Е. 5 определение теплопроводности

 

Определение теплопроводности сухих и влажных материалов следует производить только при горизонтальном положении образца в приборах, работающих по симметричной схеме. Разность температуры лицевых граней образца должна измеряться не менее чем четырьмя противоположно соединенными термопарами (по два измерительных спая на каждой стороне образца). ЭДС термопары следует измерять вольтметром, обладающим чувствительностью не менее 1 мкВ и погрешностью измерения не более 2 % при ЭДС 100 мкВ. Отклонение от температуры термостатирования образца материала — не более 0,1 °С.

Теплопроводность влажных образцов материала l _fi определяют при градиенте температуры в образце не более 1 град/см, за исключением образцов толщиной менее 20 мм, для которых допускается градиент температуры до 2 град/см. До проведения измерений используемый для определения теплопроводности прибор должен быть выведен на заданный режим испытаний при загруженном в него образце материала, аналогичного исследуемому. Влажный образец взвешивают перед помещением в прибор и сразу же после проведения измерения. Фактическую влажность образца, % по массе, до испытания определяют по формуле

(Е.2)

и после испытаний — по формуле

. (E.3)

Значение влажности, при которой была определена теплопроводность образца, вычисляют как среднее арифметическое значение до и после проведения измерений:

. (E.4)

Для снижения потери влаги в процессе измерения теплопроводности образец должен устанавливаться в аппаратуру заключенным в обечайку из материала с низкой теплопроводностью (текстолит, полиэтилен, полипропилен, оргстекло или другие аналогичные материалы). Измерения считаются удовлетворительными, если снижение влажности образца за время измерений не превысило 10 %.

При определении теплопроводности образцов толщиной менее 20 мм на противоположных сторонах образца по центру (на пересечении диагоналей) следует укрепить термопары для измерения перепада температуры на термостатируемых поверхностях образца. Термопары должны быть выполнены из эмалированных проводов диаметром не более 0,2 мм. Образец испытываемого материала с укрепленными на нем термопарами размещают между двумя листами эластичной резины толщиной 1 мм и дополняют с двух сторон до требуемой для конкретного прибора толщины образца слоями поролона.

 

Е.6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

Рассчитывают среднее арифметическое значение теплопроводности образцов материала в сухом состоянии:

или . (E.5)

Для каждого образца вычисляют теплопроводность при значении влажности, соответствующей условиям эксплуатации А и Б:

. (Е.6)

Рассчитывают среднее арифметическое значение теплопроводности для пяти измерений для условий эксплуатации А и Б:

. (Е.7)

Определяют среднее квадратичное отклонение результатов пяти измерений теплопроводности для условий эксплуатации А и Б:

. (Е.8)

Расчетное значение теплопроводности испытываемого материала для условий эксплуатации А и Б вычисляют по формуле

. (Е.9)

 

Пример расчета

 

Требуется определить значения l _А,Б плит теплоизоляционных марки П-85 из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем. Данный вид теплоизоляционных изделий не приведен в приложении Д, однако имеет аналог — плиту плотностью 50 кг/м³. Поэтому за значение влажности w_A,Б принимаем данные приложения Д: w_A = 2 % и w_Б = 5 %.

На испытания отобраны из пяти партий плит пять пар образцов размером 250x250x30 мм (пять образцов для определения l _А и пять образцов для определения l _Б). Результаты измерений и расчетов представлены в таблице Е.1.

 

Таблица Е.1

 

Показатель	wA = 2 %	wБ = 5 %
№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4	№ 5
moi	152,3	143,2	139,4	146,1	154,2	154,0	141,7	139,7	144,4	158,3
l oi	0,0336	0,0346	0,0350	0,0338	0,0329	0,0326	0,0337	0,0347	0,0340	0,0326
l om	0,0338
mwi	155,3	146,1	142,2	149,0	157,3	161,7	148,8	146,7	151,6	166,2
mbi	155,7	145,9	142,7	149,9	157,4	161,4	149,4	146,8	150,6	167,8
mei	155,5	145,8	142,5	149,8	157,1	160,9	148,6	146,4	150,0	167,0
wbi	2,2	1,9	2,4	2,6	2,1	4,8	5,4	5,1	4,3	6,0
wei	2,1	1,8	2,2	2,5	1,9	4,5	4,9	4,8	3,9	5,5
wfi	2,15	1,85	2,30	2,55	2,00	4,65	5,15	4,95	4,10	5,75
l fi	0,0371	0,0385	0,0393	0,0369	0,0367	0,0403	0,0411	0,0429	0,0416	0,0397
l wi	0,0369	0,0388	0,0387	0,0362	0,0367	0,0409	0,0409	0,0430	0,0433	0,0388
l w	0,0375	0,0414
S	0,00054	0,00082

 

Коэффициент k_с принимаем равным 1,2, a k_t — равным 0,95. Тогда в соответствии с формулой (Е.9) рассчитываем для:

l _А = 0,95 (1,2 · 0,0375 + 2,571 · 0,00054) = 0,0441;

l _Б = 0,95 (1,2 · 0,0414 + 2,571 · 0,00082) = 0,0492.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

(рекомендуемое)

 

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ