Materialets og stoffernes evne til at udføre varme kaldes termisk ledningsevne (X,) og udtrykkes af mængden af \u200b\u200bvarme, der passerer gennem vægområdet 1 m21 m tyk i 1 time med temperaturforskel på modsatte vægflader i 1 grader. Enhed af måling af termisk ledningsevne - W / (M-K) eller W / (M- ° C).

Den termiske ledningsevne af materialer bestemmes

Hvor Q. - mængden af \u200b\u200bvarme (energi), w; F. - det tværsnitsareal af materialet (prøve), vinkelret på retning af varmestrømmen, m2; Ved temperatur på de modsatte overflader af prøven, til eller ° C; prøve tykkelse, m.

Termisk ledningsevne er en af \u200b\u200bhovedindikatorerne for egenskaberne af termiske isoleringsmaterialer. Denne indikator afhænger af en række faktorer: den totale porøsitet af materialet, størrelse og form af porer, typen af \u200b\u200bfast fase, typen af \u200b\u200bgas, påfyldningsporen, temperaturen osv.

Afhængigheden af \u200b\u200btermisk ledningsevne fra disse faktorer i den mest universelle form udtrykkes af LEEBA-ligningen:

_______ С.S.______ - і

Hvor KR-termisk ledningsevne af materialet; XS er den termiske ledningsevne af den faste fase af materialet; PC. - antallet af porer i tværsnittet vinkelret på varmestrømmen Pi.- antal porer, der er i en sektion parallelt med varmestrømmen; B - radial konstant є - Udnævnelighed; V er en geometrisk faktor, der påvirker. stråling indenfor pore; Tt. - gennemsnitlig absolutte temperatur D. - Gennemsnitlig porediameter.

Kendskab til den termiske ledningsevne af et termisk isoleringsmateriale gør det muligt at tydeliggøre sine termiske isolationsegenskaber korrekt og beregne tykkelsen af \u200b\u200bden varmeisolerende struktur fra dette materiale på de angivne betingelser.

I øjeblikket er der en række metoder til bestemmelse af termisk ledningsevne af materialer baseret på måling af stationære og nonstationære varmestrømme.

Den første gruppe af metoder muliggør målinger i en bred vifte af temperaturer (fra 20 til 700 ° C) og opnå mere præcise resultater. Ulempen ved metoderne til måling af stationær varmestrøm er en stor varighed af erfaring målt efter timer.

Den anden gruppe af metoder tillader eksperiment i inden for et par minutter (op til 1 h), men det er egnet til bestemmelse af den termiske ledningsevne af materialer kun ved relativt lave temperaturer.

Måling af termisk ledningsevne af byggematerialer ved denne fremgangsmåde fremstilles ved anvendelse af instrumentet vist i fig. 22. På samme tid ved hjælp af mindretal Varmemåleren er produceret Måling af stationær varmeflux, der passerer gennem et testprøvemateriale.

Enheden består af en flad elvarmer 7 og lav inertationsvarmer 9, Installeret i en afstand på 2 mm fra overfladen af \u200b\u200bkøleskabet 10, Gennem hvilket vand strømmer kontinuerligt kontinuerligt. Termoelementer er lagt på overfladerne af varmeren og varmemåleren 1,2,4 og 5. Enheden er anbragt i et metalhus 6, fyldt med termisk isoleringsmateriale. Stramkontakt af prøven 8 Til varmemåleren og varmeren leveres af trykadaptationen 3. Varmeapparatet, Heather. Og køleskabet har en diskform med en diameter på 250 mm.

Varmfluxen fra varmeren gennem prøven og lav-inertationsvarmåleren overføres til køleskabet. Størrelsen af \u200b\u200bvarmefluxen, der passerer gennem den centrale del af prøven, måles ved hjælp af en varmemåler, som er en termisk batch på parens tar, eller Varme - Mål med et reproducerende element, hvor en flad elvarmer er monteret.

Indretningen kan måle termisk ledningsevne ved en temperatur på en varm overflade af prøven fra 25 til 700 ° C.

Instrumentet omfatter: En termostat af type PO-1, KP-59 type potentiometer, et laboratorie-250-2 laboratoriumbil, MHP termoelementkontakt, TS-16 termostat, Ampermeter ACC-enhed op til 5 A og termos.

Prøver af materiale, der udsættes for test, bør have i form af en cirkelform med en diameter på 250 mm. Tykkelsen af \u200b\u200bprøverne må ikke være mere end 50 og mindst 10 mm. Tykkelsen af \u200b\u200bprøverne måles med en nøjagtighed på 0,1 mm og defineres som det aritmetiske gennemsnit af resultaterne af fire dimensioner. Prøverne af prøverne skal være flade og parallelle.

Ved afprøvning af fibrøse, bulk-, bløde og halvstive termiske isoleringsmaterialer placeres udvalgte prøver i en 250 mm med en diameter på 250 mm og en højde på 30-40 mm, fremstillet af asbest-karton med en tykkelse på 3-4 mm .

Tætheden af \u200b\u200bden valgte prøve under den specifikke belastning bør være ensartet i hele volumenet og svarer til den gennemsnitlige tæthed af testmaterialet.

Prøver før test skal tørres til en konstant masse ved en temperatur på 105-110 ° C.

Prøven fremstillet til testning er anbragt på en lyng og presset varmeren. Derefter indstilles instrumentvarmertermostaten til den angivne temperatur og omfatter varmeren til netværket. Efter at have etableret en stationær tilstand, ved hvilken vidnesbyrd om varmemåleren på potentiometeret noteres i 30 minutter.

Ved anvendelse af en lavvindingsvarmåler med et reproducerende element oversættes vares vidnesbyrd til nul-galvanometeret og indbefatter en strøm gennem en detailhandel og en milliammeter til kompensation, samtidig med at der opnås positionen af \u200b\u200bnull-galvanometerets pil ved 0, hvorefter vidnesbyrdet på instrumentskalaen registreres i MA.

Ved måling af mængden af \u200b\u200bvarme ved minoritetsvarmåler med et reproduktionselement fremstilles beregningen af \u200b\u200btermisk ledningsevne af materialet med formlen

Hvor B - prøvens tykkelse, m; T. - temperatur på den varme overflade af prøven, ° C - Temperatur på den kolde overflade af prøven, ° C Q. - mængden af \u200b\u200bvarme, der passerer gennem prøven i retningen vinkelret på overfladen, W / m2.

Hvor R er den konstante modstand af varmemålerens varmemåvarmer, ohm; / - nuværende, a; F. - Salmon Square, M2.

Ved måling af mængden af \u200b\u200bvarme (Q) foretages beregningen af \u200b\u200ben gradet minoritetsvarmåler med formlen Q.= AE. (W / m2), hvor E. - elektromotive kraft (EMF), MV; A er et konstant instrument, der er angivet i det graderede vidnesbyrd for en varmemåler.

Temperaturen af \u200b\u200bprøvefladerne måles med en nøjagtighed på 0,1 S (under stationær tilstand). Varmfluxen beregnes med en nøjagtighed på 1 W / m2 og termisk ledningsevne til 0,001 W / (M- ° C).

Når man arbejder på denne enhed, er det nødvendigt at fremstille sin periodiske check ved at afprøve standardprøver, der leveres af forskningsinstitutter af metrologi og laboratorier i Standarderne, foranstaltninger og måleinstrumenter på Ministerrådet for Sovjetunionen.

Efter erfarings- og dataindsamlingen foretages testcertifikatet for at teste det materiale, hvor følgende data skal indeholde: navn og adresse på laboratoriet udført af testen; testdato; Navn og egenskaber af materialet; Den gennemsnitlige tæthed af materialet i en tør tilstand; Den gennemsnitlige temperatur af prøven under testen Termisk ledningsevne af materiale ved denne temperatur.

Fremgangsmåden af \u200b\u200bto plader tillader at opnå mere pålidelige resultater end dem, der tages i betragtning, da to tvillingprøver udsættes for testene og derudover varme tråd Prøver, har to retninger: Efter en prøve går den fra bund til top og gennem den anden - fra top til bund. Denne omstændighed bidrager stort set til gennemsnitlige testresultater og bringer vilkårene for erfaringerne til de reelle betingelser for materialetjenesten.

Det konceptuelle diagram af et tolagsinstrument til bestemmelse af den termiske ledningsevne af materialer ved hjælp af stationær tilstandsmetode er vist i fig. 23.

Enheden består af en centralvarmer 1, en sikkerhedsvarmer 2, Køle diske 6, hvem er

Materialeprøver presse 4 Til opvarmning, isolerende påfyldning 3, Thermopar. 5 og kappe 7.

Enheden indeholder følgende justerings- og måleinstrument. Spændingsstabilisator (CH) Autotransformere. (T), wattmeter. (W.), Ampmetre (A), sik(P), termoelementkontakt (er), galvanometer eller temperaturmålingspotentiometer (D)Og fartøjet med is (c).

For at sikre de samme grænsevilkår ved perimeteren af \u200b\u200btestprøverne accepteres varmeformen med disken. Diameteren af \u200b\u200bhovedopvarmningsvarmeren til beregningsmiddel er taget til 112,5 mm, hvilket svarer til området i 0,01 m2.

Prøven af \u200b\u200bmateriale på termisk ledningsevne er lavet som følger.

Fra det materiale, der er valgt til testning, fremstilles to tvillingprøver i form af diske med en diameter svarende til diameteren af \u200b\u200bsikkerhedsringen (250 mm). Tykkelsen af \u200b\u200bprøverne skal være de samme og ligge i området fra 10 til 50 mm. Prøvernes overflader skal være flade og parallelle, uden ridse og bukser.

Prøven af \u200b\u200bfibrøse og bulkmaterialer fremstilles i særlige klumper fra asbestpartkort.

Før testen tørres prøverne til en konstant masse og måles dem med en tykkelse med en nøjagtighed på 0,1 mm.

Prøver anbringes på begge sider af elvarmeren og presses dem til det med køleplader. Indstil derefter spændingsregulatoren (lat) til den position, hvor den specificerede temperatur på elvarmeren er tilvejebragt. Forøg cirkulationen af \u200b\u200bvand i køleplader og efter at have nået den stabile tilstand, der observeres af galvanometeret, måles temperaturen af \u200b\u200bde varme og kolde overflader af prøverne, for hvilke de bruger de tilsvarende termoelementer og et galvanometer eller potentiometer. Samtidig måles forbruget af elektricitet. Derefter slukkes elvarmeren, og efter 2-3 timer stoppes vandforsyningen til køleplader.

Termisk ledningsevne af materiale, W / (M- ° C),

Hvor W. - Elforbrug, W; B - Prøvens tykkelse, M; F. - område af en overflade af elvarmeren, m2; T - temperatur i den varme overflade af prøven, ° C; І2. - Temperatur i den kolde overflade af prøven, ° C.

De endelige resultater på definitionen af \u200b\u200btermisk ledningsevne henviser til gennemsnitstemperaturen på prøverne.
Hvor T. - temperatur i den varme overflade af prøven (gennemsnit af to prøver), ° C; T. 2 - Temperatur i den kolde overflade af prøverne (gennemsnit af to prøver), ° C.

Rørmetode. For at bestemme den termiske ledningsevne af termiske isoleringsprodukter med en krøllet overflade (shell, cylindre, segmenter), anvendes installationen, hvis skematiske diagram er vist på

Fig. 24. Denne enhed er et stålrør med en diameter på 100-150 mm og en længde på mindst 2,5 m. Inden i røret på det ildfaste materiale er et varmeelement monteret, som er opdelt i tre uafhængige sektioner langs længden af Røret: Central (arbejder), besættelse af ca.] / s rørlængder og side, medarbejdere til at eliminere varmelekage gennem enderne af enheden (rør).

Røret er installeret på suspensioner eller på stande i en afstand på 1,5-2 m fra gulvet, væggene og loftet på rummet.

Temperaturen af \u200b\u200brøret og overfladen af \u200b\u200btestmaterialet måles ved termoelementer. Når du tester, er det nødvendigt at justere strømmen af \u200b\u200bel, der forbruges af sikkerhedssektioner for at eliminere temperaturforskellen mellem arbejds- og sikkerhedssektionen
mi. Test udføres med en stabil varmetilstand, ved hvilken temperaturen på overfladerne af røret og isolerende materiale er konstant i 30 minutter.

Arbejdsvarmerens elforbrug kan måles som et wattmeter og et separat voltmeter og ammeter.

Termisk ledningsevne af materiale, m / (m ■ ° C),

X -_____ D.

Hvor D. - testproduktets ydre diameter, m; D. - Den indre diameter af testmaterialet, m; - temperatur på overfladen af \u200b\u200brøret, ° C T. 2 - Temperatur på testproduktets ydre overflade, ° C I - Længde af arbejdsdelen af \u200b\u200bvarmeren, m.

Ud over termisk ledningsevne kan du på denne enhed måle størrelsen af \u200b\u200bvarmefluxen i den termiske isoleringsstruktur fremstillet af et eller et andet termisk isoleringsmateriale. Termisk stream (w / m2)

Bestemmelse af termisk ledningsevne baseret på metoderne til nonstationary varmestrøm (dynamiske målemetoder). Metoder baseret på den Måling af ikke-stationære varmefluxer (metoder til dynamiske målinger), for nylig alle bredere bruges til at bestemme de termofysiske værdier. Fordelen ved disse metoder er ikke kun en komparativ eksperimenters kompetativ hastighed, men og En større mængde oplysninger modtaget i en oplevelse. Her tilføjes endnu en gang til andre parametre for den overvågede proces. På grund af dette tillader kun de dynamiske metoder at opnå de termofysiske egenskaber af materialer, såsom termisk ledningsevne, varmekapacitet, temperatur, køletitel (opvarmning) i overensstemmelse med resultaterne af et eksperiment

I øjeblikket er der et stort antal metoder og enheder til måling af dynamiske temperaturer og varmefluxer. Men de kræver alle ved godt
Særlige betingelser og indførelse af ændringer af de opnåede resultater, da processen med måling af termiske værdier afviger fra måling af værdierne af anden art (mekanisk, optisk, elektrisk, akustisk osv.) Med sin betydelige inerti.

Derfor adskiller metoder baseret på måling af stationære varmefluxer fra de under overvejelse væsentligt større identitet mellem måleresultater og de sande værdier af de målte termiske værdier.

Perfektioner omkring B og E og E Dynamiske målemetoder går i tre retninger. For det første er det udviklingen af \u200b\u200bmetoderne til analyse af fejl og indførelse af ændringer til måleresultaterne. For det andet udviklingen af \u200b\u200bautomatiske korrigerende enheder til kompensation for dynamiske fejl.

Overvej de to metoder mest almindelige i Sovjetunionen baseret på måling af ikke-stationær varmeflux.

1. Metode til regelmæssig termisk regime med bikal-rimeter. Ved anvendelse af denne metode kan forskellige typer af biclorimeters design anvendes. Overvej en af \u200b\u200bdem - en lille-størrelse flad bicalyry-meter type MPB-64-1 (figur 25), som er designet
For at bestemme den termiske ledningsevne af halvstive, fibrøse og bulk termiske isoleringsmaterialer ved stuetemperatur.

MPB-64-1-indretningen er en cylindrisk form af en plug-in skal (krop) med en indre diameter på 105 mm, i Center, der er bygget i kernen med monteret i Det er en varmelegeme og batteri af differentierede termoelementer. Enheden er lavet af Duralumin Mark D16T.

Termobatrumen af \u200b\u200bdifferentierede termoelementer bicket-rimeter er udstyret med kobber-kobbertermoelementer, hvis diameter af elektroderne er 0,2 mm. Enderne af termobatars omdrejninger fjernes på messingbladet af ringer af glasfiber, imprægneret med BF-2 lim og derefter gennem ledningerne til gaffelen. Opvarmningselement lavet afNichrome ledning med en diameter på 0,1 mm, værdsat på en cirkulær plade med en kylling bf-2 glas Stoffer. Enderne af ledningen af \u200b\u200bvarmeelementet, såvel som enderne af termobatartråden, vises på messingringene og længere gennem stikket til strømkilden. Varmeelementet kan drives af en vekselstrøm på 127 V.

Enheden er forseglet på grund af forseglingen fra vakuumgummi, lagt mellem huset og lågene, såvel som kirtelpuden (Penkovo-Sucreny) mellem håndtaget, bobben og huset.

Termoelementer, varmelegeme og deres konklusioner bør være godt isoleret fra huset.

Dimensionerne af testprøverne må ikke overstige i diameter 104 mm og tyk-16 mm. På enheden frembringer samtidigt en test af to tvillingprøver.

Driftens drift er baseret i det følgende princip.

Processen med at afkøle den faste opvarmede til temperatur T.° og placeret på onsdag med temperatur ©<Ґ при весьма большой теплопередаче (а) от тела tilMediet ("-\u003e - 00) og ved en konstant temperatur på dette medium (0 \u003d const), er opdelt i tre trin.

1. Temperaturfordeling i Kroppen er først en tilfældig karakter, det vil sige, der er en uordnet termisk tilstand.

2. Over tid bliver køling bestilt, dvs. det regelmæssige regime kommer, hvor
Rumændring i temperaturen på hvert punkt i kroppen Oneys eksponentiel lov:

Q. - Aue .- "1

Hvor © er en forhøjet temperatur i et stykke tid i kroppen; U - nogle point koordinatfunktion; E-foundation af naturlige logaritmer; T - tid fra begyndelsen af \u200b\u200bafkøling af kroppen; t - tempoet i afkøling A er en konstant indretning afhængigt af de indledende betingelser.

3. Efter regelmæssig kølemodus er kendetegnet ved begyndelsen af \u200b\u200btermisk kropslignende ligevægt med miljøet.

Temp køling T efter differentiering af udtryk

Ved T. i koordinater I.I-T. Det udtrykkes som følger:

Hvor MEN og I - Konstanter af enheden; FRA - Testmaterialets samlede varmeevne svarende til produktet af materialets specifikke varmekapacitet på dets masse, J / (Kg- ° C) T - afkølingshastigheden, 1 / h.

Prøven udføres som følger. Efter at have placeret prøverne i enheden, trykkes apparatdækslet tæt på huset ved hjælp af en møtrik med en knuling. Indretningen sænkes i en termostat med en omrører, for eksempel en termostat af TC-16, fyldt med vandtemperatur, og tilslut derefter termoplaceringen af \u200b\u200bdifferential termoelementer til galvanometeret. Indretningen opbevares i en termostat til niveauet af temperaturen på de ydre og indre overflader af prøverne af testmaterialet, som registreres af galvanometeret. Derefter indeholder kernevarmeren. Kernen opvarmes til en temperatur på mere end 30-40 ° vandtemperatur i termostaten og derefter slukke for varmeren. Når galvanometerets pil vender tilbage til skalaen af \u200b\u200bskalaen, skal du registrere skønheden af \u200b\u200bgalvanometeret, der falder i tide. Samlet rekord 8-10 point.

I koordinatsystemet 1P0-T er der bygget en graf, som skal have den slags lige linjekryds på nogle punkter af abscissa-aksen og ordinat. Derefter beregne tangentvinklingen af \u200b\u200bden resulterende direkte, hvilket udtrykker værdien af \u200b\u200bprocessen med afkøling af materialet:

__ I 6t. - I. O2. __ 6 02

Tiu. - - J.

T2 - TJ 12 - "EL

Hvor BI og 02 er de tilsvarende ordinater for TI og T2-tid.

Oplev gentag igen og endnu engang bestemme kølinghastigheden. Hvis uoverensstemmelsen i værdierne af kølehastigheden beregnet under de første og andet eksperimenter, er mindre end 5% begrænset til disse to eksperimenter. Gennemsnitsværdien af \u200b\u200bkølehastigheden bestemmes af resultaterne af to eksperimenter og beregne materialets termiske ledningsevne, W / (M * ° C)

X \u003d (A + YASURE) / OG.

Eksempel. Testmaterialet er en mineraluldmåtte på et phenolisk bindemiddel med en gennemsnitlig densitet i en tør tilstand på 80 kg / m3.

1. Beregn størrelsen af \u200b\u200bprøvematerialet placeret i enheden,

Hvor RP er et materiale placeret i en cylindrisk kapacitet af enheden, kg; Vn. - mængden af \u200b\u200ben cylindrisk tank af indretningen svarende til 140 cm3; PCP - Gennemsnitlig materialetæthed, g / cm3.

2. Bestemme sammensætning Bcyp. , Hvor I - en enhedskonstant, svarende til 0,324; C er den specifikke varmeevne af materialet svarende til 0,8237 kJ / (kg-k). Derefter VSR \u003d. =0,324 0,8237 0,0224 = 0,00598.

3. Resultater. Observationer for. Køling prøver i enheden i tide er vi i tabellen. 2.

Uoverensstemmelser i værdierne af kølehastigheden T og T2 er mindre end 5%, så gentagelsesforsøg kan ikke produceres.

4. Beregn det gennemsnitlige tempo i køling

T \u003d (2,41 + 2,104) / 2 \u003d 2.072.

At kende alle de nødvendige værdier tæller vi den termiske ledningsevne

(0,0169 + 0,00598) 2.072 \u003d 0,047 W / (M-K)

Eller w / (m- ° C).

Samtidig var gennemsnitstemperaturen af \u200b\u200bprøverne 303 til eller 30 ° C. I formel 0,0169-L (indretningskonstanten).

2. Sonde metode. Der er flere sorter af sondemetoden til bestemmelse af varmerøret
De isolerende materialer adskiller sig fra hinanden af \u200b\u200bde gældende anordninger og principperne for opvarmning af sonden. Overvej en af \u200b\u200bdisse metoder - metoden til den cylindriske probe uden en elvarmer.

Denne metode er som følger. Metalstang med en diameter på 5-6 mm (fig. 26) og en længde på ca. 100 mm injiceres i tykkelsen af \u200b\u200bdet varme varmeisoleringsmateriale og ved hjælp af en indvendig stang

Termoelementer bestemmer temperaturen. Temperaturbestemmelsen foretages i to receptioner: i begyndelsen af \u200b\u200beksperimentet (på probeopvarmningstidspunktet) og i slutningen, når ligevægtstilstanden forekommer, og stigningen i probeens temperatur afsluttes. Tiden mellem disse to tæller måles ved hjælp af stopuret. H Termisk ledningsevne materiale W / (M ° C), R.2cv.

Hvor R. - Rod radius, m; FRA - Specifik varmekapacitet af det materiale, hvorfra stangen, KJ / (KGH HC) er lavet V-volumen stang, m3; T-tidsinterval mellem temperaturreferencer, H; TX og U - Temperaturer på tidspunktet for de første og anden prøver, til eller ° C.

Denne metode er meget enkel og giver dig mulighed for hurtigt at bestemme materialets termiske ledningsevne både i laboratorium og i produktionsbetingelser. Det er dog kun egnet til et groft estimat af denne indikator.

Til dato er en samlet klassifikation ikke blevet udviklet, hvilket er forbundet med mangfoldigheden af \u200b\u200beksisterende metoder. Alle kendte eksperimentelle metoder til måling af koefficienten for termisk ledningsevne af materialer er opdelt i to store grupper: stationært og ikke-stationært. I det første tilfælde anvendes kvaliteten af \u200b\u200bden beregnede formel private løsninger af den termiske ledningsevne ligning

under betingelsen, i den anden - under den betingelse, hvor T er temperatur; F-tid; - temperaturkoefficient L - termisk ledningsevne koefficient; C - specifik varme G - Materialetæthed; - operatøroperatør registreret i det tilsvarende koordinatsystem - Specifik kapacitet af den volumetriske varmekilde.

Den første gruppe af metoder er baseret på brugen af \u200b\u200bstationært termisk regime; Den anden er nonstationary termisk regime. Stationære metoder til bestemmelse af termisk ledningsevne koefficient ved hjælp af målets karakter er direkte (det vil sige den termiske ledningsevne-koefficient bestemmes direkte) og er opdelt i absolutte og relative. I absolutte metoder tillader parametrene målt i eksperimentet at anvende den beregnede formel for at opnå den ønskede termiske ledningsevne koefficient. I de relative metoder måles parametrene i eksperimentet giver os mulighed for at opnå den ønskede termiske ledningsevne koefficientværdi ved anvendelse af den beregnede formel. I de relative metoder af de målte parametre er det ikke nok at beregne den absolutte værdi. To tilfælde er mulige her. Den første er at observere ændringen i termisk ledningsevne koefficient i forhold til kilden, vedtaget pr. Enhed. Det andet tilfælde er brugen af \u200b\u200breferencemateriale med kendte termiske egenskaber. I dette tilfælde bruger beregningsformel den termiske ledningsevne-koefficient for standarden. Relative metoder har en vis fordel i forhold til absolutte metoder, da det er mere enkle. Yderligere opdeling af stationære metoder kan udføres i overensstemmelse med arten af \u200b\u200bopvarmning (ekstern, volumetrisk og kombineret) og ved type isother på temperaturfeltet i prøver (flad, cylindrisk, sfærisk). Undergruppen af \u200b\u200beksterne opvarmningsmetoder indbefatter alle metoder, hvor den ydre (elektriske, volumetriske osv.) Anvendes, og opvarmning af overfladerne af prøven med termisk stråling eller elektron bombardement. Undergruppen af \u200b\u200bmetoder med volumenvarme kombinerer alle metoder, hvor opvarmning anvendes af en strøm, der transmitteres gennem prøven, opvarmning af den studerede prøve fra neutron- eller G-stråling eller ultrahøjfrekvensstrømme. De metoder, hvori den eksterne og volumenopvarmning af prøverne samtidigt anvendes på samme tid, eller mellemliggende opvarmning (for eksempel kan højfrekvensstrømme) tilskrives undergruppen for kombinerede opvarmningsmetoder.

I alle tre undergrupper af stationære metoder. Temperaturfelt

kan være anderledes.

Flad isotermer dannes i det tilfælde, hvor den termiske strøm er rettet langs aksen af \u200b\u200bprøvesymmetrien. Metoder, der anvender flade isotermer i litteraturen, kaldes metoder med aksial eller langsgående varmestrøm og eksperimentelle installationer selv - flade enheder.

Cylindriske isotermer svarer til udbredelsen af \u200b\u200bvarmefluxen i retning af radius af den cylindriske prøve. I det tilfælde, hvor varmestrømmen er rettet langs radius af en sfærisk prøve, forekommer sfæriske isotermer. Metoder, der bruger sådanne isotermer, kaldes sfæriske og apparater - bold.

Uanset omfanget af konstruktionen er den første ting udviklet projekt. På tegningerne afspejles ikke kun geometrien af \u200b\u200bstrukturen, men også beregningen af \u200b\u200bde vigtigste varmekarakteristika. For at gøre dette skal du kende den termiske ledningsevne af byggematerialer. Hovedformålet med byggeri er at opbygge holdbare strukturer, holdbare strukturer, hvor komfortabelt uden overdrevne varmeomkostninger. I den henseende er kendskabet til koefficienterne for termisk ledningsevne ekstremt vigtig.

Mursten har den bedste termiske ledningsevne

Karakteristisk indikator

Under den termiske termiske ledningsevne forstås som termisk energi fra mere opvarmede genstande til mindre opvarmet. Udvekslingen går, indtil temperaturen er ligevægten.

Varmeoverførslen bestemmes af det tidssegment, under hvilken temperaturen i værelserne er i overensstemmelse med omgivelsestemperaturen. Jo mindre dette interval, jo større er ledningsevnen af \u200b\u200bopvarmningsmaterialets varme.

Begrebet termisk ledningsevne koefficient bruges til at karakterisere varmekonditioniviteten, hvilket viser, hvor meget varme i en sådan tid passerer gennem et sådant overfladeareal. End denne figur er højere, jo større er varmeveksling, og konstruktionen køler meget hurtigere. Således i opbygningen af \u200b\u200bstrukturer anbefales det at anvende byggematerialer med minimal varmeledningsevne.

I denne video lærer du om den termiske ledningsevne af byggematerialer:

Sådan bestemmer du varmetabet

Hovedelementerne i bygningen gennem hvilken varme går:

• døre (5-20%);
• gulv (10-20%);
• tag (15-25%);
• vægge (15-35%);
• windows (5-15%).

Varmetabsniveauet bestemmes ved anvendelse af den termiske imager. På de sværeste områder taler den røde farve om mindre varmetab vil sige gul og grønt. Zoner, hvor de mindste tab er fremhævet i blåt. Den termiske ledningsevne er defineret i laboratoriebetingelser, og materialet udstedes et kvalitetscertifikat.

Værdien af \u200b\u200bvarmeledningsevne afhænger af sådanne parametre:

1. Porøsitet. Porerne taler om inhomogeniteten af \u200b\u200bstrukturen. Når varmen passeres gennem dem, vil køling være minimal.
2. Fugtighed. Et højt fugtighedsniveau fremkalder forskydningen af \u200b\u200btør luft med flydende dråber fra porerne, og derfor øges værdien gentagne gange.
3. Massefylde. En stor densitet bidrager til mere aktiv interaktion mellem partikler. Som følge heraf strømmer varmeveksling og ækvilibrering af temperaturer hurtigere.

Koefficient for termisk ledningsevne

I varmetabs hus er de uundgåelige, og de opstår, når temperaturen under vinduet er lavere end i værelserne. Intensiteten er en variabel værdi og afhænger af mange faktorer, hvis vigtigste er som følger:

1. Overfladeområdet involveret i varmeveksling.
2. Den termiske ledningsevneindikator for byggematerialer og elementer i bygningen.
3. Forskelstemperatur.

For at udpege koefficienten for termisk ledningsevne af byggematerialer anvendes det græske bogstav λ. Målingsenhed - W / (M × ° C). Beregningen foretages på 1 m² af vægtykkevæggene. Her er temperaturforskellen 1 ° C.

Eksempel fra praksis.

Tilbehørsmaterialer er opdelt i termisk isolering og strukturelle. Sidstnævnte har den højeste termiske ledningsevne, de bygger vægge, overlapninger, andre hegn. På bordet af materialer, når byggevægge fra armeret beton for at sikre en lille varmeveksling med miljøet, skal tykkelsen være ca. 6 m. Men så strukturen vil være omfangsrig og dyr.

I tilfælde af ukorrekt beregning af termisk ledningsevne Ved udformningen af \u200b\u200bfremtidens fastgørelse, vil kun 10% af varmen fra energibærerne være tilfreds. Derfor anbefales huse fra standardbyggematerialer til at isolere yderligere.

Ved udførelse af korrekt vandtætning af isoleringen påvirker den store fugtighed ikke kvaliteten af \u200b\u200btermisk isolering, og strukturen af \u200b\u200bstrukturen af \u200b\u200bvarmeveksling vil blive meget højere.

Den mest optimale mulighed er at bruge isolering

Den mest almindelige mulighed er en kombination af en understøtningsstruktur fra højstyrke materialer med yderligere termisk isolering. For eksempel:

1. Rammehus. Isoleringen er stablet mellem stativene. Nogle gange med et lille fald i varmeveksling er der behov for yderligere isolering uden for hovedrammen.
2. Konstruktion fra standardmaterialer. Når væggene er mursten eller slaggeblok, udføres isolering udenfor.

Byggematerialer til udendørs vægge

Væggene i dag er opført fra forskellige materialer, men de mest populære resterende rester: træ, mursten og byggesten. Hovedsageligt afviger tæthed og ledningsevne af varme af byggematerialer. En sammenlignende analyse giver dig mulighed for at finde en guld midten i forholdet mellem disse parametre. Tætheden er større, jo større materialets bæreevne og dermed hele strukturen. Men termisk modstand bliver mindre, det vil sige energikostnader. Normalt med en mindre densitet er der porøsitet.

Koefficienten for termisk ledningsevne og dens densitet.

Varmeapparater til vægge

Isolering anvendes, når der ikke er nok termisk modstand af ydre vægge. Normalt for oprettelsen af \u200b\u200bet behageligt mikroklima i lokalerne er nok tykkelse 5-10 cm.

Værdien af \u200b\u200bkoefficienten λ er angivet i nedenstående tabel.

Den termiske ledningsevne måler kroppens evne til at springe over varme gennem sig selv. Det afhænger af sammensætningen og strukturen. Tætte materialer, såsom metaller og sten, er gode varmeledere, mens stoffer med lavtæthed, såsom gas og porøs isolering, er dårlige ledninger.

Termisk ledningsevne er de vigtigste termofysiske egenskaber ved materialerne. Det skal tages i betragtning ved udformning af opvarmningsanordninger, der vælger tykkelsen af \u200b\u200bbeskyttende belægninger under hensyntagen til varmetab. Hvis der ikke er nogen passende mappe ved hånden eller på lager, og materialets sammensætning er bestemt ikke kendt, skal dets termiske ledningsevne beregnes eller måles eksperimentelt.

Komponenter af termisk ledningsevne af materialer

Den termiske ledningsevne karakteriserer varmeoverføringsprocessen i et homogent legeme med visse overordnede dimensioner. Derfor er de indledende parametre til måling:

1. Området i retningen vinkelret på retning af varmefluxen.
2. Den tid, hvor varmen af \u200b\u200btermisk energi finder sted.
3. Temperaturforskellen mellem de enkelte dele af den del eller den studerede prøve fra hinanden.
4. Kraften i den termiske kilde.

For at overholde den maksimale nøjagtighed af resultaterne er det nødvendigt at oprette stationære (angivet i tid) varmeoverførselsbetingelser. I dette tilfælde kan tidsfaktoren forsømmes.

Det er muligt at bestemme den termiske ledningsevne på to måder - absolutte og relative.

Den absolutte metode til evaluering af termisk ledningsevne

I dette tilfælde bestemmes den direkte værdi af varmefluxen, som sendes til den undersøgte prøve. Ofte accepteres prøven med en stang eller lamellær, men i nogle tilfælde (for eksempel ved bestemmelse af den termiske ledningsevne af koaksialt anbragte elementer) kan det have en slags hule cylinder. Manglen på lamellære prøver er behovet for streng plan-parallelisme af modsatte overflader.

For metaller, der er kendetegnet ved høj termisk ledningsevne, er prøven i form af en stang, der ofte tages.

Essensen af \u200b\u200bmålinger er som følger. På modsatte overflader opretholdes konstante temperaturer fra varmekilde, som er placeret strengt vinkelret på en af \u200b\u200boverfladerne af prøven.

I dette tilfælde vil den ønskede parameter af den termiske ledningsevne λ være
λ \u003d (q * d) / f (T2-T1), W / m ∙ K, hvor:
Q er kraften i varmefluxen;
D - prøve tykkelse;
F - det prøveområde, på hvilket varmestrømmen virker
T1 og T2 - Temperaturer på overfladerne af prøven.

Da kraften i varmefluxen til elektriske varmeapparater kan udtrykkes gennem deres kraft UI, og termiske sensorer, der er forbundet til modellen, kan bruges til at måle temperaturen, og beregner derefter den termiske ledningsevneindikator A, vil ikke være særlige vanskeligheder.

For at eliminere ikke-produktive varmetab, og forbedre nøjagtigheden af \u200b\u200bmetoden, skal prøve- og varmeenheden placeres i et effektivt varmeisolerende volumen, for eksempel i dewarbeholderen.

Relativ metode til bestemmelse af termisk ledningsevne

Ekskluder fra overvejelse Den termiske stream-effektfaktor kan anvendes, hvis en af \u200b\u200bmetoderne til sammenlignende evaluering kan anvendes. Til dette formål er mellem stangen, hvis termiske ledningsevne er nødvendig for at bestemmes, og varmekilden er anbragt i referenceprøven, den termiske ledningsevne af materialet A3 er kendt. For at udelukke målefejl, presses prøverne stramt til hinanden. Den modsatte ende af den målte prøve er nedsænket i kølebadet, hvorefter to termoelementer er forbundet til begge stænger.

Termisk ledningsevne beregnes ud fra udtrykket
λ \u003d λ 3 (d (T1 3 -T23) / D3 (T1-T2)), hvor:
D er afstanden mellem termoelementerne i prøven under undersøgelse;
D 3 - afstand mellem termoelementer i prøveferencen;
T13 og T2 3 - indikationerne på termoelementet installeret i prøveferencen;
T1 og T2 - Indikationerne på termoelementet installeret i den studerede prøve.

Termisk ledningsevne kan også bestemmes ved den kendte elektriske ledningsevne y af prøvematerialet. For at gøre dette modtages lederen fra ledningen som en testprøve, i enderne af hvilken en konstant temperatur opretholdes på nogen måde. Gennem lederen passerer en konstant elektrisk strøm af kraft I, og terminalkontakten skal nærme sig den perfekte.

Efter at have nået den stationære termiske tilstand, vil temperaturmaksimum t max placeres i midten af \u200b\u200bprøven, med minimale værdier af T1 og T2 ved dens ender. Måling af forskellen i potentialer U mellem de ekstreme prøvepunkter, den termiske ledningsevne kan indstilles ud af afhængigheden

Nøjagtigheden af \u200b\u200bevalueringen af \u200b\u200btermisk ledningsevne stiger med en stigning i længden af \u200b\u200btestprøven, såvel som med en stigning i den nuværende kraft, der passeres gennem den.

Relative metoder til måling af termisk ledningsevne er mere præcise og mere bekvem i praktisk brug, men kræver betydelig tid på målinger. Dette skyldes længden af \u200b\u200betableringen af \u200b\u200ben stationær termisk tilstand i prøven, hvis termiske ledningsevne bestemmes.

For at studere den termiske ledningsevne af stoffet bruger to grupper af metoder: stationært og ikke-stationært.

Teorien om stationære metoder er mere enkle og designet mere fuldt ud. Men i princippet ikke-stationære metoder ud over termisk ledningsevne koefficient gør information om temperatur- og varmekapacitetskoefficienten. Derfor er der for nylig stor opmærksomhed på udviklingen af \u200b\u200bikke-stationære metoder til bestemmelse af stoffernes termofysiske egenskaber.

Her betragtes som nogle stationære metoder til bestemmelse af koefficienten for termisk ledningsevne af stoffer.

men) Flad lag metode. Med en enkeltdimensionel varmeflow gennem et fladt lag bestemmes den termiske ledningsevne koefficient ved formlen

hvor d -tykkelse, T. 1 I. T. 2 - Varmt og kolde temperaturer af prøven.

For at studere den termiske ledningsevne skal denne metode skabe tæt på endimensionel varmeflow.

Typisk måles temperaturer ikke på overfladen af \u200b\u200bprøven og i en vis afstand fra dem (se fig. 2.), så det er nødvendigt at indføre ændringer til temperaturfaldet i varmeren og køleskabet for at minimere den termiske modstand af kontakterne.

I undersøgelsen af \u200b\u200bvæsker for at eliminere konvektionsfænomenet skal temperaturgradienten rettes langs tyngdekraftfeltet (ned).

Fig. 2. Skema af planlagsmetoder til måling af termisk ledningsevne.

1 - prøven under undersøgelse 2 - Varmeapparat; 3 - Køleskab; 4, 5 - isolerende ringe; 6 - Security Heaters; 7 - Termoelementer; 8, 9 - Differential termoelementer.

b) Metode for Eger. Fremgangsmåden er baseret på at løse en endimensionel ligning af termisk ledningsevne, som beskrev udbredelsen af \u200b\u200bvarme langs stavet opvarmet af elektrisk stød. Vanskeligheden ved at bruge denne metode består i umuligheden af \u200b\u200bat skabe strenge adiabatiske forhold på den ydre overflade af prøven, hvilket forstyrrer varmefluxens overblik over.

Den estimerede formel har formularen:

(14)

hvor s. - elektrisk ledningsevne af prøven under undersøgelse, U. - fald i spænding mellem ekstreme prikker i stangens ender, Dt. - Temperaturforskellen mellem mellemstangen og punktet i enden af \u200b\u200bstangen.

Fig. 3. Ordningen i EGER-metoden.

1 - Elektrisk ovn; 2 - Prøve; 3 - Prøve fastgørelsesstift; T 1 ¸ t 6 - Tætningssteder termoelementet.

Denne metode anvendes i undersøgelsen af \u200b\u200belektrisk ledende materialer.

i) Den cylindriske lagmetode. Væsken under undersøgelse (bulkmateriale fylder det cylindriske lag dannet af to koaksiale cylindre. En af cylindrene, oftest interne, er en varmelegeme (figur 4).

Fig.4.Cemem-metode for det cylindriske lag

1 - Intern cylinder; 2 - hovedvarmeren; 3 - lag af det studerede stof 4 - Ekstern cylinder 5 - Termoelementer; 6 - Sikkerhedscylindre; 7 - Yderligere varmeapparater; 8 - Boliger.

Overvej mere detaljeret den stationære proces med termisk ledningsevne i den cylindriske væg, hvis temperatur af de ydre og indre overflader holdes ved konstant og lig med 1 og T2 (i vores tilfælde er dette et lag af studiet under studiet 5). Vi definerer varmefluxen gennem væggen under forudsætning af, at den indre diameter af den cylindriske væg D1 \u003d 2R1 og den ydre D2 \u003d 2R2, L \u003d Const og Varmen kun fordeles i radial retning.

For at løse problemet bruger vi ligning (12). I cylindriske koordinater når ; Ligning (12), ifølge (1o), tager VIT:

. (15)

Vi introducerer betegnelsen dt./dr.\u003d 0, vi får

Efter integration og potentiering af dette udtryk, der flytter til de indledende variabler, opnår vi:

. (16)

Som det fremgår af ligningen, er afhængigheden T \u003d F (R) logaritmisk.

Permanent integration C 1 og C 2 kan bestemmes, hvis til denne ligning for at erstatte grænsevilkårene:

til r \u003d r 1 t \u003d t 1 og T 1 \u003d C 1ln. r 1 + c 2,

til r \u003d r 2 t \u003d t 2og T 2 \u003d C 1ln. r 2 + c 2.

Opløsningen af \u200b\u200bdisse ligninger er relativ FRA 1 I. Med 2. Giver:

;

Erstatte disse udtryk i stedet Med 1. og Med 2. I ligning (1b) får vi

(17)

termisk strømning gennem området af den cylindriske overflade af radiusen r. og længden bestemmes ved hjælp af Fourier Law (5)

.

Efter substitutionen får vi

. (18)

Termisk ledningsevne L med kendte værdier Q., T. 1 , T. 2 , d. 1 , d. 2, beregnet ved formlen

. (19)

For at undertrykke konvektion (i tilfælde af en væske) skal det cylindriske lag have en lille tykkelse, normalt aktierne i en millimeter.

Reduktion af sluttab i den cylindriske lagsmetode opnås ved at øge forholdet / d. og sikkerhedsvarmere.

d) Metoden til opvarmet ledning. I denne metode er forholdet / d. stigninger ved at reducere d.. Den indre cylinder erstattes af en tynd ledning, som samtidig var varmeren og termometeret af modstanden (fig. 5). Som et resultat af den relative enkelhed af design og detaljeret udvikling af teorien blev den opvarmede trådmetode en af \u200b\u200bde mest perfekte og præcise. I praksis med eksperimentelle undersøgelser af termisk ledningsevne af væsker af igzes indtager det et ledende sted.

Fig. 5. Skema af målecellen, der er fremstillet ved fremgangsmåden til opvarmet ledning. 1 - Målebånd, 2-rør, 3-studeret stof, 4 - Strømme, 5 - potentielle vandhaner, 6-ydre termometer.

Med betingelserne for, at hele termisk strømning fra sektionen AV distribueres radialt, og temperaturforskellen T1-T2 ikke er stor, således at L \u003d Const, kan den termiske ledningsevne-koefficient overvejes ved formlen.

, (20)

hvor Q. AB. \u003d T × u AB - POWER tildelt på ledningen.

e) Skålmetode. Finder anvendelse i praksis med undersøgelser af termisk ledningsevne af væsker og bulkmaterialer. Det studerede stof er fastgjort til formen af \u200b\u200bet sfærisk lag, som i princippet tillader udelukkede ukontrollerede varmetab. Teknisk set er denne metode ret kompliceret.