Bestämning av vätskans värmeledningsförmåga med metoden för varm tråd. Några metoder för att bestämma värmeledningsförmåga. Utrustning och material

Termisk ledningsförmåga är de viktigaste termofysiska egenskaperna hos materialen. Man måste beaktas vid utformning av värmeanordningar, väljer tjockleken på skyddsbeläggningar, med beaktande av värmeförluster. Om det inte finns någon lämplig katalog i hand eller i lager, och materialets sammansättning är definitivt inte känd, måste dess värmeledningsförmåga beräknas eller mätas experimentellt.

Komponenter av värmeledningsförmåga hos material

Den termiska ledningsförmågan kännetecknar värmeöverföringsprocessen i en homogen kropp med vissa övergripande dimensioner. Därför är de ursprungliga parametrarna för mätning:

1. Området i riktning vinkelrätt mot värmeflödesriktningen.
2. Den tid då värmen av termisk energi äger rum.
3. Temperaturskillnaden mellan de enskilda delarna av delen eller det studerade provet från varandra.
4. Den termiska källans kraft.

För att överensstämma med resultatets maximala noggrannhet är det nödvändigt att skapa stationär (anges i tid) värmeöverföringsförhållanden. I det här fallet kan tidsfaktorn försummas.

Det är möjligt att bestämma den värmeledningsförmåga på två sätt - absolut och relativ.

Den absoluta metoden för att utvärdera värmeledningsförmåga

I det här fallet bestäms det direkta värdet av värmeflödet, vilket sänds till provet som studeras. Oftast accepteras provet med en stång eller lamellär, även om i vissa fall (till exempel vid bestämning av värmeledningsförmågan hos koaxiellt placerade element), kan den ha en typ av ihålig cylinder. Bristen på lamellära prover är behovet av strikt plan-parallellitet av motsatta ytor.

För metaller som kännetecknas av hög värmekonduktivitet, är provet i form av en stång oftare tagit.

Mätningsens väsen är som följer. På motsatta ytor upprätthålls konstanta temperaturer från värmekälla, som är belägen strängt vinkelrätt mot ett av ytorna på provet.

I detta fall kommer den önskade parametern för den termiska ledningsförmågan A
λ \u003d (q * d) / f (t2-t1), w / m ∙ k, där:
Q Är värmeflödetens kraft;
D - provtjocklek;
F - Provningsområdet på vilket värmeflödet verkar;
T1 och T2 - temperaturer på provets ytor.

Eftersom kraften i värmeflödet för elektriska värmare kan uttryckas genom sin kraft UI, och termiska sensorer som är anslutna till modellen kan användas för att mäta temperaturen, beräknar den termiska ledningsförmågan att A kommer inte att vara speciella svårigheter.

För att eliminera icke-produktiva värmeförluster, och förbättra noggrannheten i metoden, bör prov- och värmeenheten placeras i en effektiv värmeisoleringsvolym, exempelvis i dewar-kärlet.

Relativ metod för bestämning av värmeledningsförmåga

Exkludera från överväganden Den termiska strömkraftfaktorn kan användas om en av metoderna för jämförande utvärdering kan användas. För detta ändamål, mellan stången, vars värmeledningsförmåga krävs för att bestämmas, och värmekällan är placerad i referensprovet är den värmeledningsförmågan hos materialet A3 känt. För att utesluta mätfel är proverna tätt pressade till varandra. Den motsatta änden av det uppmätta provet nedsänktes i kylbadet, varefter två termoelement är anslutna till båda stavarna.

Värmeledningsförmåga beräknas utifrån uttrycket
λ \u003d λ3 (d (t1 3 -t2 3) / d3 (T1-T2)), där:
D är avståndet mellan termoelementen i det undersökta provet;
D 3 - Avstånd mellan termoelement i provreferensen;
T1 3 och T2 3 - Indikeringerna av termoelementet installerat i provreferensen;
T1 och T2 - Indikeringarna på termoelementet installerat i det studerade provet.

Termisk ledningsförmåga kan också bestämmas av det kända elektriska ledningsförmågan y hos provmaterialet. För att göra detta mottas ledaren från tråden som ett testprov vid ändarna av vilka en konstant temperatur bibehålls på något sätt. Genom ledaren passerar en konstant elektrisk ström av kraft I, och terminalkontakten ska närma sig det perfekta.

Efter att ha nått det stationära termiska tillståndet kommer temperaturens maximala T max att placeras i mitten av provet, med minimala värden på T1 och T2 vid dess ändar. Mätning av skillnaden i potentialer U mellan de extrema provpunkterna kan värmeledningsvärdet ställas in av beroendet

Noggrannheten i utvärderingen av värmeledningsförmåga ökar med en ökning av testprovet, såväl som med en ökning av den aktuella kraften som passerar genom den.

Relativa metoder för mätning av värmeledningsförmåga är mer exakta, och bekvämare i praktisk användning, men kräver betydande tid på gång på mätningar. Detta beror på längden på upprättandet av ett stationärt termiskt tillstånd i provet, vars värmeledningsförmåga bestäms.

För att mäta termisk ledningsförmåga användes många metoder tidigare. För närvarande är några av dem föråldrade, men deras teori är nu av intresse, eftersom de är baserade på solidhet-ekvationslösningar för enkla system som ofta finns i praktiken.

Först och främst bör det noteras att de termiska egenskaperna hos något material manifesteras i olika kombinationer; Men om vi anser dem som materialets egenskaper, kan de bestämmas från olika experiment. Vi listar de viktigaste termiska egenskaperna hos kroppar och experiment, från vilka de bestäms: a) Den värmeledningsförmågaskoefficienten mäts i stationärt experimentläge; b) värmekapaciteten som tillskrivs volymenheten, som mäts med kalorimetriska metoder; c) Värdet mäts med periodiskt stationärt sätt av experiment; d) Teterolution X, mätt under icke-stationära experiment. Faktum är att de flesta experimenten utförda i nonstationärläge, i princip, tillåter definitionen och definitionen

Vi beskriver kortfattat de vanligaste metoderna och anger de avsnitt där de anses vara. I huvudsak är dessa metoder uppdelade i vilka mätningar utförs i det stationära läget (inpatientläge), med periodisk uppvärmning och i icke-stationärt läge (icke-stationära läge); Därefter är de uppdelade i metoder som används i studien av dåliga ledare och under studier av metaller.

1. Metoder för stationär regim; Dålig ledare. I denna metod bör villkoren för det huvudsakliga experimentet som följts i § 1 i detta kapitel utföras noggrant, och det undersökta materialet bör ha formen av posten. I andra varianter av metoden kan du undersöka materialet i form av en ihålig cylinder (se § 2 ch. Vii) eller ett fält av sfär (se § 2 ch. Ix). Ibland är det material som studerats under vilket värmepass har formen av en tjock stång, men i det här fallet är teorin mer komplex (se §§ 1, 2 ch. Vi och § 3 ch. Viii).

2. Termiska metoder för stationär regim; Metaller. I detta fall används vanligtvis ett metallprov i form av en stång, vars ändar bibehålls vid olika temperaturer. Halvramstången beaktas i § 3 ch. IV, och terminalen i den slutliga längden - i § 5 ch. Iv.

3. Elektriska metoder för stationär regim, metaller. I detta fall upphettas metallprovet i form av tråd, passerar genom den elektriska strömmen och dess ändar bibehålls vid de angivna temperaturerna (se § 11 ch. IV och ett exempel på IX § 3 ch. Viii). Du kan också använda fallet med radiellt värmeflöde i den tråd som uppvärmts med en elektrisk ström (se exempel v § 2 ch. Vii).

4. Metoder för stationärt läge rörliga vätskor. I detta fall bibehålls temperaturen hos vätskan mellan de två tankarna i vilka olika temperaturer bibehålls (se § 9, ch. IV).

5. Metoder för periodisk uppvärmning. I dessa fall förändras betingelserna vid stångens eller plattans ändar med perioden genom att nå det stadiga tillståndet temperaturerna vid vissa punkter i provet. Fallet med en halvsänkningsstång beaktas i § 4 ch. IV, och slutlängdsstången är i § 8 i samma kapitel. En liknande metod används för att bestämma jordens temperatur vid temperaturfluktuationer som orsakas av solvärme (cm, § 12 ch. Ii).

Nyligen började dessa metoder spela en viktig roll för att mäta låga temperaturer. De har också fördelen att i teorin med relativt komplexa system kan du använda metoder som utvecklats för studier av elektriska vågledare (se § 6 ch. Och).

6. Metoder för nonstationary regime. Tidigare användes metoderna för icke-stationär regim något mindre än metoderna för stationär regim. Deras nackdel ligger i svårigheten att fastställa hur giltiga gränsvillkor i experimentet överensstämmer med de betingelser som teorin skickas. Att ta hänsyn till denna skillnad (till exempel när det gäller kontaktmotstånd vid gränsen) är mycket svårt, och detta är viktigare för de angivna metoderna än för de stationära lägesmetoderna (se § 10 ch. Ii). Samtidigt har metoderna för icke-stationär regimen välkända fördelar. Således är några av dessa metoder lämpliga för att genomföra mycket snabba mätningar och för att ta hänsyn till små temperaturförändringar. Dessutom kan ett antal metoder användas på plats, utan att leverera provet till laboratoriet, vilket är mycket önskvärt, särskilt i studien av material som jordar och stenar. I de flesta gamla metoder används endast det sista segmentet av grafiken; temperaturberoende i tid; I detta fall uttrycks lösningen av motsvarande ekvation av en exponentiell del. I § \u200b\u200b7 ch. IV, § 5 ch. Vi, § 5 ch. Viii och § 5 ch. IX anser att det är fallet att kyla kroppen med en enkel geometrisk form med en linjär värmeöverföring från dess yta. I § \u200b\u200b14 ch. IV anser fallet med icke-stationär temperatur i en uppvärmd tråd med elektrisk stöt. I vissa fall används hela temperaturförändringen vid punkten (se § 10 ch. II och § 3 ch. Iii).

GOST 7076-99

UDC 691: 536.2.08: 006.354 Grupp G19

Interstate Standard

Byggmaterial och produkter

Metod för bestämning av värmeledningsförmåga och termisk resistans

i stationärt termiskt läge

Byggnadsmaterial och produkter

Metod för bestämning av steady-state termisk

ledningsförmåga och värmebeständighet

Datum för introduktion 2000-04-01

Förord

1 Utvecklad av Forskningsinstitutet för Byggfysik (Niizf) i Ryska federationen

Gjord av Gosstroke Ryssland

2 antagen av den interstate vetenskapliga och tekniska kommissionen för standardisering, teknisk registrering och certifiering i byggandet (MNTK) 20 maj 1999

Statens namn	Namn på statlig myndighet byggledning
Armeni	Ministeriet för stadsplanering av Armenien
Republiken Kazakstan	Utskottet för byggande av ministeriet för energi, industri och handel i Republiken Kazakstan
Republiken Kirgizistan	Statens inspektör för arkitektur och konstruktion under Kirgiziska republikens regering
Republiken Moldavien	Utvecklingsministeriet av territorier, konstruktion och kommunala tjänster av Republiken Moldavien
Den ryska federationen	Gosstroy ryssland
Republiken Tadzjikistan	Utskottet för arkitektur och konstruktion av Republiken Tadzjikistan
Republiken Usbekistan	Statens kommitté för arkitektur och konstruktion av Republiken Usbekistan
	Statskommitté för byggande, arkitektur och bostadspolitik i Ukraina

3 istället för GOST 7076-87

4 som antagits från 1 april 2000 som den ryska federationens statsstandard genom resolutionen av Rysslands gosstroy den 24 december 1999 nr 89

Introduktion

Denna standard harmoniseras med ISO 7345: 1987 och ISO 9251: 1987 När det gäller terminologi och uppfyller de grundläggande bestämmelserna i ISO 8301: 1991, ISO 8302: 1991, fastställande av metoder för att bestämma termisk motstånd och effektiv värmeledningsförmåga med hjälp av en anordning som är utrustad med En ljung och en enhet med varm säkerhetszon.

I enlighet med ISO-standarder etablerar denna standard krav på prover, enheten och dess examen, två huvudprovscheman antas: asymmetrisk (med en värmemätare) och symmetriska (med två värmemätare).

1 användningsområde

Denna standard gäller att bygga material och produkter, såväl som på material och produkter avsedda för värmeisolering av industriell utrustning och rörledningar och etablerar ett förfarande för bestämning av deras effektiva värmeledningsförmåga och termisk motstånd vid en genomsnittlig provtemperatur från minus 40 till + 200 ° C.

Standard gäller inte material och produkter med värmeledningsförmåga på mer än 1,5 W / (m × K).

GOST 166-89 CALIPER. Tekniska förhållanden

GOST 427-75 Metallmätningsregler. Tekniska förhållanden

GOST 24104-88 Laboratorie Laboratorieskalor och exemplifierande. Allmänna tekniska villkor

3 Definitioner och beteckningar

3.1 Denna standard använder följande termer med lämpliga definitioner.

Värmeflöde - Mängden värme som passerar genom provet per tidsenhet.

Tätheten av termiskt flöde - termiskt flöde som passerar genom enhetsområdet.

Stationärt termiskt läge - Det läge i vilket alla termiska behandlingsparametrar som behandlas inte ändras över tiden.

Termisk provmotstånd - Förhållandet mellan skillnaden i temperaturen hos vansplåten av provet till densiteten hos värmeflödet under villkoren för den stationära termiska regimen.

Den genomsnittliga temperaturen för provet - Den genomsnittliga temperaturen för temperaturerna mätt på ansiktsprovytorna.

Effektiv värmeledningsförmågal. Eff material (motsvarar termen "värmekonduktivitetskoefficient", som antagits i befintliga standarder för byggnadsvärmeknik) - förhållandet mellan provprovmaterialets tjocklek d. till Dess termiska motstånd R.

3.2 Beteckningar av kvantiteter och måttenheter visas i tabell 1.

bord 1

Beteckning	Värde	måttenhet
l eff.	Effektiv värmeledningsförmåga	W / (m × k)
	Termisk resistans	m 2. × k / w
	Provtjocklek före testning
	Termiska resistanser av standardprover	m 2. × k / w
D t 1, D. T. 2	Skillnaden mellan temperaturytor av standardprover
e 1 e. 2	Utgångssignaler från värmemätaren på enheten med sin examen med standardprover
f 1, f. 2	Konditioneringskoefficienter för apparatens värmemätare med sin examen med hjälp av standardprover	W / (mv × m 2)
	Provtjocklek under testning
	Termisk resistans av testprovet	m 2. × k / w
	Relativ förändring i massan av provet efter torkning
	Relativ förändring i provets massa i testprocessen
	Massprov när det mottogs från tillverkaren
	Massprov efter torkning
	Provvikt efter testning
D t u.	Skillnaden mellan temperaturytan av testprovet
	Testprovets genomsnittliga temperatur
	Temperaturen hos den heta ansiktskanten av testprovet
	Temperaturen hos provprovet för den kalla ansiktsekanten
	Värdet av examenskoefficienten för heatherers av anordningen som motsvarar värdet av värmeflödet som strömmar genom testprovet efter att ha etablerat stationärt termisk regim (med ett asymmetriskt testdiagram)	W / (mv × m 2)
	Utgångssignalen från apparatens värmemätare efter att ha etablerat ett stationärt värmeflöde genom ett testprov (med ett asymmetriskt testdiagram)
	Värmebeständighet mellan provets yta och arbetsytan på anordningen
l effu.	Effektiv värmeledningsförmåga hos testprovet	W / (m × k)
	Termisk resistans hos arkmaterialet från vilket botten och locket på lådan för provet av bulkmaterialet är gjorda	m 2. × k / w
f. ¢ U. , F.² U.	Värdena för examenskoefficienten för de första och andra värmemätningarna hos anordningen som motsvarar värdet av värmeflödet som strömmar genom testprovet efter att ha etablerat ett stationärt termiskt läge (med ett symmetriskt testdiagram)	W / (mv × m 2)
e. ¢ U. E.² U.	Utgångssignalen från de första och andra värmemätningarna efter att ha etablerat ett stationärt värmeflöde genom ett testprov (med ett symmetriskt testdiagram)
	Tätheten hos det stationära värmeflödet som passerar genom testprovet
	Kvadratzonmätning
	Elektrisk strömförsörjning till värmezonen som mäter varmplattanordning

4 Allmänt

4.1 Kärnan i metoden är att skapa ett stationärt värmeflus som passerar genom ett platt prov av en viss tjocklek och riktad vinkelrätt mot provets främre (största) mönstren, som mäter densiteten hos detta värmeflöde, temperaturen hos motsatt ansiktsbehandling ansikten och tjockleken på provet.

4.2 Antalet prover som behövs för att bestämma den effektiva värmeledningsförmågan eller värmebeständigheten och provtagningsförfarandet måste anges i standarden för ett visst material eller produkt. Om standarden för ett visst material eller produkt inte anger antalet prover som ska testas, bestäms effektiv värmeledningsförmåga eller termisk resistans på fem prover.

4.3 Temperatur och relativ fuktighet av rummet i rummet där testen måste utföras (295 ± 5) till och (50 ± 10)%.

5 Mätningsmedel

För testning gäller:

anordningen för mätning av effektiv värmeledningsförmåga och värmebeständighet, certifierad på det föreskrivna sättet och uppfyller kraven i bilaga A

anordning för bestämning av densiteten av fibrösa material enligt GOST 17177;

anordningen för bestämning av tjockleken av plana fibrösa produkter enligt GOST 17177;

elektrisk skåptorkning, den övre gränsen för uppvärmning är minst 383 K, gränsen för det tillåtna felet på uppgiften och den automatiska temperaturkontrollen - 5 K;

schortencyircle enligt GOST 166:

För att mäta de yttre och interna dimensionerna med ett mätområde på 0-125 mm är nedräkningsvärdet med nonius 0,05 mm, gränsen för det tillåtna felet är 0,05 mm;

För att mäta de yttre dimensionerna med ett område av mätning 0-500 mm är nedräkningsvärdet av nonius 0,1 mm, gränsen för det tillåtna felet är -0,1 mm;

metallmätningslinje enligt GOST 427 med en övre mätgräns på 1000 mm, gränsen för den tillåtna avvikelsen från de nominella värdena för längden av skalan och avstånd mellan vilken som helst slag och början eller slutet av skalan - 0,2 mm ;

laboratoriekvalitetskalor enligt GOST 24104:

Med den högsta väggränsen på 5 kg är divisionens pris 100 mg, den genomsnittliga kvadratiska avvikelsen hos vågorna - inte mer än 50,0 mg, felet från barberns barberhood - inte mer än 250,0 mg, gränsen för tillåtet fel är 375 mg;

Med den högsta väggränsen på 20 kg, är priset på divisionen - 500 mg, den genomsnittliga kvadratiska avvikelsen av vikter av vikter - inte mer än 150,0 mg, felet från risken i risken inte mer än 750,0 mg, gränsen för Tillåtet fel är 1500 mg.

Det är tillåtet att använda andra mätverktyg med metrologiska egenskaper och utrustning med tekniska specifikationer, inte sämre än de som anges i denna standard.

6 testberedning

6.1 gjorde ett prov i form av en rektangulär parallellpiped, vars största (ansikts) ytor har formen av en kvadrat med en sida som är lika med sidan av de operativa ytorna hos anordningens plattor. Om arbetsytorna på instrumentets plattor har formen av en cirkel, bör det största ansiktet av provet också ha en cirkelform, vars diameter är lika med diametern hos de operativa ytorna på anordningens plattor (bilaga A, PA 2.1).

6.2 Typens tjocklek bör vara mindre än längden på kantkanten eller diametern minst fem gånger.

6.3 Provets fasett, i kontakt med instrumentplattans arbetsytor, bör vara platt och parallell. Avvikelsen av ansikts kanterna på det styva provet från parallellismen bör inte vara mer än 0,5 mm.

Styva prover som har multiplikation och avvikelser från flathet slipar.

6.4 Tjockleken hos det parallellpipade provet mäts med en kalipercule med ett fel på inte mer än 0,1 mm i fyra vinklar på ett avstånd (50,0 ± 5,0) mm från toppen av vinkeln och i mitten av varje sida.

Provtjockleken mäts med en tjocklek med ett fel på högst 0,1 mm genom att bilda, belägen i fyra ömsesidigt vinkelräta plan som passerar genom den vertikala axeln.

Över tjockleken på provet tar medelvärdesvärdet för resultaten av alla mätningar.

6.5 Längden och bredden på provet i planen mäts av en linjal med ett fel på högst 0,5 mm.

6.6 Den geometriska formens korrekthet och provstorleken för det värmeisolerande materialet bestäms enligt GOST 17177.

6.7 Den genomsnittliga storleken på inklusionerna (fyllnadsgranuler, stora porer etc.) skiljer sig i dess termofysiska indikatorer från huvudprovet, bör inte vara mer än 0,1 provtjocklek.

Ett test av ett prov som har inhomogena inklusioner är tillåtna, vars genomsnittliga storlek överstiger 0,1 av dess tjocklek. I testprotokollet måste den genomsnittliga inklusionstorleken anges.

6.8 Bestäm provets massa M. 1 När den tar emot från tillverkaren.

6.9 Provet torkas till en konstant massa vid en temperatur som anges i regleringsdokumentet på materialet eller produkten. Provet anses vara torkat till konstant massa, om förlusten av sin massa efter nästa torkning i 0,5 h inte överstiger 0,1%. Vid slutet av torkningen bestäms provets massa M. 2 och dess densitet r. U.Därefter placeras provet omedelbart antingen i anordningen för att bestämma dess termiska resistans eller i ett förseglat kärl.

Ett vått provtest är tillåtet vid en kall ansikte ansiktstemperatur på mer än 273 K och en temperaturfall av högst 2 till 1 cm av provtjockleken.

6.10 Provet av det torkade bulkmaterialet bör placeras i lådan, botten och locket är gjorda av tunt arkmaterial. Längden och bredden på lådan måste vara lika med lämplig storlek på de operativa ytorna på anordningens plattor, djupet är tjockleken på testprovet. Tjockleken på provet av bulkmaterialet bör vara minst 10 gånger den genomsnittliga storleken på granulerna, kornen och skalorna, av vilka detta material består.

Den relativa hemisfäriska strålningsförmågan hos bottenytorna och lådans lock bör vara mer än 0,8 vid de temperaturer som dessa ytor har under testet.

Termisk resistans R l. Skivmaterialet från vilket botten och lådkåpan gör det bör vara känt.

6.11 Provet av bulkmaterialet är uppdelat i fyra lika delar, som växelvis pumpas in i lådan, förseglar varje del så att den tar motsvarande del av den interna lådan. Lådan är stängd med lock. Locket är fäst vid sidoväggarna på lådan.

6.12 Väg rutan med ett prov av bulkmaterial. Genom ett visst värde av lådans massa med provet och de förutbestämda värdena för den inre volymen och den tomma lådans massa beräknas densiteten hos provet av bulkmaterialet.

6.13 Felet på massdefinitionen och storlekarna bör inte vara mer än 0,5%.

7 testning

7.1 Tester ska utföras på en förkyrlig anordning. Ordern och frekvensen för examen visas i bilaga B.

7.2 Testprovet placeras i anordningen. Provplatsen är horisontell eller vertikal. Med det horisontella arrangemanget av provet, riktningen av värmeflödet från topp till botten.

I processen att testa skillnaden i temperaturen hos proppets ansiktsljus D. T u. Måste vara 10-30 K. Den genomsnittliga provtemperaturen under testet ska anges i regleringsdokumentet om en viss typ av material eller produkt.

7.3 Ställ in börvärdena för de operativa ytorna på anordningens plattor och sekventiellt var 300: e s mäts:

signaler värmemätare e u. och sensorer av de ansiktsytor av provet, om densiteten hos värmeflödet genom testprovet mäts med användning av en heatheraper;

strömförsörjningen till värmaren av mätning av hetplattan hos anordningen och signalsensorsignaler av sensorn av provet av provet, om densiteten hos värmeflödet genom testprovet bestäms genom att mäta den elektriska strömmen som tillförs till värmaren av zonen som mäter den heta plattan på enheten.

7.4 Värmeflödet genom provprovet anses vara etablerat (stationärt) om det termiska motståndsvärdena för provet beräknat från resultaten av fem på varandra följande mätningar av temperatursensorerna och värmeflödesdensiteten skiljer sig från varandra i Mindre än 1%, medan dessa värden inte ökar och inte minskar monotont.

7.5 Efter att ha nått det stationära termiska läget mäts tjockleken på provet i anordningen d u. Schunzirkul med ett fel på högst 0,5%.

7.6 Efter slutet av testet bestämmer provets massa M. 3 .

8 testresultatbehandling

8.1 Beräkna den relativa förändringen i provets massa på grund av dess torkning t. R och i testprocessen t. W och provdensitet r. U. Av formler:

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

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

Volym av testprov V u. Beräkna enligt resultaten av mätningen av dess längd och bredd efter provets slut och tjocklek - under testet.

8.2 Beräkna skillnaden i temperaturtemperaturer D. T u. och medeltemperaturen för testprovet Tu. Av formler:

D. T u. = T. 1u. ¾ T. 2u. , (5)

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

8.3 Vid beräkningen av de termofysiska indikatorerna för provet och densiteten hos det stationära värmeflödet i de beräknade formlerna ersätter de medelgeneriska värdena för resultaten av fem mätningar av temperaturskillnadssensorerna och en signal av värmemätaren eller elkraften , gjord efter att ha etablerat ett stationärt värmeflöde genom testprovet.

8.4 När du testar på enheten monterad av asymmetrisk schema, termisk provmotstånd R u. Beräkna med formel

(7)

var R K. Ta lika med 0,005m 2 × K / W, och för värmeisoleringsmaterial och produkter - noll.

8.5 Effektiv värmeledningsförmåga l. effu. Beräkna med formel

(8)

8.6 Termisk motstånd R u. och effektiv värmeledningsförmåga l. effu. Prov av bulkmaterial beräknas med formler:

, (9)

. (10)

8.7 Tätheten av stationärt värmeflöde q U. Genom provet testas på anordningen som monteras av asymmetriska och symmetriska scheman, beräknas enligt formlerna:

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

. (12)

8.8 Vid provning på en anordning med en het säkerhetszon, där värmeflödesens densitet bestäms genom att mäta den elektriska effekten som matas till värmaren av den varma plattan, värmebeständighet, effektiv värmeledningsförmåga och densitet av stationär värme Flux genom provet beräknas med formler:

, (13)

, (14)

Vid testning av bulkmaterial i formel (13) och (14) istället R K. Ersättningsvärde R l ..

8.9 För resultatet av testet tas de genomsnittliga termometiska värdena för termisk resistans och den effektiva värmeledningsförmågan hos alla testade prover.

9 testprotokoll

Testrapporten måste innehålla följande information:

Namn på material eller produkt;

Beteckningen och namnet på det reglerande dokumentet som materialet eller produkten är gjord.

Företagstillverkare;

Partnummer;

Tillverkningsdatum;

Totalt antal testprover;

Den typ av anordning som testet utfördes;

Testprovernas position (horisontell, vertikal);

Metod för framställning av bulkmaterial med ett värmebeständighet hos botten och locket på lådan, i vilket prover upplever;

Storlekar av varje prov;

Tjockleken på varje prov före testets början och i testprocessen som indikerar huruvida testet utfördes vid ett fast tryck på provet eller vid en fast tjocklek av provet;

Fast tryck (om det var fixerat);

Den genomsnittliga storleken på inhomogena inklusioner i prover (om någon)

Metoder för torkning av prover;

Relativ förändring i massan av varje prov på grund av sin dag;

Luftfuktigheten av varje prov före starten och efter slutet av testet;

Densitet av varje prov i testprocessen;

Relativ förändring i massan av varje prov som inträffade vid provningsprocessen;

Temperaturen hos de varma och kalla ansikts kanterna för varje prov;

Skillnaden i temperaturer av varma och kalla ansikts kanter av varje prov;

Den genomsnittliga temperaturen för varje prov;

Värmeflödesdensitet genom varje prov efter att ha etablerat stationär termisk regim;

Värmebeständighet hos varje prov;

Effektiv värmeledningsförmåga hos materialet i varje prov;

Det genomsnittliga termometiska värdet av det termiska motståndet hos alla testade prover;

Den genomsnittliga temperaturen för den effektiva värmeledningsförmågan hos alla testade prover;

Värmeflödet;

Datum för testning

Datum för den sista examen av enheten (om testet utförs på en begagnad enhet utrustad med en ljung);

För standardprover som används i enhetens examen måste den anges: typ, värmebeständighet, kalibreringsdatum, giltighetsperiod, organisation som utförs genom kalibrering;

Bedömning av felet att mäta termisk resistans eller effektiv värmeledningsförmåga;

Uttalande om fullständig överensstämmelse eller delvis avvikelse för testförfarandet till kraven i denna standard. Om det fanns avvikelser från kraven i denna standard under testet, måste de anges i testrapporten.

10 Fel Definition av effektiv värmeledningsförmåga

och termisk motstånd

Det relativa felet vid bestämning av den effektiva värmeledningsförmågan och värmebeständigheten för denna metod överstiger inte ± 3% om testet utförs i full överensstämmelse med kraven i denna standard.

Bilaga A.

(obligatorisk)

Krav på instrument för bestämning av effektiv värmeledningsförmåga och värmebeständighet med stationärt termiskt läge

MEN.1 Instrumentscheman

För att mäta effektiv värmeledningsförmåga och värmebeständighet med stationärt termiskt läge används apparater:

Monterad av ett asymmetriskt schema utrustat med en värmemätare, som är belägen mellan testprovet och den kalla plattan på anordningen eller mellan provet och den heta plattan på anordningen (Figur A.1);

Den symmetriska kretsen, som är utrustad med två värmemätare, varav en är belägen mellan testprovet och den kalla plattan på anordningen och den andra - mellan provet och den heta plattan på anordningen (Figur A.2);

Anordningen i vilken densiteten hos värmeflödet som passerar genom testprovet bestäms genom att mäta den elektriska effekten som tillförs till värmaren av zonmätningen av anordningens heta platta (anordningen med en het säkerhetszon) (Figur A. 3).

1 - värmare; 2 - värmemätare; 3 - testprov; 4 - kylskåp

Figur A.1 - Diagram över enheten med en värmemätare

1 - värmare; 2 - värmemätare; 3 - kylskåp; 4 - Testprov

Figur A.2. - Diagrammet för enheten med två värmemätare

1 - kylskåp; 2 - testprover; 3 - Plattor av värmevätningszonen;

4 - Lindning av mätzonvärmaren; 5 - plattor av värmaren av säkerhetszonen;

6 - Markera värmaren av säkerhetszonen

Fig 3 - Enhetsdiagram med varm säkerhetszon

A.2 Värmare och kylskåp

A.2.1-plattor på värmaren eller kylskåpet kan ha en fyrkantig form, vars sida ska vara minst 250 mm eller en cirkel, vars diameter ska vara minst 250 mm.

A.2.2 Arbetsytor på värmens plattor och kylskåpet måste vara tillverkat av metall. Avvikelsen från planens ytor ska inte vara mer än 0,025% av sin maximala linjära storlek.

A.2.3 Relativ hemisfärisk emitterande förmåga hos arbetsytorna på värmarna hos värmaren och kylskåpet som kommer i kontakt med testprovet måste vara mer än 0,8 vid de temperaturer som dessa ytor har under testet.

MEN.3 värmemätare

A.3.1 Storleken på heatherers arbetsytor bör vara lika med storleken på de arbetsytor på värmesplattorna och kylskåpet.

A. 3.2 Relativ hemisfärisk radiativ förmåga hos framsidan av en värmemätare som kommer i kontakt med testprovet måste vara mer än 0,8 vid de temperaturer som detta ansikte har under testet.

A. 3.3 Zonen för mätning av värmemätaren ska placeras i den centrala delen av dess ansikte. Dess område bör vara minst 10% och högst 40% av hela ansiktsområdet.

A.3.4 Diametern på termiska ledningar som används vid tillverkning av värmemätarens termoelektriska batteri bör inte vara mer än 0,2 mm.

A.4 Temperaturgivare

Antalet temperatursensorer på varje arbetsyta på värmeklassen eller kylskåpet och värmemätarens främre yta som kommer i kontakt med testprovet måste vara lika med hela delen av nummer 10 Ö A och var minst två. Diametern hos ledningarna som är lämpliga för dessa sensorer bör inte vara mer än 0,6 mm.

A.5 Elektriska mätsystem

Det elektriska mätsystemet bör säkerställa mätningen av sensorns signal av ytemperaturskillnaden med ett fel på högst 0,5%, värmemätarens signal - med ett fel på högst 0,6% eller elnät som levereras till värmaren av mätzonen på den heta plattan på enheten - med ett fel på högst 0, 2%.

Det totala felet för att mäta skillnaden i temperaturen hos ytorna på anordningen och värmemätaren som kommer i kontakt med testprovets främre kvaliteter bör inte vara mer än 1%. Det totala felet är summan av de fel som härrör från förvrängningen av temperaturfältet nära temperatursensorerna, förändringar i dessa sensorers egenskaper under påverkan av externa förhållanden och fel som görs av ett elektriskt mätsystem.

A.6 Enhet för mätning av testprovets tjocklek

Anordningen måste vara utrustad med en enhet som gör att du kan mäta provets tjocklek i processen med sitt test av en tjocklek med ett fel på högst 0,5%.

A.7 Framework

Enheten måste vara utrustad med en ram som låter dig spara olika orientering i instrumentblockets utrymme innehållande ett testprov.

A.8 Enhet för fixering av testprovet

Anordningen måste vara utrustad med en enhet som eller skapar ett konstant specificerat tryck på anordningen som är placerad i anordningen, eller stöder ett konstant clearance-värde mellan instrumentplattans driftsytor.

Det maximala trycket som skapats av denna anordning på testprovet måste vara 2,5 kPa, minsta 0,5 kPa, vars feluppgift är inte mer än 1,5%.

A.9 Enhet för att reducera sidvärmeförlust eller värmevärkning av testprovet

Sidans värmeförlust eller värmeökning vid provningsprocessen måste begränsas av isolering av ivägsytorna hos testprovet med ett lager av värmeisoleringsmaterial, vars värmebeständighet inte är mindre termisk provmotstånd.

A. 10 Hölje av enheten

Anordningen måste vara utrustad med ett hölje, lufttemperaturen i vilken hålls lika med testprovet.

Bilaga B.

(obligatorisk)

Graduation av enheten utrustad med en ljung

B.1 Allmänna krav

Graderingen av den enhet som är utrustad med en ljung bör utföras med hjälp av tre certifierade standardprover av termisk resistans som gjorts på det föreskrivna sättet av optiskt kvartsglas, organiskt glas och skum eller glasfiber.

Dimensionerna av standardprover bör vara lika med provstorleken som ska testas. Vid examensprocessen måste temperaturen hos ansiktsytorna hos standardprover vara lika med de temperaturer som under testet kommer att ha ansikts kanter av testprovet.

Hela sortimentet av termiska resistansvärden som kan mätas på instrumentet ska delas upp i två delband:

den nedre gränsen för det första delbandet är det minsta termiska resistansvärdet, vilket kan mätas på denna anordning; Övre gräns - Värdet av det termiska motståndet hos ett standardprov tillverkat av organiskt glas och med en tjocklek som är lika med tjockleken hos provet som skall testas;

den nedre gränsen för det andra delbandet är den övre gränsen för den första subadrapaz; Den övre gränsen är det maximala termiska resistansvärdet som kan mätas på den här enheten.

B.2 Konditionering av enheten som samlats in av asymmetriska schema

Före examenens början är det nödvändigt att uppskatta det numeriska värdet av det termiska resistansen hos provet som ska testas enligt kända referensdata och bestämma vilken subadiapan som är värdet tillhör. Den hydrauliska examen utförs endast i denna submafazon.

Om det termiska resistansen hos provet som ska testas hör till det första delbandet, värmtorkare examen

utförd med hjälp av standardprover av optisk kvarts och organiskt glas. Om provets värmebeständighet hänför sig till det andra delbandet utförs kalibreringen med standardprover av organiskt glas och värmeisoleringsmaterial.

Det första standardprovet med mindre termiskt motstånd placeras i anordningen. R s. 1 , D. T. 1 av dess främre ytor och utsignal av värmemätaren e. 1 Enligt den metod som beskrivs i avsnitt 7. Sedan placeras det andra standardprovet med stor termisk resistans i anordningen. R s. 2 , Mäta temperaturskillnaden D. T. 2 av värmemätarens ansiktsytor och utsignal e. 2 på samma teknik. Enligt resultaten av dessa mätningar beräknas gradvisa koefficienter f. 1 I. f. 2 Värmemätare med formler:

Värdet av uppringarens kalibreringskoefficient f u, Motsvarar värdet av värmeflödet som strömmar genom testprovet efter etableringen av ett stationärt värmeflöde bestäms genom linjär interpolering med formeln

. (B.3)

B.Z Graduation av enheten monterad av symmetriskt schema

Metoden för bestämning av kalibreringskoefficienten för varje heatherers av anordningen som är sammansatt enligt ett symmetriskt diagram liknar metoden för bestämning av värmemätarens uppringningskoefficient som beskrivs i B.2.

B.4 Frekvens av examen enhet

Enhetens examen måste utföras inom 24 timmar före testet eller uppföljningen.

Om enligt resultaten av de kalibrerings som utförts inom 3 månader, överstiger förändringen i kalibreringskoefficienten för värmemätaren ± 1%, den här enheten kan graderas en gång var 15: e dag. I det här fallet kan testresultaten överföras till kunden först efter att ha utfört en examen, som följer av testet, och om värdet av kalibreringskoefficienten som bestäms av resultaten av den efterföljande examen skiljer sig från värdet av koefficienten bestämd av Resultaten av föregående examen, högst ± 1%.

Kalibreringskoefficienten som används vid beräkningen av de termofysiska indikatorerna för testprovet bestäms som medelvärdesvärdet för de två specificerade värdena för denna koefficient.

Om skillnaden mellan värdet av kalibreringskoefficienten överstiger ± 1%, anses resultaten av alla tester som utförs under tiden mellan dessa två graderingar ogiltiga och testen måste återledas.

Bilaga B.

Bibliografi

ISO 7345: 1987 värmeisolering. Fysiska kvantiteter och definitioner

ISO 9251: 1987 värmeisolering. Värmeöverföringslägen och materialegenskaper

ISO 8301: 1991 värmeisolering. Bestämning av termisk resistans och besläktade termofysiska indikatorer med inpatient termiskt läge. Värmemätare

ISO 8302: 1991 värmeisolering. Bestämning av värmebeständighet och relaterade termofysiska indikatorer. Enhet med en varm säkerhetszon

Nyckelord: termisk resistans, effektiv värmeledningsförmåga, standardprov

Introduktion

1 användningsområde

3 Definitioner och beteckningar

4 Allmänt

5 Mätningsmedel

6 testberedning

7 testning

8 testresultatbehandling

9 testprotokoll

10 fel för att bestämma effektiv värmeledningsförmåga och termisk motstånd

Appendixa och instrumentkrav för bestämning av effektiv värmeledningsförmåga och termisk motstånd i stationärt termiskt läge

Bilaga B konditionering av enheten utrustad med en ljung

Bilaga i bibliografi

Hittills har Unified Classification inte utvecklats, vilket är förknippat med mångfalden av befintliga metoder. Alla kända experimentella metoder för mätning av värmekonduktivitetskoefficienten är uppdelade i två stora grupper: stationär och icke-stationär. I det första fallet används kvaliteten på den beräknade formeln privata lösningar av den termiska konduktivitetsekvationen

under förutsättning, i det andra - under det tillstånd där T är temperaturen; F-tid; - temperatur koefficient; L - Värmekonduktivitetskoefficient; C-specifik värme; G - Materialdensitet; - Laplace-operatören registrerad i motsvarande koordinatsystem; - Specifik kapacitet hos den volymetriska värmekällan.

Den första gruppen av metoder är baserad på användningen av stationär termisk regim; Den andra är nonstationär termisk regim. Stationära metoder för bestämning av värmekonduktivitetskoefficienten genom mätningens natur är direkt (det vill säga den termiska ledningsförmågaskoefficienten bestäms direkt) och är uppdelad i absolut och relativ. I absoluta metoder tillåter parametrarna uppmätta i experimentet att använda den beräknade formeln för erhållande av den önskade värmekonduktivitetskoefficienten. I de relativa metoderna mäts parametrarna i experimentet tillåter oss att erhålla det önskade värmeledningsförmåga-koefficientvärdet med användning av den beräknade formeln. I de relativa metoderna för de uppmätta parametrarna är det inte tillräckligt att beräkna absolutvärdet. Två fall är möjliga här. Den första är att observera förändringen i värmekonduktivitetskoefficienten i förhållande till källan, antagen per enhet. Det andra fallet är användningen av referensmaterial med kända termiska egenskaper. I det här fallet använder beräkningsformeln den termiska ledningsförmågaskoefficienten för standarden. Relativa metoder har någon fördel gentemot absoluta metoder, eftersom det är enklare. Ytterligare uppdelning av stationära metoder kan utföras enligt uppvärmningens natur (yttre, volymetriska och kombinerade) och med typ isoterms av temperaturfältet i prover (platt, cylindrisk, sfärisk). Undergruppen av externa uppvärmningsmetoder innefattar alla metoder där yttre (elektriska, volymetriska, etc.) används och uppvärmningen av ytorna på provet med termisk strålning eller elektronbombardemang. Undergruppen av metoder med volymuppvärmning kombinerar alla metoder där uppvärmning används av en ström som sänds genom provet, värmer det studerade provet från neutron eller G-strålning eller ultra-högfrekventa strömmar. Metoderna i vilka den yttre och volymuppvärmningen av proverna används samtidigt samtidigt, eller mellanliggande uppvärmning (till exempel högfrekventa strömmar) kan hänföras till undergruppen av kombinerade uppvärmningsmetoder.

I alla tre undergrupper av stationära metoder. Temperaturfält

kan vara annorlunda.

Plana isoterms bildas i fallet när termisk strömmen är riktad längs axelens symmetri. Metoder som använder platta isotermer i litteraturen kallas metoder med axiellt eller longitudinellt värmeflöde och experimentella installationer själva - plana enheter.

Cylindriska isotermer motsvarar förökningen av värmeflödet i riktning mot det cylindriska provet. I det fall då värmeflödet riktas längs radien av ett sfäriskt prov uppstår sfäriska isotermer. Metoder som använder sådana isotermer kallas sfäriska och apparater - boll.

Materialets och substansernas förmåga att utföra värme kallas värmeledningsförmåga (x,) och uttrycks av mängden värme som passerar genom väggområdet 1 m21 m tjock i 1 timme med temperaturskillnad på motsatta väggytor i 1 grader. Enhet av mätning av värmeledningsförmåga - W / (M-K) eller W / (M- ° C).

Materialets värmeledningsförmåga bestäms

Var Q. - mängden värme (energi), w; F. - materialets tvärsnittsarea (prov), vinkelrätt mot värmeflödesriktningen, M2; Vid temperatur på motsatta ytor av provet, till eller ° C; Provtjocklek, m.

Termisk ledningsförmåga är en av huvudindikatorerna för egenskaperna hos värmeisoleringsmaterial. Denna indikator beror på ett antal faktorer: den totala porositeten hos materialet, storleken och formen av porer, typen av fast fas, typen av gas, fyllningspor, temperatur etc.

Beroendet av värmeledningsförmåga från dessa faktorer i den mest universella formen uttrycks av LEEBA: s ekvation:

_______ С.S.______ - і

Där KR - värmeledningsförmåga hos materialet; XS är den värmeledningsförmågan hos materialets fasta fas; Pc - Antalet porer i tvärsnittet vinkelrätt mot värmeflödet; PI- Antal porer som är i en sektion parallellt med värmeflödet; B - radiell konstant; є - Emitability; V är en geometrisk faktor som påverkar. strålning inuti por; Tt. - genomsnittlig absolut temperatur; D. - Genomsnittlig pordiameter.

Kunskap om värmeledningsförmågan hos ett värmeisoleringsmaterial gör det möjligt att korrekt uppskatta sina värmeisoleringskvaliteter och beräkna tjockleken på den värmeisolerande strukturen från detta material på de angivna förhållandena.

För närvarande finns det ett antal metoder för att bestämma värmeledningsförmåga hos material baserat på mätning av stationära och nonstationär värmeflöden.

Den första gruppen av metoder möjliggör mätningar i ett brett temperaturområde (från 20 till 700 ° C) och erhåller mer exakta resultat. Nackdelen med metoderna för mätning av stationärt värmeflöde är en stor erfarenhet av erfarenhet uppmätt med timmar.

Den andra gruppen av metoder tillåter experiment i inom några minuter (upp till 1 h), men det är lämpligt att bestämma materialets värmeledningsförmåga endast vid relativt låga temperaturer.

Mätning av den värmeledningsförmåga hos byggmaterial med denna metod framställs genom att använda instrumentet som visas i fig. 22. Samtidigt med hjälp av minoritet Värmemätaren produceras Mätning av stationärt värmeflöde som passerar genom ett testprovmaterial.

Enheten består av en platt elektrisk värmare 7 och låg inertationsvärmare 9, Installerad på ett avstånd av 2 mm från kylskåpets yta 10, Genom vilket vatten kontinuerligt strömmar kontinuerligt. Termoelement läggs på ytorna på värmaren och värmemätaren 1,2,4 och 5. Anordningen är placerad i ett metallhölje 6, fylld med värmeisoleringsmaterial. Tätt passform av provet 8 Till värmemätaren och värmaren tillhandahålls av pressaranpassningen 3. Värmare, Ljung Och kylskåpet har en skivform med en diameter på 250 mm.

Värmeflödet från värmaren genom provet och värmemätaren med låg inertation sänds till kylskåpet. Storleken på värmeflödet som passerar genom den centrala delen av provet mäts med en värmemätare, vilken är en termisk sats på skivans par, eller Värme - Mät med ett reproducerande element där en platt elektrisk värmare är monterad.

Anordningen kan mäta termisk ledningsförmåga vid en temperatur av en varm yta av provet från 25 till 700 ° C.

Instrumentet innefattar: en termostat av typ PO-1, KP-59-typpotentiometer, ett laboratorie-250-2-laboratoriefordon, MHP-termoelementomkopplare, TS-16-termostat, AMPERMETER ACC-anordning upp till 5 A och Thermos.

Prov av material som utsätts för test bör ha i form av en cirkelform med en diameter av 250 mm. Tjockleken på proverna bör inte vara mer än 50 och minst 10 mm. Tjockleken på proverna mäts med en noggrannhet av 0,1 mm och definieras som det aritmetiska genomsnittet av resultaten av fyra dimensioner. Provernas ytor måste vara platt och parallell.

Vid testning av fibrösa, bulk, mjuka och halvstyva värmeisoleringsmaterial placeras valda prover i en 250 mm med en diameter av 250 mm och en höjd av 30-40 mm, gjord av asbestkartong med en tjocklek av 3-4 mm .

Tätheten av det valda provet under den specifika belastningen bör vara likformig genom hela volymen och motsvarar testmaterialets genomsnittliga densitet.

Prov före testning måste torkas till en konstant massa vid en temperatur av 105-110 ° C.

Provet framställt för testning placeras på en ljung och pressade värmaren. Därefter är instrumentvärmare termostat inställd på den angivna temperaturen och inkluderar värmaren till nätverket. Efter att ha etablerat ett stationärt läge, vid vilket värmemätarens vittnesbörd på potentiometern noteras i 30 minuter.

Vid användning av en värmemätare med låg inertation med ett reproducerande element översätts värmemätarens vittnesmätare till nollgalvanometer och innefattar en ström genom en detaljhandel och en milliammeter för kompensation, samtidigt som du uppnår positionen för null-Galvanometer-pilen av 0, varefter vittnesbördet på instrumentskalan spelas in i MA.

Vid mätning av mängden värme med minoritetsvärmemätare med ett reproducerande element framställs beräkningen av värmeledningsförmågan hos materialet med formeln

Där b - provets tjocklek, m; T. - temperaturen på provets heta yta, ° C; - Temperaturen på provets kalla yta, ° C; Q. - Mängden värme som passerar genom provet i riktningen vinkelrätt mot dess yta, w / m2.

Där R är det konstanta motståndet hos värmemätarens värmemätare, ohms; / - Nuvarande, A; F. - Salmon Square, M2.

Vid mätning av mängden värme (Q) är beräkningen gjord av en graderad minoritetsvärmemätare med formeln Q.= Ae (W / m2), var E. - elektromotorisk kraft (EMF), mV; A är ett konstant instrument som anges i det graderade vittnesbördet för en värmemätare.

Temperaturen hos provytorna mäts med en noggrannhet på 0,1 S (under stationärt tillstånd). Värmeflödet beräknas med en noggrannhet av 1 W / m2 och värmeledningsförmåga till 0,001 W / (m- ° C).

När man arbetar på den här enheten är det nödvändigt att producera sin periodiska kontroll genom att testa standardprover som tillhandahålls av forskningsinstituten för metrologi och laboratorier i kommittén för standarder, åtgärder och mätinstrument hos Sovjetedirådets ministerråd.

Efter erfarenhet och datainsamling görs testcertifikatet för att testa det material där följande uppgifter ska innehålla: namn och adress för laboratoriet som utförts av testet. testdatum; Namn och egenskaper hos materialet; Materialets genomsnittliga densitet i ett torrt tillstånd; Provets genomsnittstemperatur under provet; Värmeledningsförmåga hos material vid denna temperatur.

Metoden för två plattor tillåter att erhålla mer tillförlitliga resultat än de som anses ovan, eftersom två tvillingprover utsätts för testen och dessutom värme tråd Prover, har två riktningar: efter ett prov går det från botten till toppen, och genom den andra - från topp till botten. Denna omständighet bidrar till stor del till medelvärdesresultat och ger erfarenheterna till de verkliga villkoren för materialtjänsten.

Det konceptuella diagrammet för ett tvåskiktsinstrument för att bestämma värmeledningsförmågan hos material med det stationära lägesmetoden visas i fig. 23.

Enheten består av en central värmare 1, en säkerhetsvärmare 2, Kylskivor 6, vilka är

Materialprover Press 4 Till värmare, isolerande fyllning 3, Termopar 5 och höljet 7.

Enheten innehåller följande justerings- och mätinstrument. Spänningsstabilisator (CH), Autotransformers (T), wattmeter (W.), Ampmeters (A), Säkerhetsvärmare Temperaturregulator (P), termoelementomkopplare, galvanometer eller temperaturmätningspotentiometer (D)Och fartyget med is (c).

För att säkerställa samma gränsvillkor vid testprovernas omkrets accepteras värmaren av skivan. Diametern hos den huvudsakliga (fungerande) värmaren för bedömning av beräkning är lika med 112,5 mm, vilket motsvarar området 0,01 m2.

Testet av material på värmeledningsförmåga görs enligt följande.

Från det material som valts för testning görs två tvillingprover i form av skivor med en diameter som är lika med diametern hos säkerhetsringen (250 mm). Tjockleken på proverna måste vara densamma och vara i intervallet från 10 till 50 mm. Yytorna på proverna måste vara platt och parallell, utan rep och bucklor.

Testet av fibrösa och bulkmaterial produceras i speciella klumpar från asbestkartong.

Före testet torkas proverna till en konstant massa och uppmätt dem med en tjocklek med en noggrannhet av 0,1 mm.

Prover placeras på båda sidor av elvärmaren och pressade dem till den med kylskivor. Sätt sedan spänningsregulatorn (lat) till det läge i vilket den angivna temperaturen på den elektriska värmaren är anordnad. Öka cirkulationen av vatten i kylskivor och efter att ha nått det stabila läget som observerats av galvanometern mäts temperaturen hos de heta och kalla ytorna på proverna, för vilka de använder motsvarande termoelement och en galvanometer eller potentiometer. Samtidigt mäts elförbrukningen. Därefter är den elektriska värmaren avstängd, och efter 2-3 timmar stoppas vattenförsörjningen till kylskivor.

Värmeledningsförmåga hos material, W / (M- ° C),

Var W. - Elförbrukning, W; b - provets tjocklek, m; F. - Område av en yta av elvärmaren, M2;. T-temperaturen i provets heta yta, ° C; І2. - Temperatur i provets kalla yta, ° C.

De slutliga resultaten på definitionen av värmeledningsförmåga hänvisar till den genomsnittliga temperaturen hos proven.
Var T. - temperatur i provets heta yta (medelvärde av två prover), ° C; T. 2 - Temperatur i provets kalla yta (medelvärde av två prover), ° C.

Rörmetod. För att bestämma värmeledningsförmågan hos värmeisoleringsprodukter med en kröklinjig yta (skal, cylindrar, segment), används installationen, vars schematiska diagram visas på

Fikon. 24. Denna enhet är ett stålrör med en diameter av 100-150 mm och en längd av minst 2,5 m. Inuti röret på det eldfasta materialet är ett värmeelement monterat, vilket är uppdelat i tre oberoende sektioner längs längden på Röret: Central (Working), ockuperar ungefär] / s rörlängder och sida, anställda för att eliminera värmeläckage genom ändarna av anordningen (rör).

Röret är installerat på suspensioner eller på står på ett avstånd av 1,5-2 m från golvet, väggarna och taket på rummet.

Temperaturen på röret och yta av testmaterialet mäts med termoelement. Vid testning är det nödvändigt att justera elkraften som konsumeras av säkerhetssektioner för att eliminera temperaturskillnaden mellan avsnittet Arbets- och säkerhet
mi. Test utförs med ett stadigt värmemodus, vid vilket temperaturen på rörets och isoleringsmaterialets ytor är konstant i 30 minuter.

Arbetsvärmarens elförbrukning kan mätas som en wattmeter och en separat voltmeter och ammeter.

Värmeledningsförmåga hos material, w / (m ■ ° C),

X -_____ D.

Var D. - Testproduktens yttre diameter, m; D. - Testmaterialets inre diameter, m; - temperatur på rörets yta, ° C; T. 2 - Temperatur på testproduktens yttre yta, ° C; I - längden på värmaren, m.

Förutom värmeledningsförmåga, på den här enheten, kan du mäta värmeflödesmassiviteten i den värmeisoleringsstruktur som är gjord av ett eller annat värmeisoleringsmaterial. Termisk ström (W / m2)

Bestämning av värmeledningsförmåga baserat på metoderna för icke-stationärt värmeflöde (dynamiska mätmetoder). Metoder baserade på Mätning av icke-stationära värmeflödringar (metoder för dynamiska mätningar), användes alla bredare för att bestämma de termofysiska värdena. Fördelen med dessa metoder är inte bara en jämförande hastighet av experiment, men och En större mängd information mottagen i en erfarenhet. Här läggs en gång till andra parametrar för den övervakade processen. På grund av detta tillåter endast de dynamiska metoderna att erhålla de termofysiska egenskaperna hos material såsom värmeledningsförmåga, värmekapacitet, temperatur, kylningstakt (uppvärmning) enligt resultaten av ett experiment

För närvarande finns det ett stort antal metoder och anordningar för mätning av dynamiska temperaturer och värmeflöden. Men de kräver alla känna till
Särskilda villkor och införandet av ändringar av de erhållna resultaten, eftersom processen för mätning av termiska värden skiljer sig från mätningen av värdena för annan natur (mekanisk, optisk, elektrisk, akustisk etc.) med sin signifikanta tröghet.

Därför skiljer sig metoder baserade på mätning av stationära värmeflödringar från de metoder som behandlas signifikant större identitet mellan mätresultat och de sanna värdena för de uppmätta termiska värdena.

Perfektioner om B och E och E dynamiska mätmetoder går i tre riktningar. För det första är det utvecklingen av metoderna för att analysera fel och införandet av ändringar av mätresultaten. För det andra, utvecklingen av automatiska korrigerande anordningar för att kompensera för dynamiska fel.

Tänk på de två metoder som vanligast i Sovjetunionen baserat på mätning av icke-stationärt värmeflöde.

1. Metod för regelbunden termisk regim med Bikal-Rimeter. Vid tillämpning av denna metod kan olika typer av biklorimetrar design användas. Tänk på en av dem - en liten formad platt bikali - meter typ MPB-64-1 (bild 25), som är utformad
För att bestämma den termiska ledningsförmågan hos halvstyva, fibrösa och bulk värmeisoleringsmaterial vid rumstemperatur.

MPB-64-1-enheten är en cylindrisk form av ett plug-in-skal (kropp) med en inre diameter av 105 mm, i centrum som är byggt i kärnan med monterad i Det är en värmare och batteri av differential termoelement. Anordningen är tillverkad av duraluminmärke D16T.

Termobatrum av differentialtermoelement Bicked-fuktmätare är utrustad med kopparkoppar termoelement, vars elektroder är 0,2 mm. Ändarna av termobatarnas varv avlägsnas på mässingens kronblad av glasfiberens ringar, impregnerat med BF-2 lim och sedan genom ledningarna till gaffeln. Värmeelement avNichrome tråd med en diameter av 0,1 mm, uppskattad på en cirkulär platta med en kyckling bf-2 glas Tyger. Ändringarna av värmeelementets tråd, såväl som ändarna av termobatar-tråden, visas på mässingsringar och vidare, genom pluggen, till strömkällan. Värmeelementet kan drivas med en växelström av 127 V.

Anordningen är förseglad på grund av tätningen från vakuumgummi, som ligger mellan höljet och locken, liksom körkudden (Penkovo-luckor) mellan handtaget, spolen och huset.

Termoelement, värmare och deras slutsatser bör vara väl isolerade från huset.

Dimensionerna av testproverna får inte överstiga i diameter 104 mm och tjock-16 mm. På enheten producerar samtidigt ett test av två tvillingprover.

Enhetens funktion är baserad i följande princip.

Processen att kyla det fasta materialet upphettas till temperaturen T.° och placeras på onsdag med temperatur ©<Ґ при весьма большой теплопередаче (а) от тела tillMediet ("-\u003e - 00) och vid en konstant temperatur av detta medium (0 \u003d const) är uppdelad i tre steg.

1. Temperaturfördelning i Kroppen är först en slumpmässig karaktär, det vill säga det finns ett oordnat termiskt läge.

2. Över tiden beställs kylning, dvs den vanliga regimen, där
Rum förändring i temperatur vid varje punkt i kroppen obeys den exponentiella lagen:

Q. - Aue .- "1

Var © © är en förhöjd temperatur i någon punkt i kroppen; U - någon punktkoordinatfunktion; E-grund av naturliga logaritmer; T-tiden från början av kroppens kylning; t - takt av kylning; A är en konstant anordning beroende på de ursprungliga förhållandena.

3. Efter det vanliga kyläget kännetecknas av uppkomsten av värmekroppens jämvikt med miljön.

Temp kylning t efter differentiering av uttryck

Förbi T. I koordinater I.I-T. Det uttrycks enligt följande:

Var MEN och I - Konstanter av enheten; FRÅN - Den totala värmekapaciteten hos testmaterialet som är lika med produkten av materialets specifika värmekapacitet på sin massa, J / (kg- ° C); t - kylningshastigheten, 1 / h.

Testet utförs enligt följande. Efter att ha placerat proverna i anordningen är enhetens lock tätt tätt till huset med en mutter med en knurling. Anordningen sänks till en termostat med en omrörare, t ex en termostat av TC-16, fylld med vattentemperatur, anslut sedan termoplaceringen av differentialtermoaletter till galvanometern. Anordningen hålls i en termostat för att nivasta temperaturen hos de yttre och inre ytorna på proverna av testmaterialet, som registreras av galvanometern. Därefter innehåller kärnvärmaren. Kärnan upphettas till en temperatur som är större än 30-40 ° vattentemperatur i termostaten och stäng sedan av värmaren. När Galvanometerens pil återvänder till skalans skala, registrera Galvanometerns skönsmässig bedömning som minskar i tid. Total post 8-10 poäng.

I koordinatsystemet 1p0-T är ett diagram byggt, vilket borde ha den typ av en rak linje på några punkter i abscissa-axeln och ordinat. Beräkna sedan den tangentvinkeln för lutning av den resulterande direkt, vilket uttrycker värdet av processen att kyla materialet:

__ I 6T. - I. O2. __ 6 02

Tiu - - J.

T2 - TJ 12 - "EL

Där BI och 02 är motsvarande ordinat för TI och T2-tid.

Erfarenhet Upprepa igen och återigen bestämma kylningsgraden. Om skillnaden i värdena för kylhastigheten beräknades under de första och andra experimenten, är mindre än 5% begränsade till dessa två experiment. Medelvärdet av kylhastigheten bestäms av resultaten av två experiment och beräkna materialets värmeledningsförmåga, W / (M * ° C)

X \u003d (a + yasure) / och.

Exempel. Testmaterialet är en mineralullmatta på ett fenolbindemedel med en genomsnittlig densitet i ett torrt tillstånd av 80 kg / m3.

1. Beräkna storleken av provmaterialet placerat i anordningen,

Där RP är ett material placerat i en cylindrisk kapacitet hos anordningen, kg; Vn. - volymen av en cylindrisk tank av anordningen lika med 140 cm3; PCP - genomsnittlig materialdensitet, g / cm3.

2. Bestämma sammansättning Bcyp. , Var I - en anordningskonstant, lika med 0,324; C är den specifika värmekapaciteten hos materialet lika med 0,8237 kJ / (kg-k). Sedan VSR \u003d. =0,324 0,8237 0,0224 = 0,00598.

3. Resultat Observationer för Kylprover i enheten i tid är vi i bordet. 2.

Skillnader i kylhastighetens värden T och T2 är mindre än 5%, så upprepningsexperiment kan inte produceras.

4. Beräkna den genomsnittliga takten av kylning

T \u003d (2,41 + 2,104) / 2 \u003d 2,072.

Att veta alla nödvändiga värden räknar vi värmeledningsförmågan

(0,0169 + 0,00598) 2,072 \u003d 0,047 W / (M-K)

Eller w / (m- ° C).

Samtidigt var den genomsnittliga temperaturen hos proverna 303 till eller 30 ° C i formel 0,0169-L (anordningen konstant).

2. Probe-metod. Det finns flera sorter av sondmetoden för bestämning av värmebehållaren
De isolerande materialen skiljer sig från varandra med de tillämpliga enheterna och principerna för uppvärmning av sonden. Tänk på en av dessa metoder - metoden för den cylindriska sonden utan en elektrisk värmare.

Denna metod är som följer. Metallstång med en diameter av 5-6 mm (fig 26) och en längd av ca 100 mm injiceras i tjockleken på det heta värmeisoleringsmaterialet och med hjälp av en inuti stången

Termoeletter bestämmer temperaturen. Temperaturbestämningen görs i två mottagningar: i början av experimentet (vid tidpunkten för sonduppvärmningen) och i slutet, när jämviktstillståndet inträffar och ökningen i sondens temperatur termineras. Tiden mellan dessa två räkningar mäts med hjälp av stoppuret. h Termisk konduktivitetsmaterial W / (M ° C), R.2CV.

Var R. - Rodradie, m; FRÅN - Specifik värmekapacitet hos materialet från vilket stången KJ / (KGH HC) är gjord; V-volymstång, M3; T-tidsintervall mellan temperaturreferenser, h; TX och U-temperaturer vid tidpunkten för de första och andra proverna, till eller ° C.

Denna metod är mycket enkel och låter dig snabbt bestämma materialets värmeledningsförmåga både i laboratoriet och i produktionsförhållanden. Det är dock lämpligt endast för en grov uppskattning av denna indikator.