Микросхемы DD1—К176 ТМ1б КО.348.006—01 ТУ DD2—К176 ИЕ5б КО.348.006—01 ТУ. Транзистор VT1—KT316б ЖКЗ.335.200 ТУ. ПРИЛОЖЕНИЕ Д (обязательное).


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
ДСТУ Б В.2.7
-
41
-
95

(ГОСТ 30290
-
94)

Будівельні матеріали.

Матеріали і вироби будівельні.

Метод визначення теплопровідності
поверхневим перетворювачем




ГОСТ 30290

94


МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ


МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

Метод определения теплопроводности поверхностным преобразователем


Building

materials

and

products
.



Дата вве
дения 1996

01

01


Предисловие


1 РАЗРАБОТАН Научно
-
исследовательским институтом строительной физики (НИИСФ)
Российской Федерации


ВНЕСЕН Минстроем России


2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно
-
технической комиссией по стандартизации и
техническому нормировани
ю в строительстве (МНТКС) 10 ноября 1993 г.


За принятие проголосовали


Наименование государства

Наименование органа
государственного управления
строительством

Азербайджанская Республика


Республика Армения


Республика Беларусь

Республика Казахстан

Кы
ргызская Республика

Республика Молдова

Госстрой Азербайджанской
Республики

Госупрархитектуры Республики
Армения

Госстрой Республики Беларусь

Минстрой Республики Казахстан

Госстрой Кыргызской Республики

Ми
нархстрой Республики Молдова

Российская Федерация

Республика Таджикистан

Минстрой России

Госстрой Республики Таджикистан


3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 1996 г. в качестве государственного стандарта
Российской Федерации Постановлением Минстроя России от 29 мая 1995 г. № 18

49


4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ


1

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ


Настоящий стандарт распространяется на строительные материалы и изделия
теплопроводностью от 0,02 до 1 Вт/(м
·
К) и устанавливает метод неразрушающего ускоренного
определения теплопроводности в интервале температур 278

313 К (5

40°С).

Ме
тод заключается в создании одностороннего кратковременного теплового импульса на
поверхности изделия и регистрации изменения температуры на этой поверхности.

Стандарт не распространяется на многослойные изделия.


2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ


В настоящем стандарте

использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 8.315

91 ГСИ. Стандартные образцы. Основные положения, порядок разработки,
аттестации, утверждения, регистрации и применения

ГОСТ 12730.2

78 Бетоны. Метод определения влажности

ГОСТ 21718

84 Материалы строи
тельные. Диэлькометрический метод измерения
влажности

ГОСТ 23422

87 Материалы строительные. Нейтронный метод определения влажности

ГОСТ 23468

85 Микрокалькуляторы. Общие технические условия


3 СРЕДСТВА ИСПЫТАНИЙ


3.1 Для испытаний применяют измерительный к
омплекс (рисунок 1), состоящий из:




первичного преобразователя, предназначенного для преобразования импульса
электрической энергии в тепловую и создания электрического сигнала, характеризующего
изменение температуры поверхности материала изделия под возд
ействием теплового импульса.
Техническая характеристика первичного преобразователя приведена в приложении А;



вторичного измерительного прибора для регистрации электрического сигнала;



импульсного источника тока с таймером теплового импульса (приложения
Б, В),
обеспечивающего нагрев пластины первичного преобразователя.

3.2 В качестве вторичного измерительного прибора применяют вольтметр
чувствительностью не хуже 1
·
10
-
6

В с цифропечатающим автономным или встроенным
устройством и таймером опроса датчика (пр
иложение Г), задающим интервалы регистрации.

Допускается применение других измерительных приборов, удовлетворяющих требованию
настоящего стандарта.


1



исследуемое изделие;
2


первичный преобразователь;
3


вторичный измерительный
прибор для регистрации

электрического сигнала;
4


импульсный источник тока с таймером
теплового импульса;
5


основание


Рисунок 1


Блок
-
схема измерительного комплекса для определения теплопроводности
материалов изделий


4 ПОДГОТОВКА К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ


4.1 Для испытаний

отбирают изделия, соответствующие требованиям нормативных
документов на эти изделия. Изделия должны иметь плоскую поверхность для размещения
первичного преобразователя и обеспечения теплового контакта между ними.

Допускается определять теплопроводность на

изделиях правильной и неправильной формы.

4.2 Количество изделий, отбираемых для испытания, устанавливают в нормативных
документах на эти изделия, но не менее трех.

4.3 Для испытаний сыпучих материалов их засыпают в рамку размером 300х300х50 мм,
выравнива
ют поверхность исследуемого материала для создания теплового контакта с
размещенным на нем первичным преобразователем. Размер гранул испытываемого сыпучего
материала должен быть не более 5 мм.

4.4 Теплопроводность материалов изделий определяют в сухом и вл
ажном состоянии.
Влажность материалов изделий определяют согласно нормативным документам на изделия и
методы определения влажности (ГОСТ 21718, ГОСТ 23422 или ГОСТ 12730.2).

5 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ


5.1 Испытания проводят при установившемся тепловом равнов
есии между исследуемым
изделием, телом первичного преобразователя и окружающей средой, для чего устанавливают
первичный преобразователь на поверхность изделия, подготовленного к испытаниям в
соответствии с разделом 4, и выдерживают до появления на табло вт
оричного измерительного
прибора установившихся показаний.

При испытании изделия толщиной менее 15 мм одна из его поверхностей должна находиться
в тепловом контакте с поверхностью массивного основания (рисунок 1).

5.2 Регистрируют установившийся сигнал, пос
тупающий от первичного преобразователя, и
включают цифровую печать.

5.3 Подают тепловой импульс нажатием соответствующей пусковой кнопки.

5.4 Через равные промежутки времени, автоматически устанавливаемые вторичным
измерительным прибором, регистрируют изме
нение сигнала, пропорционального
избыточной температуре поверхности исследуемого изделия. Регистрацию проводят до
появления повторяющихся значений.

5.5 Измерения проводят не менее чем на пяти участках поверхности исследуемого изделия, в
том числе н
а участках с неоднородными по теплопроводности включениями.


6 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ


6.1 Элементам массива экспериментальных данных присваивают порядковые номера
n

= 1, 2,
...

i
,

... ,

k
,

... ,

l
,

... ,

m
,

...

,

n

с момента подачи теплового импу
льса. Выделяют рабочую область
экспериментального массива (область

n
min


n

n
mах
), определяемую при градуировке
измерительного комплекса в зависимости от плотности исследуемого материала (приложение
Д).

Пример обработки экспериментального массива приведе
н в приложении Е.

6.2 При проведении испытаний изделии толщиной более 15 мм теплопроводность А в ваттах
на метр
-
кельвин для одного измерения вычисляют по формуле




(1)

,

(2)


,


(3)



, (4)



, (5)



где

C
a
,

С
r
,

b
э
,

а
э



коэффицие
нты, определяемые при градуировке и зависящие от мощности
теплового импульса, чувствительности датчика температуры, размеров нагревателя,
теплофизических свойств тела первичного преобразователя;

l
и

т


порядковые номера элементов рабочей зоны, удовлетворя
ющие условиям

l


n
min
;

m


n
m
ах
;
m

= 2
l
;

x
l

и
х
m



величины, вычисляемые как алгебраическая разность показаний регистрирующего
устройства до и после подачи импульса в моменты времени, соответствующие
l

и
т
(приложение Е).

Теплопроводность рекомендуется р
ассчитывать на микрокалькуляторе типа МК
-
56 по ГОСТ
23468 или другом программирующем устройстве, имеющем не менее 14 ячеек памяти, по
программе, приведенной в приложении Ж.

Допускается графическая обработка экспериментального массива в соответствии с
прило
жением И.

6.3 При проведении испытаний изделий толщиной менее 15 мм теплопроводность
исследуемого материала для одного измерения вычисляют по формуле

,


(6)


,





(7)


здесь
т  2; i  k    т,

причем
k

такое, что

,

где

Х


абсолютная погрешность определения
X.

6.4 Теплопроводность рассчитывают на микрокалькуляторе по программе, приведенной в
приложении Ж.

6.5 Теплопроводность материала
изделия вычисляют как среднее арифметическое значение
всех измерений.

6.6 Погрешность определения теплопроводности данным методом составляет не более 7%.



ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)


ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ


Первичный преоб
разователь представляет собой цилиндр из пенополистирола (тело
первичного преобразователя) плотностью 150 кг/м
3

, диаметром 140 и высотой 55 мм. В
середине плоскости одного из его оснований, заподлицо с ним, размещена круглая пластина
радиусом 20 мм


для
изделий толщиной более 15 мм, 60 мм


для изделий толщиной менее
15 мм из бронзового листа толщиной 0,15

0,25 мм, служащая для передачи тепла от
нагревательного элемента к исследуемому образцу. К центру диска припаян один из "горячих"
спаев двух термопар,
выводы которых соединены последовательно. Спаи электроизолированы
друг от друга и зафиксированы каплей эпоксидной смолы. "Холодные" спаи термопар утоплены
вглубь тела цилиндра.

Вокруг "горячих" спаев термопар расположен плоский нагреватель, прилегающий к
п
лоскости пластины и электроизолированный от нее, представляющий собой спираль из
константановой проволоки (с сопротивлением 40 Ом для изделий толщиной 15 мм, 20 Ом


для
изделий толщиной менее 15 мм). Выводы нагревателя соединены проводами с таймером
тепло
вого импульса, а выводы термопар


экранированным проводом с вторичным
измерительным устройством.


ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(рекомендуемое)


ТАЙМЕР ТЕПЛОВОГО ИМПУЛЬСА ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТОЛЩИНОЙ БОЛЕЕ 15

MM

(принципиальная электрическая схема)




СПЕЦИФИКАЦИЯ

к принципиал
ьной электрической схеме таймера теплового

импульса для изделий
толщиной более 15 мм


Конденсаторы


С1

К10



Н30

130 пФ ± 20%

С2

К73

9

100В

0,25 мкФ ± 10%

ОЖО.461.087 ТУ

С3

К73

9

100В

0,1 мкФ ± 10% ОЖО.461.087 ТУ



Резисторы МЛТ

0,25 ± 10%


R
1

75

Ом


R
5

22

кОм

R
9

75

кОм

R
1
3

110 кОм


R
2

2

мОм

R
6

3

кОм

R
10

10

кОм

R
14

910

кОм


R
3

3

кОм

R
7

3,9

кОм

R
11

10

Ом

R
15

2,2

мОм

R
4

47

кОм

R
8

1,5

мОм

R

12

100 Ом

R

16

300 Ом



R

17

2,2 Ом


Микросхема

DD
1

K
176ЛЕ5бКО.348.006

01

ТУ

Транзисторы

VT
1,
VT
4

K
176Л
E
5
aA
О.336.053

ТУ

Оптроны

U
1,

U2

АОД101б


Диоды


VD
1

КЦ405
A
;
VD
2,

VD4

Д816б;

VD
3,
VD
5,
VD
9

L
310


Симистор VS1

КУ208А

Тиристор


VS
2

K
У101
A


Кнопка

S
1

KM

1


ПРИЛОЖЕНИЕ В

(рекомендуемое)


ТАЙМЕР ТЕПЛОВОГО ИМПУЛЬСА ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТОЛЩИНОЙ МЕНЕЕ 15

MM

(принципиальная электрическая схема)




СПЕЦИФИКАЦИЯ

к принципиальной электрической схеме таймера теплового импульса для из
делий
толщиной менее 15 мм


Конденсаторы

С1

К10



Н30

130 пФ ± 20%

С2

К50

6

100 мкФ

15 В

С3

К50

6

100 мкФ

15 В

С4

К73

9

100В

0,1 мкФ ± 10%

ОЖО.461.087 ТУ

С5

К75

9

100В

0,25 мкФ ± 10% ОЖО.461.087 ТУ


Резисторы МЛТ

0,25 ± 10%

R
1

560

Ом

R
7

1,8

мОм


R
13

3,6

кОм

R
19

820

кОм

R
2

200

Ом

R
8

3,3

кОм

R
14

3,6 кОм

R
20

7,5

кОм

R
3

10

кОм

R
9

1,8

мОм

R
15

5,1

кОм

R
21

2,2

мОм

R
4

36

кОм

R
10

100

Ом R 16

4,3 мОм

R
22

5,6

кОм

R
5

430

Ом

R
11

56

Ом

R
17

75

кОм

R23

51 Ом

R
6

7
5

Ом

R
12

22

кОм R 18

100 кОм

R24

пров. 10 Ом


Диоды


VD
1,
VD
3

КЦ405г
VD
2

К
C
147
a

VD4

АЛ307в V5

Д223 V6

Д331а


Микросхема 1

К176ЛЕ5 бКО.348.006

01 ТУ

Тиристоры

VS
1

TC
132

40

12
VS
2

КУ101
A

VS
3

КУ201Л

Транзисторы

VT
1,

VT
4

К
E
3102
A


Оптроны

U
1,

U2

АОД101б

Трансформатор

T
1

TII
П272

127/220


50В

Кнопка КН

КМ1

1


ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(рекомендуемое)


ТАЙМЕР ОПРОСА ДАТЧИКА


(принципиальная электрическая схема)





СПЕЦИФИКАЦИЯ

к принципиальной электричес
кой схеме таймера опроса датчика


Конденсаторы

С1


К10




H70


0,01

мкФ ± 20%

С2

К73



H30

6800 пФ ± 20%

C
3

КСЩ

500
B


С3

К10



H90

0,068 мкФ ± 10%


Резисторы МЛТ

0,25 ± 10%

R
1

200 кОм ± 10%

R
2

200

кОм


10%

R
3

100

кОм


10%

R
4

11

кОм


10%


Микрос
хемы

DD
1

К176

ТМ1б КО.348.006

01 ТУ

DD
2

К176

ИЕ5б КО.348.006

01 ТУ


Транзистор

VT
1

KT
316б

ЖКЗ.335.200 ТУ


ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(обязательное)


ГРАДУИРОВКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА


Градуировку проводят на образцах из трех и более материалов, соответствующих ГО
СТ
8.315, в том числе на образках из пенополистирола плотностью 150 кг/м
3

При градуировке определяют коэффициенты

C
Q

,
b
э
,

С
R
,
a
э
.

Испытания проводят как указано в разделе 5.

В полученных экспериментальных массивах выделяют области, в

которых

выполняется
ус
ловие
const

(приложение Е).

Находят средние значения величин

const

для

двух образцов


и

.

Определяют две градуированные характеристики
С
Q

и
b
э

,
(Д.1)

, (Д.2)

где
b
1,2


тепловая активность материалов образцов, Дж/(м
·
с
1/2

·
К);

, (Д.3)

где
С
Р



объемная теплоемкость, Дж/(м
3
·
К).

На рабочем участке экспериментального массива, полученного на образце из
пенополистирола, определяют

, (Д.4)

На одном из образцов определяют

, (Д.5)

где
а



температуропроводность
материала образца, м
2
/с;

а 


/ С
р

, (Д.6)

Проводят испытания нескольких теплоизоляционных материалов с известными
теплофизическими характеристиками,. вычисляют значение теплопроводности л, представляя ее
в виде ра
бочей области экспериментального массива, установленной в зависимости от
плотности исследуемого материала (рисунок Д.1).

Измерительный комплекс проверяют не реже одного раза в год на образце из
пенополистирола.

При отклонении полученных результатов от знач
ения теплопроводности, указанного в
паспорте образцовой меры, более 7% следует провести повторную градуировку измерительного
комплекса.


Рисунок Д.1


Границы области стабильности результатов определения теплопроводности


ПРИЛОЖЕНИЕ Е

(информационное)


П
РИМЕР ОБРАБОТКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ОБРАЗЦОВ ПЕНОБЕТОНА ПЛОТНОСТЬЮ 400 кг/м
3

И
ПЕНОПОЛИСТИРОЛА ПЛОТНОСТЬЮ 150 кг/м
3


Полученные экспериментальные массивы представляют собой следующие
последовательности значений электри
ческого сигнала, пропорционального температуре на
поверхности исследуемого образца:

Для

пенобетона


102,

102,

102, 583, 608, 499, 418, 363, 322, 290, 260, 237, 218, 200,
185, 173, 162, 150, 139, 128, 119, 110, 102, 94, 86, 79, 73, 67, 61, 55, 50, 45, 41
, ...

для пенополистирола


50,

49,

50, 869, 975, 790, 678, 601, 544, 500, 463, 431, 402, 380,
359, 339, 322, 307, 290, 279, 269, 257, 246, 235, 216, 207, 199, 191, 183, 176, 169, 162, 156, 150,
144, 139, 134, 129, 124, 121, ...

Для вычисления теплопрово
дности исследуемых материалов каждому элементу массива,
начиная с момента подачи импульса, присваивают порядковый номер (
n
) и вычисляют
алгебраическую разность (
х
) показаний прибора до (

102) и после подачи импульса (583, 608,
499, и т.д.). Указанные велич
ины приведены в таблицах

Е1 и Е
2.

Учитывая, что границы зоны стабильных значений теплопроводности для пенобетона
плотностью 400 кг/м
3

(согласно рисунку Д.1) лежат в пределах 14

30, по предложенной
методике в качестве расчетных принимают две пары точек эксп
ериментального массива:
n
1

= 14,
x
1

=

264 и n
2

=

28,

x
2

=

152 (отмечены в таблице Е1 знаком *); а также n
1

=

15, х
1

=

252 и

n
2

=

30,

x
2

=

143 (отмечены в таблице

E
1

знаком **). Для пенополистирола расчетной является одна пара
точек


n
1

=

18,

x
1

=

319 и n
2

=

36, х
2

=

179 (помечены в таблице Е2 знаком*).

Пользуясь программой, приведенной в приложении Ж, и принимая градуировочные

коэффициенты С
Q

=

310000,
b
R
=

115,

C
R

=


1,154
·
10
-
5
, С
R

э

=


48, полученные для
измерительного комплекса НИИСФ, вычисляют значения

теплопроводности:

а) пенобетона


для первой пары точек


=

0,10 Вт/(м
·
К), для второй пары точек


= 0,10
Вт/(м
·
К);

б) пенополистирола




 0,048 Вт/(м
·
К).

Т а б л и ц а Е1



Т а б л и ц а Е2

П е н о б е т о н


П е н о п о л и с т и р о л

n

X


n

X


n

x


n

x

n

X

1

685

685

17

230


1

819

819

17

329

33

194

2

710

1004

18

221


2

1025

1450

18
*

319*

34

189

3

601

1040

19

212


3

840

1455

19

307

35

184

4

520

1040

20

204


4

728

1456

20

296

36*

179
*

5

465

1040

21

196


5

651

1456

21

285



6

424

1039

22

188


6

594

1455

22

275



7

392

1037

23

181


7

550

1455

23

266



8

362

1024

24

175


8

513

1451

24

257



9

339

1017

25

169


9

481

1443

25

249



10

320

1012

26

163


10

452

1429

26

241



11

302

1002

27

157


11

430

1
426

27

233



12

287

994

28*

152*


12

409

1417

28

226



13

275

992

29

147


13

389

1403

29

219



14*

264
*


30
**

143
**


14

372


30

212



15**

252
**





15

357


31

206



16

241





16

340


32

200




1
= 0,10;

2

= 0,10




=

0,048


ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

(рекоменд
уемое)


ПРОГРАММА ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, СОСТАВЛЕННАЯ ДЛЯ
МИКРОКАЛЬКУЛЯТОРА (ТИПА МК

56). РАБОТАЮЩЕГО В РЕЖИМЕ
ПРОГРАММИРОВАНИЯ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТОЛЩИНОЙ БОЛЕЕ 15

MM


№№
пп

Операц
ия

Шифр на
дисплее


№№
пп

Опер
ации

Шифр на
дисплее


№№
пп

Опе
раци
я

Шифр
на
дисплее

1

Пх8

68


23

Пx8

68


45

Пх7

67

2

В


OE


24

В

OE


46

:

13

3

Пх1

61


25

Пх2

62


47

1

01

4

:

13


26

:

13


48



11

5

Fexp

16


27

Fexp

16


49

xПO

40

6





O
L


28





O
L


50

F Ln

18

7

1

01


29

1

01


51

Пх2

62

8

+

10


30

+

10


52

x

12

9

F1/х

23


31

F1/х

23


53

F1/x

23

10

Пх9

69


32

Пх9

69


54

Пх6

66

11

x

12


33

х

12


55

x

12

12

xПd




34

xПd




56

F1/х

21

13

Пх3

63


35

Пх3

63


57

xПa

4


14

B


ОE


36

В


ОE


58

1

01

15

Пx4

64


37

Пх5

65


59

B


ОE

16

:

13


38

:

13


60

ПхO

60

17

Пх1

61


39

Пх2

62


61



11

18


21


40


21


62

ПхC



19

:

13


41

:

13


63

x

12

20

Пxd




42

Пxd




64

Пxa

6


21



11


43



11


65

x

12

22

xП7

47


44

хПс




66

СП

50


Градуировочные коэффициенты

Экспериментальн
ый массив

Исходные данные

Ячейки памяти

Исходные данные

Ячейки памяти

С
Q

b
э

С
R

C
R
/a
э

3

9

6

8

n
l

n
m

X
l

X
m

1

2

4

5



ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ТОЛЩИНОЙ МЕНЕЕ 15

MM


№№
пп



Операци
я

Шифр
на
диспл
ее


№№

пп

Опер
ация

Шиф
р на
дис
-

плее


№№
пп

Опер
ация

Шифр

на
диспле
е

1

Пх2

62


23

х

12


45

Пxa

6


2


21


24

F1/x

23


46



11

3

В


ОЕ


25

ПxB

61


47

ПхО

60

4

Пх1

61


26

х

12


48

х

12

5

х

12


27

xП9

49


49

Пxd

61

6

F1/x

23


28

Пх7

67


50

:

13

7

ПхВ

61


29



11


51





ОL

8

х

12


30

xПO

40


52

F
Ln

18

9

хП7

47


31

Пх8

68


53

F1/x

23

10

Пх4

64


32

В

ОЕ


54.

Пxc



11


21


33

Пxa

6



55

х

12

12

B


ОЕ:


34



11


56

Пх6

66

13

Пх3

63


35

ПхО

60


57

х

12

14

х

12


36

x

12


58


21

15

F1/x

23


37

xПd




59

xПO

60

16

ПxB

61


38

Пх8

68


60

Пх7

67

17

x

12


39

В


ОЕ


61

В


ОЕ

18

xП8

48


40

Пх7

67


62

Пxa

6


19

Пх6

66


41



11


63



11

20


21


42

xПO

40


64

ПхО

60

21

B


ОЕ


43

Пх9

69


65

x

12

22

Пх5

65


44

В


ОЕ


66

СП

50


Граду
ировочные коэффициенты

Экспериментальный массив

Исходные данные

Ячейки памяти

Исходные дачные

Ячейки памяти

C
Q

b
э

C
R

C
R
/
a
э

3

9

6

8

n
i

n
l

n
m

X
i

X
l

X
m

2

4

6

1

3

5


ПРИЛОЖЕНИЕ И

(рекомендуемое)


ГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ


Для графическо
й обработки результатов испытаний в координатах
х

и
n

строят фрагменты
экспериментального массива (рисунок И.1) и находят точку пересечения экспериментальной кривой с
характеристической прямой
р.

Длину полученного на прямой
р

отрезка от оси абсцисс до точк
и
пересечения с экспериментальной кривой откладывают по оси абсцисс рисунка И.2, восстанавливают
перпендикуляр до пересечения с кривой


=

f
(
р
) и на оси ординат находят значение.

Две характеристические линии р и


= f
(
р
) (рисунки И.1 и И.2) получают экспер
иментальным путем
на группе материалов (не менее пяти) с известными значениями теплопроводности.

В координатах
х

и

n

строят для каждого материала соответствующий экспериментальный массив
х

-
fi
(
n
),

находят границы области стабильности согласно рисунка Д.1 и

проводят в этой области секущую
характеристическую прямую
р.

Затем в координатах


и

р

строят характеристическую линию



=
f
(
p
)

(рисунок И.2), откладывая по
оси абсцисс длины отрезков (рисунок И.1) от точки пересечения О секущей
р

с осью абсцисс до точки
пересечения
р

с кривой
х 

fi
(
n
) для каждого материала, а по оси




соответствующее известное
значение теплопроводности этого материала.


Рисунок И.1


Экспериментальный массив
х
=

fi
(
n
) с границами области стабильности определения
теплопроводности и хар
актеристическая прямая
р

для графического определения теплопроводности
материала.





Рисунок И.2


Зависимость значений теплопроводности от длины отрезка, отсекаемого на
характеристической линии
р

экспериментальной кривой
х

=
fi(n).


ПРИЛОЖЕНИЕ К

(рекоме
ндуемое)


ПРИМЕР ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА


Таблицы Е.1 и

Е.2

результатов первичной обработки экспериментальных данных содержат величины

с

целью иллюстрации методики градуировки измерительного комплекса, когда в полученны
х
массивах выделяют области, где выполняется условие

=

const
.

Из таблиц следует, что условие


=

const

выполняется на участке массива
n

 3, 4, 5 для пенобетона и на участке
n

 3, 4, 5, 6, 7 для
пенополистирол
а.

Среднее значение

для образца пенобетона составляет

1076,

для образца пенополистирола


1455.

Чтобы воспользоваться формулами (Д.1) и (Д.2), находят тепловые активности материалов образцов
по формуле (Д.3), при этом для пенобетона

Ср 

840
·
400 Дж/(м
3
·
К),

b
1

=

183 Дж/(м
2

·
с
1/2

·
К); для
пенополистирола
Ср 

840
·
150 Дж/(м
3

·
К),
b
2

=

198 Дж/(м
2
·
с
1/2

·
К)

По формулам (Д.1) и (Д.2) находят
b
э

 115 и С
Q

= 310000

По формуле (Д.4) для пеностирола вычисляют
С
R
/
а
э

по всему массиву, учитывая,
что на интервале 18

n

36 эта величина сохраняет стабильные значения:


n

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36


C
R


э

45,9

47,8

48,1

47,8

46,0

48,4

48,3

47,9

48,0

48,1

48,2


Приняв

(
C
R
/
a
э
)

среднее 


48, можно рассчитать
С
R

но формуле (Д.5), пользуясь
экс
периментальным массивом, полученным на образце пенобетона, при этом его
температуропроводность составляет
а 

0,1/(840
·
400) м
2
/с.


n

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


С
R
x10
5

1,01

1,17

1,16

1,15

1,16

1,14

1,15

1,15

1,14

1,16


Откуда
С
Rсреднее

=

1,154х10
-
5

д
ля области 14 
п 

30.

Рассчитываемые градуировочные коэффициенты сохраняют стабильные значения на участках 18 

n
 36 для пенополистирола и 14 
n

30


для пенобетона. За пределами указанных границ отклонение
значений градуировочных коэффициентов от с
реднего значения превышает статистически допустимые
отклонения, что может сказаться на результатах расчета теплопроводности, поэтому при вычислении
)

при выборе точек экспериментального массива рекомендуется придерживаться области стабильности,
приведенной

на рисунке Д.1, однако и за пределами указанных границ могут быть получены
удовлетворительные результаты.

Полученные таким образом градуировочные коэффициенты можно откорректировать, проведя
серию испытаний нескольких теплоизоляционных материалов различно
й


плотности с известными теплофизическими характеристиками, а также выявить область стабильных
значений А, представив ее в виде графической зависимости верхней и нижней границы области
экспериментального массива, полученного для каждого из материалов, от
его плотности (рисунок Д.1).


ПРИЛОЖЕНИЕ Л

(рекомендуемое)


ПРИМЕР ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ОБРАЗЦОВ ПЕНОБЕТОНА ПЛОТНОСТЬЮ 400 кг/м
3
И ПЕНОПОЛИСТИРОЛА
ПЛОТНОСТЬЮ 150 кг/м
3


Для обеспечения теплового контакта между поверхнос
тями образца и первичного преобразователя
измерительного комплекса к поверхности образца прикладывают ребро металлической линейки и в
случае, если зазор между поверхностью образца и ребром линейки не превышает 0,2 мм, на его
поверхность устанавливают перви
чный преобразователь, включают вторичное измерительное
устройство и контролируют показания прибора до появления на табло установившихся значений, затем
включают цифропечатающее устройство, регистрируя сигнал, характеризующий тепловое состояние
образца до п
одачи импульса, подают тепловой импульс, продолжая регистрацию температуры на
поверхности исследуемого образца. Согласно рисунку Д.1 для материала плотностью 400 кг/м
3

рабочая
область экспериментального массива ограничена порядковыми номерами

n
min

 14 и

n
mах
 30, поэтому
после 30 замеров с момента подачи импульса регистрацию сигнала можно прекратить. Для материала
плотностью 150 кг/м
3

n
min

 18 и
n
тах

=

36, при этом достаточно провести 36 циклов печати. Если
порядковый номер не удалось точно зафиксирова
ть, то после появления на табло вторичного
измерительного устройства близких по значению показаний регистрацию прекращают. Максимальное
число точек регистрации не превышает 40 при интервале регистрации, равном 4 с.



Содержание


1 Область применения

2 Норм
ативные ссылки

3 Средства испытаний

4 Подготовка к проведению испытаний

5 Проведение испытаний

6 Обработка результатов испытаний

Приложение А Техническая характеристика первичного преобразователя

Приложение Б Таймер теплового импульса для изделий толщин
ой

более 15 мм

Приложение В Таймер теплового импульса для изделий толщиной

менее 15 мм

Приложение Г Таймер опроса датчика

Приложение Д Градуировка измерительного комплекса

Приложение Е Пример обработки экспериментальных данных

Приложение Ж Программа дл
я вычисления теплопроводности

Приложение И Графическая обработка результатов испытаний

Приложение К Пример градуировки измерительного комплекса

Приложение Л Пример проведения эксперимента


УДК 691:536.2:006.354 ОКС 91.100 Ж19 ОКСТУ 5709


К
лючевые слова: материалы и изделия строительные, теплопроводность, неразрушающий метод,
поверхностный преобразователь

Введено: ИМЦ ( г. Киев, ул. М. Кривоноса, 2а; т
/
ф. 249
-
34
-
04 )


Приложенные файлы

  • pdf 15222684
    Размер файла: 878 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий