Материал: Исследование коэффициента теплопроводности стеновых материалов

. Установка Теплоблока в климатическую камеру

. Градуировка термопар

. Измерение приборной базы

. Выход на стационарный процесс и дальнейшее измерение

. Обработка результатов

. Определение теплопроводности

. Вывод

.2.3 Подготовка к испытаниям

Нормативно техническая документация:

ГОСТ 26254-84. Здания и сооружения. Методы определения сопротивления теплопередаче ограждающих конструкций. [2]

ГОСТ 25380-82 Здания и сооружения. Метод измерения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции. [3]

Подготовку к экспериментальному определению сопротивления теплопередаче ограждающей конструкции начинают с составления программы испытаний и схемы размещения первичных преобразователей температур и тепловых потоков. В программе испытаний определяют вид испытания (лабораторные, павильонные, натурные), объекты, район, ориентировочные сроки, объем испытаний, виды ограждающих конструкций, контролируемые сечения и др. данные, необходимые для решения поставленной задачи.

Для определения сопротивления теплопередаче части ограждающей конструкции, равномерной по температуре поверхности, Ro, преобразователи температур и тепловых потоков устанавливают не менее чем в двух характерных сечениях с одинаковым проектным решением.

Для определения сопротивления теплопередачи термодатчики располагают в центре термически однородных зон фрагментов ограждающей конструкции (панелей, плит, блоков, монолитных и кирпичных частей зданий, дверей) и дополнительно в местах с теплопроводными включениями, в углах, в стыках.

Для измерения термического сопротивления отдельных слоев ограждающей конструкции чувствительные элементы термодатчиков монтируют в сечениях в толще фрагмента ограждающей конструкции при его изготовлении с шагом 50-70 мм и для многослойных конструкций дополнительно на границах слоев.

Преобразователи тепловых потоков закрепляют на внутренней и наружной поверхностях испытываемого ограждения не менее чем по два на каждой поверхности.

Для измерения температур внутреннего воздуха чувствительные элементы термодатчиков устанавливают по вертикали в центре помещения на расстоянии 100, 250, 750 и 1500 мм от пола и 100 и 250 мм от потолка. Для помещений высотой более 5000 мм термодатчики по вертикали устанавливают дополнительно с шагом 1000 мм.

Для измерения температур внутреннего и наружного воздуха вблизи ограждающей конструкции термодатчики устанавливают на расстоянии 100 мм от внутренней поверхности каждой характерной зоны и на расстоянии 100 мм от наружной поверхности не менее чем двух характерных зон.

Чувствительные элементы термодатчиков плотно прикрепляют к поверхности испытываемой конструкции.

При использовании термопар допускается закреплять их на поверхности ограждающей конструкции с помощью клеящих составов: гипса или пластилина, толщина которых должна быть не более 2 мм. Степень черноты используемых клеящих материалов должна быть близка к степени черноты поверхности ограждающей конструкции.

При этом термометрический провод от места закрепления чувствительного элемента отводят по поверхности ограждающей конструкции в направлении изотерм или минимального градиента температур на длину не менее 50 диаметров провода. Сопротивление электрической изоляции между цепью термопреобразователя и наружной металлической арматурой должно быть не менее 20 МОм при температуре (25 ± 10) °С и относительной влажности воздуха от 30 до 80 %.

Свободные концы термопар помещают в термостат с температурой 0 °С. Допускается использовать в качестве термостата сосуд Дьюара. При этом в нем должны быть одновременно пар, вода и лед дистиллированной воды.

Термопары подключают к вторичному измерительному прибору через промежуточный многоточечный переключатель.

Для измерения плотности теплового потока, проходящего через ограждающую конструкцию, на ее внутренней поверхности устанавливают по одному преобразователю теплового потока в каждой характерной зоне.

Для измерения разности давления воздуха концы шлангов от микроманометра располагают по обе стороны испытываемой конструкции на уровне 1000 мм от пола.

Гигрографы, гигрометры, аспирационные психрометры и термографы, предназначенные для контроля и регулирования температуры и относительной влажности воздуха, устанавливают в центре помещения или отсека климатической камеры, на высоте 1500 мм от пола.

При испытаниях в климатической камере после проверки готовности оборудования и измерительных средств теплый и холодный отсеки с помощью герметичных дверей изолируют от наружного воздуха. На регулирующей аппаратуре устанавливают заданные температуру и влажность воздуха в каждом отсеке и включают холодильное, нагревательное и воздухоувлажняющее оборудование камеры.

.2.4 Описание используемой приборной базы

) Testo 830-T1

Пирометр Testo 830-T1 предназначен для быстрого и точного дистанционного измерения температуры поверхности в диапазоне от -30 до +400 ° C в промышленном секторе и в быту. Прибор оснащен лазерным целеуказателем, соотношение пятна измерения к расстоянию составляет 10:1, имеется возможность установки минимальных и максимальных пороговых значений температуры, при превышении которых происходит визуальная и звуковая сигнализация. Высокое разрешение 0.1 0С и регулируемый коэффициент излучения позволяют получать очень точные результаты.

Рисунок 2.1 - Прибор Testo 830-T1

теплопроводность стеновой трехслойный кирпич

Особенности пирометра Testo 830-T1

Диапазон измерений от -40 до 400 С.

Оптическое соотношение пятна к расстоянию 10:1.

Быстрая регистрация.

Регулируемые пределы сигналов тревоги.

Звуковая и визуальная сигнализация при превышении предельных значений.

Легкое управление благодаря эргономичному пистолетному дизайну.

Функция удержания данных с одновременным отображением текущего значения.

Дисплей с подсветкой.

Регулируемый коэффициент излучения (от 0,2 до 1,0).

Лазерный целеуказатель.

) Измеритель плотности теплового потока серии ИПП-2

Прибор ИПП-2 МК рисунок 4.2 предназначен для измерения плотности тепловых потоков по ГОСТ 25380-92 [3], проходящих через однослойные и многослойные ограждающие конструкции зданий и сооружений, через облицовку и теплоизоляцию энергообъектов при экспериментальном исследовании и в условиях эксплуатации.

Рисунок 2.2 - Прибор ИПП-2 МК

Приборы серии ИПП-2 МК нашли широкое применение в строительстве, научных организациях и на различных объектах энергетики.

Принцип действия прибора основан на измерении перепада температур на «вспомогательной стенке». Величина температурного перепада пропорциональна плотности теплового потока. Измерение температурного перепада осуществляется с помощью ленточной термопары, расположенной внутри пластинки зонда, выступающей в роли «вспомогательной стенки».

В рабочем режиме прибором производится циклическое измерение выбранного параметра. Осуществляется переход между режимами измерения плотности теплового потока и температуры, а также индикации заряда аккумуляторов в процентах 0%…100%. При этом при переходе между режимами на индикаторе отображается соответствующая надпись выбранного режима. Прибор также может производить периодическую автоматическую запись измеренных значений в энергонезависимую память с привязкой ко времени. Включение/выключение записи статистики, настройка параметров записи, считывание накопленных данных осуществляется с помощью программного обеспечения, поставляемого по заказу.

Возможность попеременного подключения к одному прибору до восьми различных зондов теплового потока. Каждый зонд (датчик) имеет свой индивидуальный калибровочный коэффициент (коэффициент преобразования Kq) показывающий насколько напряжение с датчика изменяется относительно теплового потока. Данный коэффициент используется прибором для построения калибровочной характеристики зонда, по которой определяется текущее измеренное значение теплового потока.

) Термогигрометр Testo 625

Рисунок 2.3 - Термогигрометр Testo 625

Прибор рисунок 2.3 для измерения значения относительной влажности и температуры (или температуры мокрого термометра и точки росы) индицируются одновременно на большом 2-х строчном дисплее. Прибор имеют функции удержания текущих, максимальных и минимальных показаний, сигнализации о разряде источника питания, а также функцию самоотключения прибора.

Компактный прибор со встроенным зондом влажности и температуры в комплекте. Большой двухстрочный дисплей отображает значения влажности, температуру воздуха, температуру мокрого термометра и точку росы. При измерении в труднодоступных местах зонд влажности легко отсоединяется и крепится к рукоятке с кабелем (опционально).

) МИТ-1 Измеритель теплопроводности мобильный

Измеритель теплопроводности материалов МИТ-1 предназначен для оперативного определения теплопроводности широкого спектра строительных материалов зондовым методом (ГОСТ 30256-94) при технологическом и лабораторном контроле качества материалов, обследовании объектов с целью определения их теплозащитных свойств, а также для контроля теплопроводности различных композиционных материалов, утеплителей, природного камня. Область применения: предприятия, производящие строительные и теплоизоляционные материалы, строительные организации и лаборатории, проводящие обследование зданий, сооружений и конструкций.

Рисунок 2.4 - МИТ-1

Преимущества измерителя теплопроводности материалов МИТ-1:

расширенный диапазон измерения теплопроводности;

повышенная достоверность измерений;

применение новых технических решений и методов обработки информации;

уменьшено время измерительного цикла;

возможность выполнения измерений с теплопроводящей пастой и без нее (с воздушной прослойкой в зазорах);

встроенное в прибор зарядное устройство для быстрой зарядки аккумуляторов;

минимальные массогабаритные показатели.

Основные функции измерителя теплопроводности материалов МИТ-1

автоматический цикл измерений;

режим расчета термического сопротивления;

энергонезависимая память с автоматической архивацией 1600 результатов и условий выполнения измерений, а также возможностью просмотра результатов по номерам и датам;

диалоговый режим работы пользователя с прибором, выбор видов испытуемого материала и смазки, условий измерения через систему меню;

полноценное отображение результатов на графическом дисплее с регулируемой контрастностью и подсветкой;

автоматический контроль состояния аккумуляторной батареи прибора с переходом в режим экономии энергии и выдачей сообщения о необходимости ее заряда;

автоматический ускоренный заряд аккумуляторной батареи;

автоматическое отключение неработающего прибора;

выбор языка текстовых сообщений (русский / английский);

USB-интерфейс, сервисная компьютерная программа.

.2.5 Проведение эксперимента

На рисунке 2.5 представлена фотография климатической камеры на базе холодильника «ПРЕМЬЕР» ШСУП1ТУ-1,5М, содержащего кондиционер SHS 13 IMBALO MULTIPL (хладон R404A), с помощью которой проводился эксперимент

Рисунок 2.5 - Климатическая камера на базе холодильника.

На рисунке 2.6 представлены геометрические параметры образца, а также условные обозначения параметров, которые определяются с помощью измерительных приборов в процессе натурных испытаний, а именно:

Трёхслойная ограждающая конструкция была установлена таким образом, что лицевая (наружная) поверхность GH расположена со стороны климатической камеры, в которой поддерживается температура -6 °С, а внутренняя поверхность EF расположена со стороны помещения, в котором поддерживается температура 20°С.

Натурные испытания проводились при поддержании в климатической камере температуры воздуха на уровне -6 0С в течении 4 дней с целью определения теплотехнических свойств ограждающей конструкции при стационарном процессе передачи теплоты.

Рисунок 2.6 - Теплоблок

.2.6 Градуировка термопары

Для калибровки термопар, то есть для установления зависимости величины термоэлектродвижущей силы от разницы температур спаев термопары, мы проводили опыты, для этого нам понадобились сосуды с горячей (100 °С) и холодной водой(0 °С) для этого в ледяной воде должны плавать кусочки льда.

Первым делом была сделана градуировка термопары при 0 °С. Полученные данные ТЭДС представлены ниже в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Градуировка термопар при 0 °С

После чего была выполнена градуировка термопары при 100 °С(в кипящей воде). Полученные данные предоставлены в таблице 2.2