kroz njih, hlađenje će biti minimalno.
2. Vlaga. Visok nivo vlage izaziva raseljenje suhog zraka sa kapljicom tekućine iz pora, zbog čega se vrijednost više puta povećava.
3. Gustoća. Velika gustina doprinosi aktivnijoj interakciji čestica. Kao rezultat toga, izmjena topline i ravnoteže temperature teče brže.

Koeficijent toplotne provodljivosti

U kući gubitka topline, oni su neizbježni, a javljaju se kada je temperatura ispod prozora manja nego u sobama. Intenzitet je varijabilna vrijednost i ovisi o mnogim faktorima, od kojih su glavni su sljedeći:

1. Površina uključena u razmjenu topline.
2. Pokazatelj termičke provodljivosti izgradnje materijala i elemenata zgrade.
3. Temperatura razlike.

Za označavanje koeficijenta toplotne provodljivosti građevinskog materijala koristi se grčko slovo λ. Jedinica mjerenja - W / (m × ° C). Izračun se vrši na 1 m² zidova debljine zida. Ovdje je temperaturna razlika 1 ° C.

Primjer iz prakse

Uvjetno su materijali podijeljeni u toplinsku izolaciju i strukturni. Potonji imaju najveću toplotnu provodljivost, oni grade zidove, preklapaju druge ograde. Na tabeli materijala, kada izgradnja zidova od armiranog betona osigurava malu izmjenu topline sa okolinom, debljina treba biti oko 6 m. Ali onda struktura će biti glomazna i skupa.

U slučaju pogrešnog izračuna toplotne provodljivosti prilikom dizajniranja mandata budućnosti, samo 10% toplote iz nosača energije bit će zadovoljan. Stoga se kuće iz standardnih građevinskih materijala preporučuju da se dodatno izoliraju.

Prilikom obavljanja odgovarajuće hidroizolacije izolacije, velika vlaga ne utječe na kvalitetu toplotne izolacije, a struktura strukture izmjene topline postat će mnogo veća.

Najoptimalniji opcija je upotreba izolacije

Najčešća opcija je kombinacija potpornog konstrukcije od materijala velike čvrstoće s dodatnom toplinskom izolacijom. Na primjer:

1. Okvirna kuća. Izolacija je složena između regala. Ponekad s blagim padom izmjene topline, potrebna je dodatna izolacija izvan glavnog okvira.
2. Izgradnja sa standardnih materijala. Kad su zidovi od opeke ili šljake, izolacija se vrši vani.

Građevinski materijal za vanjske zidove

Zidovi su danas postavljeni iz različitih materijala, međutim, najpopularniji ostaci: drveni, cigli i građevinski blokovi. Uglavnom se razlikuju gustoća i provodljivost topline građevinskog materijala. Uporedna analiza omogućava vam da pronađete zlatnu sredinu u omjeru između ovih parametara. Gustina je veća, što je veća nosivost materijala, a samim tim i cijela struktura. Ali toplinska otpornost postaje manja, odnosno povećavaju troškove energije. Obično s manjom gustoćom postoji poroznost.

Koeficijent toplotne provodljivosti i njezine gustoće.

Grijači za zidove

Izolacija se koriste kada nema dovoljno toplotne otpornosti vanjskih zidova. Obično za stvaranje ugodne mikroklime u prostorijama, dovoljno debljine je 5-10 cm.

Vrijednost koeficijenta λ daje se u sljedećoj tablici.

Toplinska provodljivost mjeri sposobnost tijela da preskoči toplinu kroz sebe. To ovisi o sastavu i strukturi. Gusti materijali, poput metala i kamena, dobri su toplinski provodnici, dok su male gustoće tvari, poput plina i porozne izolacije, loših provodi.

Toplinska provodljivost su najvažnije termofizičke karakteristike materijala. Mora se uzeti u obzir prilikom dizajniranja grijaćih uređaja, odabirom debljine zaštitnih premaza, uzimajući u obzir gubitke topline. Ako nema odgovarajućeg direktorija na ruci ili na skladištu, a sastav materijala definitivno nije poznat, njegova termička provodljivost mora se izračunati ili mjeriti eksperimentalno.

Komponente toplotne provodljivosti materijala

Toplinska provodljivost karakterizira proces prenosa topline u homogenom tijelu sa određenim ukupnim dimenzijama. Stoga su početni parametri za mjerenje:

1. Područje u smjeru okomito na smjer toplotnog toka.
2. Vrijeme tokom koje se odvija toplina toplotne energije.
3. Temperaturna razlika između pojedinih dijelova dijela ili proučenog uzorka jedni od drugih.
4. Snaga termičkog izvora.

Da bi se pridržavale maksimalne tačnosti rezultata, potrebno je stvoriti nepomično (navedeno u vremenu) uvjetima prijenosa topline. U ovom slučaju, vremenski faktor može se zanemariti.

Moguće je utvrditi toplotnu provodljivost na dva načina - apsolutni i relativni.

Apsolutna metoda evaluacije toplotne provodljivosti

U ovom se slučaju određuje direktna vrijednost toplotnog toka, koja se šalje u uzorku proučavan. Najčešće je uzorak prihvaćen sa štapom ili lamelarom, mada u nekim slučajevima (na primjer, prilikom određivanja toplinske provodljivosti koaksialnih postavljenih elemenata), može imati svoj vrstu šupljeg cilindra. Nedostatak uzoraka lamela je potreba za strogom ravninom paralelizmom suprotnih površina.

Stoga se za metale koji karakterizira visoka toplotna provodljivost, uzorak u obliku šipke češće se uzima.

Suština mjerenja je sljedeća. Na suprotnim površinama, stalne temperature održavaju se iz izvora topline, koji se nalazi strogo okomito na jednu od površina uzorka.

U ovom slučaju bit će željeni parametar termalne provodljivosti λ
λ \u003d (q * d) / f (t2-t1), w / m ∙ k, gdje:
Q je snaga toplotnog toka;
D - debljina uzorka;
F - područje uzorka na kojem se ponaša toplinski protok;
T1 i T2 - temperature na površinama uzorka.

Budući da se moć topline fluksa za električne grijače može izraziti kroz njihovu energiju, a termički senzori povezani s modelom mogu se koristiti za mjerenje temperature, a zatim izračunati indikator toplotne provodljivosti λ neće biti posebne poteškoće.

Da bi se uklonili neproduktivni toplotni gubici i poboljšali točnost metode, uzorci i grijač treba postaviti u efikasnoj toplotnoj izolacijskoj jačini zvuka, na primjer, u potopnoj plovilo.

Relativna metoda određivanja toplotne provodljivosti

Izuzetno iz razmatranja Faktor snage termičkog toka može se koristiti ako se može koristiti jedna od metoda komparativne evaluacije. U tu svrhu, između štapa, toplinska provodljivost koja se traži da se utvrdi, a izvor topline postavlja se u referentni uzorak, toplotna provodljivost materijala λ 3 je poznata. Da biste isključili greške u mjerenjima, uzorci su usko pritisnuti jedni drugima. Suprotni kraj izmjerenog uzorka uronjen je u hladnoj kupki, nakon čega su dva termopapura povezana na obje šipke.

Toplinska provodljivost izračunava se iz izraza
λ \u003d λ 3 (d (t1 3 -t2 3) / d 3 (t1-t2)), gdje:
D je udaljenost između termokopaka u uzorku u okviru studija;
D 3 - udaljenost između termoeleksa u referenci uzorka;
T1 3 i T2 3 - Indikacije termoelementa instalirane u referenci uzorka;
T1 i T2 - Indikacije termoelementa ugrađene u proučeni uzorak.

Toplotna provodljivost može se odrediti i poznatom električnom provodljivošću γ uzorka materijala. Da biste to učinili, dirigent iz žice primljen je kao testni uzorak, na krajevima čija se konstantna temperatura održava na bilo koji način. Kroz dirigent prolazi stalna električna struja sile I, a kontakt terminala treba pristupiti savršenim.

Nakon postizanja stacionarnog termičkog stanja, temperaturna maksimalna T max nalazit će se na sredini uzorka, uz minimalne vrijednosti T1 i T2 na svojim krajevima. Mjerenje razlike u potencijalima u između ekstremnih uzorkovanih točaka, vrijednost toplotne provodljivosti može se odrediti iz ovisnosti

Točnost evaluacije toplotne provodljivosti povećava se s povećanjem dužine testnog uzorka, kao i uz povećanje trenutne sile koja se prosljeđuje kroz njega.

Relativne metode za mjerenje toplotne provodljivosti su preciznije i praktičnije u praktičnoj upotrebi, ali zahtijevaju značajno vrijeme provedeno vrijeme na mjerenjima. To je zbog dužine uspostavljanja stacionarnog termičkog stanja u uzorku, to se utvrđuje toplotna provodljivost.

Za proučavanje toplotne provodljivosti tvari koristite dvije grupe metoda: stacionarni i ne-nepomični.

Teorija stacionarnih metoda je jednostavnija i više dizajnirana u potpunosti. Ali ne-stacionarne metode u principu, pored koeficijenta toplotne provodljivosti, izvršite informacije o koeficijentu temperature i topline. Stoga se nedavno velika pažnja posvećuje razvoju ne-stacionarnih metoda za određivanje termofizičkih svojstava tvari.

Ovdje se smatraju nekim stacionarnim metodama za utvrđivanje koeficijenta toplinske provodljivosti tvari.

ali) Metoda ravnog sloja. S jednodimenzionalnim toplinskim protokom kroz ravni sloj, koeficijent toplotne provodljivosti određuje formulu

gde d -debljina, T. 1 I. T. 2 - vruće i hladne temperature uzorka.

Za proučavanje toplotne provodljivosti, ova metoda treba stvoriti blizu jednodimenzionalnog toplotnog protoka.

Tipično se temperature mjere ne na površini uzorka, a na neku udaljenost od njih (vidi Sl. 2.) Dakle, potrebno je uvesti izmjene temperature padom temperature u grijač i hladnjaku, kako bi se umanjili toplinski otpor kontakata.

U studiji tečnosti za uklanjanje pojave konvekcije, gradijent temperature treba usmjeriti u gravitacijsko polje (dolje).

Sl. 2. Shema metoda ravnine ravnine za mjerenje toplotne provodljivosti.

1 - uzorak u studiji; 2 - grijač; 3 - hladnjak; 4, 5 - izolacijski prstenovi; 6 - sigurnosni grijači; 7 - Termoparovi; 8, 9 - diferencijalni termoparovi.

b) Metoda Egera. Metoda se temelji na rješavanju jednodimenzionalne jednadžbe toplotne provodljivosti, što je opisalo širenje topline duž šipke zagrijane električnim udarom. Poteškoće sa korištenjem ove metode sastoji se u nemogućnosti stvaranja strogih adijabatskih uvjeta na vanjskoj površini uzorka, što narušava ukupnost toplotnog toka.

Procijenjena formula ima obrazac:

(14)

gde s. - Električna provodljivost uzorka u studiju, U. - pad napona između ekstremnih tačaka na krajevima štapa, DT. - temperaturna razlika između srednjeg štapa i točke na kraju šipke.

Sl. 3. Šema metode Egera.

1 - Električna peć; 2 - uzorak; 3 - PIN pričvršćivanja uzorka; T 1 ¸ T 6 - Mjesta za brtvljenje termoelementa.

Ova metoda se koristi u istraživanju električno provodljivih materijala.

u) Metoda cilindričnog sloja. Tečnost u studiju (rasuti materijal ispunjava cilindrični sloj formiran dva koaksijalna cilindara. Jedan od cilindara, najčešće je grijač (Sl. 4).

Sl.4.Chemem metoda cilindričnog sloja

1 - unutrašnji cilindar; 2 - glavni grijač; 3 - sloj proučarene supstance; 4 - vanjski cilindar; 5 - Termoparovi; 6 - Sigurnosni cilindri; 7 - dodatni grijači; 8 - Kućište.

Razmislite o detaljnijem stacionarnom procesu toplotne provodljivosti u cilindričnom zidu, temperatura vanjskih i unutrašnjih površina čiji se održava konstantnom i jednakom 1 i t 2 (u našem slučaju, ovo je sloj tvari u studiji 5). Toplotni toplotni tok definiramo kroz zid pod uvjetom da unutarnji promjer cilindričnog zida D 1 \u003d 2r 1, a vanjski D 2 \u003d 2R 2, L \u003d Const i toplina distribuiraju se samo u radijalnom smjeru.

Da biste riješili problem, koristimo jednadžbu (12). U cilindričnim koordinatama kada ; Jednadžba (12), prema (1o), uzima Vit:

. (15)

Uvodimo imenovanje dT./dr.\u003d 0, dobivamo

Nakon integriranja i potencijala ovog izraza, prelazak na početne varijable, dobivamo:

. (16)

Kao što se može vidjeti iz jednadžbe, ovisnost T \u003d F (R) je logaritamska.

Stalna integracija C 1 i C 2 mogu se odrediti ako je u ovoj jednadžbi zamijeniti granične uvjete:

za r \u003d r 1 t \u003d t 1 i T 1 \u003d c 1ln. r 1 + C 2,

za r \u003d r 2 t \u003d t 2i T 2 \u003d c 1ln. r 2 + C 2.

Rješenje ovih jednadžbi je relativna Od 1 I. Sa 2 Daje:

;

Umjesto toga zamjenjujući ove izraze Sa 1. i Sa 2 U jednadžbi (1b), dobivamo

(17)

termički protok kroz područje cilindrične površine polumjera r. a dužina se određuje pomoću Fourierovog zakona (5)

.

Nakon zamjene, dobivamo

. (18)

Termička provodljivost L sa poznatim vrijednostima TUŽILAC WHITING - PITANJE:, T. 1 , T. 2 , d. 1 , d. 2, izračunata formulom

. (19)

Za suzbijanje konvekcije (u slučaju tečnosti), cilindrični sloj bi trebao imati malu debljinu, obično dionice milimetra.

Smanjenje dojma gubitaka u metodi cilindričnog sloja postiže se povećanjem odnosa / d. i sigurnosni grijači.

d) Metoda grijane žice. U ovoj metodi odnos / d. Povećava se smanjenjem d.. Unutrašnji cilindar zamjenjuje tankom žicom koja je istovremeno bila grijač i termometar otpornosti (Sl. 5). Kao rezultat relativne jednostavnosti dizajna i detaljnog razvoja teorije, metoda grijanog žica postala je jedna od najsavršenijih i najtačnijih. U praksi eksperimentalnih studija toplotne provodljivosti tekućine IGZES-a zauzima vodeće mjesto.

Sl. 5. Shema mjerne ćelije, proizvedena metodom grijane žice. 1 - Mjerna žica, 2 - Tube, 3 - Studirana supstanca, 4 - Struje, 5 - Potencijalne slavine, 6 - vanjski termometar.

Uz uvjete da se cijeli toplinski protok iz odjeljka AV distribuira radijalno, a temperaturna razlika t 1 - t 2 nije velika, tako da je formula razmotrila l \u003d Const, koeficijent toplotne provodljivosti može se razmotriti.

, (20)

gde TUŽILAC WHITING - PITANJE: AB \u003d T × u AB - snaga dodijeljena na žici.

e) Metoda kuglanja. Pronalaže upotrebu u praksi studija toplotne provodljivosti tečnosti i rasutim materijalima. Studirana supstanca pričvršćena je na oblik sfernog sloja, koji omogućava, u principu, isključivanje nekontroliranih toplotnih gubitaka. Tehnički je ova metoda prilično komplicirana.