Matja e përçueshmërisë termike. Hulumtimi bazë. A.4 Sensorët e temperaturës
gjatë lëvizjes së tyre termike. Në lëngjet dhe trupat e ngurtë - dielektrikë - transferimi i nxehtësisë kryhet me transferim të drejtpërdrejtë të lëvizjes termike të molekulave dhe atomeve në grimcat fqinje të materies. Në trupat e gaztë, përhapja e nxehtësisë me përçueshmëri termike ndodh për shkak të shkëmbimit të energjisë gjatë përplasjes së molekulave me shpejtësi të ndryshme të lëvizjes termike. Në metale, përçueshmëria termike kryhet kryesisht për shkak të lëvizjes së elektroneve të lira.
Termi kryesor i përçueshmërisë termike përfshin një numër konceptesh matematikore, përkufizimet e të cilave këshillohet të kujtohen dhe shpjegohen.
fusha e temperaturës- këto janë grupe të vlerave të temperaturës në të gjitha pikat e trupit në një moment të caktuar në kohë. Matematikisht, përshkruhet si t = f(x, y, z, t). Të dallojë temperatura e palëvizshme fushë kur temperatura në të gjitha pikat e trupit nuk varet nga koha (nuk ndryshon me kalimin e kohës), dhe fushë e temperaturës jo-stacionare. Përveç kësaj, nëse temperatura ndryshon vetëm përgjatë një ose dy koordinatave hapësinore, atëherë fusha e temperaturës quhet, përkatësisht, një ose dy-dimensionale.
Sipërfaqe izotermikeështë vendndodhja e pikave që kanë të njëjtën temperaturë.
gradienti i temperaturës — grad t ekziston një vektor i drejtuar përgjatë sipërfaqes normale në izotermike dhe numerikisht i barabartë me derivatin e temperaturës në këtë drejtim.
Sipas ligjit themelor të përcjelljes së nxehtësisë - ligjit Furieri(1822), vektori i densitetit të fluksit të nxehtësisë i transmetuar nga përçueshmëria termike është proporcional me gradientin e temperaturës:
q = - λ grad t, (3)
Ku λ - koeficienti i përçueshmërisë termike të substancës; njësia e saj matëse e martë/(m K).
Shenja minus në ekuacionin (3) tregon se vektori q drejtuar kunder vektorit grad t, d.m.th. drejt temperaturës më të ulët.
rrjedha e nxehtësisë δQ përmes një zone elementare të orientuar në mënyrë arbitrare dFështë e barabartë me produktin skalar të vektorit q te vektori i zonës elementare dF, dhe fluksi total i nxehtësisë P në të gjithë sipërfaqen F përcaktohet duke integruar këtë produkt mbi sipërfaqe F:
KOEFICIENTI I PËRÇUESHMËRISË TERMIKE
Koeficienti i përçueshmërisë termike λ në ligj Furieri(3) karakterizon aftësinë e një lënde të caktuar për të përcjellë nxehtësinë. Vlerat e koeficientëve të përçueshmërisë termike janë dhënë në librat e referencës mbi vetitë termofizike të substancave. Numerikisht, koeficienti i përçueshmërisë termike λ = q/ grad t e barabartë me densitetin e fluksit të nxehtësisë q me gradient të temperaturës grad t = 1 K/m. Gazi më i lehtë, hidrogjeni, ka përçueshmërinë më të lartë termike. Në kushtet e dhomës përçueshmëria termike e hidrogjenit λ = 0,2 e martë/(m K). Gazet më të rënda kanë më pak përçueshmëri termike - ajri λ = 0,025 e martë/(m K), në dioksid karboni λ = 0,02 e martë/(m K).
Argjendi i pastër dhe bakri kanë përçueshmërinë më të lartë termike: λ = 400 e martë/(m K). Për çeliqet e karbonit λ = 50 e martë/(m K). Në lëngje, përçueshmëria termike është zakonisht më pak se 1 e martë/(m K). Për të, uji është një nga përçuesit më të mirë të lëngshëm të nxehtësisë λ = 0,6 e martë/(m K).
Koeficienti i përçueshmërisë termike të materialeve të ngurta jometalike është zakonisht nën 10 e martë/(m K).
Materialet poroze - tapa, mbushës të ndryshëm fibrozë si leshi organik - kanë koeficientët më të ulët të përçueshmërisë termike λ <0,25 e martë/(m K), duke iu afruar me një densitet të ulët paketimi koeficientit të përçueshmërisë termike të ajrit që mbush poret.
Temperatura, presioni dhe, për materialet poroze, lagështia mund të kenë gjithashtu një ndikim të rëndësishëm në përçueshmërinë termike. Librat e referencës gjithmonë japin kushtet në të cilat është përcaktuar përçueshmëria termike e një substance të caktuar dhe për kushte të tjera këto të dhëna nuk mund të përdoren. Vargjet e vlerave λ për materiale të ndryshme janë paraqitur në fig. 1.
Fig.1. Intervalet e vlerave të koeficientëve të përçueshmërisë termike të substancave të ndryshme.
Transferimi i nxehtësisë me përçueshmëri termike
Mur i sheshtë homogjen.
Problemi më i thjeshtë dhe shumë i zakonshëm i zgjidhur nga teoria e transferimit të nxehtësisë është përcaktimi i densitetit të fluksit të nxehtësisë që transmetohet përmes një muri të sheshtë me një trashësi. δ , në sipërfaqet e të cilave ruhen temperaturat tw1 Dhe t w2 .(Fig. 2). Temperatura ndryshon vetëm përgjatë trashësisë së pllakës - një koordinatë X. Probleme të tilla quhen njëdimensionale, zgjidhjet e tyre janë më të thjeshtat, dhe në këtë kurs ne do të kufizojmë veten në shqyrtimin e vetëm problemeve njëdimensionale.
Duke pasur parasysh se për rastin me një numër:
grad t = dt/dх, (5)
dhe duke përdorur ligjin bazë të përcjelljes së nxehtësisë (2), marrim një ekuacion diferencial për përcjelljen e palëvizshme të nxehtësisë për një mur të sheshtë:
Në kushte stacionare, kur energjia nuk shpenzohet për ngrohje, dendësia e fluksit të nxehtësisë q e pandryshuar në trashësinë e murit. Në shumicën e problemeve praktike, përafërsisht supozohet se koeficienti i përçueshmërisë termike λ nuk varet nga temperatura dhe është e njëjtë në të gjithë trashësinë e murit. Kuptimi λ gjendet në librat e referencës në një temperaturë prej:
mesatare ndërmjet temperaturave të sipërfaqeve të murit. (Gabimi i llogaritjes në këtë rast është zakonisht më i vogël se gabimi i të dhënave fillestare dhe vlerave tabelare, dhe me një varësi lineare të koeficientit të përçueshmërisë termike nga temperatura: λ = a + bt formula e saktë e llogaritjes për q nuk ndryshon nga ai i përafërt). Në λ = konst:
(7)
ato. varësia nga temperatura t nga koordinata X lineare (Fig. 2).
Fig.2. Shpërndarja e qëndrueshme e temperaturës mbi trashësinë e një muri të sheshtë.
Ndarja e variablave në ekuacionin (7) dhe integrimi mbi t nga tw1 përpara tw2 dhe nga X nga 0 në δ :
, (8)
marrim varësinë për llogaritjen e densitetit të fluksit të nxehtësisë:
, (9)
ose fuqia e rrjedhës së nxehtësisë (rrjedhja e nxehtësisë):
(10)
Prandaj, sasia e nxehtësisë së transferuar përmes 1 m 2 mure, drejtpërdrejt proporcionale me koeficientin e përçueshmërisë termike λ dhe ndryshimi i temperaturës së sipërfaqeve të jashtme të murit ( t w1 - t w2) dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me trashësinë e murit δ . Sasia totale e nxehtësisë nëpër zonën e murit F edhe në raport me këtë zonë.
Formula më e thjeshtë që rezulton (10) përdoret shumë gjerësisht në llogaritjet termike. Kjo formulë jo vetëm që llogarit densitetin e fluksit të nxehtësisë përmes mureve të sheshta, por gjithashtu bën vlerësime për raste më komplekse, duke zëvendësuar në mënyrë të thjeshtë muret e konfigurimit kompleks me një mur të sheshtë në llogaritje. Ndonjëherë, tashmë në bazë të një vlerësimi, një ose një opsion tjetër refuzohet pa shpenzime të mëtejshme kohe për studimin e tij të detajuar.
Temperatura e trupit në një pikë X përcaktohet nga formula:
t x = t w1 - (t w1 - t w2) × (x × d)
Qëndrimi λF/δ quhet përçueshmëri termike e murit, dhe reciproke δ/λF rezistencë termike ose termike e murit dhe shënohet Rλ. Duke përdorur konceptin e rezistencës termike, formula për llogaritjen e fluksit të nxehtësisë mund të përfaqësohet si:
Varësia (11) është e ngjashme me ligjin Ohma në inxhinierinë elektrike (forca e rrymës elektrike është e barabartë me diferencën e potencialit të ndarë me rezistencën elektrike të përcjellësit nëpër të cilin rrjedh rryma).
Shumë shpesh, rezistenca termike quhet vlera δ / λ, e cila është e barabartë me rezistencën termike të një muri të sheshtë me një sipërfaqe prej 1. m 2.
Shembuj të llogaritjes.
Shembulli 1. Përcaktoni fluksin e nxehtësisë përmes murit të betonit të një ndërtese me trashësi 200 mm, lartësia H = 2,5 m dhe gjatësia 2 m nëse temperaturat në sipërfaqet e tij janë: t с1\u003d 20 0 C, t с2\u003d - 10 0 С, dhe koeficienti i përçueshmërisë termike λ =1 e martë/(m K):
= 750 e martë.
Shembulli 2. Përcaktoni përçueshmërinë termike të materialit të murit me trashësi 50 mm, nëse dendësia e fluksit të nxehtësisë nëpër të q = 100 e martë/m 2, dhe ndryshimi i temperaturës në sipërfaqe Δt = 20 0 C.
e martë/(m K).
Muri me shumë shtresa.
Formula (10) mund të përdoret gjithashtu për të llogaritur fluksin e nxehtësisë përmes një muri të përbërë nga disa ( n) shtresa materialesh të ndryshme ngjitur ngushtë me njëra-tjetrën (Fig. 3), për shembull, një kokë cilindri, copë litari dhe bllok cilindri të bërë nga materiale të ndryshme, etj.
Fig.3. Shpërndarja e temperaturës mbi trashësinë e një muri të sheshtë me shumë shtresa.
Rezistenca termike e një muri të tillë është e barabartë me shumën e rezistencave termike të shtresave individuale:
(12)
Në formulën (12), është e nevojshme të zëvendësohet diferenca e temperaturës në ato pika (sipërfaqe), midis të cilave "përfshihen" të gjitha rezistencat termike të përmbledhura, d.m.th. në këtë rast: tw1 Dhe w(n+1):
, (13)
Ku i- numri i shtresës.
Në modalitetin e palëvizshëm, fluksi specifik i nxehtësisë përmes murit me shumë shtresa është konstant dhe i njëjtë për të gjitha shtresat. Nga (13) vijon:
. (14)
Nga ekuacioni (14) rezulton se rezistenca termike totale e një muri me shumë shtresa është e barabartë me shumën e rezistencave të secilës shtresë.
Formula (13) mund të merret lehtësisht duke shkruar ndryshimin e temperaturës sipas formulës (10) për secilën prej tyre P shtresat e një muri me shumë shtresa dhe duke i shtuar të gjitha P shprehjet duke marrë parasysh faktin se në të gjitha shtresat P ka të njëjtin kuptim. Kur shtohet, të gjitha temperaturat e ndërmjetme do të ulen.
Shpërndarja e temperaturës brenda secilës shtresë është lineare, megjithatë, në shtresa të ndryshme, pjerrësia e varësisë së temperaturës është e ndryshme, pasi sipas formulës (7) ( dt/dx)i = - q/λ i. Dendësia e fluksit të nxehtësisë që kalon nëpër të gjithë shtresën është e njëjtë në modalitetin e palëvizshëm, dhe përçueshmëria termike e shtresave është e ndryshme, prandaj, temperatura ndryshon më ashpër në shtresat me përçueshmëri më të ulët termike. Pra, në shembullin në figurën 4, materiali i shtresës së dytë (për shembull, guarnicionet) ka përçueshmërinë termike më të ulët, dhe shtresa e tretë ka më të lartën.
Pasi të keni llogaritur fluksin e nxehtësisë përmes një muri me shumë shtresa, mund të përcaktoni rënien e temperaturës në secilën shtresë duke përdorur relacionin (10) dhe të gjeni temperaturat në kufijtë e të gjitha shtresave. Kjo është shumë e rëndësishme kur përdoren materiale me temperaturë të kufizuar të lejuar si izolues të nxehtësisë.
Temperatura e shtresave përcaktohet me formulën e mëposhtme:
t sl1 \u003d t c t1 - q × (d 1 × l 1 -1)
t sl2 \u003d t c l1 - q × (d 2 × l 2 -1)
Rezistenca termike e kontaktit. Gjatë nxjerrjes së formulave për një mur me shumë shtresa, supozohej se shtresat ngjiten ngushtë me njëra-tjetrën dhe për shkak të kontaktit të mirë, sipërfaqet kontaktuese të shtresave të ndryshme kanë të njëjtën temperaturë. Idealisht, kontakti i ngushtë midis shtresave individuale të një muri me shumë shtresa arrihet nëse njëra prej shtresave aplikohet në një shtresë tjetër në gjendje të lëngshme ose në formën e një tretësire të lëngshme. Trupat e ngurtë prekin njëri-tjetrin vetëm në majat e profileve të vrazhdësisë (Fig. 4).
Zona e kontaktit e kulmeve është e papërfillshme, dhe e gjithë rrjedha e nxehtësisë kalon nëpër hendekun e ajrit ( h). Kjo krijon rezistencë termike shtesë (të kontaktit). R te. Rezistenca e kontaktit termik mund të përcaktohet në mënyrë të pavarur duke përdorur varësitë e duhura empirike ose eksperimentalisht. Për shembull, një rezistencë termike e hendekut prej 0.03 mm afërsisht e barabartë me rezistencën termike të një shtrese çeliku me një trashësi prej rreth 30 mm.
Fig.4. Imazhi i kontakteve të dy sipërfaqeve të përafërta.
Metodat për reduktimin e rezistencës së kontaktit termik. Rezistenca termike totale e kontaktit përcaktohet nga pastërtia e përpunimit, ngarkesa, përçueshmëria termike e mediumit, koeficientët e përçueshmërisë termike të materialeve të pjesëve kontaktuese dhe faktorë të tjerë.
Efikasiteti më i madh në reduktimin e rezistencës termike sigurohet nga futja në zonën e kontaktit të një mediumi me një përçueshmëri termike të afërt me atë të metalit.
Ekzistojnë mundësitë e mëposhtme për mbushjen e zonës së kontaktit me substanca:
Përdorimi i guarnicioneve të bëra nga metale të buta;
Hyrje në zonën e kontaktit të një substance pluhur me përçueshmëri të mirë termike;
Hyrje në zonën e një lënde viskoze me përçueshmëri të mirë termike;
Mbushja e hapësirës midis zgjatjeve të vrazhdësisë me metal të lëngshëm.
Rezultatet më të mira u morën kur zona e kontaktit u mbush me kallaj të shkrirë. Në këtë rast, rezistenca termike e kontaktit praktikisht bëhet e barabartë me zero.
Mur cilindrike.
Shumë shpesh, ftohësit lëvizin nëpër tuba (cilindra), dhe kërkohet të llogaritet fluksi i nxehtësisë i transmetuar përmes murit cilindrik të tubit (cilindri). Problemi i transferimit të nxehtësisë përmes një muri cilindrik (me temperatura të njohura dhe konstante në sipërfaqet e brendshme dhe të jashtme) është gjithashtu njëdimensionale nëse merret parasysh në koordinatat cilindrike (Fig. 4).
Temperatura ndryshon vetëm përgjatë rrezes dhe përgjatë gjatësisë së tubit l dhe përgjatë perimetrit të tij mbetet i pandryshuar.
Në këtë rast, ekuacioni i rrjedhës së nxehtësisë ka formën:
. (15)
Varësia (15) tregon se sasia e nxehtësisë e transferuar përmes murit të cilindrit është drejtpërdrejt proporcionale me koeficientin e përçueshmërisë termike λ , gjatësia e tubit l dhe ndryshimi i temperaturës ( t w1 - t w2) dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me logaritmin natyror të raportit të diametrit të jashtëm të cilindrit d2 në diametrin e saj të brendshëm d1.
Oriz. 4. Ndryshimi i temperaturës përgjatë trashësisë së një muri cilindrik me një shtresë.
Në λ = shpërndarja e temperaturës konst sipas rrezes r i një muri cilindrik me një shtresë i bindet një ligji logaritmik (Fig. 4).
Shembull. Sa herë reduktohen humbjet e nxehtësisë përmes murit të ndërtesës, nëse midis dy shtresave tullash me trashësi 250 mm instaloni një jastëk shkumë 50 të trashë mm. Koeficientët e përçueshmërisë termike janë përkatësisht të barabartë: λ kirp . = 0,5 e martë/(m K); λ stilolaps. . = 0,05 e martë/(m K).
Për të studiuar përçueshmërinë termike të një substance, përdoren dy grupe metodash: stacionare dhe jo-stacionare.
Teoria e metodave stacionare është më e thjeshtë dhe më e zhvilluar plotësisht. Por metodat jo-stacionare, në parim, përveç koeficientit të përçueshmërisë termike, lejojnë marrjen e informacionit në lidhje me difuzivitetin termik dhe kapacitetin e nxehtësisë. Prandaj, kohët e fundit i është kushtuar shumë vëmendje zhvillimit të metodave jo-stacionare për përcaktimin e vetive termofizike të substancave.
Këtu merren parasysh disa metoda stacionare për përcaktimin e përçueshmërisë termike të substancave.
A) Metoda e shtresës së sheshtë. Me një rrjedhje njëdimensionale të nxehtësisë përmes një shtrese të sheshtë, koeficienti i përçueshmërisë termike përcaktohet nga formula
Ku d- trashësia, T 1 dhe T 2 - temperaturat e sipërfaqes "të nxehtë" dhe "të ftohtë" të mostrës.
Për të studiuar përçueshmërinë termike me këtë metodë, është e nevojshme të krijohet një fluks nxehtësie afër një-dimensionale.
Temperaturat zakonisht maten jo në sipërfaqen e kampionit, por në një distancë prej tyre (shih Fig. 2), prandaj, është e nevojshme të bëhen korrigjime në diferencën e matur të temperaturës për rënien e temperaturës në shtresat e ngrohësit dhe ato më të ftohta. minimizoni rezistencën termike të kontakteve.
Gjatë studimit të lëngjeve, për të eliminuar fenomenin e konvekcionit, gradienti i temperaturës duhet të drejtohet përgjatë fushës gravitacionale (poshtë).
Oriz. 2. Skema e metodave të shtresave të sheshta për matjen e përçueshmërisë termike.
1 – mostra e provës; 2 - ngrohës; 3 - frigorifer; 4, 5 - unaza izoluese; 6 – ngrohje sigurie; 7 - termoçifte; 8, 9 - termoçifte diferenciale.
b) Metoda e Jaeger-it. Metoda bazohet në zgjidhjen e një ekuacioni të nxehtësisë njëdimensionale që përshkruan përhapjen e nxehtësisë përgjatë një shufre të ndezur nga një rrymë elektrike. Vështirësia e përdorimit të kësaj metode qëndron në pamundësinë e krijimit të kushteve strikte adiabatike në sipërfaqen e jashtme të kampionit, gjë që cenon njëdimensionalitetin e fluksit të nxehtësisë.
Formula e llogaritjes duket si kjo:
(14)
Ku s- përçueshmëria elektrike e mostrës së provës, Uështë rënia e tensionit ndërmjet pikave ekstreme në skajet e shufrës, DTështë diferenca e temperaturës ndërmjet mesit të shufrës dhe pikës në fund të shufrës.
Oriz. 3. Skema e metodës Jaeger.
1 - furre elektrike; 2 - mostër; 3 - trungje për fiksimin e mostrës; T 1 ¸ T 6 - pikat e përfundimit të termoçiftit.
Kjo metodë përdoret në studimin e materialeve përçuese elektrike.
V) Metoda e shtresës cilindrike. Lëngu i hulumtuar (materiali me shumicë mbush një shtresë cilindrike të formuar nga dy cilindra koaksialë. Njëri nga cilindrat, më shpesh i brendshëm, është një ngrohës (Fig. 4).
Fig. 4. Skema e metodës së shtresës cilindrike
1 - cilindër i brendshëm; 2 - ngrohës kryesor; 3 - shtresa e substancës së provës; 4 - cilindër i jashtëm; 5 - termoçifte; 6 - cilindra sigurie; 7 - ngrohës shtesë; 8 - trupi.
Le të shqyrtojmë më në detaje procesin e palëvizshëm të përcjelljes së nxehtësisë në një mur cilindrik, temperatura e sipërfaqeve të jashtme dhe të brendshme të të cilit mbahet konstante dhe e barabartë me T 1 dhe T 2 (në rastin tonë, kjo është shtresa e substancës nën studimin 5). Le të përcaktojmë fluksin e nxehtësisë nëpër mur me kusht që diametri i brendshëm i murit cilindrik të jetë d 1 = 2r 1, dhe diametri i jashtëm është d 2 = 2r 2, l = konst, dhe nxehtësia përhapet vetëm në drejtimin radial. .
Për të zgjidhur problemin, ne përdorim ekuacionin (12). Në koordinatat cilindrike, kur 
; ekuacioni (12), sipas (10), merr vit:
. (15)
Le të prezantojmë shënimin dT/dr= 0, marrim
Pas integrimit dhe fuqizimit të kësaj shprehjeje, duke kaluar në variablat origjinale, marrim:
. (16)
Siç shihet nga ky ekuacion, varësia T=f(r) është logaritmike.
Konstantat e integrimit C 1 dhe C 2 mund të përcaktohen duke zëvendësuar kushtet kufitare në këtë ekuacion:
në r \u003d r 1 T \u003d T 1 Dhe T 1 \u003d C 1 ln r1+C2,
në r=r2 T=T2 Dhe T 2 \u003d C 1 ln r2+C2.
Zgjidhja e këtyre ekuacioneve në lidhje me ME 1 dhe Nga 2 jep:
; 
Zëvendësimi i këtyre shprehjeve për Nga 1 Dhe Nga 2 në ekuacionin (1b), marrim
(17)
rrjedha e nxehtësisë nëpër zonën e një sipërfaqe cilindrike me rreze r dhe gjatësia përcaktohet duke përdorur ligjin Furier (5)
.
Pas zëvendësimit, marrim
. (18)
Koeficienti i përçueshmërisë termike l në vlera të njohura P, T 1 , T 2 , d 1 , d 2 , llogaritur me formulën
. (19)
Për të shtypur konvekcionin (në rastin e një lëngu), shtresa cilindrike duhet të ketë një trashësi të vogël, zakonisht fraksione të një milimetri.
Reduktimi i humbjeve fundore në metodën e shtresës cilindrike arrihet duke rritur raportin / d dhe ngrohje sigurie.
G) Metoda e telit të nxehtë. Në këtë metodë, relacioni / d rritet duke u ulur d. Cilindri i brendshëm zëvendësohet nga një tel i hollë, i cili ishte njëkohësisht një ngrohës dhe një termometër rezistent (Fig. 5). Si rezultat i thjeshtësisë relative të projektimit dhe zhvillimit të detajuar të teorisë, metoda e telit të nxehtë është bërë një nga më të avancuarat dhe më të sakta. Në praktikën e studimeve eksperimentale të përçueshmërisë termike të lëngjeve dhe gazeve, ai zë një vend kryesor.
Oriz. 5. Skema e qelizës matëse e bërë sipas metodës së telit të nxehtë. 1 - tela matës, 2 - tub, 3 - substanca provë, 4 - priza aktuale, 5 - çezma potenciale, 6 - termometër i jashtëm.
Në kushtet që i gjithë fluksi i nxehtësisë nga seksioni AB përhapet në mënyrë radiale dhe diferenca e temperaturës T 1 - T 2 nuk është e madhe, kështu që l = konst mund të konsiderohet brenda këtyre kufijve, përçueshmëria termike e substancës përcaktohet nga formula
, (20)
Ku P AB = T×U AB është fuqia e shpërndarë në tel.
e) metoda e topit. Ai gjen zbatim në praktikën e studimit të përçueshmërisë termike të lëngjeve dhe materialeve me shumicë. Substanca në studim i jepet forma e një shtrese sferike, e cila bën të mundur, në parim, përjashtimin e humbjeve të pakontrolluara të nxehtësisë. Teknikisht, kjo metodë është mjaft e ndërlikuar.
Metodat fizike të analizës bazohen në përdorimin e ndonjë efekti fizik specifik ose një vetie fizike të caktuar të një substance. Për analiza e gazit përdorin densitetin, viskozitetin, përçueshmërinë termike, indeksin e thyerjes, ndjeshmërinë magnetike, difuzionin, përthithjen, emetimin, thithjen e rrezatimit elektromagnetik, si dhe thithjen selektive, shpejtësinë e zërit, nxehtësinë e reaksionit, përçueshmërinë elektrike, etj. Disa nga këto veti fizike dhe fenomene bëjnë analiza e vazhdueshme e gazit dhe lejon arritjen e ndjeshmërisë dhe saktësisë së lartë të matjes. Zgjedhja e një sasie fizike ose dukurie është shumë e rëndësishme për të eliminuar ndikimin e përbërësve të pa matur që përmbahen në përzierjen e analizuar. Përdorimi i vetive ose efekteve specifike bën të mundur përcaktimin e përqendrimit të përbërësit të dëshiruar në një përzierje gazi me shumë përbërës. Vetitë fizike jo specifike mund të përdoren, në mënyrë rigoroze, vetëm për analizën e përzierjeve binar të gazit. Viskoziteti, indeksi i thyerjes dhe difuzioni nuk kanë rëndësi praktike në analizën e gazeve.
Transferimi i nxehtësisë ndërmjet dy pikave me temperatura të ndryshme ndodh në tre mënyra: konvekcioni, rrezatimi dhe përcjellja e nxehtësisë. Në konvekcionit transferimi i nxehtësisë shoqërohet me transferimin e materies (transferimi i masës); transferim i nxehtësisë rrezatimi ndodh pa pjesëmarrjen e materies. Transferim i nxehtësisë përçueshmëri termike ndodh me pjesëmarrjen e materies, por pa transferim masiv. Transferimi i energjisë ndodh për shkak të përplasjes së molekulave. Koeficienti i përçueshmërisë termike ( X) varet vetëm nga lloji i substancës që transferon nxehtësinë. Është një karakteristikë specifike e një substance.
Dimensioni i përçueshmërisë termike në sistemin CGS cal / (s cm K), në njësitë teknike - kcalDmch-K), në sistemin ndërkombëtar SI - WDm-K). Raporti i këtyre njësive është si më poshtë: 1 cal / (cm s K) \u003d 360 kcal Dm h K) \u003d 418,68 W Dm-K).
Përçueshmëria termike absolute gjatë kalimit nga substanca të ngurta në të lëngshme dhe të gazta ndryshon nga X = 418,68 Wdm-K)] (përçueshmëria termike e përcjellësit më të mirë të nxehtësisë - argjendi) deri në X rendit 10 _6 (përçueshmëria termike e gazeve më pak përçues).
Përçueshmëria termike e gazeve rritet fuqishëm me rritjen e temperaturës. Për disa gaze (GH 4: NH 3), përçueshmëria termike relative rritet ndjeshëm me rritjen e temperaturës dhe për disa (Ne) zvogëlohet. Sipas teorisë kinetike, përçueshmëria termike e gazeve nuk duhet të varet nga presioni. Sidoqoftë, arsye të ndryshme çojnë në faktin se me rritjen e presionit, përçueshmëria termike rritet pak. Në intervalin e presionit nga atmosferik në disa milibar, përçueshmëria termike nuk varet nga presioni, pasi rruga mesatare e lirë e molekulave rritet me një ulje të numrit të molekulave për njësi vëllimi. Në një presion prej -20 mbar, rruga mesatare e lirë e molekulave korrespondon me madhësinë e dhomës matëse.
Matja e përçueshmërisë termike është metoda më e vjetër fizike e analizës së gazit. Ajo u përshkrua në 1840, në veçanti, në veprat e A. Schleiermacher (1888-1889) dhe është përdorur në industri që nga viti 1928. Në 1913, Siemens zhvilloi një matës të përqendrimit të hidrogjenit për aeroplanët. Më pas, për shumë dekada, instrumentet e bazuara në matjen e përçueshmërisë termike u zhvilluan me sukses të madh dhe u përdorën gjerësisht në industrinë kimike në rritje të shpejtë. Natyrisht, në fillim u analizuan vetëm përzierjet binar të gazit. Rezultatet më të mira merren me një ndryshim të madh në përçueshmërinë termike të gazeve. Hidrogjeni ka përçueshmërinë më të lartë termike midis gazeve. Në praktikë, u justifikua edhe matja e përqendrimit të CO s në gazrat e gripit, pasi përçueshmëria termike e oksigjenit, azotit dhe monoksidit të karbonit janë shumë afër njëra-tjetrës, gjë që lejon që përzierja e këtyre katër komponentëve të konsiderohet si kuazi- binare.
Koeficientët e temperaturës së përçueshmërisë termike të gazrave të ndryshëm nuk janë të njëjtë, kështu që mund të gjeni temperaturën në të cilën përçueshmëria termike e gazeve të ndryshme janë të njëjta (për shembull, 490 ° C - për dioksidin e karbonit dhe oksigjenin, 70 ° C - për amoniaku dhe ajri, 75 ° C - për dioksidin e karbonit dhe argonin). Gjatë zgjidhjes së një problemi të caktuar analitik, këto rastësi mund të përdoren duke marrë një përzierje gazi treshe për një kuazi-binare.
Në analizën e gazit, mund të supozojmë se përçueshmëria termike është një veti shtesë. Duke matur përçueshmërinë termike të përzierjes dhe duke ditur përçueshmërinë termike të përbërësve të pastër të përzierjes binare, mund të llogaritet përqendrimi i tyre. Megjithatë, kjo marrëdhënie e thjeshtë nuk mund të zbatohet për asnjë përzierje binare. Kështu, për shembull, përzierjet e ajrit - avullit të ujit, ajrit - amoniakut, monoksidit të karbonit - amoniakut dhe ajrit - acetilenit në një raport të caktuar përbërësish kanë një përçueshmëri maksimale termike. Prandaj, zbatueshmëria e metodës së përcjelljes së nxehtësisë është e kufizuar në një gamë të caktuar përqendrimesh. Për shumë përzierje, ekziston një varësi jo-lineare e përçueshmërisë termike dhe përbërjes. Prandaj, është e nevojshme të merret një kurbë kalibrimi, sipas së cilës duhet të bëhet shkalla e instrumentit të regjistrimit.
Sensorët e përçueshmërisë termike(sensorët termopërçues) përbëhen nga katër dhoma të vogla të mbushura me gaz me vëllim të vogël me përçues të hollë platini të së njëjtës madhësi dhe me të njëjtën rezistencë elektrike të vendosur në to të izoluara nga trupi. E njëjta rrymë e drejtpërdrejtë e një vlere të qëndrueshme rrjedh nëpër përçuesit dhe i ngroh ato. Përçuesit - elementët e ngrohjes - janë të rrethuar me gaz. Dy dhoma përmbajnë gazin matës, dy të tjerat përmbajnë gazin referencë. Të gjithë elementët ngrohës janë të përfshirë në urën Whiteton, me të cilën matja e diferencës së temperaturës prej 0,01°C nuk është e vështirë. Një ndjeshmëri e tillë e lartë kërkon një barazi të saktë të temperaturave të dhomave matëse, kështu që i gjithë sistemi matës vendoset në një termostat ose në diagonalen matëse të urës dhe përfshihet një rezistencë për kompensimin e temperaturës. Për sa kohë që shpërndarja e nxehtësisë nga elementët ngrohës në dhomat e matjes dhe krahasimit është e njëjtë, ura është në ekuilibër. Kur gazi me përçueshmëri të ndryshme termike furnizohet në dhomat matëse, ky ekuilibër prishet, temperatura e elementeve të ndjeshme ndryshon dhe, së bashku me këtë, edhe rezistenca e tyre. Rryma që rezulton në diagonalen matëse është proporcionale me përqendrimin e gazit të matur. Për të rritur ndjeshmërinë, duhet të rritet temperatura e funksionimit të elementëve të ndjeshëm, por duhet pasur kujdes që të ruhet një ndryshim mjaftueshëm i madh në përçueshmërinë termike të gazit. Pra, për përzierjet e ndryshme të gazit, ekziston një temperaturë optimale për sa i përket përçueshmërisë termike dhe ndjeshmërisë. Shpesh diferenca midis temperaturës së elementëve të ndjeshëm dhe temperaturës së mureve të dhomave zgjidhet nga 100 në 150 ° C.
Qelizat matëse të analizuesve industrialë përçues termikë zakonisht përbëhen nga një kuti metalike masive në të cilën shpohen dhomat matëse. Kjo siguron shpërndarje uniforme të temperaturës dhe stabilitet të mirë të kalibrimit. Meqenëse leximet e njehsorit të përçueshmërisë termike ndikohen nga shpejtësia e rrjedhës së gazit, gazi futet në dhomat matëse përmes kanalit të anashkalimit. Zgjidhjet e projektuesve të ndryshëm për të siguruar shkëmbimin e kërkuar të gazeve janë dhënë më poshtë. Në parim, supozohet se rrjedha kryesore e gazit është e lidhur me kanale lidhëse me dhomat matëse, përmes të cilave gazi rrjedh me një rënie të lehtë. Në këtë rast, difuzioni dhe konvekcioni termik kanë një ndikim vendimtar në rinovimin e gazit në dhomat matëse. Vëllimi i dhomave matëse mund të jetë shumë i vogël (disa milimetra kub), gjë që siguron një efekt të vogël të transferimit konvektiv të nxehtësisë në rezultatin e matjes. Për të zvogëluar efektin katalitik të përçuesve të platinit, ato shkrihen në kapilarë qelqi me mure të hollë në mënyra të ndryshme. Për të siguruar rezistencën e dhomës matëse ndaj korrozionit, të gjitha pjesët e tubacionit të gazit janë të mbuluara me xham. Kjo bën të mundur matjen e përçueshmërisë termike të përzierjeve që përmbajnë klor, klorur hidrogjeni dhe gazra të tjerë gërryes. Në industrinë kimike përdoren kryesisht analizuesit përçues termikë me dhoma referimi të mbyllura. Zgjedhja e një gazi të përshtatshëm referencë thjeshton kalibrimin e instrumentit. Përveç kësaj, ju mund të merrni një shkallë me një zero të shtypur. Për të reduktuar zhvendosjen e pikës zero, dhomat e referencës duhet të jenë të mbyllura mirë. Në raste të veçanta, për shembull, me luhatje të forta në përbërjen e përzierjes së gazit, është e mundur të punohet me dhomat krahasuese të rrjedhjes. Në këtë rast, duke përdorur një reagent të veçantë, një nga përbërësit hiqet nga përzierja e matur e gazit (për shembull, CO dhe një zgjidhje e kaliumit kaustik), dhe më pas përzierja e gazit dërgohet në dhomat krahasuese. Degët matëse dhe krahasuese ndryshojnë në këtë rast vetëm në mungesë të njërit prej përbërësve. Kjo metodë shpesh bën të mundur analizimin e përzierjeve komplekse të gazit.
Kohët e fundit, në vend të përçuesve metalikë, termistorët gjysmëpërçues përdoren ndonjëherë si elementë të ndjeshëm. Avantazhi i termistorëve është një koeficient 10 herë më i lartë i temperaturës së rezistencës në krahasim me termistorët metalikë. Kjo arrin një rritje të mprehtë të ndjeshmërisë. Megjithatë, në të njëjtën kohë, kërkesa shumë më të larta vendosen për stabilizimin e rrymës së urës dhe temperaturën e mureve të dhomës.
Më herët se të tjerët, dhe më gjerësisht, instrumentet termo-përçuese filluan të përdoren për analizën e gazrave të gripit nga furrat. Për shkak të ndjeshmërisë së lartë, shpejtësisë së lartë, lehtësisë së mirëmbajtjes dhe besueshmërisë së dizajnit, si dhe kostos së ulët të tij, analizuesit e këtij lloji u futën shpejt në industri në të ardhmen.
Analizuesit termo-përçues janë më të përshtatshëm për matjen e përqendrimit të hidrogjenit në përzierje. Kur zgjidhni gazrat referencë, duhet të merren parasysh edhe përzierjet e gazrave të ndryshëm. Të dhënat e mëposhtme mund të përdoren si shembull i diapazoneve minimale të matjes për gazra të ndryshëm (Tabela 6.1).
Tabela 6.1
Gama minimale matëse për gazra të ndryshëm,
% në vëllim
Gama maksimale e matjes është më shpesh 0-100%, ku 90 ose edhe 99% mund të shtypet. Në raste të veçanta, analizuesi i përçueshmërisë termike bën të mundur që në një instrument të ketë disa diapazon të ndryshëm matës. Kjo përdoret, për shembull, në monitorimin e mbushjes dhe zbrazjes së turbogjeneratorëve të ftohur me hidrogjen në termocentralet. Për shkak të rrezikut të shpërthimeve, kutia e gjeneratorit nuk mbushet me ajër, por fillimisht futet dioksidi i karbonit si gaz pastrimi dhe më pas hidrogjeni. Në mënyrë të ngjashme prodhojnë lirimin e gazit nga gjeneratori. Me riprodhueshmëri mjaft të lartë, diapazonet e mëposhtme të matjes mund të merren në një analizues të vetëm: 0-100% (vol.) CO (në ajër për pastrim me dioksid karboni), 100-0% H 2 në CO (për mbushjen me hidrogjen) dhe 100-80% H 2 (në ajër për të kontrolluar pastërtinë e hidrogjenit gjatë funksionimit të gjeneratorit). Kjo është një mënyrë e lirë për të matur.
Për të përcaktuar përmbajtjen e hidrogjenit në klorin e çliruar gjatë elektrolizës së klorurit të kaliumit duke përdorur një analizues termopërçues, është e mundur të punohet si me një gaz referencë të mbyllur (SO 2, Ar) dhe me një gaz referues që rrjedh. Në rastin e fundit, përzierja e hidrogjenit dhe klorit dërgohet fillimisht në dhomën matëse dhe më pas në pas djegësin me temperaturë >200°C. Hidrogjeni digjet me klor të tepërt për të formuar klorur hidrogjeni. Përzierja që rezulton e HC dhe C1 2 futet në dhomën krahasuese. Në këtë rast, përqendrimi i hidrogjenit përcaktohet nga ndryshimi në përçueshmërinë termike. Kjo metodë redukton ndjeshëm ndikimin e përzierjes së sasive të vogla të ajrit.
Për të reduktuar gabimin që ndodh gjatë analizimit të një gazi të lagësht, gazi duhet të thahet, gjë që bëhet ose me ndihmën e një thithësi lagështie ose duke ulur temperaturën e gazit nën pikën e vesës. Ekziston një mundësi tjetër për të kompensuar ndikimin e lagështisë, e cila është e zbatueshme vetëm kur matet me një skemë gazi referencë rrjedhëse.
Për të punuar me gazra shpërthyes, një sërë kompanish prodhojnë pajisje rezistente ndaj shpërthimit. Në këtë rast, dhomat e matësve të përçueshmërisë termike janë të dizajnuara për presion të lartë, shkarkuesit e flakës janë instaluar në hyrje dhe dalje të dhomave, dhe sinjali i daljes është i kufizuar në një nivel thelbësisht të sigurt. Sidoqoftë, pajisje të tilla nuk mund të përdoren për të analizuar përzierjet e gazeve shpërthyese me oksigjen ose hidrogjen me klor.
- Centimetri - gram - i dyti - një sistem njësish që përdorej gjerësisht para adoptimit sistemit ndërkombëtar njësi (SI).
Deri më tani nuk është zhvilluar klasifikimi i unifikuar lidhur me diversitetin metodat ekzistuese. Metodat e njohura eksperimentale për matjen e përçueshmërisë termike të materialeve ndahen në dy grupe të mëdha: të palëvizshme dhe jo të palëvizshme. Në rastin e parë, cilësia e formulës së llogaritjes përdor zgjidhje të veçanta të ekuacionit të përcjelljes së nxehtësisë
me kusht, në të dytën - me kusht, ku T është temperatura; f - koha; - koeficienti i difuzivitetit termik; l - koeficienti i përçueshmërisë termike; C - kapaciteti specifik i nxehtësisë; d është dendësia e materialit; - Operatori Laplace, i shkruar në sistemin koordinativ përkatës; - fuqia specifike e burimit vëllimor të nxehtësisë.
Grupi i parë i metodave bazohet në përdorimin e një regjimi termik stacionar; e dyta - regjimi termik jo-stacionar. Metodat stacionare për përcaktimin e koeficientit të përçueshmërisë termike nga natyra e matjeve janë të drejtpërdrejta (d.m.th., koeficienti i përçueshmërisë termike përcaktohet drejtpërdrejt) dhe ndahen në absolute dhe relative. Në metodat absolute, parametrat e matur në eksperiment bëjnë të mundur marrjen e vlerës së dëshiruar të koeficientit të përçueshmërisë termike duke përdorur formulën e llogaritjes. Në metodat relative, parametrat e matur në eksperiment bëjnë të mundur marrjen e vlerës së kërkuar të koeficientit të përçueshmërisë termike duke përdorur formulën e llogaritjes. Në metodat relative, parametrat e matur nuk mjaftojnë për të llogaritur vlerën absolute. Dy raste janë të mundshme këtu. E para është monitorimi i ndryshimit të koeficientit të përçueshmërisë termike në lidhje me atë fillestar, marrë si unitet. Rasti i dytë është përdorimi i një materiali referues me veti termike të njohura. Në këtë rast, koeficienti i përçueshmërisë termike të standardit përdoret në formulën e llogaritjes. Metodat relative kanë disa avantazhe ndaj metodave absolute në atë që janë më të thjeshta. Ndarja e mëtejshme e metodave stacionare mund të bëhet sipas natyrës së ngrohjes (të jashtme, vëllimore dhe të kombinuara) dhe sipas llojit të izotermave të fushës së temperaturës në mostra (të sheshta, cilindrike, sferike). Nëngrupi i metodave me ngrohje të jashtme përfshin të gjitha metodat që përdorin ngrohje të jashtme (elektrike, vëllimore etj.) dhe ngrohjen e sipërfaqeve të mostrës me rrezatim termik ose bombardim elektronik. Nëngrupi i metodave me ngrohje vëllimore kombinon të gjitha metodat që përdorin ngrohjen me një rrymë të kaluar përmes kampionit, ngrohjen e kampionit të provës nga rrezatimi neutron ose z, ose nga rrymat e mikrovalës. Një nëngrup metodash me ngrohje të kombinuar mund të përfshijë metoda që përdorin njëkohësisht ngrohjen e jashtme dhe vëllimore të mostrave, ose ngrohjen e ndërmjetme (për shembull, me rryma me frekuencë të lartë).
Në të tre nëngrupet e metodave stacionare, fusha e temperaturës
mund të jenë të ndryshme.
Izotermat e sheshta formohen kur fluksi i nxehtësisë drejtohet përgjatë boshtit të simetrisë së kampionit. Metodat që përdorin izoterma të sheshta në literaturë quhen metoda me rrjedhje nxehtësie boshtore ose gjatësore, dhe vetë vendosjet eksperimentale quhen pajisje të sheshta.
Izotermat cilindrike korrespondojnë me përhapjen e fluksit të nxehtësisë përgjatë rrezes së mostrës cilindrike. Në rastin kur rrjedha e nxehtësisë drejtohet përgjatë rrezes së një kampioni sferik, lindin izoterma sferike. Metodat që përdorin izotermi të tilla quhen sferike, dhe pajisjet quhen sferike.
GOST 7076-99
UDC 691:536.2.08:006.354 Grupi Zh19
STANDARD NDËRSHTETOR
MATERIALET DHE PRODUKTET NDËRTIMORE
Metoda për përcaktimin e përçueshmërisë termike dhe rezistencës termike
në kushte termike stacionare
MATERIALET DHE PRODUKTET NDËRTIMORE
Metoda e përcaktimit të nivelit termik në gjendje të qëndrueshme
përçueshmëri dhe rezistencë termike
Data e hyrjes 2000-04-01
Parathënie
1 ZHVILLUAR nga Instituti Kërkimor i Fizikës së Ndërtesave (NIISF) Federata Ruse
Prezantuar nga Gosstroy i Rusisë
2 MIRATUAR nga Komisioni Shkencor dhe Teknik Ndërshtetëror për Standardizimin, Rregullimin Teknik dhe Certifikimin në Ndërtim (ISTCS) më 20 maj 1999
|
Emri i shtetit |
Emri i organit shtetëror menaxhimin e ndërtimit |
|
Republika e Armenisë |
Ministria e Zhvillimit Urban të Republikës së Armenisë |
|
Republika e Kazakistanit |
Komiteti i Ndërtimit i Ministrisë së Energjisë, Industrisë dhe Tregtisë së Republikës së Kazakistanit |
|
Republika e Kirgistanit |
Inspektorati Shtetëror për Arkitekturë dhe Ndërtim nën Qeverinë e Republikës së Kirgistanit |
|
Republika e Moldavisë |
Ministria e Zhvillimit të Territorit, Ndërtimit dhe Shërbimeve Publike të Republikës së Moldavisë |
|
Federata Ruse |
Gosstroy i Rusisë |
|
Republika e Taxhikistanit |
Komiteti për Arkitekturë dhe Ndërtim i Republikës së Taxhikistanit |
|
Republika e Uzbekistanit |
Komiteti Shtetëror për Arkitekturën dhe Ndërtimin e Republikës së Uzbekistanit |
|
Komiteti Shtetëror për Ndërtim, Arkitekturë dhe Politikë të Strehimit të Ukrainës |
3 Në vend të GOST 7076-87
4 PARAQITUR nga 1 Prill 2000 si standard shtetëror i Federatës Ruse me Dekretin e Gosstroy të Rusisë, datë 24 dhjetor 1999 nr. 89
Prezantimi
Ky standard ndërkombëtar është i harmonizuar me ISO 7345:1987 dhe ISO 9251:1987 për sa i përket terminologjisë dhe është në përputhje me dispozitat kryesore të ISO 8301:1991, ISO 8302:1991, duke vendosur metoda për përcaktimin e rezistencës termike dhe përçueshmërisë termike efektive duke përdorur një instrument të pajisur. me matës nxehtësie dhe instrument me zonë sigurie të nxehtë.
Në përputhje me standardet ISO, ky standard përcakton kërkesat për mostrat, një instrument dhe kalibrimin e tij, janë miratuar dy skema kryesore të provës: asimetrike (me një matës nxehtësie) dhe simetrike (me dy matës të nxehtësisë).
1 zonë përdorimi
Ky standard vlen për Materiale Ndertimi dhe produkte, si dhe materiale dhe produkte të destinuara për izolim termik pajisje industriale dhe tubacioneve, dhe vendos një metodë për përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike në temperature mesatare mostra nga minus 40 në + 200 °С.
Standardi nuk zbatohet për materialet dhe produktet me përçueshmëri termike më shumë se 1.5 W / (m × K).
GOST 166-89 Caliper. Specifikimet
GOST 427-75 Matja e vizoreve metalike. Specifikimet
GOST 24104-88 Peshore laboratorike për qëllime të përgjithshme dhe shembullore. Specifikime të përgjithshme
3 Përkufizime dhe shënime
3.1 Në këtë standard, termat e mëposhtëm zbatohen me përkufizimet e tyre përkatëse.
rrjedha e nxehtësisë- sasia e nxehtësisë që kalon nëpër kampion për njësi të kohës.
Dendësia e fluksit të nxehtësisëështë fluksi i nxehtësisë që kalon nëpër një sipërfaqe njësi.
Regjim termik stacionar- një mënyrë në të cilën të gjithë parametrat termofizikë të konsideruar nuk ndryshojnë me kalimin e kohës.
Mostra e rezistencës termike- raporti i ndryshimit të temperaturës së faqeve të përparme të kampionit me densitetin e fluksit të nxehtësisë në kushte termike stacionare.
Temperatura mesatare e mostrës- vlera mesatare aritmetike e temperaturave të matura në faqet e përparme të kampionit.
Përçueshmëri termike efektivel eff material(korrespondon me termin "koeficienti i përçueshmërisë termike" të miratuar në standardet aktuale për inxhinierinë e nxehtësisë së ndërtesave) - raporti i trashësisë së mostrës së materialit të testuar dte rezistencën e tij termike R.
3.2 Emërtimet e sasive dhe njësive matëse janë dhënë në tabelën 1.
Tabela 1
|
Emërtimi |
Vlera |
Njësia |
|
l eff |
Përçueshmëri termike efektive |
W/(m × K) |
|
Rezistenca termike |
m 2 × K/W |
|
|
Trashësia e mostrës përpara testimit |
||
|
Rezistenca termike e mostrave standarde |
m 2 × K/W |
|
|
D T 1, D T 2 |
Diferenca e temperaturës së faqeve të përparme të mostrave standarde |
|
|
e 1, e 2 |
Sinjalet dalëse të njehsorit të nxehtësisë së pajisjes gjatë kalibrimit të tij duke përdorur mostra standarde |
|
|
f 1, f 2 |
Koeficientët e kalibrimit të njehsorit të nxehtësisë së pajisjes gjatë kalibrimit të tij duke përdorur mostra standarde |
W/(mV × m 2) |
|
Trashësia e mostrës gjatë testimit |
||
|
Rezistenca termike e provës |
m 2 × K/W |
|
|
Ndryshimi relativ në masën e mostrës pas tharjes |
||
|
Ndryshimi relativ në masën e kampionit gjatë provës |
||
|
Pesha e mostrës pas marrjes nga prodhuesi |
||
|
Pesha e mostrës pas tharjes |
||
|
Pesha e mostrës pas testimit |
||
|
D T u |
Diferenca e temperaturës së faqeve të përparme të mostrës së provës |
|
|
Temperatura mesatare e mostrës së provës |
||
|
Temperatura e faqes së nxehtë të provës |
||
|
Temperatura e faqes së ftohtë të kampionit të provës |
||
|
Vlera e koeficientit të kalibrimit të njehsorit të nxehtësisë së pajisjes, që korrespondon me vlerën e fluksit të nxehtësisë që rrjedh nëpër kampionin e provës pas vendosjes së një regjimi termik të palëvizshëm (me një skemë testimi asimetrike) |
W/(mV × m 2) |
|
|
Sinjali i daljes së njehsorit të nxehtësisë së pajisjes pas vendosjes së një fluksi të palëvizshëm të nxehtësisë përmes kampionit të provës (me një skemë testimi asimetrike) |
||
|
Rezistenca termike midis faqes së përparme të kampionit dhe sipërfaqes së punës të pllakës së instrumentit |
||
|
lefu |
Përçueshmëri termike efektive e materialit të mostrës së provës |
W/(m × K) |
|
Rezistenca termike material fletësh, nga e cila është bërë pjesa e poshtme dhe kapaku i kutisë së mostrës së materialit me shumicë |
m 2 × K/W |
|
|
f ¢ u , f² u |
Vlerat e koeficientit të kalibrimit të matësve të nxehtësisë së parë dhe të dytë të pajisjes, që korrespondojnë me vlerën e fluksit të nxehtësisë që rrjedh nëpër kampionin e provës pas vendosjes së një regjimi termik të palëvizshëm (me një skemë testimi simetrik) |
W/(mV × m 2) |
|
e ¢ u , e² u |
Sinjali i daljes së matësve të parë dhe të dytë të nxehtësisë pas vendosjes së një rryme të palëvizshme të nxehtësisë përmes mostrës së provës (me një skemë testimi simetrik) |
|
|
Dendësia e fluksit të palëvizshëm të nxehtësisë që kalon nëpër kampionin e provës |
||
|
Zona matëse |
||
|
Fuqia elektrike e furnizuar me ngrohësin e zonës matëse të pllakës së nxehtë të instrumentit |
4 Dispozitat e përgjithshme
4.1 Thelbi i metodës është krijimi i një fluksi të palëvizshëm nxehtësie që kalon përmes një kampioni të sheshtë me një trashësi të caktuar dhe të drejtuar pingul me faqet e përparme (më të mëdha) të kampionit, duke matur densitetin e këtij fluksi nxehtësie, temperaturën e pjesës së përparme të kundërt. fytyrat dhe trashësia e kampionit.
4.2 Numri i mostrave të kërkuara për të përcaktuar përçueshmërinë termike efektive ose rezistencën termike dhe procedura e marrjes së mostrave duhet të specifikohen në standard për një material ose produkt të caktuar. Nëse standardi për një material ose produkt specifik nuk specifikon numrin e mostrave që do të testohen, përçueshmëria termike efektive ose rezistenca termike përcaktohet në pesë mostra.
4.3 Temperatura dhe lagështia relative e ajrit në dhomën në të cilën kryhen testet duhet të jenë përkatësisht (295 ± 5) K dhe (50 ± 10)%.
5 Instrumentet matëse
Për testim përdorni:
instrument për matjen e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike, i certifikuar në në kohën e duhur dhe përmbushjen e kërkesave të dhëna në Aneksin A;
pajisje për përcaktimin e densitetit të materialeve fibroze sipas GOST 17177;
pajisje për përcaktimin e trashësisë së produkteve fibroze të sheshta sipas GOST 17177;
kabineti elektrik për tharje, kufiri i sipërm i ngrohjes i të cilit nuk është më pak se 383 K, kufiri i gabimit të lejuar të vendosjes dhe kontrollit automatik të temperaturës është 5 K;
kaliper sipas GOST 166:
Për matjen e dimensioneve të jashtme dhe të brendshme me një gamë matëse prej 0-125 mm, një vlerë leximi vernier prej 0,05 mm, një kufi gabimi prej 0,05 mm;
Për matjen e dimensioneve të jashtme me një gamë matëse prej 0-500 mm, një vlerë leximi të vernierit prej 0,1 mm, një kufi gabimi prej -0,1 mm;
sundimtari matës metalik në përputhje me GOST 427 me një kufi të sipërm të matjes prej 1000 mm, një kufi të devijimit të lejuar nga vlerat nominale të gjatësisë së shkallës dhe distancave midis çdo goditjeje dhe fillimit ose fundit të shkallës - 0.2 mm ;
peshore laboratorike për qëllime të përgjithshme sipas GOST 24104:
Me kufirin më të madh të peshës prej 5 kg, vlera e ndarjes - 100 mg, devijimi standard i leximeve të shkallës - jo më shumë se 50,0 mg, gabimi nga krahu i pabarabartë i rrotulluesit - jo më shumë se 250,0 mg, diferenca e gabimit - 375 mg;
Me kufirin më të madh të peshës prej 20 kg, vlera e ndarjes - 500 mg, devijimi standard i leximeve të shkallës - jo më shumë se 150,0 mg, gabimi për shkak të krahut të pabarabartë - jo më shumë se 750,0 mg, diferenca e gabimit - 1500 mg.
Lejohet përdorimi i instrumenteve të tjera matëse me karakteristika metrologjike dhe pajisje me Specifikimet teknike jo më keq se ato të specifikuara në këtë standard.
6 Përgatitja e testit
6.1 Një mostër bëhet në formën e një paralelepipedi drejtkëndor, faqet më të mëdha (të përparme) të të cilit janë në formën e një katrori me një anë të barabartë me anën e sipërfaqeve të punës të pllakave të pajisjes. Nëse sipërfaqet e punës të pllakave të pajisjes janë në formën e një rrethi, atëherë skajet më të mëdha të mostrës duhet të jenë gjithashtu në formën e një rrethi, diametri i të cilit është i barabartë me diametrin e sipërfaqeve të punës të pllakave të pajisjes. (Shtojca A, pika A. 2.1).
6.2 Trashësia e kampionit të provës duhet të jetë të paktën pesë herë më e vogël se gjatësia e skajit të faqes ose diametri.
6.3 Skajet e kampionit në kontakt me sipërfaqet e punës të pllakave të instrumentit duhet të jenë të sheshta dhe paralele. Devijimi i faqeve të përparme të një kampioni të ngurtë nga paralelizmi nuk duhet të jetë më shumë se 0,5 mm.
Kampionët e ngurtë me trashësi të ndryshme dhe devijime nga rrafshimi janë bluar.
6.4 Trashësia e kampionit paralelipiped matet me një kaliper vernier me një gabim jo më shumë se 0.1 mm në katër qoshe në një distancë prej (50.0 ± 5.0) mm nga maja e këndit dhe në mes të secilës anë.
Trashësia e mostrës-diskut matet me një kaliper vernier me një gabim jo më shumë se 0,1 mm përgjatë gjeneratorëve të vendosur në katër plane reciproke pingul që kalojnë nëpër boshtin vertikal.
Mesatarja aritmetike e rezultateve të të gjitha matjeve merret si trashësi e kampionit.
6.5 Gjatësia dhe gjerësia e kampionit në plan maten me një vizore me gabim jo më shumë se 0.5 mm.
6.6 Rregullsia e formës gjeometrike dhe dimensioneve të kampionit material termoizolues përcaktuar sipas GOST 17177.
6.7 Madhësia mesatare e përfshirjeve (granula agregate, pore të mëdha, etj.), të cilat ndryshojnë në parametrat e tyre termofizikë nga kampioni kryesor, nuk duhet të kalojë 0.1 të trashësisë së kampionit.
Lejohet të testohet një mostër me përfshirje johomogjene, madhësia mesatare e së cilës tejkalon 0.1 të trashësisë së saj. Raporti i testit duhet të tregojë madhësinë mesatare të përfshirjeve.
6.8 Përcaktoni masën e kampionit M 1 pas marrjes nga prodhuesi.
6.9 Mostra thahet në peshë konstante në temperaturën e përcaktuar në dokumentin normativ për materialin ose produktin. Mostra konsiderohet e tharë deri në peshë konstante nëse humbja e peshës së saj pas tharjes së radhës për 0,5 orë nuk kalon 0,1%. Në fund të tharjes, përcaktohet pesha e kampionit. M 2 dhe dendësia e saj r u, pas së cilës mostra vendoset menjëherë ose në një pajisje për përcaktimin e rezistencës së saj termike, ose në një enë të mbyllur.
Lejohet të testohet një kampion i lagësht në një temperaturë të fytyrës së ftohtë prej më shumë se 273 K dhe një ndryshim në temperaturë jo më shumë se 2 K për 1 cm të trashësisë së mostrës.
6.10 Një mostër e materialit me shumicë të tharë duhet të vendoset në një kuti, fundi dhe kapaku i së cilës janë prej materiali fletë të hollë. Gjatësia dhe gjerësia e kutisë duhet të jetë e barabartë me dimensionet përkatëse të sipërfaqeve të punës të pllakave të pajisjes, thellësia - trashësia e mostrës së provës. Trashësia e mostrës së materialit me shumicë duhet të jetë të paktën 10 herë më e madhe se madhësia mesatare e kokrrizave, kokrrave dhe thekoneve që përbëjnë këtë material.
Emisioni relativ hemisferik i sipërfaqeve të pjesës së poshtme dhe të kapakut të kutisë duhet të jetë më i madh se 0.8 në temperaturat që këto sipërfaqe përjetojnë gjatë provës.
Rezistenca termike R L Duhet të dihet materiali i fletës nga i cili është bërë pjesa e poshtme dhe kapaku i kutisë.
6.11 Mostra e materialit me shumicë ndahet në katër pjesë të barabarta, të cilat derdhen në mënyrë alternative në kuti, duke e ngjeshur secilën pjesë në mënyrë që të zërë pjesën përkatëse të vëllimit të brendshëm të kutisë. Kutia mbyllet me kapak. Kapaku është ngjitur në muret anësore të kutisë.
6.12 Peshoni kutinë që përmban mostrën e materialit me shumicë. Bazuar në peshën e përcaktuar të kutisë me kampionin dhe vlerat e paracaktuara të vëllimit të brendshëm dhe masës së kutisë së zbrazët, llogaritet dendësia e mostrës së materialit me shumicë.
6.13 Gabimi në përcaktimin e masës dhe madhësisë së mostrave nuk duhet të kalojë 0.5%.
7 Testimi
7.1 Testet duhet të kryhen në një instrument të kalibruar më parë. Rendi dhe shpeshtësia e kalibrimit janë dhënë në Shtojcën B.
7.2 Vendosni ekzemplarin që do të testohet në instrument. Vendndodhja e mostrës - horizontale ose vertikale. Me një mostër horizontale, drejtimi i rrjedhës së nxehtësisë është nga lart poshtë.
Gjatë provës, diferenca e temperaturës së faqeve të përparme të kampionit D T u duhet të jetë 10-30 K. Temperatura mesatare e kampionit gjatë testimit duhet të tregohet në dokumentin rregullator për një lloj specifik materiali ose produkti.
7.3 Vendosni temperaturat e specifikuara të sipërfaqeve të punës të pllakave të instrumenteve dhe matni në mënyrë sekuenciale çdo 300 s:
sinjalet e njehsorit të nxehtësisë e u dhe sensorët e temperaturës të faqeve të përparme të kampionit, nëse densiteti i fluksit të nxehtësisë përmes kampionit të provës matet duke përdorur një matës nxehtësie;
fuqia e furnizuar me ngrohësin e zonës matëse të pllakës së nxehtë të pajisjes dhe sinjalet e sensorëve të temperaturës së pjesëve të përparme të kampionit, nëse densiteti i fluksit të nxehtësisë përmes kampionit të provës përcaktohet duke matur fuqinë elektrike të furnizuar te ngrohësi i zonës matëse të pllakës së nxehtë të pajisjes.
7.4 Rrjedha e nxehtësisë përmes kampionit të provës konsiderohet të jetë e qëndrueshme (stacionare) nëse vlerat e rezistencës termike të kampionit, të llogaritura nga rezultatet e pesë matjeve të njëpasnjëshme të sinjaleve të sensorëve të temperaturës dhe densitetit të fluksit të nxehtësisë, ndryshojnë nga njëra-tjetra me më pak se 1%, ndërsa këto vlera nuk rriten dhe nuk ulen në mënyrë monotone.
7.5 Pasi të keni arritur një regjim termik të palëvizshëm, matni trashësinë e kampionit të vendosur në pajisje d u caliper me një gabim prej jo më shumë se 0.5%.
7.6 Pas përfundimit të testit, përcaktoni masën e kampionit M 3 .
8 Përpunimi i rezultateve të testit
8.1 Llogaritni ndryshimin relativ në masën e kampionit për shkak të tharjes së saj. T r dhe gjatë testimit T w dhe dendësia e kampionit r u sipas formulave:
Tr=(M 1 ¾ M 2 )/M 2 , (2)
Tw= (M 2 ¾ M 3 )/M 3 , (3)
Vëllimi i mostrës së testimit V u llogaritur nga rezultatet e matjes së gjatësisë dhe gjerësisë së saj pas përfundimit të provës, dhe trashësisë - gjatë provës.
8.2 Llogaritni ndryshimin e temperaturës së faqeve të përparme D T u dhe temperaturën mesatare të mostrës së provës T mu sipas formulave:
D T u = T 1u ¾ T 2u , (5)
T mu= (T 1u +T 2u .)/2 (6)
8.3 Gjatë llogaritjes së parametrave termofizikë të kampionit dhe densitetit të fluksit të palëvizshëm të nxehtësisë, vlerat mesatare aritmetike të rezultateve të pesë matjeve të sinjaleve të sensorëve të diferencës së temperaturës dhe sinjalit të njehsorit të nxehtësisë ose fuqisë elektrike, të kryera. pas vendosjes së një fluksi të palëvizshëm të nxehtësisë përmes kampionit të provës, zëvendësohen në formulat e llogaritjes.
8.4 Kur testohet në një pajisje të montuar sipas një skeme asimetrike, rezistenca termike e kampionit R u llogaritet sipas formulës
(7)
Ku Rk marrin të barabartë me 0,005m 2 × K / W, dhe për materialet dhe produktet izoluese - zero.
8.5 Përçueshmëri termike efektive e materialit të mostrës l effu llogaritet sipas formulës
(8)
8.6 Rezistenca termike R u dhe përçueshmëri termike efektive l effu Mostra e materialit me shumicë llogaritet me formulat:
, (9)
. (10)
8.7 Dendësia e fluksit të nxehtësisë stacionare q u përmes kampionit të testuar në pajisje, të montuar sipas skemave asimetrike dhe simetrike, llogaritet, përkatësisht, nga formulat:
q u = f u e u , (11)
. (12)
8.8 Gjatë testimit në një instrument me një zonë mbrojtëse të nxehtë, në të cilën densiteti i fluksit të nxehtësisë përcaktohet duke matur fuqinë elektrike të furnizuar në ngrohësin e zonës matëse të pllakës së nxehtë të instrumentit, rezistencën termike, përçueshmërinë termike efektive dhe nxehtësinë e palëvizshme Dendësia e fluksit përmes mostrës llogaritet me formula:
, (13)
, (14)
Gjatë testimit të materialeve me shumicë në formulat (13) dhe (14) në vend të Rk vlerë zëvendësuese R L..
8.9 Rezultati i testit merret si mesatarja aritmetike e rezistencës termike dhe përçueshmërisë termike efektive të të gjitha mostrave të testuara.
9 Raporti i testit
Raporti i testit duhet të përmbajë informacionin e mëposhtëm:
Emri i materialit ose produktit;
Emërtimi dhe emri i dokumentit normativ sipas të cilit është prodhuar materiali ose produkti;
Prodhuesi;
Numri i grupit;
Data e prodhimit;
Numri total i mostrave të testuara;
Lloji i instrumentit mbi të cilin është kryer testi;
Pozicioni i mostrave të provës (horizontale, vertikale);
Metoda për marrjen e mostrave të materialit me shumicë, që tregon rezistencën termike të pjesës së poshtme dhe kapakut të kutisë në të cilën janë testuar mostrat;
Dimensionet e çdo kampioni;
Trashësia e çdo kampioni para fillimit të provës dhe gjatë provës, duke treguar nëse testi është kryer me një presion të caktuar mbi kampion ose në një trashësi të caktuar të kampionit;
Presioni fiks (nëse ishte i fiksuar);
Madhësia mesatare e përfshirjeve johomogjene në mostra (nëse ka);
Teknika e tharjes së mostrës;
Ndryshimi relativ në masën e çdo kampioni për shkak të ditës së tij;
Lagështia e çdo kampioni para dhe pas përfundimit të provës;
Dendësia e çdo kampioni gjatë testimit;
Ndryshimi relativ në masën e çdo kampioni që ka ndodhur gjatë testimit;
Temperatura e faqeve të nxehta dhe të ftohta të çdo kampioni;
Dallimi i temperaturës ndërmjet faqeve të nxehta dhe të ftohta të çdo kampioni;
Temperatura mesatare e çdo kampioni;
Dendësia e fluksit të nxehtësisë nëpër çdo kampion pas vendosjes së një regjimi termik stacionar;
Rezistenca termike e çdo kampioni;
Përçueshmëri termike efektive e materialit të çdo kampioni;
Vlera mesatare aritmetike e rezistencës termike të të gjitha mostrave të testuara;
Mesatarja aritmetike e përçueshmërisë termike efektive të të gjitha mostrave të testuara;
Drejtimi i rrjedhës së nxehtësisë;
Data e testimit;
Data e kalibrimit të fundit të pajisjes (nëse testi është kryer në një pajisje të pajisur me një matës nxehtësie);
Për mostrat standarde të përdorura në kalibrimin e pajisjes, duhet të tregohen: lloji, rezistenca termike, data e verifikimit, periudha e vlefshmërisë së verifikimit, organizata që ka kryer verifikimin;
Vlerësimi i gabimit të matjes së rezistencës termike ose përçueshmërisë termike efektive;
Një deklaratë për pajtueshmërinë e plotë ose mospërputhje të pjesshme të procedurës së testimit me kërkesat e këtij standardi. Nëse gjatë testimit janë bërë devijime nga kërkesat e këtij standardi, ato duhet të tregohen në raportin e testit.
10 Gabim në përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive
dhe rezistenca termike
Gabimi relativ në përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike me këtë metodë nuk kalon ± 3% nëse testi kryhet në përputhje të plotë me kërkesat e këtij standardi.
SHTOJCA A
(e detyrueshme)
Kërkesat për instrumentet për përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike në një regjim termik të palëvizshëm
A.1 Diagramet e instrumenteve
Për të matur përçueshmërinë termike efektive dhe rezistencën termike në një regjim termik të palëvizshëm, përdoren pajisjet e mëposhtme:
Montuar sipas një skeme asimetrike, të pajisur me një matës nxehtësie, i cili ndodhet midis kampionit të provës dhe pllakës së ftohtë të pajisjes ose midis kampionit dhe pllakës së nxehtë të pajisjes (Figura A.1);
Montuar sipas një skeme simetrike, të pajisur me dy matës të nxehtësisë, njëri prej të cilëve ndodhet midis mostrës së provës dhe pllakës së ftohtë të pajisjes, dhe e dyta - midis kampionit dhe pllakës së nxehtë të pajisjes (Figura A.2) ;
Një instrument në të cilin fluksi i nxehtësisë përmes kampionit të provës përcaktohet duke matur fuqinë elektrike të furnizuar me ngrohësin e zonës matëse të pllakës së nxehtë të instrumentit (një instrument me një zonë mbrojtëse të nxehtë) (Figura A.3).
1 - ngrohës; 2 - matës i nxehtësisë; 3 - mostra e provës; 4 - frigorifer
Figura A.1 - Skema e pajisjes me një matës nxehtësie
1 - ngrohës; 2 - matës të nxehtësisë; 3 - frigorifer; 4 - pjesë provë
Figura A.2 - Skema e pajisjes me dy matës të nxehtësisë
1 - frigorifer; 2 - mostra testuese; 3 - pllaka ngrohëse të zonës matëse;
4 - dredha-dredha e ngrohësit të zonës matëse; 5 - pllaka ngrohëse të zonës së sigurisë;
6 - dredha-dredha e ngrohësit të zonës mbrojtëse
Figura A. 3 - Diagrami i një pajisjeje me një zonë sigurie të nxehtë
A.2 Ngrohës dhe ftohës
A.2.1 Pllakat e ngrohësit ose të ftohësit mund të jenë në formën e një katrori, ana e të cilit duhet të jetë së paku 250 mm, ose një rrethi, diametri i të cilit nuk duhet të jetë më i vogël se 250 mm.
A.2.2 Sipërfaqet e punës të pllakave të ngrohësit dhe ftohësit duhet të jenë prej metali. Devijimi nga rrafshimi i sipërfaqeve të punës duhet të jetë jo më shumë se 0.025% e madhësisë së tyre maksimale lineare.
A.2.3 Emisioni relativ hemisferik i sipërfaqeve të punës të pllakave ngrohëse dhe ftohëse në kontakt me kampionin e provës duhet të jetë më shumë se 0,8 në temperaturat që kanë këto sipërfaqe gjatë provës.
A.3 Matës i nxehtësisë
A.3.1 Dimensionet e sipërfaqeve të punës të matësit të nxehtësisë duhet të jenë të barabarta me përmasat e sipërfaqeve të punës të pllakave të ngrohësit dhe frigoriferit.
A.3.2 Emisionimi relativ gjysmësferik i faqes së përparme të matësit të nxehtësisë në kontakt me kampionin e provës duhet të jetë më i madh se 0,8 në temperaturat që ka kjo faqe gjatë provës.
A.3.3 Zona e matjes së matësit të nxehtësisë duhet të vendoset në pjesën qendrore të faqes së përparme të tij. Zona e saj duhet të jetë së paku 10% dhe jo më shumë se 40% e sipërfaqes totale të fytyrës së përparme.
A.3.4 Diametri i telave të termoçiftit të përdorur në prodhimin e baterisë termoelektrike të njehsorit të nxehtësisë nuk duhet të jetë më shumë se 0,2 mm.
A.4 Sensorët e temperaturës
Numri i sensorëve të temperaturës në secilën sipërfaqe pune të pllakave të ngrohësit ose frigoriferit dhe faqja e përparme e njehsorit të nxehtësisë në kontakt me kampionin e provës duhet të jetë i barabartë me pjesën e plotë të numrit 10 Ö A dhe të jenë të paktën dy. Diametri i telave të përshtatshëm për këta sensorë duhet të jetë jo më shumë se 0.6 mm.
A.5 Sistemi matës elektrik
Sistemi elektrik i matjes duhet të sigurojë matjen e sinjalit të sensorëve të diferencës së temperaturës në sipërfaqe me një gabim jo më shumë se 0,5%, sinjalin e njehsorit të nxehtësisë - me një gabim jo më shumë se 0,6%, ose fuqinë elektrike të furnizuar ngrohësi i zonës matëse të pllakës së nxehtë të pajisjes - me një gabim prej jo më shumë se 0,2%.
Gabimi total në matjen e ndryshimit të temperaturës midis sipërfaqeve të pllakave të pajisjes dhe matësit të nxehtësisë në kontakt me faqet e përparme të kampionit të provës nuk duhet të jetë më shumë se 1%. Gabim total - shuma e gabimeve që dalin nga shtrembërimi i fushës së temperaturës pranë sensorëve të temperaturës, ndryshimet në karakteristikat e këtyre sensorëve nën ndikimin e kushteve të jashtme dhe gabimi i paraqitur nga sistemi matës elektrik.
A.6 Aparat për matjen e trashësisë së kampionit të provës
Pajisja duhet të jetë e pajisur me një pajisje që lejon matjen e trashësisë së kampionit gjatë testimit të saj me një kaliper me një gabim jo më shumë se 0,5%.
A.7 Korniza e instrumentit
Pajisja duhet të jetë e pajisur me një kornizë që ju lejon të ruani orientime të ndryshme në hapësirën e bllokut të pajisjes që përmban mostrën e provës.
A.8 Pajisja për fiksimin e kampionit të provës
Pajisja duhet të jetë e pajisur me një pajisje që ose krijon një presion konstant të paracaktuar në kampionin e provës të vendosur në pajisje, ose ruan një hendek konstant midis sipërfaqeve të punës të pllakave të pajisjes.
Presioni maksimal i krijuar nga kjo pajisje në mostrën e provës duhet të jetë 2.5 kPa, minimumi - 0.5 kPa, gabimi i vendosjes së presionit - jo më shumë se 1.5%.
A.9 Pajisja për reduktimin e humbjes anësore të nxehtësisë ose fitimit të nxehtësisë së pjesës së provës
Humbjet anësore të nxehtësisë ose fitimet e nxehtësisë gjatë provës duhet të kufizohen duke izoluar faqet anësore të kampionit të provës me një shtresë materiali izolues termik, rezistenca termike e të cilit nuk është më e vogël se rezistenca termike e kampionit.
A.10 Kutia e instrumentit
Instrumenti duhet të pajiset me një mbyllje në të cilën temperatura e ajrit mbahet e barabartë me temperaturën mesatare të kampionit të provës.
SHTOJCA B
(e detyrueshme)
Kalibrimi i një pajisjeje të pajisur me një matës nxehtësie
B.1 Kërkesa të përgjithshme
Kalibrimi i një instrumenti të pajisur me një matës nxehtësie duhet të kryhet duke përdorur tre mostra standarde të rezistencës termike të certifikuara siç duhet, të bëra, përkatësisht, nga qelqi optik kuarci, qelqi organik dhe plastika me shkumë ose tekstil me fije qelqi.
Dimensionet e mostrave standarde duhet të jenë të barabarta me dimensionet e mostrës që do të testohet. Në procesin e kalibrimit të instrumentit, temperatura e faqeve të përparme të mostrave standarde duhet të jetë përkatësisht e barabartë me temperaturat që do të kenë faqet e përparme të kampionit të provës gjatë provës.
I gjithë diapazoni i vlerave të rezistencës termike që mund të maten në pajisje duhet të ndahet në dy nën-rangje:
kufiri i poshtëm i nën-rangut të parë është vlera minimale e rezistencës termike që mund të matet në këtë pajisje; kufiri i sipërm - vlera e rezistencës termike të një kampioni standard të bërë nga qelqi organik dhe që ka një trashësi të barabartë me trashësinë e mostrës që do të testohet;
kufiri i poshtëm i nëndarjes së dytë është kufiri i sipërm i nëngrupit të parë; kufiri i sipërm - vlera maksimale e rezistencës termike që mund të matet në këtë pajisje.
B.2 Kalibrimi i një pajisjeje të montuar sipas një skeme asimetrike
Përpara kalibrimit, duhet të vlerësohet vlera numerike e rezistencës termike të kampionit që do të testohet sipas të dhënave të njohura të referencës dhe të përcaktohet se cilës nëndarje i përket kjo vlerë. Kalibrimi i njehsorit të nxehtësisë kryhet vetëm në këtë nënvarg.
Nëse rezistenca termike e kampionit që do të testohet i përket nën-rangut të parë, kalibrimi i njehsorit të nxehtësisë
kryhet duke përdorur mostra standarde të bëra nga kuarci optik dhe qelqi organik. Nëse rezistenca termike e kampionit i përket nën-rangut të dytë, kalibrimi kryhet duke përdorur mostra standarde të bëra nga qelqi organik dhe material izolues termik.
Vendosni kampionin e parë standard me rezistencë më të ulët termike në instrument. R S 1 , D T 1 nga faqet e përparme të tij dhe sinjali i daljes së njehsorit të nxehtësisë e 1 sipas procedurës së përshkruar në seksionin 7. Më pas një kampion i dytë standard me një rezistencë të madhe termike vendoset në instrument R S 2 , matja e ndryshimit të temperaturës D T 2 nga faqet e përparme të tij dhe sinjali i daljes së njehsorit të nxehtësisë e 2 me të njëjtën metodë. Bazuar në rezultatet e këtyre matjeve, llogariten koeficientët e kalibrimit f 1 dhe f 2 matës të nxehtësisë sipas formulave:
Vlera e koeficientit të kalibrimit të njehsorit të nxehtësisë ju, që korrespondon me vlerën e fluksit të nxehtësisë që rrjedh nëpër kampionin e provës pas vendosjes së një fluksi të palëvizshëm të nxehtësisë, përcaktohet me interpolim linear sipas formulës
. (B.3)
B.3 Diplomimi i një pajisjeje të montuar sipas një skeme simetrike
Metoda për përcaktimin e koeficientit të kalibrimit për çdo matës nxehtësie të pajisjes të montuar sipas një skeme simetrike është e ngjashme me metodën për përcaktimin e koeficientit të kalibrimit për një matës nxehtësie të përshkruar në B.2.
B.4 Frekuenca e kalibrimit të instrumentit
Kalibrimi i instrumentit duhet të kryhet brenda 24 orëve para ose pas testimit.
Nëse, sipas rezultateve të kalibrimeve të kryera brenda 3 muajve, ndryshimi në koeficientin e kalibrimit të njehsorit të nxehtësisë nuk kalon ± 1%, kjo pajisje mund të kalibrohet një herë në 15 ditë. Në këtë rast, rezultatet e testit mund t'i transferohen klientit vetëm pas kalibrimit pas testit, dhe nëse vlera e koeficientit të kalibrimit të përcaktuar nga rezultatet e kalibrimit pasues ndryshon nga vlera e koeficientit të përcaktuar nga rezultatet e Kalibrimi i mëparshëm jo më shumë se ± 1%.
Koeficienti i kalibrimit i përdorur në llogaritjen e parametrave termofizikë të mostrës së provës përcaktohet si mesatarja aritmetike e dy vlerave të treguara të këtij koeficienti.
Nëse diferenca në vlerën e faktorit të kalibrimit kalon ± 1 %, rezultatet e të gjitha testeve të kryera ndërmjet këtyre dy kalibrimeve konsiderohen të pavlefshme dhe testet duhet të përsëriten.
SHTOJCA B
Bibliografi
ISO 7345:1987 Izolimi termik. Sasitë fizike dhe përkufizimet
ISO 9251:1987 Izolimi termik. Mënyrat e transferimit të nxehtësisë dhe vetitë e materialit
ISO 8301:1991 Izolimi termik. Përcaktimi i rezistencës termike dhe treguesve termofizikë të lidhur në një regjim termik stacionar. Pajisja e pajisur me matës nxehtësie
ISO 8302:1991 Izolimi termik. Përcaktimi i rezistencës termike dhe treguesve termofizikë të lidhur. Pajisja me zonë mbrojtëse të nxehtë
Fjalë kyçe: rezistencë termike, përçueshmëri termike efektive, kampion standard
Prezantimi
1 zonë përdorimi
3 Përkufizime dhe shënime
4 Dispozitat e përgjithshme
5 Instrumentet matëse
6 Përgatitja e testit
7 Testimi
8 Përpunimi i rezultateve të testit
9 Raporti i testit
10 Gabim në përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike
Shtojca A Kërkesat për instrumentet për përcaktimin e përçueshmërisë termike efektive dhe rezistencës termike në kushte termike stacionare
Shtojca B Kalibrimi i një instrumenti të pajisur me matës nxehtësie
Shtojca B Bibliografia
