Kiinteät menetelmät lämpöjohtavuuden määrittämiseksi. Kiinteiden materiaalien lämpöjohtavuuden määrittäminen tasaisella kerroksella. Lämmönsiirto Lämpöjohtavuus

Työn tarkoitus: Tutkiminen kokeellisen määritelmän tekniikasta

kiinteän materiaalin lämmönjohtavuus levyn menetelmällä.

Tehtävä:yksi. Määrittää tutkimuksen mukaisen materiaalin lämpöjohtavuuskerroin.

2. Määritä lämpöjohtavuuskerroin riippuvuus lämpötilassa

tutkimuksen kohteena oleva materiaali.

Perussäännökset.

Lämmönvaihto- Tämä on spontaani peruuttamaton lämmönsiirron prosessi avaruudessa lämpötilaerojen läsnäollessa. Lämmönsiirtoa on kolme pääasiallista menetelmää, jotka ovat olennaisesti erilaisia \u200b\u200bheidän fyysisessä luonteessaan:

lämmönjohtokyky;

konvektio;

lämmön säteily.

Käytännössä lämpöä siirretään pääsääntöisesti useilla eri tavoilla, mutta näiden prosessien tuntemus on mahdotonta opiskella peruslämmönvaihtoprosesseja.

Lämmönjohtokykysitä kutsutaan lämmönsiirron prosessiksi mikropartikkelien lämpöliikkeestä. Kaasuissa ja nesteissä lämmönsiirron lämmönjohtavuus suoritetaan diffuusiolla atomeja ja molekyylejä. Kiinteissä atomien ja molekyylien vapaa liikkuvuus koko aineen tilavuudessa on mahdotonta ja pienennetään vain niiden värähtelyliikkeen suhteen tiettyihin tasapainoasentoihin. Siksi lämpöjohtavuuden prosessi kiintoaineissa johtuu näiden värähtelyjen amplitudin lisääntymisestä, jotka on jaettu kehon tilavuudessa johtuen värähtelevien hiukkasten välisten virtakytkien häiriön vuoksi. Metallissa lämmönsiirron lämmönjohtavuus johtuu paitsi kiteväylän solmuissa sijaitsevien ionien ja atomien värähtelyjen vuoksi, vaan myös sellaisten ilmaisten elektronien liikkumisen vuoksi, jotka muodostavat ns. "Electronic Gas". Metallien ylimääräisten lämpöenergian kantajien läsnäolo vapaiden elektronien muodossa metallien lämmönjohtavuus on huomattavasti suurempi kuin kiinteät dielektrit.

Käytettäessä lämpöjohtavuusprosessia käytetään seuraavia peruskäsitteitä:

Lämmön määrä (Q.  ) - lämpöenergia, joka kulkee koko mielivaltaisen alueen pinnan prosessin yli. SI-järjestelmässä mitattuna jouleissa (j).

Lämpövirta (lämpövoima) (Q.) - yksikköajan lämpöä kulkevan lämmön määrä mielivaltaisen alueen pinnan läpi.

Järjestelmässä lämpövirta mitataan wattilla (W).

Lämpövirran tiheys (q.) - yksikköyksikön läpi kulkevan lämmön määrä pintayksikön läpi.

Järjestelmässä SI mitataan W / M 2: ssa.

Lämpötilakenttä- lämpötila-arvot ajankohtana kaikissa elimistön miehittämää tilaa. Jos lämpötila kaikilla lämpötilakentän kohdalla ajan mittaan ei muutu, tätä kenttää kutsutaan paikallaan olevaJos vaihdat, sitten - ei-astia.

Pinta-aineet, jotka on muodostettu samasta lämpötilasta, kutsutaan isoterminen.

Lämpötilan kaltevuus (grad.T.) - Vektori, joka kohdistuu normaaliksi isotermiselle pinnalle kohti lämpötilan ja numeerisesti, määritellään kahden isotermisen pintojen välisen lämpötilan suhdettamisen rajaksi niiden välisen etäisyyden välillä normaalilla, kun tämä etäisyys on nolla. Tai toisin sanoen lämpötilagradientti on peräisin lämpötilasta tässä suunnassa.

Lämpötilagradientti luonnehtii lämpötilaa normaalin suuntaan isotermiselle pinnalle.

Lämpöjohtavuusprosessi luonnehtii lämpöjohtavuuden tärkein laki - fourier Law(1822). Tämän lain mukaan lämpöjohtavuuden välityksellä lähetetyn lämmönvuodon tiheys on suoraan verrannollinen lämpötilagradienttiin:

jossa aineen lämpöjohtavuus, W / (MGrad).

Merkki (-) osoittaa, että lämpövirta ja lämpötilagradientti ovat vastakkaisia \u200b\u200bsuuntaan.

Lämmönjohtavuuskerroinnäyttää, mikä lämmön määrä lähetetään ajan yksikköä kohti pinnan yksikön läpi lämpötilagradientissa, joka on yhtä suuri.

Lämpöjohtavuuskerroin on materiaalin tärkeä termofysiikka ominaisuus ja sen tietämys on välttämätöntä lämpölaskentaa, jotka liittyvät lämpöhäviöiden määritelmään rakennuksissa ja rakenteissa, koneiden ja laitteiden seinämien kautta, lämpöeristyksen laskemiseksi sekä ratkaista useat muut tekniset ongelmat.

Toinen tärkeä lämpöjohtavuus - fourier-KirchhoffMääritetään lämpötilan muutokset avaruudessa ja ajallaan lämpöjohtavuudella. Muu hänen nimensä - lämpöjohtavuuden differentiaali yhtälöKoska se saadaan Matemaattisen analyysi-teorian avulla Fourier-lain perusteella. Kolmiulotteiselle pysäköintikentälle lämpöjohtavuuden differentiaali yhtälö on seuraava:

,

missä
- lämpötilakerroin, joka kuvaa materiaalin lämpöominaisuuksia,

, C P, , vastaavasti lämpöjohtavuuskerroin, isobarinen lämpö ja aineen tiheys;

- Laplace-operaattori.

Yksiulotteinen kiinteä lämpötilakenttä (
) Differentiaalinen lämpöjohtavuusyhtälö hankkii yksinkertaisen muodon

Yhtälöiden integrointi (1) ja (2), on mahdollista määrittää lämmönvuodon tiheys kehon läpi ja lämpötilan muutokset kehon sisällä lämmönsiirron lämmönsiirrolla. Saadaksesi ratkaisun, sinun on tehtävä tehtävä unambligutiivisuusolosuhteet.

Yksiselitteiset ehdot- Nämä ovat yksityisiä yksityisiä tietoja, jotka kuvaavat kyseistä tehtävää. Ne sisältävät:

Geometriset olosuhteet kehon muoto ja koko;

Fysikaaliset olosuhteet, jotka kuvaavat kehon fysikaalisia ominaisuuksia;

väliaikaiset (alkuperäiset) olosuhteet, jotka kuvaavat lämpötilan jakelua alkuvaiheessa ajanhetkellä;

raja-olosuhteet, jotka kuvaavat lämmönvaihdon ominaisuuksia kehon rajoilla. Erottaa ensimmäisen, toisen ja kolmannen klaanin rajaolosuhteet.

Varten ensimmäisen sukuunrungon pinnan lämpötilan jakautuminen on asetettu. Tällöin on tarpeen määrittää lämpövirran tiheys kehon läpi.

Varten 2.Lisäolosuhteetlämmönvuodon tiheys ja yhden kehon pintojen lämpötila annetaan. Sen on määritettävä toisen pinnan lämpötila.

Kolmannen kaltaisen rajaolosuhteiden mukaanlämmönsiirron olosuhteet kehon ja median pintojen välillä, jotka pestään ne ulkona, tunnetaan. Näiden tietojen mukaan lämpövirran tiheys määritetään. Tämä tapaus viittaa yhteiseen lämmönsiirtoprosessiin, jossa on lämpöjohtavuus ja konvektio, jota kutsutaan lämmönsiirto.

Harkitse yksinkertaisin esimerkki lämpöjohtavuudesta tasaisen seinän läpi. Tasainenhe kutsuvat seinää, jonka paksuus on huomattavasti pienempi kuin kaksi muuta kokoa - pituus ja leveys. Tällöin yksimielisyyden ehdot voidaan antaa seuraavasti:

geometrinen: Tunnettu seinämän paksuus. Lämpötilakenttä on yksiulotteinen, joten lämpötila vaihtelee vain akselin X suuntaan ja lämpövirtaus ohjataan normaalilla seinäpinnoille;

fyysinen: Tunnetun seinämateriaalin ja sen lämmönjohtavuuskerroin ja koko kehon \u003d const;

väliaikainen: Lämpötilakenttä ajoissa ei muutu, ts. on paikallaan;

raja-alueet: 1. suku, seinämän lämpötila komponentit 1 se 2.

Sen on määritettävä lämpötilan muutoksen laki seinän T \u003d F (x) paksuudessa ja lämpövirran tiheys taustalla.

Ratkaise ongelma, käytä yhtälöitä (1) ja (3). Ottaen huomioon vastaanotetut raja-olosuhteet (x \u003d 0t \u003d t 1, x \u003d t \u003d t 2) yhtälön (3) kaksinkertaisen integroinnin jälkeen, saamme muutoksia seinän paksuuden muutoksista

,

Litteän seinän lämpötilan jakautuminen on esitetty kuviossa 1.

Kuva 1. Lämpötilan jakautuminen tasaisella seinällä.

Lämmönvuodon tiheys määritetään sitten ilmaisun mukaan

,

Lämpöjohtavuuskerroin ei voi antaa nykyaikaisen teknisen käytännön edellyttämän tuloksen tarkkuutta, joten sen kokeellinen määritelmä pysyy ainoa luotettavasti.

Yksi tunnetuista kokeellisista määritysmenetelmistä on litteä kerros menetelmä. Tämän menetelmän mukaan tasoseinän materiaalin lämpöjohtavuuskerroin voidaan määrittää yhtälön (5) perusteella

;

Tällöin lämpöjohtavuuskertoimen saadut arvot viittaavat keskimääräiseen lämpötila-arvoon T m \u003d 0,5 (T1 + T 2).

Fyysisestä yksinkertaisuudesta huolimatta tämän menetelmän käytännön toteutuksessa on omat vaikeudet, jotka liittyvät vaikeuteen luoda yksiulotteinen kiinteä lämpötilakenttä tutkituissa näytteissä ja ottaa huomioon lämpöhäviöt.

Laboratorion kuvaus.

Lämpöjohtavuuskerroin määrittäminen suoritetaan laboratorioasetuksella, joka perustuu todellisten fyysisten prosessien simulaatiomalleja. Asennus koostuu PEVM-laitteesta, joka näkyy näytössä näytössä. Työkäsine luotiin analogisesti kuviossa 2 esitetyn todellisen ja sen järjestelmän kanssa. 2.

Kuva 2. Asennusohjelman asennus

Työkäsine koostuu 2 fluoriplastisista näytteistä 12, jotka on valmistettu paksuisten levyjen muodossa  \u003d 5 mm ja halkaisija \u003d 140 mm. Näytteet asetetaan lämmittimen 10 korkeus \u003d 12 mm ja halkaisija h \u003d 146 mm ja jääkaappi 11, jäähdytetään vedellä. Lämmönpuvun luominen suoritetaan lämmityselementillä, jolla on sähkövastus \u003d 41 ohmia ja jääkaappi 11, jossa on kierre-urat jäähdytysveden suuntaan. Siten tutkittujen fluoriplastisten näytteiden läpi kulkeva lämpövirta suoritetaan jääkaapin kautta vedellä. Osa lämmittimestä lämmöstä kulkee päätypintojen läpi ympäristöön, mikä vähentää näitä säteittäisiä tappioita, lämpöeristyskotelo 13, joka on valmistettu asbesistä ( k \u003d 0,08 W / (MGrad)) . Kotelon korkeus к \u003d 22 mm tehdään onton sylinterin muodossa, jonka sisähalkaisija on H \u003d 146 mm ja ulkohalkaisija K \u003d 190 mm. Lämpötila mitataan seitsemällä chromel-kolilevyllä termoelementillä (HC) pos. 1 ... 7, joka on asennettu työalueen eri kohdissa. Lämpötila-anturikytkimellä 15 voi mitata peräkkäin kaikkien seitsemän lämpötila-anturin lämpö-EMF: n. Termoelementti 7 on asennettu lämmöneristyskotelon ulkopinnalle lämpövuotojen määrittämiseksi sen läpi.

Työn toteuttamiseksi.

3.1. Asennuksen lämpötila-tila valitaan asettamalla levyt t g, joka vaihtelee 35 ° C: sta 120 ° C: seen.

3.2. Asennuksen kaukosäätimessä merkkivalojen virtalähteet tallentaa sähkölämmitin U: n jännitteen, lämpö-EMF-lämpötila-anturit kytketään päälle lämmityskytkin.

3.3. Pyörivät tasaisesti REOSATin matto, haluttu jännite asennetaan lämmittimeen. Retrow on tehty askelversiossa, joten jännite muuttuu vaiheittain. Lämpötilan jännityksen tulisi olla keskenään kuvion 3 riippuvuuden mukaan.

Kuva 3. Lämmitysalue.

3.4. Lämpötila-antureiden peräkkäisellä äänestyksellä määritetään seitsemän termoarin lämpölämpötila-arvot, jotka yhdessä arvon kanssa on merkitty koeprotokollaan (ks. Taulukko 1). Lukemien rekisteröinti tehdään ohjauspaneelin merkkivalot, joiden lukemat ovat päällekkäisiä PEVM-näytöllä.

3.5. Kokemuksen päättyessä kaikki sääntelyviranomaiset siirretään alkuperäiseen asemaansa.

3.6. Toistuvat kokeet suoritetaan (niiden lukumäärän on oltava vähintään 3) ja muiden T: n muiden arvojen kanssa p.p. 3.1 ... 3.5.

Mittaustulokset.

4.1. Chromel-Copiel-termopohen lämpötila-anturin lukemien valmistumisominaisuudet ne siirretään tutkintoon Kelvin-asteikolla. .

4.2. Näytteiden sisäiset lämpötilat on määritetty näytteiden sisäiset lämpötilat.

jossa olin termopumpun numero.

4.3. Sähkölämmittimen luoma täydellinen lämpövirta määritetään.

, T.

jossa u on sähkövirran jännite;

R \u003d 41 ohm - sähkölämmittimen vastus.

4.4. Lämpövirta määritetään lämmönsiirron vuoksi kotelon läpi

jos K-kerroin, joka luonnehtii lämmönsiirtoprosessia kotelon läpi.

, W / (m 2 grad)

jossa  k \u003d 0,08 w / (mgrad) on kotelon materiaalin lämpöjohtavuuskerroin;

d H \u003d 0,146 m - lämmittimen ulkohalkaisija;

d K \u003d 0,190 m - Kotelon ulkohalkaisija;

h \u003d 0,012 m - lämmitin korkeus;

h K \u003d 0,022 m - kotelon korkeus.

T T - Kotelon ulkopinnan lämpötila, joka määritetään seitsemännen termopari

4.5. Tutkimuksen kohteena olevien näytteiden kautta kulkeva lämpövirta määräytyy lämpöjohtavuudella

, T.

4.6. Testimateriaalin lämpöjohtavuuskerroin määritetään.

, W / (mgrad)

jossa q  on lämpövirta, joka kulkee tutkittu näyte lämmönjohtavuuden avulla, W;

 \u003d 0,005 m - näytteen paksuus;

- yhden näytteen pinta-ala, M2;

d \u003d 0,140 m - näytteen halkaisija;

T G, T X - Lämpötila, vastaavasti, kuuma ja kylmä pinnat näyte, K.

4.7. Lämpöjohtavuuskerroin riippuu lämpötilasta, joten saadut arvot on liitetty keskimääräiseen näyteslämpötilaan.

Kokeneiden tietojen käsittelyn tulokset kirjataan taulukossa 1.

pöytä 1

Mittausten tulokset ja käsittely kokeneet tiedot

Termoparin todistus, MV / K

E. 1

4.8. Grafoanalytic-menetelmän käyttäminen saadun tulosten käsittelemiseksi, tutkitut materiaalin lämpöjohtavuuskerroin riippuvuus näyte M: n keskimääräisen lämpötilan muodossa

jos  0 IB- määritetään graafisesti perustuen riippuvuuden karakterisointiin \u003d f (t m).

Ohjauskysymykset

Mitkä ovat lämmönsiirron tärkeimmät menetelmät?

Mitä kutsutaan lämpöjohtavuudelle?

Mitkä ovat termisen johtavuusmekanismin piirteet johtimissa ja kiinteissä dielektrikoissa?

Mitkä lait kuvaavat lämpöjohdon prosessia?

Mitä kutsutaan litteällä seinäksi?

Mitkä ovat raja-olosuhteet?

Mikä on lämpötilan muutoksen luonne tasaisessa muurissa?

Mikä on termisen johtavuuskerroin fyysinen merkitys?

Mikä on tietoa eri materiaalien lämpöjohtavuuden kerroin ja miten sen arvo määritetään?

Mitkä ovat litteän kerroksen menetelmän metodologiset ominaisuudet?

Vapaa konvektio

Työn tarkoitus: Opiskella konvektiivisen lämmönvaihdon kuvioita lämmönsiirron esimerkissä vapaalla konvektiossa lämmitetyn pinnan poikittaisen ja pituussuuntaisen virtauksen tapauksissa. Osta taitoja käsittelemään kokeiden tuloksia ja edustaa niitä yleistetyssä muodossa.

Tehtävä:

1. Määritä lämmönsiirtokertoimien kokeelliset arvot horisontaalisesta sylinteristä ja pystysuora sylinteristä väliaineeseen, jossa on vapaa konvektio.

2. Käsittelemällä kokeellisia tietoja hankkimaan kriteerin yhtälöiden parametrit, jotka kuvaavat vapaan konvektion prosessia vaakasuoraan ja pystysuuntaiseen pintaan.

Perusteoreettiset säännökset.

Lämmönsiirtoa on kolme päätavoitetta, mikä eroaa toisistaan \u200b\u200bfyysisessä luonteessaan:

lämmönjohtokyky;

konvektio;

lämmön säteily.

Lämpöjohtavuudella lämpöenergian kantajat ovat aineen mikropartikkelit ja molekyylit, lämpösäteilyllä - sähkömagneettiset aallot.

Konvektio- Tämä on lämmönsiirron menetelmä, joka johtuu makroskooppisten määrien muodostamisesta aineen yhdestä avaruuspisteestä toiseen.

Näin ollen konvektio on mahdollista vain ympäristöissä, joissa on sujuvuus - kaasut ja nesteet. Lämmönvaihdon teoriassa ne ilmaistaan \u200b\u200byleensä termillä "neste"Ilman eroja, jos ei ole tarpeen neuvotella tippuvien nesteiden ja kaasujen välillä. Lämpökonferenssin siirtämisprosessi pääsääntöisesti mukana lämpöjohtavuudella. Tällaista prosessia kutsutaan konvektiivinen lämmönvaihto.

Konvektiivinen lämmönvaihto- Tämä on yhteinen lämmönsiirron konvektion ja lämmönjohtavuus.

Tekniikan käytännössä se käsittelee useimmiten konvektiivisen lämmönvaihdon prosessia kiinteän pinnan välillä (esimerkiksi uunin seinän, lämmityslaitteen jne.) Ja nesteen pesu pesee tämän pinnan. Tätä prosessia kutsutaan lämmitys.

Lämpö potti.- Erityinen tapaus, jolla on konvektiivinen lämmönvaihto kiinteän aineen (seinämän) ja huuhtelun nesteen välillä.

Erottaa pakotettu ja vapaa (luonnollinen)konvektio.

Pakotettu konvektiose esiintyy painejoukkojen toiminnan alla, jotka luodaan voimakkaasti, esimerkiksi pumppu, tuuletin jne.

Ilmainen tai luonnollinen konvektiose esiintyy massajoukkojen vaikutuksen alaisena, jolla on erilainen luonto: gravitaatio, keskipakoiset, sähkömagneettiset jne.

Maan päällä ilmainen konvektio tapahtuu painovoimaisissa olosuhteissa, joten sitä kutsutaan lämpövoiman konvektio. Prosessin vetovoima tässä tapauksessa on nostovoima, joka esiintyy väliaineessa inhomogeenisuuden läsnä ollessa tiheyden jakautumisessa tarkasteltavana olevan tilavuuden sisällä. Lämmönvaihtolla ilmenee tällaisen inhomogeenisuuden vuoksi, koska väliaineen yksittäiset elementit voivat olla eri lämpötiloissa. Samanaikaisesti kuumennetumpia ja siksi nostovoiman vaikutuksen alaisen väliaineen vähemmän tiheät elementit liikkuvat ylöspäin, kuljettavat niiden lämpöä ja viileimpää ja siksi väliaineen tiheämpiä elementtejä virtaa vapautettu paikka, kuten kuviossa 1 on esitetty. yksi.

Kuva. 1. Virtojen liikkumisen luonne nesteessä vapaan konvektion aikana

Jos pysyvä lämmönlähde sijaitsee tässä paikassa, sitten kuumennettaessa väliaineen lämmitettyjen elementtien tiheys vähenee, ja ne alkavat myös ponnahtaa. Joten, vaikka väliaineen yksittäisten elementtien tiheysero tapahtuu, niiden sykli jatkaa, ts. Ilmainen konvektio jatkaa. Ilmainen konvektio, joka esiintyy suurissa ympäristöalueilla, joissa mikään ei estä konvektiivisten virtausten kehittämistä, kutsutaan ilmainen konvektio rajoittamattomalla tilassa. Esimerkiksi rajoittamattoman tilaan ilmainen konvektio tapahtuu, kun lämmitetään tiloja, lämmitysvesi kuumina vesikattiloissa ja monissa muissa tapauksissa. Jos konvektiivisten virtausten kehittäminen estäisi kanavien tai syiden seinät, jotka on täytetty nesteellä, niin tässä tapauksessa prosessi on kutsuttu ilmainen konvektio rajoitetusti. Tällainen prosessi tapahtuu esimerkiksi lämmönvaihdossa ilmakehän sisällä ikkunan kehysten välillä.

Tärkein laki, jossa kuvataan konvektiivinen lämmönvaihtoprosessi - newton Richmanan laki. Analyyttisessä muodossa lämpövaihtoehtoa varten on seuraava lomake:

,

missä
- lämmön perusmäärä, joka annetaan alkeiselle ajanjaksolle
elementary Pinta-alasta
;

- seinän lämpötila;

- nesteen lämpötila;

- Lämmönsiirtokerroin.

Lämmönsiirtokerroinnäyttää, kuinka lämmön määrä annetaan ajan mittayksikköä kohti pinnan yksiköstä, jossa on seinän ja nesteen välinen lämpötilaero yhdellä asteella. Lämmönsiirtokertoimen mittayksikkö järjestelmässä C - W / M 2 ∙ Grad. Vakaa tasaisen prosessin avulla lämmönsiirtokerroin voidaan määrittää ilmaisusta:

, W / m 2 ∙

missä - lämpövirta, W;

- lämmönvaihdon pinta-ala, M2;

- lämpötilapaine pinnan ja nesteen, rakeiden välillä.

Lämmönsiirtokerroin luonnehtii lämmönvaihdon voimakkuutta seinän ja nesteen välillä. Fyysisessä luonteessa konvektiivinen lämmönvaihto on erittäin monimutkainen prosessi. Lämmönsiirtokerroin riippuu hyvin suuresta määrästä eri parametreista - nesteen fysikaaliset ominaisuudet, nesteen virtauksen luonne, kanavan nesteen, koon ja muodon virtausnopeus sekä monet muut tekijät. Tältä osin on mahdotonta antaa yleistä riippuvuutta löytää lämmönsiirtokerroin teoreettinen

Lämmönsiirtokerroin on tarkka ja luotettavasti määritetty kokeellisella reitillä, joka perustuu yhtälöön (2). Kuitenkin insinöörikäytännössä laskettaessa lämmönvaihtoprosesseja eri teknisissä laitteissa, ei pääsääntöisesti voi suorittaa kokeellisen määritystä lämmönsiirtokertoimen arvosta todellisessa kenttälaitoksessa johtuen monimutkaisuudesta ja korkeasta kustannuksesta Tämä kokeilu. Tässä tapauksessa ratkaista apua määritettäessä samankaltaisuuden teoria.

Samankaltaisuuden tärkein käytännön tärkeä merkitys on se, että se antaa meille mahdollisuuden tiivistää erillisen kokemuksen tulokset laboratorioolosuhteissa, koko todellisista prosesseista ja esineistä, jotka ovat samanlaisia \u200b\u200bkuin mallissa tutkittu prosessia. Myös geometristen muotojen hyvin tunnetun samankaltaisuuden käsite voidaan jakaa mihin tahansa fyysiseen prosessiin ja ilmiöihin.

Fyysisten ilmiöiden luokka- Tämä on yhdistelmä ilmiöitä, joita voidaan kuvata yhdellä yleisellä yhtälöjärjestelmällä ja jolla on sama fyysinen luonne.

Yksikkö ilmiö- Tämä on osa fyysisten ilmiöiden luokkaa, joka erottaa tietyillä yksimielisyydellä (geometrinen, fyysinen, alku, raja).

Samankaltaiset ilmiöt- yksi luokan ilmiöiden ryhmä, jolla on samat selaamattomat olosuhteet, lukuun ottamatta näissä olosuhteissa olevien arvojen numeerisia arvoja.

Samankaltaisuuden teoria perustuu siihen, että ilmiön mitattavia mittamuotoja fyysisiä määriä voidaan yhdistää mittakompleksitJoten, niin, että näiden kompleksien määrä on pienempi kuin mittasuhteiden määrä. Vastaanotettuja monimutkaisia \u200b\u200bkomplekseja kutsutaan kriteerit. Samankaltaisuuskriteerit ovat tietty fyysinen merkitys ja heijastavat yhden fyysisen määrän vaikutusta ja kaikki niiden yhdistelmät, jotka sisältyvät kriteeriin, mikä yksinkertaistaa merkittävästi tutkittavan prosessin analyysiä. Menetelmä itse tässä tapauksessa voi olla edustettuna analyyttisenä riippuvuudena.
samankaltaisuuden kriteereiden välillä
sen yksittäisten sivujen karakterisointi. Tällaisia \u200b\u200briippuvuuksia kutsutaan kriteerit yhtälöt. Samankaltaisuuden kriteerit saivat nimiä tutkijoiden nimet, jotka ovat vaikuttaneet merkittävästi hydrodynaamisen ja lämmönvaihdon teorian kehittämiseen - Nusselt, Prandle, Graolsgof, Reynolds, Kirpicheva ja muut.

Samankaltaisuuden teoria perustuu kolmanteen samankaltaisuuteen.

Ensimmäinen teoreema:

Samankaltaisilla ilmiöillä on samat samankaltaisuuskriteerit.

Tämä teorema osoittaa, että kokeissa on mitattava vain ne fyysiset määrät, jotka sisältyvät samankaltaisuuskriteereihin.

Toinen lause:

Tämän fyysisen ilmiön karakterisoivat alkuperäiset matemaattiset yhtälöt voidaan aina edustaa suhdetta tämän ilmiön kuvaamisen samankaltaisuuskriteerien välillä.

Näitä yhtälöitä kutsutaan kriteeri. Tämä teorema osoittaa, että kokeilut on toimitettava kriteereiden yhtälöiden muodossa.

3rd teorem.

Ne ilmiöt, joissa määritelmäolosuhteista laaditut samankaltaisuuskriteerit ovat yhtä suuret.

Tämä teorema määrittää edellytyksen, joka on välttämätön fyysisen samankaltaisuuden määrittämiseksi. Unambligutiivisten olosuhteista laadittujen yhtäläisyyksien kriteerit kutsutaan määrittelyssä. He määrittävät kaikkien muiden tai määritelläänsamankaltaisuuskriteerit, jotka tosiasiassa on jo 1. samankaltaisuuden teoreen aihe. Siten kolmas samankaltaisuus Theorem kehittää ja syventää 1. teoriaa.

Kun opiskelet konvektiivisen lämmönvaihtoa, käytetään useimmiten seuraavia samankaltaisia \u200b\u200bkriteerejä.

Reynolds-kriteeri (Uudelleen.) - luonnehtii nesteessä toimivia inertia-voimien ja viskoosien kitkavoimien välistä suhdetta. Reynolds-kriteerin arvo luonnehtii nesteen virtauksen virtausta pakkokoulutuksen aikana.

,

missä - nesteenopeus;

- nesteen kinemaattisen viskositeetin kerroin;

- Määrittäminen koko.

Grasgood kriteeri (Gr.) - luonnehtii viskoosisten kitkavoimien ja nesteen vaikuttavan nostovoiman välistä suhdetta vapaan konvektion aikana. Grasgel-kriteerin arvo luonnehtii nesteen virtauksen virtauksen vapaan konvektion aikana.

,

missä - painovoiman kiihtyminen;

- määritetään koko;

- nesteen lämpötilakertoimen lämpötilakerroin (kaasuille
missä - lämpötilan määrittäminen Kelvin-asteikolla);

- lämpötila pää seinän ja nesteen välillä;

- vastaavasti seinän ja nesteen lämpötila;

- nesteen kinemaattisen viskositeetin kerroin.

Nusseltin kriteeri (Nu.) - luonnehtii lämmönjohtavuuden välisen lämmön ja lämmön määrän välisen lämmön määrän välistä suhdetta konvektiivisen lämmönvaihdon aikana kiinteän aineen (seinämän) ja nesteen pinnan välillä, ts. Lämmönsiirto.

,

missä - lämmönsiirtokerroin;

- määritetään koko;

- nesteen lämpöjohtavuuskerroin seinän ja nesteen reunassa.

Pakelen kriteeri (PE) - luonnehtii suhdetta, joka on otettu (annetaan), nesteen virtauksella ja lähetetyn lämmön määrällä konvektiivisen lämmönvaihdon avulla.

,

missä - nestevirtausnopeus;

- määritetään koko;

- lämpötilakerroin;

- Vastaavasti lämpöjohtavuuden kerroin, isobarinen lämpö, \u200b\u200bnesteen tiheys.

Prandtl-kriteeri (PR.) - luonnehtii nesteen fysikaaliset ominaisuudet.

,

missä - kinemaattisen viskositeetin kerroin;

- lämpötila-nesteen kerroin.

Tarkastetuista kriteereistä samankaltaisuus osoittaa, että tärkein parametri, joka kuvaa prosessin voimakkuutta, nimittäin lämmönsiirtonopeus on ekspressiossa nurmikon kriteeri konvektiivisen lämmönvaihdon laskennassa. Tämä johti siihen, että konvektiivisten lämmönsiirtotekniikan ongelmien ratkaiseminen samankaltaisuusteorian käyttöön perustuen, tämä kriteeri on tärkein määritellyistä kriteereistä. Lämmönsiirtokertoimen arvo tässä tapauksessa määritetään seuraavan lausekkeen mukaisesti

Tältä osin kriteerin yhtälöt kirjoitetaan yleensä ratkaisun muodossa suhteessa neuskalan kriteeriin ja niillä on tehotoiminto.

missä
- tarkasteltavana olevan prosessin eri puolilla olevien samankaltaisten kriteerien arvot;

- Numeeriset vakiot, jotka on määritelty kokeellisten tietojen perusteella, jotka on saatu, kun tutkitaan samanlaisten ilmiöiden luokkaa kokeellisilla keinoilla.

Riippuen konvektion tyypistä ja prosessin erityisolosuhteista, kriteereihin sisältyvät samankaltaisuuskriteerit, vakioiden arvot ja korjauskerroin voivat olla erilaisia.

Kriteerien yhtälöiden käytännön soveltamisen kanssa kysymys ratkaisevan koon oikeasta valinnasta ja ratkaiseva lämpötila on tärkeä. Määrityslämpötila on välttämätöntä määrittämään samankaltaisten arvojen laskennassa käytettävien nesteen fysikaalisten ominaisuuksien arvot oikein. Määrityskoon valinta riippuu nesteen virtauksen ja pestyneen pinnan keskinäisestä sijainnista, eli sen virtaavan luonteesta. Tätä olisi ohjattava nykyisillä suosituksilla seuraaville ominaisuuksille.

Pakotettu konvektio, kun liikuttaessa nestettä pyöreän putken sisällä.

- putken sisähalkaisija.

Pakotettu konvektio, kun neste liikkuu mielivaltaisen osan kanavissa.

- vastaava halkaisija,

missä - kanavan poikkipinta-ala;

- osion kehä.

Pyöreän putken poikittainen virtaus, jossa on ilmainen konvektio (vaakasuora putki (katso kuvio 2) lämpögrafiikan konvektiolla)

- putken ulkohalkaisija.

Kuva 2. Vaakasuoran putken virtauksen luonne lämpögrafiikkauksen kanssa

Pituussuuntainen virtaus tasaisen seinän (putki) ympärillä (katso kuvio 3) lämpögrafiikan konvektiolla.

- Seinäkorkeus (putken pituus).

Kuva. 3. Virtauksen luonne pystysuoran seinän ympärillä (putki) lämpögrafiikan konvektiolla.

Lämpötilan määrittäminen väliaineen termofysikaalisten ominaisuuksien oikea määritys on välttämätöntä, joiden arvot vaihtelevat lämpötilan mukaan.

Lämmönsiirrossa ratkaiseva lämpötila otetaan seinän ja nesteen lämpötilan aritmeettinen keskiarvo.

Kalvollisen lämmönvaihdossa väliaineen yksittäisten elementtien välillä tarkasteltavana olevan tilavuuden tilavuudessa lämmönvaihtoon osallistuvien väliaineiden lämpötilojen välinen aritmeettinen lämpötila otetaan määrityslämpötilaan.

Tässä asiakirjassa laboratoriokokeen suorittamiseksi ja kriteerien yhtälöiden hankkimismenetelmä 2 tyypillistä virtauspausta kuumennetun pinnan (poikittainen ja pituussuuntainen).

Kokeellinen osa.

Tähän mennessä ei ole kehitetty yhtenäistä luokitusta, joka liittyy olemassa olevien menetelmien monimuotoisuuteen. Kaikki tunnetut kokeelliset menetelmät materiaalien lämpöjohtavuuden mittaamiseksi jaetaan kahteen suureen ryhmään: kiinteään ja ei-kiinteään. Ensimmäisessä tapauksessa lasketun kaavan laatua käytetään lämpöjohtavuuden yhtälön yksityisiä ratkaisuja

kuntoon, toisessa toisessa tilanteessa, jossa T on lämpötila; F - aika; - lämpötilakerroin; L - Lämpöjohtavuuskerroin; C - erityinen lämpö; G - materiaalin tiheys; - Laplace-toimija, joka on kirjattu vastaavaan koordinaattijärjestelmään; - Volumetrisen lämmönlähteen erityinen kapasiteetti.

Ensimmäinen menetelmä menetelmä perustuu kiinteän lämpöjärjestelmän käyttöön; Toinen on ei-astiat lämpöjärjestelmä. Kiinteät menetelmät lämpöjohtavuuden määrittämiseksi mittausten luonteella on suora (toisin sanoen lämpöjohtavuuskerroin suoraan määritetään) ja ne on jaettu absoluuttiseen ja suhteeseen. Absoluuttisilla menetelmillä kokeessa mitatut parametrit mahdollistavat lasketun kaavan käyttämisen halutun lämmönjohtavuuskertoimen saamiseksi. Suhteellisissa menetelmissä parametrit mitataan kokeessa antavat meille mahdollisuuden saada haluttu lämmönjohtavuuskertoimen arvo käyttäen laskettua kaavaa. Mitattujen parametrien suhteellisissa menetelmissä ei riitä laskemaan absoluuttista arvoa. Täällä on kaksi tapausta. Ensimmäinen on tarkkailla lämmönjohtavuuskertoimen muutosta suhteessa lähteeseen, joka hyväksyttiin yksikköä kohden. Toinen tapaus on vertailumateriaalin käyttö tunnetuilla lämpöominaisuuksilla. Tällöin laskentakaava käyttää standardin lämpöjohtavuuskerroin. Suhteellisilla menetelmillä on jonkin verran absoluuttisten menetelmien etuja, koska yksinkertaisempi. Muita kiinteitä menetelmiä voidaan suorittaa lämmityksen luonteen (ulkoinen, volumetrinen ja yhdistetty) ja lämpötilakentän tyypin isotermit näytteissä (tasainen, lieriömäinen, pallomainen). Ulkoisten lämmitysmenetelmien alaryhmä sisältää kaikki menetelmät, joissa käytetään ulompaa (sähköistä, volumetristä jne.) Ja näytteen pintojen lämmittämistä lämpösäteilyllä tai elektronin pommituksella. Äänenvoimakkuuden lämmitysmenetelmien alaryhmä yhdistää kaikki menetelmät, joissa lämmitystä käytetään näytettävän virran avulla, kuumennetaan tutkittu näyte neutronista tai g-säteilyvirrasta tai ultra-säteilyvirroista. Näytteiden ulkoista ja tilavuuden lämmitystä käytetään samanaikaisesti samanaikaisesti tai välilaitoksen (esimerkiksi suurtaajuusvirrat) voidaan osoittaa alaryhmään.

Kaikissa kolmessa stationaaristen menetelmien alaryhmässä. Lämpötilakenttä

voi olla erilainen.

Tasainen isoterms muodostuu siinä tapauksessa, kun lämpövirta ohjataan näytteen symmetrian akselilla. Menetelmät, joissa käytetään litteitä isotermejä kirjallisuudessa kutsutaan menetelmäksi aksiaalisella tai pituussuuntaisella lämmönkululla ja kokeelliset laitteet itse - litteät laitteet.

Sylinterimäiset isotermit vastaavat lämpövirran etenemistä sylinterimäisen näytteen säteen suunnassa. Siinä tapauksessa, kun lämmön virtaus on suunnattu pallomaisen näytteen säteen pitkin, pallomaiset isotermit esiintyvät. Menetelmät, jotka käyttävät tällaisia \u200b\u200bisotermejä kutsutaan palliksi ja laitteiksi - pallo.

Lämpöliikenteen prosessissa. Nesteiden ja kiinteän teleskottereiden - lämmönsiirto suoritetaan suoran molekyylien ja atomien lämmön liikkeen avulla aineen naapurihiukkasiksi. Kaasumaisissa elimissä lämmönjohtavuuden eteneminen johtuu energianvaihdosta molekyylien törmäyksessä, joilla on erilainen lämmön liikkeen nopeus. Metallien lämpöjohtavuus suoritetaan pääasiassa vapaiden elektronien liikkumisen vuoksi.

Useita matemaattisia käsitteitä sisältyy lämpöjohtavuuden pääkorkeuteen, jota kehotetaan muistuttamaan ja selittämään.

Lämpötilakenttä - Tämä on lämpötila-arvojen yhteinen voimakkuus kaikilla kehon kohdissa tällä hetkellä - eikä. Matemaattisesti sitä kuvataan imidi t. = f.(x, Y, Z, τ). Erottaa kiinteä lämpötila kentällä, kun lämpötila kaikissa kehon kohdissa ei riipu aika (ei muutu ajan mittaan), ja päällystyslämpötilakenttä. Lisäksi, jos lämpötila muuttuu vain yhdellä tai kahdella spatiaalisella koordinaatilla, lämpötilakenttä perustuu yhteen tai kaksiulotteiseen vastaavasti.

Isoterminen pinta - Tämä on geometrinen pistepiste, lämpötila, jossa on sama.

Lämpötilan kaltevuus — grad T.nOR-MALI ohjaama vektori on isoterminen pinnalle ja numeerisesti yhtä suuri kuin lämpötilan johdannainen tässä suunnassa.

Lämmönjohtavuuden perusoikeuden mukaan - laki Fourier (1822) Lämpöjohtavuuden lämmönjohtavuuden tiheysvektori on verrannollinen lämpötilagradienttiin:

Q. = - λ grad T., (3)

missä λ - lämpövesi-aineen kertoimet; Hänen mittayksikkö T./(m · K.).

Miinusmerkki yhtälössä (3) osoittaa, että vektori q. Ohjattu vastakkain vektori grad T.. Suurimman lämpötilan vähentämisen osalta.

Lämpövirta ΔQ. kautta mielivaltainen ja suuntautunut elementaarinen valo dF.yhtä suuri kuin skalaari tuote q. Elementary-alustan vektori dF.ja täysi lämmön virtaus Q.koko pinnan läpi F.määritetty tämän tuotteen integroimalla pinnalle F:

Lämmönjohtavuuskerroin

Lämmönjohtavuuskerroin λ lain mukaan Fourier (3) luonnehtii tämän aineen osuus lämmön suorittamiseksi. Lämpöjohdon kertoimien arvot annetaan aineiden lämpöominaisuuksien viitekirjoissa. Lämmönjohtavuuden numeerisesti kerroin λ \u003d q /grad. t. yhtä suuri kuin lämpövirran tiheys q. Lämpötilan kaltevuus grad T. = 1 K / M.. Korkein lämpöjohto on kevyt kaasu - vety. Huoneen olosuhteissa lämmönjohtavuuskerroin vedyn λ = 0,2 T./(m · K.). Raskaampia kaasuja lämpöjohtavuus on vähemmän - kuka λ = 0,025 T./(m · K.), UG-lerodadioksidissa λ = 0,02 T./(m · K.).

Puhdas hopea ja kupari ovat korkein lämmönjohtavuuskerroin: λ = 400 T./(m · K.). Hiileteräksi λ = 50 T./(m · K.). Nesteissä lämpöjohtavuuskerroin on yleensä alle 1 T./(m · K.). Vesi on yksi parhaista nestemäisistä lämpöjohtimista hänelle λ = 0,6 T./(m · K.).

Ei-metallisten kiinteiden materiaalien lämpöjohtavuuskerroin on tavallisesti alle 10 T./(m · K.).

Huokoiset materiaalit - korkki, erilaiset kuituiset täyteaineet, kuten orgaaninen villa - on pienimmät lämmönjohtavuuskertoimet λ <0,25 T./(m · K.), lähestyy matalalla vaimennustiheyksellä ilmavirtauksen lämpöjohtavuuskerroin.

Merkittävä vaikutus lämpöjohtavuuden kerroin voi olla lämpötila, paine ja huokoiset materiaalit kosteudeksi. Viitekirjat tarjoavat aina olosuhteita, joiden mukaan tämän aineen lämmönjohtavuuskerroin määritettiin ja muille olosuhteille on mahdotonta käyttää. Arvoalueet λ Erilaisille materiaaleille, jotka on esitetty kuviossa. yksi.

Kuva 1. Eri aineiden lämpöjohtavuuskertoimien arvoja.

Lämmönsiirto Lämpöjohtavuus

Yhdenmukainen litteä seinä.

Pro-stealth ja erittäin yleinen duuma, joka ratkaisi lämmönvaihdon teorian, määrittää tasaisen seinämän paksuuden kautta lähetetyn lämpölangan tiheys δ , jonka päätteeksi Tempo tukee t W1 ja t W2.(Kuva 2). Lämpötila vaihtelee vain levyn paksuuden mukaan - yksi koordinaatti x.Tällaista DACHaa kutsutaan yksiulotteiseksi, ratkaisuksi yksinkertaisimpiin ja tässä kurssissa rajoittavat itseämme harkitsemaan vain yksi numero tehtäviä.

Ottaen huomioon, että yksi numero:

Grad T. = dT / DX, (5)

ja käyttämällä lämpöjohtavuuden (2) peruslainsäädäntöä saamme kiinteitä lämpöjohdot erilaistuneet yhtälöt tasaiselle seinälle:

Paikallaan olevissa olosuhteissa, kun energiaa ei käytetä lämmitykseen, lämpövirran tiheys q.muuttumaton seinän paksuus. Useimmissa käytännön tehtävissä on arvioitu, että lämpöjohtavuuskerroin on λ Se ei riipu lämpötilasta ja samaa seinän koko paksuuden yli. Arvo λ Etsi viitekirjoista lämpötiloissa:

keskellä seinän pintalämpötilojen välillä. (Laskelmien virhe on yleensä pienempi kuin lähdetietojen ja taulukon arvojen virhe ja lämpöjohtavuuden lineaarinen riippuvuus lämpötilansäätökerroksesta: λ \u003d a + bttarkka laskentakaava q.se ei poikkea likimääräisestä). Varten λ \u003d const:

(7)

nuo. Lämpötilan riippuvuus t.koordinoinnista h. Linue (kuva 2).

Kuva 2. Tasaisen seinämän paksuuden lämpötilan jakautuminen.

Jakaminen yhtälössä (7) ja injektoidaan t. peräkkäin t W1 ennen t W2. ja sisään h. 0 - δ :

, (8)

saat riippuvuuden laskemaan lämpövirran tiheys:

, (9)

tai lämpövirta teho (lämpövirta):

(10)

Näin ollen 1 läpi lähetetyn lämmön määrä m 2. Seinät, suoraan verrannollinen lämmönjohtavuuskerroin λ ja seinän ulkopintojen lämpötila ( t W1 - T W2) ja kääntäen verrannollinen seinän paksuuteen δ . Lämmön kokonaismäärä seinämän alueen läpi F. myös suhteessa tähän alueeseen.

Tuloksena yksinkertaisin kaava (10) on hyvin laajalle levinnyt lämmönlaskelmissa. Tämän kaavan mukaan ei ainoastaan \u200b\u200blasketa lämpövirran tiheyttä litteiden seinien läpi, vaan myös valmistaa monimutkaisempia tapauksia, jotka vaihtelevat säädettävästi kompleksin kokoonpanon seinän laskelmissa tasaiselle seinään. Joskus arvioinnin perusteella yksi tai toinen hylätään ilman pitkäaikaista aikaa sen yksityiskohtaiseen laatimiseen.

Kehon lämpötila pisteessä h.määritä kaava:

t X \u003d T W1 - (T W1 - T W2) × (x × D)

Asenne λf / δ. kutsutaan lämpö-woofer ja käänteinen Δ / λf. seinän lämpö- tai lämpökestävyys ja on merkitty R λ.. Lämpöalkinnan käsitteen käyttäminen lämpövirran laskemiseksi voidaan esittää:

Riippuvuus (11) on samanlainen kuin laki Omar Sähkö-KE: ssä (sähkövirran teho on yhtä suuri kuin potentiaalien eriytyminen jaettuna johtimen, virtavirtauksen) sähkövastuksen avulla.

Hyvin usein lämpökestävyys kutsutaan suuruudeksi δ / λ, joka on yhtä suuri kuin tasaisen seinämän 1 lämpökestävyys 1 m 2..

Esimerkkejä laskelmista.

Esimerkki 1.. Määritä lämpövirta rakennuksen konkreettisen seinän läpi 200 mm.Korkeus H. = 2,5 m. ja 2 pitkä m.Jos lämpötilat sen pinnoilla: t C1 \u003d 20 0 s, t C2. \u003d - 10 0 C ja lämpöjohtava kerroin λ =1 T./(m · K.):

= 750 T..

Esimerkki 2.. Määritä seinän paksun materiaalin lämpöjohtavuuskerroin mm., jos lämpövirtaus tiheys sen läpi q. = 100 T./m 2.ja lämpötilaero pinnoilla ΔT \u003d. 20 0 S.

T./(m · K.).

Monikerroksinen seinä.

Kaavaa (10) voidaan käyttää lämmönvuodon laskemiseen useista ( n.) Tiukasti heterogeenisten materiaalien vierekkäiset kerrokset (kuvio 3), esimerkiksi eri materiaaleista valmistettu sylinteripää, tiiviste ja sylinterilohko ja t d.

Kuva 3. Lämpötilan jakautuminen monikerroksisen tasaisen seinän paksuuden päälle.

Tällaisen seinän lämpökestävyys on yhtä suuri kuin yksittäisten kerrosten lämpökestävyyden summa:

(12)

Kaavassa (12) on tarpeen korvata lämpötilaero näissä kohdissa (ylöspäin), jonka välillä kaikki summattu lämpökestävyys on "päällä", toisin sanoen. tässä tapauksessa: t W1ja t W (n + 1):

, (13)

missä i.- kerroksen numero.

InPatient-tilassa erityinen lämpövirta monikerroksisen seinän läpi on vakio ja kaikki samankaltaiset kerrokset. (13) seuraa:

. (14)

Yhtälöstä (14) seuraa, että monikerroksisen seinän yleinen lämpökestävyys on yhtä suuri kuin kunkin kerroksen kestävyys.

Kaava (13) on helppo saada, kirjoittamalla ero lämpötiloissa kaavalla (10) kullekin pmonikerroksisen seinän kerrokset ja kaiken taitto p ilmaisuja ottaen huomioon se, että kaikissa kerroksissa Q. Se on sama merkitys. Lisäksi kaikki välilämpötilat vähenevät.

Kunkin kerroksen esikatsien lämpötila-jakautuminen on lineaarinen, eri kerroksissa lämpötilan riippuvuuden jyrkkä on erilainen, koska Co-Votown Formula (7) (7) (7) (7) dT / DX.) I. = - q / λ I. Lämmönvuodon tiheys, joka kulkee kaiken norsun läpi kiinteässä tilassa, on sama ja kerroksen lämmönkestävyyskerroin on erilainen, joten lämpötila muuttuu voimakkaammin kerroksissa, joissa on vähemmän lämmönjohtavuus. Siten esimerkissä toisen kerroksen (esimerkiksi tiivisteiden) materiaali ja korkein kolmas kerros on pienin lämpöjohto.

Kun lämmön virtaus on laskenut tilaan -layraalin seinän läpi, on mahdollista määrittää lämpötilan lämpötila kussakin kerroksessa suhteessa (10) ja löytää lämpötilat kaikkien kerrosten rajoissa. Tämä on erittäin tärkeää, kun sitä käytetään lämpöeristimien materiaaleina, joilla on rajallinen sallittu lämpötila.

Kerrosten lämpötila määräytyy seuraavalla kaavalla:

t SER1 \u003d T C T1 - Q × (D 1 × L 1 -1)

t Cl 2 \u003d T C L1 - Q × (D 2 × L 2 -1)

Ota yhteyttä lämpökestävyys. Kun kaavat on johdettu monikerroksiselle seinälle, oletettiin, että kerrokset ovat tiukkoja toistensa viereen ja hyvän kontaktin vuoksi eri kerroksilla olevat kosketuspinnoilla on sama lämpötila. Ihanteellisesti tiheä kontakti monikerroksisen seinän yksittäisten kerrosten välillä saadaan, jos jokin kerroksista levitetään toiseen kerrokseen nestemäisessä tilassa tai nestemäisenä liuoksena. Kiinteät kappaleet koskevat toisiaan vain Sher-HOVAT-profiilien pisteissä (kuvio 4).

Pystyspisteiden kosketusalue on vähäpätöinen ja koko lämpövirta kulkee ilman puhdistuman ( h.). Tämä luo lisää (yhteys) lämpökestävyys R K.. Lämmönkestävyyskestävyys voidaan määrittää käyttämällä asianmukaisia \u200b\u200bempiirisiä riippuvuuksia tai kokeellisesti. Esimerkiksi aukon lämpökestävyys 0,03 mm. Noin yhtä suuri kuin teräspaksuus kerros noin 30 mm..

Kuva 4. Kuva kahden karkean pinnan koskettimista.

Menetelmät lämmönkestävyyskestävyyden vähentämiseksi. Kontaktin kokonaislämpökestävyys määräytyy hoitamisen, kuormituksen, lämpöjohtavuuden puhtaudella, välineiden kertoimien ja muiden tekijöiden materiaalien lämpöjohtavuuden kertoimet.

Lämpökestävyyden vähentämisen suurin tehokkuus antaa väliaineeseen, jossa on lämpöjohtavuus kosketusvyöhykkeelle, joka on lähellä metallin lämpöjohtavuutta.

On olemassa seuraava mahdollisuus täyttää kosketusalueen aineilla:

Pehmeiden metallien tiivisteiden käyttö;

Johdatus jauheen aineen kosketusvyöhykkeeseen, jolla on hyvä lämmönjohtavuus;

Johdanto viskoosiseen ainevyöhykkeeseen, jolla on hyvä lämmönjohtavuus;

Tällöin tilaa karkean metallin ennusteiden välillä.

Parhaat tulokset saatiin täyttämällä kontaktivyöhykkeen sulan tinalla. Tällöin lämpökestävyyskestävyys muuttuu käytännössä nollaksi.

Sylinterimäinen seinä.

Hyvin usein jäähdyttimet liikkuvat putkien (sylinterit) varrella, ja sen on laskettava putken (sylinterin) sylinterimäisen seinän kautta lähetetty lämpövirta. Lämmön lähettämisen ongelma sylinterimäisen seinän (tunnetuilla ja vakiolämpötila-arvoilla sisä- ja ulkopinnoilla) on myös yksiulotteinen, jos pidämme sitä sylinterimäisissä koordinaateissa (kuvio 4).

Lämpötila vaihtelee vain säteellä ja putken pituus l. Ja sen kehä pysyy ennallaan.

Tällöin lämpövirtayhtälöllä on lomake:

. (15)

Riippuvuus (15) osoittaa, että sylinterin seinän läpi lähetetyn lämmön määrä on suoraan verrannollinen lämmönjohtavuuskerroin λ , putken pituus l. ja lämpötilan olettamusta ( t W1 - T W2) ja kääntäen verrannollinen sylinterin ulkohalkaisijan suhde luonnolliseen logaritmiin d 2. Sen sisähalkaisijaan d 1..

Kuva. 4. Lämpötilan muuttaminen yhden kerroksen sylinterimäisen seinän paksuuden yli.

Varten λ \u003d Tour Tour Tour Raidius r. Yksikerroksinen sylinterimäinen seinät noudattavat lo-garfomaattista lakia (kuvio 4).

Esimerkki. Kuinka monta kertaa lämpöhäviöt vähenevät rakennuksen seinän läpi, jos kahden kerroksen väliset tiilet, joiden paksuus on 250 mm. Asenna vaahto tiiviste 50 paksu mm.. Lämpöjohtavuuskertoimet ovat vastaavasti yhtä suuret: λ Kirp . = 0,5 T./(m · K.); Λ kynä. . = 0,05 T./(m · K.).

Energiansäästöön liittyvien liittovaltion lain nro 261-FZ: n vaatimusten mukaisesti kiristettiin Venäjän rakenne- ja lämpöeristysmateriaalien lämpöjohtavuuden vaatimukset. Tänään lämpöjohtavuuden mittaus on yksi pakollisista kohteista tekemällä päätöksen materiaalin käytöstä lämmöneristyksenä.

Miksi on tarpeen mitata lämpöjohtavuus rakentamisessa?

Rakennus- ja lämpöeristysmateriaalien lämmönjohtavuuden säätö suoritetaan kaikissa niiden sertifioinnin ja tuotannon vaiheissa laboratorioolosuhteissa, jolloin materiaalit altistuvat erilaisille tekijöille, jotka vaikuttavat sen operatiivisiin ominaisuuksiin. On olemassa useita yhteisiä menetelmiä lämpöjohtavuuden mittaamiseksi. Alhaisten lämmönjohtavuusmateriaalien tarkkoja laboratoriokokeita (alle 0,04 - 0,05 W / m * K) on suositeltavaa käyttää instrumentteja, jotka käyttävät kiinteää lämpöhalvausmenetelmää. Niiden soveltamista säännellään GOST 7076: lla.

Interpribor tarjoaa lämpöjohtavuusmittarin, jonka hinta on hyödyllinen markkinoilta ja täyttää kaikki nykyaikaiset vaatimukset. Se on tarkoitettu rakennus- ja lämpöeristysmateriaalien laadun laboratorioon.

ITS-1: n lämpöjohtavuuden edut

Sen-1 lämpöjohtavuusmittarilla on alkuperäinen monoblock-suorituskyky ja niille on tunnusomaista seuraavat edut:

• automaattinen mittausjakso;
• korkean tarkkuuden mittauspolku, jonka avulla voit vakauttaa jääkaapin ja lämmittimen lämpötilan;
• mahdollisuus valmistua laitteesta yksittäisille materiaaleille tutkimuksessa, mikä parantaa edelleen tulosten tarkkuutta;
• mittausprosessin tulosten ilmaiseminen;
• optimoitu "kuuma" turvavyöhyke;
• informatiivinen graafinen näyttö, mittaustulosten hallinnan yksinkertaistaminen ja analysointi.

Sen-1 toimitetaan yhdellä perusmuutoksella, joka asiakkaan pyynnöstä voidaan täydentää ohjausnäytteillä (Plexiglass ja Penplex), laatikko irtotavaroille ja suojakerrosta laitteen varastoimiseksi ja kuljettamiseksi.

GOST 7076-99

UDC 691: 536.2.08: 006.354 Ryhmä G19

Interstate-standardi

Rakennusmateriaalit ja tuotteet

Menetelmä lämmönjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämiseksi

kiinteässä lämpötilassa

Rakennusmateriaalit ja tuotteet

Menetelmä vakaan tilan termisen määrittämiseksi

johtavuus ja lämpökestävyys

Johdantopäivä 2000-04-01

Esipuhe

1 Kehitti Venäjän federaation rakennusfysiikan tutkimuslaitos (NIIZF)

Gosstroke Venäjä

2, jonka valtioiden välinen tieteellinen ja tekninen komissio hyväksyi standardointia, teknistä rekisteröintiä ja sertifiointia rakentamisen (MNTKS) 20. toukokuuta 1999

Valtion nimi	Valtion viranomaisen nimi rakennustyömaan johto
Armenian tasavalta	Armenian tasavallan kaupunkisuunnitteluministeriö
Kazakstanin tasavalta	Kazakstanin tasavallan energia- ja kauppaministeriön rakennusasioiden valiokunta
Kirgisian tasavalta	Arkkitehtuurin ja rakentamisen valtiontarkastus Kirgisian tasavallan hallituksen puitteissa
Moldovan tasavalta	Moldovan tasavallan alueiden, rakennus- ja yleiskustannusten kehittämisministeriö
Venäjän federaatio	Gosstroy Venäjä
Tadžikistanin tasavalta	Arkkitehtuurivaliokunta ja Tadžikistanin tasavallan rakentaminen
Uzbekistanin tasavalta	Arkkitehtuurin komitea ja Uzbekistanin tasavallan rakentaminen
	Ukrainan rakentamisen, arkkitehtuurin ja asuntopolitiikan valtion komitea

3 GOST 7076-87: n sijaan

4 vahvistettu 1. huhtikuuta 2000 Venäjän federaation valtion standardina Venäjän 12. joulukuuta 1999. 89

Johdanto

Tämä standardi on yhdenmukaistettu ISO 7345: 1987 ja ISO 9251: 1987 terminologian osalta ja noudattaa ISO 8301: 1991: n perussäännöksiä, ISO 8302: 1991: n perussäännöksiä, joilla määritetään menetelmä lämpökestävyyden ja tehokkaan lämpöjohtavuuden määrittämiseksi käyttämällä laitteella varustettua laitetta Heather ja Laite, jossa on kuuma turvavyöhyke.

ISO-standardien mukaisesti tämä standardi määrittää näytteiden, laitteen ja sen valmistumisen vaatimukset, kaksi pääkoejärjestelmää hyväksyttiin: epäsymmetrinen (yhdellä lämpömittarilla) ja symmetrinen (kaksi lämpömittaria).

1 Käyttöalue

Tämä standardi koskee rakennusmateriaaleja ja tuotteita sekä materiaaleja ja tuotteita, jotka on tarkoitettu teollisuuslaitteiden ja putkilinjojen lämpöeristykseen ja luodaan menetelmän niiden tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämiseksi keskimääräisessä näytteen lämpötilassa miinus 40 - + 200 ° C.

Standardia ei sovelleta materiaaleihin ja tuotteisiin, joiden lämpöjohtavuus on yli 1,5 w / (m × K).

GOST 166-89 Caliper. Tekniset edellytykset

GOST 427-75 Metallin mittaussäännöt. Tekniset edellytykset

GOST 24104-88 Laboratoriolaboratorio-asteikot ja esimerkillinen. Yleiset tekniset edellytykset

3 Määritelmät ja nimitykset

3.1 Tämä standardi käyttää seuraavia termejä asianmukaisilla määritelmillä.

Lämpövirta - näytteen läpi kulkevan lämmön määrä ajan mittaan kohden.

Lämpövirran tiheys - Lämpövirta kulkee yksikköalueen läpi.

Kiinteä lämpötila - Tila, jossa kaikki lämpökäsittelyparametrit eivät muutu ajan mittaan.

Lämmönäytevastus - näytteen etulevyn lämpötilan erotus lämpötilan tiheyteen kiinteän lämpöjärjestelmän olosuhteissa.

Näytteen keskimääräinen lämpötila - kasvojen näyte kasvoihin mitattujen lämpötilojen keskimääräinen lämpötila.

Tehokas lämmönjohtavuusl. Eff materiaali (Vastaa olemassa olevien rakennuslämmöntekniikan nykyisissä standardeissa, joka hyväksyttiin nykyisillä "lämpöjohtavuudelle") - testinäytemateriaalin paksuuden suhde d. jllek Sen lämpökestävyys R.

3.2 Määrämäärät ja mittayksiköt esitetään taulukossa 1.

pöytä 1

Nimitys	Arvo	mittayksikkö
l EFF.	Tehokas lämmönjohtavuus	W / (m × K)
	Lämpökestävyys	m 2. × K / W
	Näytteen paksuus ennen testausta
	Vakionäytteiden lämpökestävät	m 2. × K / W
D T 1, D. T. 2	Vakionäytteiden lämpötilapinnan ero
e 1 e. 2	Laitteen lämpömittarin lähtösignaalit sen valmistumisen kanssa tavallisilla näytteillä
f 1, f. 2	Laitteen lämpömittarin käsittelykertoimet, joissa on valmistuttu normaaleilla näytteillä	W / (mv × M 2)
	Näytteen paksuus testauksen aikana
	Testinäytettä lämpökestävyys	m 2. × K / W
	Suhteellinen muutos näytteen massan kuivumisen jälkeen
	Suhteellinen muutos näytteen massassa testausprosessissa
	Massan näyte, kun se sai valmistajalta
	Massan näyte kuivauksen jälkeen
	Näytepaino testauksen jälkeen
D t u.	Testinäytteen lämpötilapinnan ero
	Testinäytettä keskimääräinen lämpötila
	Testinäytepesän kuuman kasvohän lämpötila
	Testinäytteen kylmän kasvohän lämpötila
	Laitteen lämpökerroksen valmistuskerroksen arvo, joka vastaa testinäytteen läpi kulkevan lämpövirran arvoa kiinteän lämpöjärjestelmän (epäsymmetrisen testikaavion avulla)	W / (mv × M 2)
	Laitteen lämpömittarin lähtösignaali kiinteään lämpövirtaan koe näyte (epäsymmetrisellä testikaaviolla)
	Lämpövastus näytteen kasvojen ja laitelevyn työpinnan välillä
l efeu.	Testinäytteen materiaalin tehokas lämmönjohtavuus	W / (m × K)
	Arkin materiaalin lämpökestävyys, josta laatikon pohja ja kansi irtomateriaalin näytettä varten tehdään	m 2. × K / W
f. ¢ U. , F.² U.	Laitteen ensimmäisen ja toisen lämpömittarin jatkokertoimen arvot, jotka vastaavat testinäytteen läpi kulkevan lämmönputken arvoa kiinteän lämpötilan määrittämisen jälkeen (symmetrinen testikaavio)	W / (mv × M 2)
e. ¢ U. E.² U.	Ensimmäisen ja toisen lämpömittarin lähtösignaali sen jälkeen, kun se on muodostettu kiinteään lämpövirtaan testinäytettä (symmetrinen testikappale)
	Kiinteän lämpövirran tiheys, joka kulkee testinäytettä
	Neliövyöhykkeen mittaus
	Lämmittimen vyöhykkeelle syötetty sähkövirta, joka mittaa kuumalevylaite

4 yleinen

4.1 Menetelmän olemus on luoda kiinteä lämpövirta, joka kulkee tiettyyn paksuuden tasaisella näyteellä ja suunnattu kohtisuoraan näytteen etupuolelle (suurimmille) kuvioille, tämän lämmönvuodon tiheys, vastakkaisen kasvojen lämpötila kasvot ja näytteen paksuus.

4.2 Tehokkaan lämpöjohtavuuden tai lämpökestävyyden määrittämiseksi tarvittavien näytteiden määrän ja näytteenottomenettely on määritettävä tietyn materiaalin tai tuotteen standardissa. Jos tietyn materiaalin tai tuotteen standardi ei määritä testattavan näytteiden määrää, tehokas lämmönjohtavuus tai lämpökestävyys määritetään viidellä näytteellä.

4.3 Huoneen huoneen lämpötila ja suhteellinen kosteus, jossa testit on suoritettava (295 ± 5) ja (50 ± 10)%.

5 Mittausmenetelmä

Testausta varten sovelletaan:

laite tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden mittaamiseksi, joka on sertifioitu määrätyllä tavalla ja täyttää lisäyksessä A esitetyt vaatimukset;

laite kuitumateriaalien tiheyden määrittämiseksi GOST 17177: n mukaan;

laite litteiden kuitujen tuotteiden paksuuden määrittämiseksi GOST 17177: n mukaan;

sähkökaapin kuivaus, jonka lämmityksen yläraja on vähintään 383 K, tehtävän sallitun virheen raja ja automaattinen lämpötilan säätö - 5 k;

schortencyRircle mukaan GOST 166:

Ulompien ja sisäisten ulottuvuuksien mittaamiseksi mittausalueella 0-125 mm, nonian laskentaarvo on 0,05 mm, sallitun virheen raja on 0,05 mm;

Ulkomittausten mittaamiseksi 0,1 mm: n laskentaarvo on 0,1 mm, sallitun virheen raja on -0,1 mm;

metallin mittauslinja GOST 427: n mukaan, jonka ylempi mittausraja on 1000 mm, sallitun poikkeaman raja asteikon pituuden nimellisarvoista ja etäisyyksien välillä asteikon - 0,2 mm ;

laboratoriolaboratorio-asteikot GOST 24104:

5 kg: n korkein punnitusraja, divisioonan hinta on 100 mg, asteikkojen keskimääräinen kvadraattinen poikkeama - enintään 50,0 mg, keinukylän parrukasta - enintään 250,0 mg, Sallittu virhe on 375 mg;

20 kg: n korkein punnitusraja, jako - 500 mg, keskimääräinen neliön poikkeama painot - enintään 150,0 mg, riskien epätasa-arvon virhe on enintään 750,0 mg, Sallittu virhe on 1500 mg.

Se voi käyttää muita mittaustyökaluja metrologisilla ominaisuuksilla ja laitteilla, joiden tekniset eritelmät eivät ole huonompi kuin tässä standardissa.

6 Testin valmistelu

6.1 teki näyte suorakaiteen muotoisena, jonka suurin (kasvojen) kasvot ovat neliön muoto, jonka sivu on yhtä suuri kuin laitelevyjen käyttöpintoja. Jos instrumentin levyn työpinnoilla on ympyrän muoto, näytetyn suurimman kasvojen tulisi myös olla ympyrämuoto, jonka halkaisija on yhtä suuri kuin laitelevyjen käyttöpintojen halkaisija (liite A, PA 2.1).

6.2 Testinäytteen paksuuden tulisi olla pienempi kuin reunan reunan tai halkaisijan pituus vähintään viisi kertaa.

6.3 Näytteen kasvot, kosketuksissa instrumenttilevyjen työpintojen kanssa, tulisi olla tasainen ja yhdensuuntainen. Jäykät näytteen kasvojen reunojen poikkeama rinnakkaisuudesta ei saa olla yli 0,5 mm.

Jäykät näytteet, joilla on kerroin ja poikkeamat tasaisuudesta ovat hionta.

6.4 paksuus suuntaissärmiön näytteen mitataan calipercule virheellä ei ole suurempi kuin 0,1 mm neljässä kulmassa etäisyyden (50,0 ± 5,0) mm yläreunasta kulman ja keskellä kummallakin puolella.

Näytepaksuus mitataan paksuulla, jonka virhe on enintään 0,1 mm, joka muodostuu neljästä keskenään kohtisuoraan tasoon, jotka kulkevat pystysuoran akselin läpi.

Otoksen paksuuden yli kaikkien mittausten tulosten keskimääräinen vanhemman arvo kestää.

6.5 Suunnitelman näytteen pituus ja leveys mitataan hallitsijalla, jonka virhe on enintään 0,5 mm.

6.6 Geometrisen muodon oikeellisuus ja lämpöeristysmateriaalin näytteen koko määritetään GOST 17177: n mukaan.

6.7 Sisältöjen keskimääräinen koko (täyteaineiden rakeet, suuret huokoset jne.) Erota tärkeimmistä näytteestä peräisin olevilta termopyyriisillä indikaattoreillaan enintään 0,1 näytteen paksuutta.

Näytteen testi, jolla on inhomogeeniset sulkeumat, on sallittu, jonka keskimääräinen koko on yli 0,1 sen paksuutta. Testiprotokolla on määritettävä keskimääräinen osallisuuskoko.

6.8 Määritä näytteen massa M. 1 Kun se vastaanottaa valmistajalta.

6.9 Näyte kuivataan vakiomassaan materiaalin tai tuotteen sääntelyasiakirjassa ilmoitettuun lämpötilaan. Näytettä pidetään kuivataan vakiomalleiksi, jos sen massan menetys seuraavan kuivauksen jälkeen 0,5 tuntia ei ylitä 0,1%. Kuivauksen lopussa näytettä määritetään M. 2 ja sen tiheys r. U.Jonka jälkeen näyte sijoitetaan välittömästi joko laitteeseen sen lämmönkestävyyden tai suljetussa astiassa.

Märkääytetesti sallitaan kylmässä kasvojen lämpötilassa yli 273 K ja lämpötila laskee enintään 2 - 1 cm näytteen paksuutta.

6.10 Kuivatun irtotavaran näyte on sijoitettava laatikkoon, pohja ja kansi on valmistettu ohuesta arkin materiaalista. Laatikon pituus ja leveys on yhtä suuri kuin laitelevyjen käyttöpintojen sopiva koko, syvyys on testinäytepaksuus. Bulkimateriaalin näytteen paksuuden tulisi olla vähintään 10-kertainen rakeiden, jyvien ja asteikkojen keskimääräinen koko, joista tämä materiaali koostuu.

Pohjapintojen ja laatikon kannen suhteellinen puolipallon säteilevä kyky on oltava yli 0,8 lämpötilassa, että nämä pinnat ovat testin aikana.

Lämpökestävyys R L. Arkin materiaali, josta pohja ja laatikko kansi tekevät sen olevan tiedossa.

6.11 Bulkkimateriaalin näyte jaetaan neljään yhtä suureen osaan, joka vaihdetaan vuorotellen laatikkoon, tiivistämällä kukin osa siten, että se vie vastaavan osan IT-sisäisestä laatikosta. Laatikko on suljettu kannella. Kansi on kiinnitetty laatikon sivuseiniin.

6.12 Punnitse laatikko irtotavarana. Tietty arvo laatikon massan näyte ja sisäisen tilavuuden ennalta määrätty arvot ja tyhjän laatikon massa lasketaan irtotavaran näytteen tiheys.

6.13 Massan määritelmän ja kokojen virhe ei saa olla yli 0,5%.

7 testaus

7.1 Testit on suoritettava esikäsittelyssä. Valmistumisen järjestys ja taajuus on esitetty lisäyksessä B.

7.2 Testinäyte sijoitetaan laitteeseen. Näytteen sijainti on horisontaalinen tai pystysuora. Näytteen vaakasuoralla järjestelyllä, lämpövirran suunta ylhäältä alas.

Prosessissa testata ero näytteen kasvojen lämpötiloissa D. T u. On oltava 10-30 K. Keskimääräinen näytelämpötila testin aikana on määriteltävä sääntelyasiakirjassa tietyntyyppisen materiaalin tai tuotteen tyyppistä.

7.3 Aseta laitelevyjen käyttöpintojen asetusarvot ja peräkkäin 300 s mitataan peräkkäin:

signaalit lämpömittarit e u. ja näytteen kasvojen kasvojen anturit, jos lämpövirran tiheys testinäytettä mitataan käyttäen lämpöä;

lämmittimeen syötetään lämmittimeen laitteen kuuman levyn mittaamiseksi ja näytteen näytteen anturin signaalilaitteiden signaalit, jos lämmönvuodon tiheys määritetään mittaamalla lämmittimeen toimitettu sähköteho laitteen kuuman levyn mittaamisesta.

7.4 Lämmönputkea testinäytettä pidetään vahvistamana (kiinteä), jos näytteen lämpökestävyysarvot lasketaan viiden peräkkäisen lämpötila-antureiden peräkkäisten mittausten tuloksista ja lämmönvuodon tiheys eroavat toisistaan Alle 1%, kun taas nämä arvot eivät kasva eikä vähennä yksitoikkoisesti.

7.5 Kun olet saavuttanut kiinteän lämpötilaan, mitataan laitteeseen sijoitetun näytteen paksuus d u. Schunzirkulki, joka on enintään 0,5%.

7.6 Testin päättymisen jälkeen määrittää näytteen massa M. 3 .

8 Testitulosten käsittely

8.1 Laske näytettävän massan suhteellinen muutos sen kuivauksen vuoksi t. R ja testauksen prosessissa t. W ja näytteen tiheys r. U. Kaavojen mukaan:

t. R \u003d. (M. 1 ¾ M. 2 ) / M. 2 , (2)

t. W. \u003d (M. 2 ¾ M. 3 ) / M. 3 , (3)

Testinäytettä V u. Laske sen pituuden ja leveyden mittauksen tulosten mukaan testin päättymisen jälkeen ja paksuus - testin aikana.

8.2 Laske lämpötila-lämpötilojen ero D. T u. Testinäytettä ja keskimmäinen lämpötila T Mu. Kaavojen mukaan:

D. T u. = T. 1u. ¾ T. 2u. , (5)

T Mu.= (T. 1u. + T. 2U.) / 2 (6)

8.3 Kun lasketaan näytteen termofysikaaliset indikaattorit ja kiinteän lämpövirran tiheys laskettuihin kaavoihin korvaavat viiden lämpötila-eroanturin viiden mittauksen tulokset ja lämpömittarin tai sähkötehon signaalin , tehty kiinteän lämpövirran luomisen jälkeen testinäytettä.

8.4 Kun testataan epäsymmetrisellä järjestelmällä, lämpönäytteen kestävyys R U. Laskea kaavalla

(7)

missä R K. kestää 0,005m 2 × K / W ja lämpöeristysmateriaalit ja tuotteet - nolla.

8.5 Tehokas lämpöjohtavuus l. effu. Laskea kaavalla

(8)

8.6 Lämpökestävyys R U. ja tehokas lämpöjohtavuus l. effu. Puhaltimateriaalin näyte lasketaan kaavoilla:

, (9)

. (10)

8.7 Kiinteän lämpövirran tiheys q U. Asymmetristen ja symmetristen järjestelmien koottu näytteen kautta testattu näyte lasketaan kaavojen mukaan:

q u \u003d f u e u , (11)

. (12)

8.8 Kun testataan kuumaa turvavyöhykettä, jossa lämpövirran tiheys määritetään mittaamalla kuumalevyn mittausvyöhykkeen lämmittimeen, lämpökestävyys, tehokas lämpöjohtavuus ja paikallaan olevan lämmön tiheys TULLA näytettä lasketaan kaavoilla:

, (13)

, (14)

Kun testataan irtotavarana kaavan (13) ja (14) sijaan R K. Korvaava arvo R l ..

8.9 Testin tulos lämpökestävyyden ja kaikkien testattujen näytteiden tehokkaan lämpöjohtavuuden keskimääräiset lämpöjohtavuusarvot otetaan.

9 Testiprotokolla

Testiraportissa on oltava seuraavat tiedot:

Materiaalin tai tuotteen nimi;

Sääntelyasiakirjan nimeäminen ja nimi, johon materiaali tai tuote tehdään;

Enterprise valmistaja;

Party numero;

Valmistuspäivä;

Testausnäytteiden kokonaismäärä;

Laitteen tyyppi, johon testi suoritettiin;

Testinäytteiden sijainti (vaakasuora, pystysuora);

Menetelmä irtotavaran näytteiden valmistamiseksi pohjan lämpökestävyys ja laatikon kansi, jossa näytteet koet;

Kunkin näytteen koot;

Kunkin näytteen paksuus ennen testin alkua ja testausprosessissa osoittaa, onko testi suoritettu kiinteällä paineella näytteessä tai näytteen kiinteässä paksuudessa;

Kiinteä paine (jos se on kiinnitetty);

Inhomogeenisten insisäkköiden keskimääräinen koko näytteissä (jos sellainen on);

Kuivausnäytteiden menetelmät;

Suhteellinen muutos kunkin näytteen massassa sen päivän takia;

Kunkin näytteen kosteus ennen alkua ja sen jälkeen testin;

Kunkin näytteen tiheys testausprosessissa;

Suhteellinen muutos kunkin näytteen massassa, joka ilmenee testausprosessissa;

Kunkin näytteen kuumien ja kylmien kasvojen lämpötila;

Kunkin näytteen kuumien ja kylmien kasvojen lämpötilojen ero;

Kunkin näytteen keskimääräinen lämpötila;

Lämmön virtaustiheys kunkin näytteen läpi kiinteän lämpöjärjestelmän muodostamisen jälkeen;

Kunkin näytteen lämpökestävyys;

Kunkin näytteen materiaalin tehokas lämmönjohtavuus;

Kaikkien testattujen näytteiden lämpökestävyyden keskimääräinen lämpöarvo;

Kaikkien testattujen näytteiden tehokkaan lämpöjohtavuuden keskimääräinen lämpötila;

Lämmönpuvun suunta;

Testauspäivä;

Laitteen viimeisen valmistumisen päivämäärä (jos testi suoritetaan käytetyllä laitteella, joka on varustettu heather);

Laitteen valmistumiseen käytettävistä tavallisista näytteistä on määritettävä: tyyppi, lämpökestävyys, kalibrointipäivä, voimassaoloaika, kalibrointi;

Lämpökestävyyden tai tehokkaan lämpöjohtavuuden mittaamisen virhe;

Lausunto testausmenettelyn täydellisestä noudattamisesta tai osittaisesta erotuksesta tämän standardin vaatimuksiin. Jos tämän standardin vaatimuksista poikkeamat testin aikana ne on määriteltävä testikertomuksessa.

10 Virhe Tehokas lämpöjohtavuus

ja lämpökestävyys

Suhteellinen virhe tämän menetelmän tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämisessä ei ylitä ± 3%, jos testi suoritetaan täysin tämän standardin vaatimusten mukaisesti.

Liite A.

(pakollinen)

Vaatimukset välineisiin tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämiseksi kiinteällä lämpötilassa

MUTTA.1 Instrumenttijärjestelmät

Tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden mittaaminen kiinteällä lämpötilassa käytetään laitteita:

Koottu epäsymmetrisellä menetelmällä, joka on varustettu yhdellä lämpömittarilla, joka sijaitsee laitteen testinäytteen ja kylmän levyn välillä tai näytteen ja laitteen kuuman levyn välillä (kuva A.1);

Symmetrinen piiri, joka on varustettu kahdella lämpömittareilla, joista toinen sijaitsee testinäyte ja laitteen kylmälevy ja toinen - näytteen ja laitteen kuuman levyn välillä (kuva A.2);

Laite, jossa testinäytteen läpi kulkevan lämpövirran tiheys määritetään mittaamalla laitteen kuuman levyn vyöhykkeen mittauksen lämmittimeen (kuuma turvavyöhykkeellä) (kuva A. 3).

1 - lämmitin; 2 - lämpömittari; 3 - Testinäyte; 4 - jääkaappi

Kuva A.1 - Laitteen kaavio, jossa on yksi lämpömittari

1 - lämmitin; 2 - lämpömittarit; 3 - jääkaappi; 4 - Testinäyte

Kuva A.2. - Kahden lämpömittarin kaavio

1 - jääkaappi; 2 - testinäytteet; 3 - Lämmittimen mittausvyöhykkeen levyt;

4 - Mittausvyöhykkeen lämmitin; 5 - turvavyöhykkeen lämmittimen levyt;

6 - Korosta turvavyöhykkeen lämmitin

Kuva A. 3 - Laitekaavio kuumalla turvavyöhykkeellä

A.2 Lämmitin ja jääkaappi

A.2.1 Lämmittimen tai jääkaapin levyt voivat olla neliömuoto, jonka puolella on oltava vähintään 250 mm tai ympyrä, jonka halkaisija on vähintään 250 mm.

A.2.2 Lämmittimen levyt ja jääkaappi on valmistettava metallista. Työpintojen tasaisuudesta poikkeama on enintään 0,025% niiden suurimmasta lineaarisesta koosta.

A.2.3 Lämmittimen levyn työpintojen suhteellinen pallonpuolinen emittointikyky ja testinäytettä kosketukseen joutuvan jääkaapin on oltava yli 0,8 lämpötiloissa, joita nämä pinnat ovat testin aikana.

MUTTA.3 lämpömittarit

A.3.1 Lämpimien työpintojen koko on yhtä suuri kuin lämmittimen ja jääkaapin levyjen työpintojen kokoa.

A. 3.2 Testinäytettä kosketukseen liittyvän lämpömittarin etupinnan suhteellinen palloninen säteilevä kyky on oltava yli 0,8 lämpötilassa, että tämä kasvot ovat testin aikana.

A. 3.3 Lämpömittarin mittausvyöhyke on sijoitettava sen kasvojen keskiosaan. Sen alueen on oltava vähintään 10% ja enintään 40% koko kasvohoitoalueesta.

A.3.4 Lämpömittarin lämpömittarin valmistuksessa käytettävien lämpöjohtojen halkaisija on enintään 0,2 mm.

A.4 Lämpötila-anturit

Lämpötila- tai jääkaapin levyn lämpötila-antureiden lukumäärä ja koesatoksen kanssa kosketukseen päästävän lämpömittarin etupinnan on oltava yhtä suuri kuin koko numero 10 Ö A ja olla vähintään kaksi. Näille antureille sopivien johtojen halkaisija on enintään 0,6 mm.

A.5 Sähköinen mittausjärjestelmä

Sähkömittausjärjestelmän tulisi varmistaa pintalämpötilaeron anturin signaalin mittaus, jossa on enintään 0,5%, lämpömittarin signaali - virheen enintään 0,6% tai sähköteho, joka on toimitettu lämmittimeen Laitteen kuuman levyn mittausvyöhykkeestä - jos virhe on enintään 0, 2%.

Kokonaisvirhe laitteen levyn pintojen lämpötilan mittaamisessa ja testiasetuksen etureunojen kanssa kosketukseen joutuvan lämmön mittarin lämpötilan lämpötilan mukaan ei saa olla yli 1%. Kokonaisvirhe on lämpötila-antureiden lähellä olevien lämpötila-antureiden vääristymisen, näiden antureiden ominaisuuksien muutokset ulkoisten olosuhteiden ja sähkömittausjärjestelmän tekemien ulkoisten olosuhteiden ja virheiden vaikutuksissa.

A.6 Laite koe näytteen paksuuden mittaamiseksi

Laitteen on oltava varustettu laitteella, jonka avulla voit mitata näytteen paksuuden testin prosessissa paksuu, jonka virhe on enintään 0,5%.

A.7 Kehys

Laitteen on oltava varustettu kehyksellä, jonka avulla voit tallentaa erilaisen orientaation testinäytettä sisältävän instrumenttilohkon tilaan.

A.8 Laite koe näytettä varten

Laitteessa on oltava laite, joka luo vakion määritetyn paineen laitteeseen asetettuun laitteeseen tai tukee instrumenttilevyjen käyttöpintojen jatkuvaa puhdistuma-arvoa.

Tämän laitteen suurimmalla paineella on oltava 2,5 kPa, vähintään 0,5 kPa, paine-tehtävän virhe on enintään 1,5%.

A.9 Laite, jolla vähennetään sivulämmittimen tai lämmöntuotannon testinäytettä

Sivun lämmönpudotus tai lämmöntumiset testausprosessissa on rajoitettava eristämällä testinäytteen sivupinnat lämpöeristysmateriaalin kerroksella, jonka lämpökestävyys ei ole vähempää lämmönäytevastusta.

A. 10 Laitteen kotelo

Laitteen on oltava varustettu kotelolla, ilman lämpötila, jossa ylläpidetään yhtä suuri kuin testinäytettä.

Lisäys B.

(pakollinen)

Heather-laitteessa varustettu laitteen valmistuminen

B.1 Yleiset vaatimukset

Heather-laitteella varustettu laitteen valmistuminen olisi suoritettava kolmella sertifioidulla tavallisella näytteellä, joka on valmistettu optisen kvartsilasi, orgaaninen lasi ja vaahto tai lasikuitu.

Vakionäytteiden mitat ovat yhtä suuria kuin testattava näyte koko. Valmistumisprosessissa vakionäytteiden kasvojen lämpötilassa on oltava vastaavasti yhtä suuria kuin ne lämpötilat, jotka testin aikana on testinäytettä kasvojen reunoja.

Koko lämpökestävyysarvoja, jotka voidaan mitata instrumentissa, on jaettava kahteen osaan:

ensimmäisen osakaistan alaraja on vähimmäiskestävyysarvo, joka voidaan mitata tällä laitteella; Ylempi raja - orgaanisen lasin mukaisen vakionäytteen lämpökestävyyden arvo ja paksuus, joka on yhtä suuri kuin testattavan näytteen paksuus;

toisen osakaistan alaraja on ensimmäisen Subadapazin yläraja; Ylempi sidottu on suurin lämpökestävyysarvo, joka voidaan mitata tällä laitteella.

B.2 epäsymmetrisellä järjestelmässä kerätty laite

Ennen valmistumisen alkua on tarpeen arvioida näytteen lämpökestävyyden numeerinen arvo testata tunnettujen referenssitietojen mukaisesti ja sen määrittävät, mikä subadiapan on arvo kuuluu. Hydraulinen valmistuminen suoritetaan vain tässä alahautapatsonissa.

Jos testattavan näytteen lämpökestävyys kuuluu ensimmäiseen osakaistan, lämpökuivaajan valmistumiseen

suoritetaan käyttämällä standardi-näytteitä optisesta kvartsista ja orgaanisesta lasista. Jos näytteen lämpökestävyys viittaa toiseen osaankaan, kalibrointi suoritetaan tavallisilla näytteillä, jotka on valmistettu orgaanisesta lasista ja lämpöeristysmateriaalista.

Ensimmäinen standardinäyttö, jossa on pienempi lämmönkestävyys, sijoitetaan laitteeseen. R S. 1 , D. T. 1 sen etupinnan ja lämmön mittarin lähtösignaalin e. 1 kohdassa 7 kuvatun menetelmän mukaan toisessa standardinäytteessä, jossa on suuri lämpökestävyys, sijoitetaan laitteeseen. R S. 2 , Mittaa lämpötilan ero D. T. 2 sen kasvojen kasvojen ja lämmön mittarin lähtösignaalin e. 2 samassa tekniikassa. Näiden mittausten tulosten mukaan lasketaan asteittaiset kertoimet f. 1 I. f. 2 lämpömittarit kaavoilla:

Soittajan kalibrointikerroin arvo f u, Vastaavat testinäytteen läpi kulkevan lämpövirran arvoa kiinteän lämpövirran perustamisen jälkeen määritetään lineaarisella interpoloimalla kaavalla

. (B.3)

B.Z Laitteen valmistuminen symmetrisen järjestelmän avulla

Symmetrisen kaavion mukaan koottu laitteen kalibrointikerroksen määrittäminen on samanlainen kuin menetelmä B.2: ssä kuvatun lämpömittarin soittajan kertoimen määrittämiseksi.

B.4 Valmistuslaitteen taajuus

Laitteen valmistuminen on suoritettava 24 tunnin kuluessa testiin tai seurannasta.

Jos kolmen kuukauden kuluessa kalibrointien tulosten mukaan lämpömittarin kalibrointikerroksen muutos ei ylitä ± 1%, tämä laite voidaan luokitella kerran 15 päivän välein. Tällöin testitulokset voidaan lähettää asiakkaalle vasta sen jälkeen, kun se on suoritettu valmistumisen jälkeen, ja jos myöhemmän valmistumisen tulosten määrittämän kalibrointikerroksen arvo poikkeaa kertoimen määrittämän kertoimen arvosta edellisen valmistumisen tulokset, enintään ± 1%.

Testinäytteen termofysiikkaindikaattoreiden laskennassa käytetty kalibrointikerroin määritetään tämän kertoimen kahden määritellyn arvon keskiarvona.

Jos kalibrointikerroksen arvon ero ylittää ± 1%, kaikkien näiden kahden tutkinnon aikana suoritettujen testien tulokset ovat virheellisiä ja testit on suoritettava uudelleen.

Lisäys B.

Bibliografia

ISO 7345: 1987 Lämpöeristys. Fyysiset määrät ja määritelmät

ISO 9251: 1987 Lämpöeristys. Lämmönsiirtotilat ja materiaalin ominaisuudet

ISO 8301: 1991 Lämpöeristys. Lämpökestävyyden ja niihin liittyvien termofysikaalisten indikaattoreiden määrittäminen, jossa on sairaalaveden lämpötila. Lämpömittari

ISO 8302: 1991 Lämpöeristys. Lämpökestävyyden ja niihin liittyvien termfysikaalisten indikaattoreiden määrittäminen. Laite, jossa on kuuma turvavyöhyke

Avainsanat: lämpökestävyys, tehokas lämpöjohtavuus, vakionäytteet

Johdanto

1 Käyttöalue

3 Määritelmät ja nimitykset

4 yleinen

5 Mittausmenetelmä

6 Testin valmistelu

7 testaus

8 Testitulosten käsittely

9 Testiprotokolla

10 Virhe tehokkaan lämmönjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämiseksi

Liitteenä ja välinevaatimukset tehokkaan lämpöjohtavuuden ja lämpökestävyyden määrittämiseksi kiinteässä lämpötilassa

Liite B Laitteen kunnostus, joka on varustettu heather

Liite bibliografiassa