Những gì được ước tính bởi chỉ thị là mật độ bề mặt của thông lượng nhiệt. dòng nhiệt

Nhiệt lượng truyền qua một bề mặt nhất định trong một đơn vị thời gian được gọi là thông lượng nhiệt Q, W.

Nhiệt lượng trên một đơn vị diện tích trên một đơn vị thời gian được gọi là mật độ thông lượng nhiệt hay nhiệt lượng riêng và đặc trưng cho cường độ truyền nhiệt.

Mật độ thông lượng nhiệt q, được hướng dọc theo pháp tuyến đến bề mặt đẳng nhiệt theo hướng ngược lại với gradien nhiệt độ, tức là theo hướng giảm nhiệt độ.

Nếu sự phân bố được biết q trên bề mặt F, sau đó là tổng lượng nhiệt Qτ đã đi qua bề mặt này trong thời gian τ , có thể được tìm thấy theo phương trình:

và thông lượng nhiệt:

Nếu giá trị q là không đổi trên bề mặt được xem xét, khi đó:

Luật Fourier

Luật nàyđặt lưu lượng nhiệt khi truyền nhiệt qua quá trình dẫn nhiệt. Nhà khoa học Pháp J. B. Fourier năm 1807, ông đã thiết lập rằng mật độ của thông lượng nhiệt qua một bề mặt đẳng nhiệt tỷ lệ với gradient nhiệt độ:

Dấu trừ trong (9.6) chỉ ra rằng thông lượng nhiệt hướng theo hướng ngược lại với gradien nhiệt độ (xem Hình 9.1.).

Mật độ thông lượng nhiệt theo một hướng tùy ý l biểu diễn hình chiếu lên hướng này của thông lượng nhiệt theo hướng của pháp tuyến:

Hệ số dẫn nhiệt

Hệ số λ W / (m · K), trong phương trình định luật Fourier về mặt số học bằng mật độ thông lượng nhiệt khi nhiệt độ giảm một Kelvin (độ) trên một đơn vị chiều dài. Hệ số dẫn nhiệt của các chất khác nhau phụ thuộc vào tính chất vật lý của chúng. Đối với một vật thể nhất định, giá trị của hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc vào cấu tạo của vật thể, trọng lượng thể tích, độ ẩm, thành phần hóa học, áp suất, nhiệt độ. Trong tính toán kỹ thuật, giá trị λ lấy từ các bảng tham chiếu, và cần đảm bảo rằng các điều kiện mà giá trị của hệ số dẫn nhiệt được đưa ra trong bảng tương ứng với các điều kiện của bài toán đã tính toán.

Hệ số dẫn nhiệt phụ thuộc đặc biệt mạnh vào nhiệt độ. Đối với hầu hết các vật liệu, như kinh nghiệm cho thấy, sự phụ thuộc này có thể được biểu thị bằng một công thức tuyến tính:

ở đâu λ o - hệ số dẫn nhiệt ở 0 ° C;

β - hệ số nhiệt độ.

Hệ số dẫn nhiệt của chất khí, và cụ thể là hơi phụ thuộc mạnh vào áp suất. Giá trị số của hệ số dẫn nhiệt đối với các chất khác nhau thay đổi trong một phạm vi rất rộng - từ 425 W / (m K) đối với bạc, đến các giá trị theo thứ tự 0,01 W / (m K) đối với khí. Điều này được giải thích là do cơ chế truyền nhiệt bằng dẫn nhiệt ở các môi trường vật chất khác nhau là khác nhau.

Kim loại có giá trị dẫn nhiệt cao nhất. Tính dẫn nhiệt của kim loại giảm khi nhiệt độ tăng và giảm mạnh khi có tạp chất và nguyên tố hợp kim. Vì vậy, hệ số dẫn nhiệt của đồng nguyên chất là 390 W / (m K), và đồng có dấu vết của asen là 140 W / (m K). Hệ số dẫn nhiệt của sắt nguyên chất là 70 W / (m K), thép có 0,5% cacbon - 50 W / (m K), thép hợp kim với 18% crom và 9% niken - chỉ 16 W / (m K).

Sự phụ thuộc của độ dẫn nhiệt của một số kim loại vào nhiệt độ được thể hiện trong hình. 9.2.

Các chất khí có độ dẫn nhiệt thấp (bậc 0,01 ... 1 W / (m K)), tăng mạnh khi nhiệt độ tăng.

Tính dẫn nhiệt của chất lỏng kém đi khi nhiệt độ tăng. Ngoại lệ là nước và glycerol. Nhìn chung, hệ số dẫn nhiệt của chất lỏng rơi (nước, dầu, glixerin) cao hơn chất khí, nhưng thấp hơn chất rắn và dao động từ 0,1 đến 0,7 W / (m K).

Cơm. 9.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính dẫn nhiệt của kim loại

1 Các khái niệm và định nghĩa cơ bản - trường nhiệt độ, gradien, thông lượng nhiệt, mật độ thông lượng nhiệt (q, Q), định luật Fourier.

trường nhiệt độ- tập hợp các giá trị nhiệt độ tại tất cả các điểm trong không gian được nghiên cứu cho từng thời điểm..gif "width =" 131 "height =" 32 src = ">

Nhiệt lượng, W, truyền qua một đơn vị thời gian qua một bề mặt đẳng nhiệt có diện tích F được gọi là dòng nhiệt và được xác định từ biểu thức: https://pandia.ru/text/78/654/images/image004_12.gif "width =" 15 "height =" 32 ">, W / m2, được gọi là mật độ thông lượng nhiệt: .

Mối quan hệ giữa nhiệt lượng dQ, J, trong thời gian dt đi qua vùng cơ bản dF, nằm trên bề mặt đẳng nhiệt và gradien nhiệt độ dt / dn được thiết lập theo định luật Fourier:.

2. Phương trình dẫn nhiệt, điều kiện duy nhất.

Phương trình vi phân cho sự dẫn nhiệt được suy ra với các giả thiết sau:

Cơ thể đồng nhất và đẳng hướng;

Các thông số vật lý là không đổi;

Biến dạng của thể tích được xem xét, liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ, là rất nhỏ so với thể tích của chính nó;

Các nguồn nhiệt bên trong cơ thể, trong trường hợp chung có thể được cho là , được phân phối đồng đều.

https://pandia.ru/text/78/654/images/image009_5.gif "width =" 195 "height =" 45 src = ">.

Phương trình vi phân của sự dẫn nhiệt thiết lập mối quan hệ giữa sự thay đổi theo thời gian và không gian của nhiệt độ tại bất kỳ điểm nào trong cơ thể nơi xảy ra quá trình dẫn nhiệt.

Nếu chúng ta lấy hằng số đặc trưng nhiệt lý, được giả định khi suy ra phương trình, thì difur có dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image011_4.gif "width =" 51 "height =" 44 "> - hệ số khuếch tán nhiệt.

và , ở đâu là toán tử Laplace trong hệ tọa độ Descartes.

sau đó .

Điều kiện duy nhất hoặc điều kiện biên bao gồm:

thuật ngữ hình học,

3. Dẫn nhiệt trong tường (điều kiện biên của loại 1).

Tính dẫn nhiệt của tường một lớp.

Coi một bức tường phẳng đồng chất có chiều dày d. Nhiệt độ tc1 và tc2 không đổi theo thời gian được duy trì trên bề mặt ngoài của tường. Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm tường không đổi và bằng l.

Ngoài ra, ở chế độ tĩnh, nhiệt độ chỉ thay đổi theo hướng vuông góc với mặt phẳng của ngăn xếp (trục 0x): ..gif "width =" 129 "height =" 47 ">

Hãy xác định mật độ thông lượng nhiệt qua một bức tường phẳng. Theo định luật Fourier, có xét đến đẳng thức (*), ta có thể viết:.

Vì thế (**).

Sự chênh lệch nhiệt độ trong phương trình (**) được gọi là Nhiệt độ khác nhau. Từ phương trình này có thể thấy rằng mật độ thông lượng q thay đổi tỷ lệ thuận với độ dẫn nhiệt l và độ chênh lệch nhiệt độ Dt và tỷ lệ nghịch với độ dày thành d.

Tỷ số này được gọi là độ dẫn nhiệt của tường, và nghịch đảo của nó là https://pandia.ru/text/78/654/images/image023_1.gif "width =" 213 "height =" 25 ">.

Độ dẫn nhiệt l nên được lấy ở nhiệt độ trung bình của tường.

Tính dẫn nhiệt của tường nhiều lớp.

Đối với mỗi lớp: ; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image027_1.gif "width =" 433 "height =" 87 src = ">

Để so sánh tính chất dẫn nhiệt của tường phẳng nhiều lớp với tính chất của vật liệu đồng nhất, khái niệm này được đưa ra độ dẫn nhiệt tương đương.Đây là hệ số dẫn nhiệt của tường một lớp, độ dày của nó bằng độ dày của tường nhiều lớp đang xét, tức là ...gif "width =" 331 "height =" 52 ">

Do đó chúng tôi có:

4. Truyền nhiệt qua tường phẳng (điều kiện biên của loại thứ 3).

Sự truyền nhiệt từ môi trường chuyển động này (lỏng hoặc khí) sang môi trường khác qua một bức tường rắn có hình dạng bất kỳ ngăn cách chúng được gọi là sự truyền nhiệt. Các tính năng của quá trình tại ranh giới của bức tường trong quá trình truyền nhiệt được đặc trưng bởi các điều kiện biên của loại thứ ba, được thiết lập bởi các giá trị của nhiệt độ chất lỏng ở bên này và bên kia của bức tường, cũng như giá trị tương ứng của các hệ số truyền nhiệt.

Xét một quá trình truyền nhiệt đứng yên qua một bức tường phẳng đồng chất vô hạn có bề dày d. Hệ số dẫn nhiệt của tường l, nhiệt độ môi trường tl1 và tl2, hệ số truyền nhiệt a1 và a2 được cho. Cần tìm nhiệt lượng từ chất lỏng nóng sang chất lạnh và nhiệt độ trên bề mặt tường tc1 và tc2. Mật độ thông lượng nhiệt từ môi chất nóng đến tường được xác định theo phương trình: . Thông lượng nhiệt giống nhau được truyền bằng cách dẫn nhiệt qua một bức tường rắn: và từ bề mặt tường thứ hai đến môi trường lạnh: DIV_ADBLOCK119 ">

Sau đó https://pandia.ru/text/78/654/images/image035_0.gif "width =" 128 "height =" 75 src = "> - hệ số truyền nhiệt, giá trị số k biểu thị nhiệt lượng truyền qua đơn vị bề mặt tường trong một đơn vị thời gian pr chênh lệch nhiệt độ giữa môi chất nóng và lạnh là 1K và có cùng đơn vị đo là hệ số truyền nhiệt, J / (s * m2K) hoặc W / (m2K).

Nghịch đảo của hệ số truyền nhiệt được gọi là khả năng chịu nhiệt để truyền nhiệt:.

https://pandia.ru/text/78/654/images/image038_0.gif "width =" 37 "height =" 25 "> nhiệt điện trở của dẫn nhiệt.

Đối với bức tường bánh sandwich .

Mật độ dòng nhiệt qua tường nhiều lớp: .

Thông lượng nhiệt Q, W truyền qua tường phẳng có diện tích bề mặt F bằng: .

Nhiệt độ tại ranh giới của hai lớp bất kỳ trong điều kiện biên của loại thứ ba có thể được xác định bằng phương trình . Bạn cũng có thể xác định nhiệt độ bằng đồ thị.

5. Dẫn nhiệt trong thành hình trụ (điều kiện biên của loại 1).

Ta xét một quá trình dẫn nhiệt đứng yên qua một bức tường (ống) hình trụ đồng chất có chiều dài l với bán kính trong là r1 và bán kính ngoài là r2. Hệ số dẫn nhiệt của vật liệu làm tường l là một giá trị không đổi. Nhiệt độ không đổi tc1 và tc2 được thiết lập trên bề mặt tường.

Trong trường hợp (l >> r), các bề mặt đẳng nhiệt sẽ có hình trụ, và trường nhiệt độ sẽ là một chiều. Tức là, t = f (r), trong đó r là tọa độ hiện tại của hệ hình trụ, r1 £ r £ r2..gif "width =" 113 "height =" 48 ">.

Việc giới thiệu một biến mới cho phép chúng tôi đưa phương trình về dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image047.gif "width =" 107 "height =" 25 ">, chúng tôi có :

https://pandia.ru/text/78/654/images/image049.gif "width =" 253 "height =" 25 src = ">.

Thay các giá trị của C1 và C2 vào phương trình , chúng tôi nhận được:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image051.gif "width =" 277 "height =" 25 src = ">.

Biểu thức này là phương trình của một đường cong logarit. Do đó, bên trong thành hình trụ đồng chất ở một giá trị dẫn nhiệt không đổi, nhiệt độ thay đổi theo định luật logarit.

Để tìm nhiệt lượng truyền qua một bề mặt hình trụ có diện tích F trên một đơn vị thời gian, bạn có thể sử dụng định luật Fourier:

Thay vào phương trình của định luật Fourier giá trị của gradien nhiệt độ theo phương trình chúng tôi nhận được: (*) ® Giá trị Q không phụ thuộc vào độ dày của tường mà phụ thuộc vào tỷ số giữa đường kính ngoài và đường kính trong.

Nếu bạn tham khảo thông lượng nhiệt trên một đơn vị chiều dài của thành hình trụ, thì phương trình (*) có thể được viết dưới dạng https://pandia.ru/text/78/654/images/image056.gif "width =" 67 "height = "52 src ="> là nhiệt trở của hệ dẫn nhiệt của thành hình trụ.

Đối với tường hình trụ nhiều lớp https://pandia.ru/text/78/654/images/image058.gif "width =" 225 "height =" 57 src = ">.

6. Truyền nhiệt qua thành hình trụ (điều kiện biên của loại thứ 3).

Ta xét một bức tường hình trụ đều có chiều dài lớn với đường kính trong là d1, đường kính ngoài d2 và hệ số dẫn nhiệt không đổi. Cho giá trị nhiệt độ của môi trường tl1 nóng và tl2 lạnh và hệ số truyền nhiệt a1 và a2. đối với chế độ tĩnh, chúng ta có thể viết:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image060.gif "width =" 116 "height =" 75 src = ">. gif" width = "157" height = "25 src =">

ở đâu - hệ số truyền nhiệt tuyến tính,đặc trưng cho cường độ truyền nhiệt từ chất lỏng này sang chất lỏng khác qua bức tường ngăn cách chúng; về mặt số bằng nhiệt lượng truyền từ môi trường này sang môi trường khác qua thành ống dài 1 m trong một đơn vị thời gian với nhiệt độ chênh lệch giữa chúng là 1 K.

Nghịch đảo của hệ số truyền nhiệt tuyến tính được gọi là điện trở nhiệt tuyến tính để truyền nhiệt.

Đối với tường nhiều lớp, điện trở nhiệt tuyến tính đối với sự truyền nhiệt là tổng của điện trở nhiệt tuyến tính đối với sự truyền nhiệt và tổng của điện trở nhiệt tuyến tính đối với độ dẫn nhiệt của các lớp.

Nhiệt độ tại ranh giới giữa các lớp: https://pandia.ru/text/78/654/images/image065.gif "width =" 145 "height =" 29 ">; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image068.gif "width =" 160 "height =" 25 src = ">

ở đâu – hệ số truyền nhiệt cho tường bóng.

Biến thiên của hệ số truyền nhiệt của thành hình cầu được gọi là nhiệt trở đối với sự truyền nhiệt của thành hình cầu.

Điều kiện biên giớiTôi tốt bụng.

Cho một quả bóng có bán kính mặt trong và mặt ngoài là r1 và r2, hệ số dẫn nhiệt không đổi và nhiệt độ bề mặt phân bố đều tc1 và tc2.

Trong điều kiện này, nhiệt độ chỉ phụ thuộc vào bán kính r. Theo định luật Fourier, nhiệt lượng qua thành hình cầu bằng: .

Tích phân của phương trình cho ta sự phân bố nhiệt độ sau trong lớp hình cầu:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image073.gif "width =" 316 "height =" 108 ">;

Vì thế , d - chiều dày thành.

Phân bố nhiệt độ: ® ở trạng thái dẫn nhiệt không đổi, nhiệt độ trong thành cầu thay đổi theo quy luật hypebol.

8. Nhiệt điện trở.

Tường phẳng một lớp:

Điều kiện biên của loại thứ nhất

Tỷ số này được gọi là độ dẫn nhiệt của tường, và nghịch đảo của nó là https://pandia.ru/text/78/654/images/image036_0.gif "width =" 349 "height =" 55 ">.

Tường hình trụ một lớp:

Điều kiện biên của loại thứ nhất

Giá trị https://pandia.ru/text/78/654/images/image076.gif "width =" 147 "height =" 56 src = ">)

Điều kiện biên của loại thứ 3

Điện trở nhiệt tuyến tính để truyền nhiệt: https://pandia.ru/text/78/654/images/image078.gif "width =" 249 "height =" 53 "> (tường nhiều lớp)

9. Đường kính cách điện tới hạn.

Chúng ta hãy xem xét trường hợp khi đường ống được bọc bằng vật liệu cách nhiệt một lớp có đường kính ngoài d3. giả sử hệ số truyền nhiệt a1 và a2 đã cho và không đổi, nhiệt độ của hai chất lỏng tl1 và tl2, hệ số dẫn nhiệt của ống l1 và lớp cách nhiệt l2.

Theo phương trình , biểu thức của nhiệt trở tuyến tính đối với sự truyền nhiệt qua thành hình trụ hai lớp có dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image080.gif "width =" 72 "height =" 52 src = "> sẽ tăng và thời hạn giảm. Nói cách khác, sự gia tăng đường kính ngoài của vật liệu cách nhiệt kéo theo sự tăng khả năng chịu nhiệt đối với độ dẫn nhiệt của vật liệu cách nhiệt và giảm khả năng chịu nhiệt đối với sự truyền nhiệt trên bề mặt bên ngoài của nó, thứ hai là do sự gia tăng diện tích của bề mặt bên ngoài.

Hàm cực trị Rl – – đường kính tới hạn ký hiệu là dcr. Đóng vai trò như một chỉ báo về sự phù hợp của vật liệu được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt cho đường ống có đường kính ngoài cho trước d2 tại hệ số truyền nhiệt a2 cho trước.

10. Lựa chọn vật liệu cách nhiệt theo đường kính tới hạn.

Xem câu 9. Đường kính của lớp cách nhiệt phải vượt quá đường kính tới hạn của lớp cách nhiệt.

11. Truyền nhiệt qua vách có gân. Yếu tố vây.

Xét một bức tường có gân có bề dày d và hệ số dẫn nhiệt l. Ở mặt nhẵn, diện tích bề mặt là F1 và ở mặt có gân là F2. nhiệt độ tl1 và tl2 không đổi theo thời gian, cũng như hệ số truyền nhiệt a1 và a2, được thiết lập.

Gọi nhiệt độ của bề mặt nhẵn là tc1. Giả sử rằng nhiệt độ của các bề mặt của cánh tản nhiệt và của bức tường là như nhau và bằng tc2. Một giả định như vậy, nói chung, không tương ứng với thực tế, nhưng nó đơn giản hóa các tính toán và thường được sử dụng.

Khi tl1> tl2, biểu thức sau có thể được viết cho thông lượng nhiệt Q:

;; https: //pandia.ru/text/78/654/images/image086.gif "width =" 148 "height =" 28 src = ">

ở đâu – hệ số truyền nhiệt cho tường có gân.

Khi tính toán mật độ thông lượng nhiệt trên một đơn vị của bề mặt tường không có gân, chúng ta thu được: . k1 là hệ số truyền nhiệt liên quan đến bề mặt tường không có vây.

Tỉ số giữa diện tích bề mặt gân với diện tích bề mặt nhẵn F2 / F1 được gọi là yếu tố vây.

12. Dẫn nhiệt không tĩnh tại. Điểm hướng dẫn. Ý nghĩa vật lý của Bi, Fo.

Dẫn nhiệt không tĩnh là một quá trình trong đó nhiệt độ tại một điểm nhất định của chất rắn thay đổi theo thời gian và tập hợp các nhiệt độ được chỉ định tạo thành trường nhiệt độ không tĩnh, việc xác định đó là nhiệm vụ chính của nhiệt không tĩnh. độ dẫn nhiệt. Quá trình dẫn nhiệt thoáng qua có tầm quan trọng lớn đối với hệ thống sưởi, thông gió, điều hòa không khí, cung cấp nhiệt và tạo nhiệt. Vỏ của các tòa nhà chịu các hiệu ứng nhiệt thay đổi theo thời gian cả từ phía không khí bên ngoài và từ phía bên trong phòng; do đó, quá trình dẫn nhiệt không cố định được thực hiện trong các mảng của vỏ tòa nhà. Bài toán tìm trường nhiệt độ ba chiều có thể được xây dựng theo các nguyên tắc nêu trong phần "công thức toán của các bài toán truyền nhiệt". Công thức của bài toán bao gồm phương trình dẫn nhiệt:, độ khuếch tán nhiệt m2 / s là ở đâu, cũng như các điều kiện duy nhất để có thể chọn ra một nghiệm duy nhất từ tập các nghiệm của phương trình khác nhau về giá trị của các hằng số tích phân.

Các điều kiện về tính duy nhất bao gồm điều kiện ban đầu và điều kiện biên. Các điều kiện ban đầu đặt các giá trị của hàm mong muốn t tại thời điểm ban đầu trên toàn bộ vùng D. Là vùng D cần tìm trường nhiệt độ, chúng ta sẽ coi một hình chữ nhật song song có kích thước 2d, 2ly, 2lz, ví dụ, một phần tử của cấu trúc tòa nhà. Khi đó các điều kiện ban đầu có thể được viết thành: for t = 0 và - d £ x £ d; - ly £ y £ ly; -lz £ z £ lz ta có t = t (x, y, z, 0) = t0 (x, y, z). Từ mục này có thể thấy rằng gốc của hệ tọa độ Descartes nằm ở tâm đối xứng của hình bình hành.

Chúng tôi hình thành các điều kiện biên dưới dạng các điều kiện biên của loại thứ ba, thường gặp trong thực tế. Điều kiện biên của loại III đặt cho bất kỳ thời điểm nào trên ranh giới của vùng D là hệ số truyền nhiệt và nhiệt độ môi trường xung quanh. Trong trường hợp chung, các giá trị này có thể khác nhau ở các phần khác nhau của bề mặt S của vùng D. Đối với trường hợp có cùng hệ số truyền nhiệt a trên toàn bộ bề mặt S và ở mọi nơi có cùng nhiệt độ môi trường tzh, điều kiện biên của loại thứ ba tại t> 0 có thể được viết là:; ;

ở đâu . S là bề mặt giới hạn diện tích D.

Nhiệt độ trong mỗi phương trình trong ba phương trình được lấy trên mặt tương ứng của hình bình hành.

Chúng ta hãy xem xét giải pháp phân tích của vấn đề được xây dựng ở trên trong phiên bản một chiều, tức là, với điều kiện ly, lz »d. Trong trường hợp này, yêu cầu tìm trường nhiệt độ có dạng t = t (x, t). Hãy viết câu lệnh vấn đề:

phương trình ;

điều kiện ban đầu: tại t = 0 ta có t (x, 0) = t0 = const;

điều kiện biên: với x = ± d, t> 0 chúng ta có https://pandia.ru/text/78/654/images/image095.gif "width =" 141 "height =" 27 ">. Vấn đề là ở chỗ để có được công thức cụ thể t = t (x, t), cho phép tìm nhiệt độ t tại bất kỳ điểm nào của đĩa tại một thời điểm tùy ý trong thời gian.

Chúng ta hãy hình thành vấn đề trong các biến không thứ nguyên, điều này sẽ làm giảm các mục nhập và làm cho giải pháp phổ biến hơn. Nhiệt độ không thứ nguyên là, tọa độ không thứ nguyên là X = x / d..gif "width =" 149 "height =" 27 src = ">. Gif" width = "120" height = "25">, trong đó - số biot.

Công thức của bài toán ở dạng không thứ nguyên chứa một tham số duy nhất - số Biot, trong trường hợp này là một tiêu chí, vì nó chỉ bao gồm các đại lượng có trong điều kiện duy nhất. Việc sử dụng số Biot gắn liền với việc tìm trường nhiệt độ trong chất rắn, vì vậy mẫu số Bi là độ dẫn nhiệt của chất rắn. Bi là một tham số xác định trước và là một tiêu chí.

Nếu ta xét 2 quá trình dẫn nhiệt không đứng yên có cùng số Biot thì theo định lý 3 đồng dạng, các quá trình này tương tự nhau. Điều này có nghĩa là tại các điểm tương tự (tức là tại X1 = X2; Fo1 = Fo2), nhiệt độ không thứ nguyên sẽ bằng số: Q1 = Q2. do đó, sau khi thực hiện một phép tính ở dạng không thứ nguyên, chúng ta sẽ thu được kết quả hợp lệ cho một loại hiện tượng tương tự có thể khác nhau về các tham số thứ nguyên a, l, d, t0 và tl.

13. Khả năng dẫn nhiệt không cố định cho tường phẳng không giới hạn.

Xem câu hỏi 12.

17. Phương trình cơ năng. điều kiện cho sự rõ ràng.

Phương trình năng lượng mô tả quá trình truyền nhiệt trong môi trường vật chất. Đồng thời, sự phân bố của nó gắn liền với sự chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác. Định luật bảo toàn cơ năng liên quan đến các quá trình biến đổi của nó được xây dựng dưới dạng định luật thứ nhất của nhiệt động lực học, là cơ sở để suy ra phương trình năng lượng. Môi trường truyền nhiệt được coi là liên tục; nó có thể đứng yên hoặc chuyển động. Vì trường hợp của một môi trường chuyển động là tổng quát hơn, chúng tôi sử dụng biểu thức cho định luật đầu tiên của nhiệt động lực học cho dòng chảy: (17.1) , trong đó q là nhiệt đầu vào, J / kg; h là entanpi, J / kg; w là vận tốc của môi trường tại điểm đang xét, m / s; g là gia tốc rơi tự do; z là độ cao tại đó phần tử được coi là của phương tiện nằm ở vị trí nào, m; ltr là tác dụng chống lại lực ma sát trong, J / kg.

Theo phương trình 17.1, nhiệt lượng đầu vào được sử dụng để làm tăng entanpi, động năng và thế năng trong trường trọng lực, cũng như để chống lại lực nhớt..gif "width =" 265 height = 28 "height =" 28 "> (17.2) .

T. đến. (17.3) .

Hãy để chúng tôi tính lượng nhiệt đầu vào và đầu ra trên một đơn vị thời gian cho phần tử trung bình ở dạng hình chữ nhật song song, kích thước của chúng đủ nhỏ để giả sử một sự thay đổi tuyến tính trong mật độ thông lượng nhiệt trong giới hạn của nó..gif "width = "236" height = "52">; sự khác biệt của họ là.

Thực hiện một hoạt động tương tự đối với trục 0y và 0z, chúng ta thu được sự khác biệt, tương ứng: sự khác biệt chúng ta nhận được lượng nhiệt kết quả được cung cấp (hoặc loại bỏ) cho phần tử trên một đơn vị thời gian.

Ta hạn chế mình trong trường hợp dòng chảy có tốc độ vừa phải thì nhiệt lượng cung cấp bằng sự thay đổi entanpi. Nếu chúng ta giả định rằng hình ống song song cơ bản được cố định trong không gian và các mặt của nó có thể thấm qua dòng chảy, thì tỷ lệ được chỉ ra có thể được biểu diễn dưới dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image114.gif "width = "18" height = "31"> - tốc độ thay đổi của entanpi tại một điểm cố định trong không gian bao quanh bởi một ống song song cơ bản; dấu trừ được đưa ra để khớp với sự truyền nhiệt và sự thay đổi entanpi: dòng nhiệt tạo thành<0 должен вызывать увеличение энтальпии.

(17.10) .

Việc suy ra phương trình năng lượng được hoàn thành bằng cách thay các biểu thức (17.6) và (17.10) vào phương trình (17.4). vì phép toán này có tính chất chính thức, chúng tôi sẽ chỉ thực hiện các phép biến đổi cho trục 0x: (17.11) .

Với các thông số vật lý không đổi của môi trường, chúng ta thu được biểu thức sau cho đạo hàm: (17.12) . Sau khi nhận được các biểu thức tương tự cho các phép chiếu trên các trục khác, chúng ta sẽ tạo cho chúng thành tổng được đặt trong dấu ngoặc ở phía bên phải của phương trình (17.4). Và sau một số biến đổi, chúng tôi nhận được phương trình năng lượngđối với môi chất không nén được ở tốc độ dòng chảy vừa phải:

(17.13) .

Vế trái của phương trình đặc trưng cho tốc độ thay đổi nhiệt độ của hạt chất lỏng chuyển động. Vế phải của phương trình là tổng các đạo hàm có dạng và do đó, xác định việc cung cấp (hoặc loại bỏ) nhiệt do dẫn nhiệt.

Do đó, phương trình năng lượng có một ý nghĩa vật lý rõ ràng: sự thay đổi nhiệt độ của một hạt chất lỏng chuyển động (bên trái) được xác định bởi nhiệt truyền vào hạt này từ chất lỏng bao quanh nó do dẫn nhiệt (bên phải).

Đối với môi trường tĩnh, các thành viên đối lưu https://pandia.ru/text/78/654/images/image128.gif "width =" 168 "height =" 51 ">. Gif" width = "76" height = "20 src = ">.

điều kiện cho sự rõ ràng.

Phương trình vi phân có vô số nghiệm, về mặt hình thức thực tế này được phản ánh trong sự hiện diện của các hằng số tích phân tùy ý. Để giải quyết một vấn đề kỹ thuật cụ thể, một số điều kiện bổ sung cần được thêm vào các phương trình liên quan đến bản chất và các tính năng đặc biệt của vấn đề này.

Các trường của các chức năng mong muốn - nhiệt độ, vận tốc và áp suất - được tìm thấy trong một khu vực nhất định, mà hình dạng và kích thước phải được xác định và trong một khoảng thời gian nhất định. Để tìm ra một giải pháp duy nhất của bài toán từ một tập hợp các hàm khả thi, cần thiết lập các giá trị của các hàm cần tìm: tại thời điểm ban đầu của thời gian trong toàn bộ khu vực đang xét; bất cứ lúc nào trên ranh giới của khu vực đang được xem xét.

ĐIỂM 25380-82

Nhóm G19

TIÊU CHUẨN NHÀ NƯỚC CỦA CÔNG ĐOÀN SSR

TÒA NHÀ VÀ HƯỚNG DẪN

Phương pháp đo mật độ của các dòng nhiệt,

đi qua phong bì của tòa nhà

Tòa nhà và cấu trúc.

Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt

đi qua các cấu trúc bao vây

Ngày giới thiệu 1983 - 01-01

ĐƯỢC PHÊ DUYỆT VÀ GIỚI THIỆU THEO Nghị quyết số 182 của Ủy ban Xây dựng Nhà nước Liên Xô ngày 14 tháng 7 năm 1982

CỘNG HÒA. Tháng 6 năm 1987

Tiêu chuẩn này thiết lập một phương pháp thống nhất để xác định mật độ của các dòng nhiệt đi qua các lớp vỏ xây dựng một lớp và nhiều lớp của các tòa nhà và công trình dân cư, công cộng, công nghiệp và nông nghiệp trong quá trình nghiên cứu thử nghiệm và trong các điều kiện hoạt động của chúng.

Phép đo mật độ thông lượng nhiệt được thực hiện ở nhiệt độ môi trường từ 243 đến 323 K (từ âm 30 đến cộng 50 ° C) và độ ẩm không khí tương đối lên đến 85%.

Các phép đo mật độ của các dòng nhiệt giúp bạn có thể xác định hiệu suất nhiệt của các kết cấu bao quanh của các tòa nhà và công trình và thiết lập mức tiêu thụ nhiệt thực tế thông qua các kết cấu bao bọc bên ngoài.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các kết cấu bao che trong mờ.

1. Quy định chung

1.1. Phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt dựa trên việc đo chênh lệch nhiệt độ trên "bức tường phụ" (tấm) được lắp đặt trên vỏ công trình. Sự chênh lệch nhiệt độ này, tỷ lệ với mật độ của nó theo hướng của dòng nhiệt, được chuyển thành một emf. pin của cặp nhiệt điện nằm ở “vách phụ” song song với dòng nhiệt và mắc nối tiếp theo tín hiệu phát ra. "Tường phụ" và ngăn xếp cặp nhiệt điện tạo thành bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt

1.2. Mật độ thông lượng nhiệt được đo trên thang đo của một thiết bị chuyên dụng, bao gồm một bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt, hoặc được tính toán từ kết quả của phép đo emf. trên các đầu dò thông lượng nhiệt đã được hiệu chuẩn trước.

Sơ đồ đo mật độ thông lượng nhiệt được thể hiện trong hình vẽ.

Sơ đồ để đo mật độ thông lượng nhiệt

1 - cấu trúc bao quanh; 2 - bộ biến đổi thông lượng nhiệt; 3 - đồng hồ đo emf;

Nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài; , - nhiệt độ ngoài trời,

bề mặt bên trong của cấu trúc bao quanh gần và dưới đầu dò, tương ứng;

Khả năng chịu nhiệt của vỏ tòa nhà và bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt;

Mật độ thông lượng nhiệt trước và sau khi cố định đầu dò.

2. Phần cứng

2.1. Để đo mật độ của các dòng nhiệt, thiết bị ITP-11 được sử dụng (được phép sử dụng mẫu trước đó của thiết bị ITP-7) theo các thông số kỹ thuật.

Các đặc tính kỹ thuật của thiết bị ITP-11 được nêu trong Phụ lục 1 tham khảo.

2.2. Trong quá trình thử nghiệm nhiệt của các kết cấu bao quanh, cho phép đo mật độ của các dòng nhiệt bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt được sản xuất và hiệu chuẩn riêng với điện trở nhiệt lên đến 0,025-0,06 (sq.m) / W và các thiết bị đo emf do bộ chuyển đổi tạo ra .

Được phép sử dụng bộ chuyển đổi được sử dụng trong cài đặt để xác định độ dẫn nhiệt phù hợp với GOST 7076-78.

2.3. Bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo điều 2.2 phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

vật liệu làm "tường phụ" (tấm) phải giữ được các tính chất cơ lý của chúng ở nhiệt độ môi trường từ 243 đến 323 K (từ âm 30 đến cộng 50 ° C);

vật liệu không được làm ướt và làm ẩm bằng nước trong pha lỏng và pha hơi;

tỷ lệ giữa đường kính đầu dò với độ dày của nó ít nhất phải bằng 10;

bộ chuyển đổi phải có vùng bảo vệ nằm xung quanh pin cặp nhiệt điện, kích thước tuyến tính của vùng này ít nhất phải bằng 30% bán kính hoặc một nửa kích thước tuyến tính của bộ chuyển đổi;

mỗi bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt được sản xuất phải được hiệu chuẩn tại các tổ chức mà theo cách thức quy định, đã nhận được quyền sản xuất các bộ chuyển đổi này;

trong các điều kiện môi trường trên, các đặc tính hiệu chuẩn của đầu dò phải được duy trì ít nhất một năm.

2.4. Việc hiệu chuẩn các đầu dò theo điều 2.2 được phép thực hiện trên một hệ thống lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt phù hợp với GOST 7076-78, trong đó mật độ thông lượng nhiệt được tính toán từ kết quả đo chênh lệch nhiệt độ trên các mẫu đối chứng của vật liệu được chứng nhận. phù hợp với GOST 8.140-82 và được cài đặt thay thế cho các mẫu đã thử nghiệm. Phương pháp hiệu chuẩn cho bộ biến đổi thông lượng nhiệt được nêu trong phụ lục 2 được khuyến nghị.

2.5. Các bộ chuyển đổi được kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần, như được chỉ ra trong các đoạn. 2.3, 2.4.

2.6. Để đo emf. Bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt, được phép sử dụng chiết áp di động PP-63 theo GOST 9245-79, vôn kế kỹ thuật số V7-21, F30 hoặc các máy đo emf khác, trong đó sai số được tính toán trong vùng của emf đo được. của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt không vượt quá 1% và điện trở đầu vào cao hơn điện trở bên trong của bộ chuyển đổi ít nhất 10 lần.

Trong thử nghiệm nhiệt đối với các phong bì của tòa nhà sử dụng các đầu dò riêng biệt, nên sử dụng các hệ thống và thiết bị ghi tự động.

3.Chuẩn bị cho phép đo

3.1. Việc đo mật độ thông lượng nhiệt được thực hiện, như một quy luật, từ bên trong các kết cấu bao quanh của các tòa nhà và công trình kiến trúc.

Được phép đo mật độ của các dòng nhiệt từ bên ngoài của kết cấu bao quanh nếu không thể đo chúng từ bên trong (môi trường xâm thực, sự dao động của các thông số không khí), với điều kiện phải duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Việc kiểm soát các điều kiện truyền nhiệt được thực hiện bằng cách sử dụng đầu dò nhiệt độ và phương tiện để đo mật độ thông lượng nhiệt: khi đo trong 10 phút, số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của thiết bị.

3.2. Các khu vực bề mặt được chọn cụ thể hoặc đặc trưng cho toàn bộ lớp vỏ tòa nhà được thử nghiệm, tùy thuộc vào nhu cầu đo mật độ thông lượng nhiệt cục bộ hoặc trung bình.

Các khu vực được chọn trên kết cấu bao quanh để đo phải có lớp bề mặt cùng vật liệu, cùng cách xử lý và điều kiện bề mặt, có cùng điều kiện truyền nhiệt bức xạ và không được ở gần các phần tử có thể thay đổi hướng và giá trị. của dòng nhiệt.

3.3. Các khu vực bề mặt của các cấu trúc bao quanh, nơi lắp đặt bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt, được làm sạch cho đến khi loại bỏ các độ nhám có thể nhìn thấy và hữu hình.

3.4. Đầu dò được ép chặt trên toàn bộ bề mặt của nó vào cấu trúc bao quanh và được cố định ở vị trí này, đảm bảo sự tiếp xúc liên tục của đầu dò thông lượng nhiệt với bề mặt của các khu vực được nghiên cứu trong tất cả các phép đo tiếp theo.

Khi lắp đầu dò giữa nó và cấu trúc bao quanh, không được phép hình thành các khe hở không khí. Để loại bỏ chúng, một lớp mỏng vaseline kỹ thuật được thoa lên bề mặt tại các vị trí đo, che phủ các bề mặt không đều.

Đầu dò có thể được cố định dọc theo bề mặt bên của nó bằng dung dịch thạch cao xây dựng, vaseline kỹ thuật, plasticine, thanh có lò xo và các phương tiện khác loại trừ sự biến dạng của thông lượng nhiệt trong vùng đo.

3.5. Trong các phép đo hoạt động của mật độ thông lượng nhiệt, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có cùng mức độ phát xạ hoặc tương tự với sự khác biệt 0,1 so với bề mặt của vật liệu của lớp bề mặt cấu trúc bao quanh.

3.6. Thiết bị đọc được đặt cách nơi đo 5-8 m hoặc trong phòng liền kề để loại trừ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị của thông lượng nhiệt.

3.7. Khi sử dụng các thiết bị đo emf có giới hạn về nhiệt độ môi trường, chúng được đặt trong phòng có nhiệt độ không khí chấp nhận được cho hoạt động của các thiết bị này và bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt được kết nối với chúng bằng dây nối.

Khi đo bằng thiết bị ITP-1, bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt và thiết bị đo được đặt trong cùng một phòng, bất kể nhiệt độ không khí trong phòng là bao nhiêu.

3.8. Thiết bị theo điều 3.7 được chuẩn bị để vận hành theo hướng dẫn vận hành cho thiết bị tương ứng, bao gồm cả việc tính đến thời gian tiếp xúc cần thiết của thiết bị để thiết lập chế độ nhiệt độ mới trong đó.

4. Đo lường

4.1. Phép đo mật độ thông lượng nhiệt được thực hiện:

khi sử dụng thiết bị ITP-11 - sau khi phục hồi các điều kiện truyền nhiệt trong phòng gần các bộ phận điều khiển của kết cấu bao quanh, bị biến dạng trong quá trình hoạt động chuẩn bị và sau khi khôi phục trực tiếp trên vị trí thử nghiệm của chế độ truyền nhiệt trước đó đã bị xáo trộn khi bộ chuyển đổi được gắn vào;

trong các thử nghiệm nhiệt sử dụng bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt theo điều 2.2 - sau khi bắt đầu trạng thái truyền nhiệt ổn định mới bên dưới bộ chuyển đổi.

Sau khi thực hiện các thao tác chuẩn bị theo đoạn văn. 3.2-3.5 khi sử dụng thiết bị ITP-11, chế độ truyền nhiệt tại vị trí đo được khôi phục khoảng sau 5 - 10 phút, khi sử dụng bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt theo điều 2.2 - sau 2 - 6 giờ.

Chỉ số hoàn thành chế độ truyền nhiệt thoáng qua và khả năng đo mật độ thông lượng nhiệt có thể được coi là độ lặp lại của kết quả đo mật độ thông lượng nhiệt trong sai số đo đã thiết lập.

4.2. Khi đo dòng nhiệt trong vỏ tòa nhà có điện trở nhiệt nhỏ hơn 0,6 (sq.m) / W, nhiệt độ bề mặt của nó được đo đồng thời bằng cách sử dụng các cặp nhiệt điện ở khoảng cách 100 mm từ bộ chuyển đổi, bên dưới nó và nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài ở khoảng cách 100 mm từ tường.

5. Xử lý kết quả

5.1. Khi sử dụng thiết bị ITP-11, giá trị của mật độ thông lượng nhiệt (W / sq.m) được thu trực tiếp từ thang đo của thiết bị.

5.2. Khi sử dụng đầu dò và milivôn kế riêng biệt để đo emf. mật độ của thông lượng nhiệt đi qua bộ chuyển đổi, W / sq.m, được tính bằng công thức

(1)

5.3. Việc xác định hệ số hiệu chuẩn của đầu dò, có tính đến nhiệt độ thử nghiệm, được thực hiện theo Phụ lục 2 khuyến nghị.

5.4. Giá trị của mật độ thông lượng nhiệt, W / sq.m, khi đo theo điều 4.3 được tính bằng công thức

(2)

ở đâu -

và -

nhiệt độ không khí bên ngoài trước bộ chuyển đổi, K (° С);

nhiệt độ bề mặt trong khu vực đo gần đầu dò và dưới đầu dò, tương ứng, K (° С).

5.5. Kết quả đo được ghi lại theo mẫu trong Phụ lục 3 khuyến nghị.

5.6. Kết quả của việc xác định mật độ thông lượng nhiệt được lấy làm giá trị trung bình cộng của kết quả của năm phép đo tại một vị trí của đầu dò trên vỏ công trình.

Phụ lục 1

Thẩm quyền giải quyết

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị ITP-11

Thiết bị ITP-11 là sự kết hợp của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt thành tín hiệu dòng điện một chiều với thiết bị đo lường, thang đo được chia độ theo đơn vị mật độ thông lượng nhiệt.

1. Giới hạn đo mật độ thông lượng nhiệt: 0-50; 0-250 W / sq.m.

2. Phân chia giá của thang đo nhạc cụ: 1; 5 W / sq.m.

3. Sai số chính của thiết bị tính bằng phần trăm ở nhiệt độ không khí 20 ° C.

4. Sai số bổ sung do sự thay đổi nhiệt độ của không khí xung quanh thiết bị đo không vượt quá 1% cho mỗi lần thay đổi nhiệt độ 10 K (° C) trong phạm vi từ 273 đến 323 K (từ 0 đến 50 ° C).

Sai số bổ sung do thay đổi nhiệt độ của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt không vượt quá 0,83% trên 10 K (° C) của sự thay đổi nhiệt độ trong phạm vi từ 273 đến 243 K (từ 0 đến âm 30 ° C).

5. Điện trở nhiệt của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt - không quá 3 · 10 (kv / m · K) / W.

6. Thời gian xác lập chỉ định không quá 3,5 phút.

7. Kích thước tổng thể của vỏ - 290x175x100 mm.

8. Kích thước tổng thể của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt: đường kính 27 mm, dày 1,85 mm.

9. Kích thước tổng thể của thiết bị đo - 215x115x90 mm.

10 Chiều dài của dây điện kết nối - 7 m.

11. Trọng lượng của thiết bị không có vỏ - không quá 2,5 kg.

12. Nguồn cung cấp - 3 yếu tố "316".

Phụ lục 2

Phương pháp hiệu chuẩn bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt

Bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt được sản xuất phải được hiệu chuẩn tại quá trình lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng theo GOST 7076-78, trong đó bộ chuyển đổi đã hiệu chuẩn và mẫu vật liệu tham chiếu theo GOST 8.140-82 được lắp đặt thay cho mẫu thử nghiệm .

Khi hiệu chuẩn, không gian giữa tấm điều khiển nhiệt độ của việc lắp đặt và mẫu chuẩn bên ngoài bộ chuyển đổi phải được lấp đầy bằng vật liệu tương tự về đặc tính vật lý nhiệt với vật liệu của bộ chuyển đổi để đảm bảo tính một chiều của dòng nhiệt đi qua nó trong phần làm việc của cài đặt. Phép đo E.m.f. trên bộ biến đổi và mẫu chuẩn được thực hiện bởi một trong các thiết bị được liệt kê trong điều 2.6 của tiêu chuẩn này.

Hệ số hiệu chuẩn của đầu dò, W / (sq.m mV) ở nhiệt độ trung bình nhất định của thử nghiệm được tìm thấy từ kết quả của phép đo mật độ thông lượng nhiệt và emf. theo quan hệ sau

Mật độ thông lượng nhiệt được tính toán từ kết quả đo chênh lệch nhiệt độ trên mẫu đối chứng theo công thức


ở đâu		độ dẫn nhiệt của chất chuẩn, W / (m.K);
		nhiệt độ của bề mặt trên và bề mặt dưới của tiêu chuẩn, tương ứng, K (° С);
		độ dày tiêu chuẩn, m

Nên chọn nhiệt độ trung bình trong các thí nghiệm khi hiệu chuẩn đầu dò trong khoảng từ 243 đến 323 K (từ âm 30 đến cộng 50 ° C) và duy trì nó với độ lệch không quá ± 2 K (° C) .

Kết quả xác định hệ số của bộ biến đổi được lấy làm trung bình cộng của các giá trị tính được từ kết quả đo của ít nhất 10 lần thí nghiệm. Số chữ số có nghĩa trong giá trị của hệ số hiệu chuẩn của đầu dò được lấy theo sai số đo.

Hệ số nhiệt độ của đầu dò, K (), được tìm thấy từ kết quả của các phép đo emf. trong các thí nghiệm hiệu chuẩn ở các nhiệt độ đầu dò trung bình khác nhau theo tỷ lệ


ở đâu ,	Nhiệt độ trung bình của đầu dò trong hai thí nghiệm, K (° С);
	Hệ số hiệu chuẩn của đầu dò ở nhiệt độ trung bình tương ứng và W / (sq.m V).

Chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình và phải ít nhất là 40 K (° C).

Kết quả xác định hệ số nhiệt độ của đầu dò được lấy là giá trị trung bình cộng của khối lượng riêng tính được từ kết quả của ít nhất 10 thí nghiệm có nhiệt độ trung bình khác nhau của đầu dò.

Giá trị của hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt ở nhiệt độ thử nghiệm, W / (sq.m mV), được tìm thấy theo công thức sau

ở đâu

(Giá trị của hệ số hiệu chuẩn của đầu dò ở nhiệt độ thử nghiệm

W / (sq.m.mV)

Loại và số lượng thiết bị đo


Loại hàng rào		Đọc thiết bị, mV		Giá trị của mật độ thông lượng nhiệt
súp bắp cải hăng sô-	Số lô	Số đo	Điểm trung bình	thu nhỏ	có giá trị
cuộc đấu giá

Chữ ký của người điều hành ___________________

Ngày đo ___________

Nội dung của tài liệu được xác minh bởi:

xuất bản chính thức

Gosstroy của Liên Xô -

M.: Nhà xuất bản tiêu chuẩn, 1988

20.03.2014

Đo mật độ của các dòng nhiệt đi qua lớp vỏ của tòa nhà. ĐIỂM 25380-82

Thông lượng nhiệt - lượng nhiệt truyền qua bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian. Dòng nhiệt được đo bằng watt hoặc kcal / h (1 W \ u003d 0,86 kcal / h). Thông lượng nhiệt trên một đơn vị bề mặt đẳng nhiệt được gọi là mật độ thông lượng nhiệt hay chất tải nhiệt; thường được ký hiệu là q, đo bằng W / m 2 hoặc kcal / (m 2 × h). Mật độ thông lượng nhiệt là một vectơ, bất kỳ thành phần nào của nó bằng số bằng lượng nhiệt truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương của thành phần nhận.

Các phép đo mật độ của các dòng nhiệt truyền qua vỏ tòa nhà được thực hiện theo GOST 25380-82 “Tòa nhà và cấu trúc. Phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt truyền qua vỏ công trình ”.

GOST này thiết lập một phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt truyền qua các cấu trúc bao quanh một lớp và nhiều lớp của các tòa nhà và công trình - công cộng, dân cư, nông nghiệp và công nghiệp.

Hiện nay, trong công tác xây dựng, nghiệm thu và vận hành các công trình cũng như trong lĩnh vực nhà ở xã hội rất chú trọng đến chất lượng hoàn thiện của công trình xây dựng và trang trí nội thất, khả năng cách nhiệt của các công trình nhà ở cũng như tiết kiệm năng lượng.

Một tham số đánh giá quan trọng trong trường hợp này là nhiệt tiêu thụ từ các kết cấu cách nhiệt. Việc kiểm tra chất lượng bảo vệ chống nhiệt của vỏ bọc tòa nhà có thể được thực hiện ở các giai đoạn khác nhau: trong quá trình vận hành tòa nhà, tại công trường hoàn thiện, trong quá trình xây dựng, trong quá trình đại tu kết cấu và trong quá trình vận hành tòa nhà để lập hộ chiếu năng lượng của tòa nhà , và về các khiếu nại.

Các phép đo mật độ thông lượng nhiệt phải được thực hiện ở nhiệt độ môi trường từ -30 đến + 50 ° C và độ ẩm tương đối không quá 85%.

Các phép đo mật độ thông lượng nhiệt giúp bạn có thể ước tính dòng nhiệt qua vỏ tòa nhà và do đó, xác định hiệu suất nhiệt của tòa nhà và vỏ tòa nhà xây dựng.

Tiêu chuẩn này không áp dụng để đánh giá tính năng nhiệt của kết cấu bao quanh truyền ánh sáng (thủy tinh, nhựa, v.v.).

Chúng ta hãy xem xét phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt dựa trên cơ sở nào. Một tấm (cái gọi là "tường phụ") được lắp đặt trên cấu trúc bao quanh của tòa nhà (cấu trúc). Sự chênh lệch nhiệt độ hình thành trên “bức tường phụ” này tỷ lệ với mật độ của nó theo hướng của dòng nhiệt. Sự chênh lệch nhiệt độ được chuyển đổi thành sức điện động của pin cặp nhiệt điện, nằm trên "tường phụ" và có hướng song song với dòng nhiệt, và mắc nối tiếp theo tín hiệu được tạo ra. Cùng với nhau, “bức tường phụ” và ngăn xếp cặp nhiệt điện tạo thành một bộ chuyển đổi đo để đo mật độ thông lượng nhiệt.

Dựa trên kết quả đo sức điện động của pin cặp nhiệt điện, mật độ thông lượng nhiệt trên các đầu dò đã được hiệu chuẩn trước được tính toán.

Sơ đồ đo mật độ thông lượng nhiệt được thể hiện trong hình vẽ.

1 - cấu trúc bao quanh; 2 - bộ biến đổi thông lượng nhiệt; 3 - đồng hồ đo emf;

t vào, t n- nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài;

τ n, τ in, τ ’in- nhiệt độ của bề mặt bên ngoài và bên trong của kết cấu bao quanh gần và bên dưới bộ biến đổi, tương ứng;

R 1, R 2 - khả năng chịu nhiệt của vỏ tòa nhà và bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt;

q 1, q 2- mật độ thông lượng nhiệt trước và sau khi cố định bộ chuyển đổi

Các nguồn bức xạ hồng ngoại. Bảo vệ tia hồng ngoại tại nơi làm việc

Nguồn bức xạ hồng ngoại (IR) là bất kỳ vật thể nào được đốt nóng, nhiệt độ của cơ thể đó xác định cường độ và phổ của năng lượng điện từ phát ra. Bước sóng có năng lượng cực đại của bức xạ nhiệt được xác định theo công thức:

λ max = 2,9-103 / T [µm] (1)

trong đó T là nhiệt độ tuyệt đối của vật tỏa nhiệt, K.

Bức xạ hồng ngoại được chia thành ba khu vực:

sóng ngắn (X \ u003d 0,7 - 1,4 micrômét);
sóng trung bình (k \ u003d 1,4 - 3,0 micron):
bước sóng dài (k = 3,0 μm - 1,0 mm).

Trên cơ thể người, sóng điện trong dải IR chủ yếu có tác dụng nhiệt. Khi đánh giá tác động này, cần tính đến những điều sau:

độ dài và cường độ của sóng có năng lượng cực đại;

diện tích bề mặt phát xạ;

thời gian tiếp xúc trong ngày làm việc;

thời gian tiếp xúc liên tục;

cường độ lao động chân tay;

cường độ chuyển động của không khí tại nơi làm việc;

Loại vải làm quần yếm;

đặc điểm riêng của cơ thể.

Dải sóng ngắn gồm các tia có bước sóng λ ≤ 1,4 µm. Chúng được đặc trưng bởi khả năng xâm nhập vào các mô của cơ thể người ở độ sâu vài cm. Tác động này gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho các cơ quan và mô khác nhau của con người với hậu quả nghiêm trọng hơn. Có sự gia tăng nhiệt độ của cơ, phổi và các mô khác. Các chất hoạt tính sinh học cụ thể được hình thành trong hệ thống tuần hoàn và bạch huyết. Công việc của hệ thống thần kinh trung ương bị gián đoạn.

Dải sóng trung gồm các tia có bước sóng λ = 1,4 - 3,0 μm. Chúng chỉ xâm nhập vào các lớp bề ngoài của da, và do đó tác dụng của chúng đối với cơ thể con người chỉ giới hạn ở việc tăng nhiệt độ của các vùng da tiếp xúc và tăng nhiệt độ cơ thể.

Dải bước sóng dài - tia có bước sóng λ> 3 μm. Tác động đến cơ thể con người, chúng gây tăng nhiệt độ mạnh nhất ở những vùng da tiếp xúc, làm rối loạn hoạt động của hệ hô hấp, tim mạch và phá vỡ cân bằng nhiệt của cực khoái, dẫn đến say nóng.

Theo GOST 12.1.005-88, cường độ tiếp xúc nhiệt của người lao động từ các bề mặt được nung nóng của thiết bị công nghệ và thiết bị chiếu sáng không được vượt quá: 35 W / m 2 khi chiếu xạ trên 50% bề mặt cơ thể; 70 W / m 2 khi tiếp xúc với 25 đến 50% bề mặt cơ thể; 100 W / m 2 với độ chiếu xạ không quá 25%> bề mặt cơ thể. Từ các nguồn hở (kim loại nung nóng và thủy tinh, ngọn lửa trần), cường độ bức xạ nhiệt không được vượt quá 140 W / m 2 với độ tiếp xúc không quá 25% bề mặt cơ thể và bắt buộc phải sử dụng các thiết bị bảo hộ cá nhân, bao gồm cả mặt và bảo vệ mắt.

Các tiêu chuẩn này cũng giới hạn nhiệt độ của các bề mặt được nung nóng của thiết bị trong khu vực làm việc, không được vượt quá 45 ° C.

Nhiệt độ bề mặt của thiết bị, bên trong có nhiệt độ gần 100 ° C, không được vượt quá 35 ° C.

Các loại bảo vệ chính chống lại bức xạ hồng ngoại bao gồm:

1. bảo vệ thời gian;

2. bảo vệ khoảng cách;

3. che chắn, cách nhiệt hoặc làm mát bề mặt nóng;

4. tăng truyền nhiệt của cơ thể con người;

5. phương tiện bảo vệ cá nhân;

6. loại bỏ nguồn nhiệt.

Có ba loại màn hình:

mờ mịt;

· trong suốt;

trong mờ.

Trong màn mờ, khi năng lượng của dao động điện từ tương tác với chất của màn sẽ chuyển hóa thành nhiệt năng. Kết quả của sự biến đổi này, màn hình nóng lên và bản thân nó trở thành nguồn bức xạ nhiệt. Bức xạ của bề mặt màn đối diện với nguồn được quy ước là bức xạ truyền từ nguồn. Có thể tính được mật độ của thông lượng nhiệt truyền qua đơn vị diện tích của màn hình.

Với màn hình trong suốt, mọi thứ hoàn toàn khác. Bức xạ rơi trên bề mặt của màn hình được phân bố bên trong nó theo quy luật quang học. Điều này giải thích độ trong suốt quang học của nó.

Màn hình mờ có cả đặc tính trong suốt và mờ đục.

· Phản xạ nhiệt;

· Hấp thụ nhiệt;

tản nhiệt.

Trên thực tế, tất cả các màn hình, ở mức độ này hay mức độ khác, đều có đặc tính hấp thụ, phản xạ hoặc tản nhiệt. Do đó, định nghĩa của màn hình cho một nhóm cụ thể phụ thuộc vào thuộc tính nào được thể hiện mạnh mẽ nhất.

Màn hình phản xạ nhiệt được phân biệt bởi độ đen của bề mặt thấp. Do đó, chúng phản xạ hầu hết các tia rơi vào chúng.

Các tấm chắn hấp thụ nhiệt bao gồm các tấm chắn trong đó vật liệu làm ra chúng có hệ số dẫn nhiệt thấp (khả năng chịu nhiệt cao).

Phim trong suốt hoặc màn nước đóng vai trò như màn chắn nhiệt. Cũng có thể sử dụng màn hình bên trong các đường viền bảo vệ bằng kính hoặc kim loại.

E \ u003d (q - q 3) / q (3)

E \ u003d (t - t 3) / t (4)

q 3 - mật độ thông lượng của bức xạ IR có sử dụng bảo vệ, W / m 2;

t là nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại không sử dụng biện pháp bảo vệ, ° C;

t 3 - nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại có sử dụng bảo vệ, ° С.

Dụng cụ đo đạc được sử dụng

Để đo mật độ của các dòng nhiệt đi qua các lớp bao bọc của tòa nhà và để kiểm tra các đặc tính của tấm chắn nhiệt, các chuyên gia của chúng tôi đã phát triển các thiết bị thuộc dòng này.

Phạm vi đo mật độ thông lượng nhiệt: từ 10 đến 250, 500, 2000, 9999 W / m2

Khu vực ứng dụng:

· sự thi công;

vật thể của năng lượng;

nghiên cứu khoa học, v.v.

Phép đo mật độ thông lượng nhiệt, như một chỉ số về đặc tính cách nhiệt của các vật liệu khác nhau, được thực hiện bởi các thiết bị của loạt sản phẩm tại:

· Kiểm tra kỹ thuật nhiệt của các cấu trúc bao quanh;

xác định tổn thất nhiệt trong mạng đun nước nóng;

tiến hành công việc trong phòng thí nghiệm trong các trường đại học (khoa "An toàn cuộc sống", "Sinh thái công nghiệp", v.v.).

Hình bên là một giá đỡ nguyên mẫu "Xác định các thông số của không khí trong vùng làm việc và bảo vệ khỏi các tác động nhiệt" BZhZ 3 (do Intos + LLC sản xuất).

Trên giá đỡ có nguồn bức xạ nhiệt (tấm phản xạ gia dụng). Các màn hình làm bằng các vật liệu khác nhau (kim loại, vải, v.v.) được đặt trước nguồn. Thiết bị được đặt phía sau màn hình bên trong mô hình phòng ở các khoảng cách khác nhau so với màn hình. Một máy hút mùi với một quạt được gắn cố định phía trên mô hình phòng. Thiết bị, ngoài đầu dò để đo mật độ thông lượng nhiệt, được trang bị một đầu dò để đo nhiệt độ không khí bên trong mô hình. Nhìn chung, giá đỡ là một mô hình trực quan để đánh giá hiệu quả của các loại bảo vệ nhiệt và hệ thống thông gió cục bộ.

Với sự trợ giúp của chân đế, hiệu quả của các đặc tính bảo vệ của màn hình được xác định tùy thuộc vào vật liệu chế tạo chúng và vào khoảng cách từ màn hình đến nguồn bức xạ nhiệt.

Nguyên lý hoạt động và thiết kế của thiết bị IPP-2

Về mặt cấu trúc, thiết bị được làm bằng vỏ nhựa. Trên mặt trước của thiết bị có đèn LED báo bốn chữ số, các nút điều khiển; trên bề mặt có các đầu nối để kết nối thiết bị với máy tính và bộ điều hợp mạng. Trên bảng điều khiển trên cùng có một đầu nối để kết nối bộ chuyển đổi chính.

Hình thức của thiết bị

1 - Đèn LED trạng thái pin

2 - Chỉ báo LED vi phạm ngưỡng

3 - Chỉ báo giá trị đo lường

4 - Đầu nối để đo đầu dò

5 , 6 - Các nút điều khiển

7 - Đầu nối để kết nối với máy tính

8 - Đầu nối cho bộ điều hợp mạng

Nguyên lý hoạt động

Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc đo chênh lệch nhiệt độ trên “vách phụ”. Độ lớn của sự chênh lệch nhiệt độ tỷ lệ với mật độ thông lượng nhiệt. Phép đo chênh lệch nhiệt độ được thực hiện bằng cách sử dụng một cặp nhiệt điện nằm bên trong tấm đầu dò, hoạt động như một “bức tường phụ”.

Chỉ thị các phép đo và chế độ hoạt động của thiết bị

Thiết bị thẩm vấn đầu dò đo, tính toán mật độ thông lượng nhiệt và hiển thị giá trị của nó trên chỉ báo LED. Khoảng thời gian bỏ phiếu thăm dò là khoảng một giây.

Đăng ký các phép đo

Dữ liệu nhận được từ đầu dò đo được ghi vào bộ nhớ không thay đổi của đơn vị với một khoảng thời gian nhất định. Cài đặt thời kỳ, đọc và xem dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm.

Phương thức giao tiếp

Với sự trợ giúp của giao diện kỹ thuật số, các giá trị đo nhiệt độ hiện tại, dữ liệu đo tích lũy có thể được đọc từ thiết bị, có thể thay đổi cài đặt thiết bị. Thiết bị đo có thể hoạt động với máy tính hoặc các bộ điều khiển khác thông qua giao diện kỹ thuật số RS-232. Tỷ giá hối đoái thông qua giao diện RS-232 có thể được cấu hình bởi người dùng trong phạm vi từ 1200 đến 9600 bps.

Các tính năng của thiết bị:

khả năng đặt ngưỡng cho báo động bằng âm thanh và ánh sáng;
chuyển các giá trị đo được sang máy tính thông qua giao diện RS-232.

Ưu điểm của thiết bị là khả năng kết nối luân phiên tới 8 đầu dò dòng nhiệt khác nhau vào thiết bị. Mỗi đầu dò (cảm biến) có hệ số hiệu chuẩn riêng (hệ số chuyển đổi Kq), cho biết điện áp từ cảm biến thay đổi bao nhiêu so với thông lượng nhiệt. Hệ số này được thiết bị sử dụng để xây dựng đặc tính hiệu chuẩn của đầu dò, xác định giá trị đo hiện tại của thông lượng nhiệt.

Các sửa đổi của đầu dò để đo mật độ thông lượng nhiệt:

Đầu dò thông lượng nhiệt được thiết kế để đo mật độ thông lượng nhiệt bề mặt theo GOST 25380-92.

Sự xuất hiện của đầu dò dòng nhiệt

1. Đầu dò thông lượng nhiệt kiểu máy ép PTP-ХХХП với lò xo có sẵn trong các sửa đổi sau (tùy thuộc vào phạm vi đo mật độ thông lượng nhiệt):

PTP-2.0P: từ 10 đến 2000 W / m 2;

PTP-9.9P: từ 10 đến 9999 W / m 2.

2. Đầu dò dòng nhiệt dưới dạng "đồng xu" trên cáp mềm PTP-2.0.

Phạm vi đo mật độ thông lượng nhiệt: từ 10 đến 2000 W / m 2.

Sửa đổi đầu dò nhiệt độ:

Sự xuất hiện của đầu dò nhiệt độ

1. Cặp nhiệt điện nhúng TPP-A-D-L dựa trên nhiệt điện trở Pt1000 (cặp nhiệt điện trở) và cặp nhiệt điện ТХА-А-D-L dựa trên cặp nhiệt điện ХА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của nhiều chất lỏng và chất khí khác nhau, cũng như các vật liệu rời.

Phạm vi đo nhiệt độ:

Đối với CCI-A-D-L: từ -50 đến +150 ° С;

Đối với THA-A-D-L: từ -40 đến +450 ° C.

Kích thước:

D (đường kính): 4, 6 hoặc 8 mm;

L (chiều dài): từ 200 đến 1000 mm.

2. Cặp nhiệt điện ТХА-А-D1 / D2-LП dựa trên cặp nhiệt điện ХА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của bề mặt phẳng.

Kích thước:

D1 (đường kính của "chốt kim loại"): 3 mm;

D2 (đường kính cơ sở - "miếng vá"): 8 mm;

L (chiều dài của "chốt kim loại"): 150 mm.

3. Cặp nhiệt điện ТХА-А-D-LC dựa trên cặp nhiệt điện ХА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của bề mặt hình trụ.

Phạm vi đo nhiệt độ: từ -40 đến +450 ° С.

Kích thước:

D (đường kính) - 4 mm;

L (chiều dài của "chốt kim loại"): 180 mm;

Chiều rộng băng - 6 mm.

Bộ phân phối của thiết bị đo mật độ chất tải nhiệt của môi chất bao gồm:

1. Máy đo mật độ thông lượng nhiệt (đơn vị đo).

2. Đầu dò để đo mật độ thông lượng nhiệt. *

3. Đầu dò nhiệt độ. *

4. Phần mềm. **

5. Cáp kết nối với máy tính cá nhân. **

6. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn.

7. Sách hướng dẫn vận hành và hộ chiếu cho thiết bị.

8. Hộ chiếu bộ chuyển đổi nhiệt điện (đầu đo nhiệt độ).

9. Giấy thông hành cho đầu dò mật độ thông lượng nhiệt.

10. Bộ điều hợp mạng.

* - Phạm vi đo và thiết kế đầu dò được xác định ở giai đoạn đặt hàng

** - Các mặt hàng được cung cấp theo đơn đặt hàng đặc biệt.

Chuẩn bị dụng cụ để vận hành và thực hiện các phép đo

1. Lấy thiết bị ra khỏi bao bì. Nếu thiết bị được đưa vào phòng ấm từ phòng lạnh, cần để thiết bị ấm lên đến nhiệt độ phòng trong ít nhất 2 giờ.

2. Sạc pin bằng cách kết nối bộ đổi nguồn AC với thiết bị. Thời gian sạc cho một viên pin đã xả hết ít nhất là 4 giờ. Để kéo dài tuổi thọ của pin sạc, bạn nên xả đầy pin mỗi tháng một lần cho đến khi thiết bị tự động tắt và sau đó sạc đầy.

3. Kết nối đơn vị đo và đầu đo với cáp kết nối.

4. Khi hoàn thành thiết bị với một đĩa có phần mềm, hãy cài đặt nó trên máy tính. Kết nối thiết bị với cổng COM miễn phí của máy tính bằng cáp kết nối thích hợp.

5. Bật thiết bị bằng cách nhấn nhanh nút "Chọn".

6. Khi thiết bị được bật, quá trình tự kiểm tra của thiết bị được thực hiện trong 5 giây. Khi có trục trặc bên trong, thiết bị trên chỉ báo sẽ báo hiệu số lỗi, kèm theo tín hiệu âm thanh. Sau khi kiểm tra thành công và hoàn tất quá trình tải xuống, chỉ báo hiển thị giá trị hiện tại của mật độ thông lượng nhiệt. Giải thích về lỗi thử nghiệm và các lỗi khác trong hoạt động của thiết bị được đưa ra trong phần 6 của sách hướng dẫn này.

7. Sau khi sử dụng, tắt thiết bị bằng cách nhấn nhanh nút "Chọn".

8. Nếu thiết bị được lưu trữ trong thời gian dài (hơn 3 tháng), nên tháo pin ra khỏi ngăn chứa pin.

Dưới đây là sơ đồ chuyển đổi trong chế độ "Hoạt động".

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo trong quá trình thử nghiệm nhiệt của vỏ bọc tòa nhà.

1. Phép đo mật độ thông lượng nhiệt được thực hiện, theo quy luật, từ bên trong các kết cấu bao quanh của các tòa nhà và công trình.

Được phép đo mật độ của các dòng nhiệt từ bên ngoài của kết cấu bao quanh nếu không thể đo chúng từ bên trong (môi trường xâm thực, sự dao động của các thông số không khí), với điều kiện phải duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Việc kiểm soát các điều kiện truyền nhiệt được thực hiện bằng cách sử dụng đầu dò nhiệt độ và phương tiện đo mật độ thông lượng nhiệt: khi đo trong 10 phút. các số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của các thiết bị.

2. Diện tích bề mặt được chọn cụ thể hoặc đặc trưng cho toàn bộ lớp vỏ tòa nhà được thử nghiệm, tùy thuộc vào nhu cầu đo mật độ thông lượng nhiệt cục bộ hoặc trung bình.

3. Các khu vực bề mặt của kết cấu bao quanh, nơi lắp đặt bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt, được làm sạch cho đến khi loại bỏ độ nhám có thể nhìn thấy và hữu hình khi chạm vào.

4. Đầu dò được ép chặt trên toàn bộ bề mặt của nó vào cấu trúc bao quanh và cố định ở vị trí này, đảm bảo sự tiếp xúc liên tục của đầu dò thông lượng nhiệt với bề mặt của các khu vực được nghiên cứu trong tất cả các phép đo tiếp theo.

5. Trong quá trình hoạt động đo mật độ thông lượng nhiệt, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có cùng mức độ phát xạ hoặc tương tự với chênh lệch Δε ≤ 0,1, như vật liệu của lớp bề mặt của cấu trúc bao quanh.

6. Thiết bị đọc được đặt cách nơi đo từ 5-8 m hoặc trong phòng liền kề để loại trừ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị của thông lượng nhiệt.

7. Khi sử dụng các thiết bị đo emf có giới hạn về nhiệt độ môi trường, chúng được đặt trong phòng có nhiệt độ không khí chấp nhận được cho hoạt động của các thiết bị này và bộ biến đổi thông lượng nhiệt được kết nối với chúng bằng dây nối.

8. Thiết bị theo điểm 7 được chuẩn bị để vận hành theo hướng dẫn vận hành cho thiết bị tương ứng, bao gồm cả việc tính đến thời gian tiếp xúc cần thiết của thiết bị để thiết lập chế độ nhiệt độ mới trong đó.

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo

(trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm về ví dụ của công việc phòng thí nghiệm "Điều tra các phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại")

Kết nối nguồn IR với ổ cắm. Bật nguồn bức xạ IR (phần trên) và máy đo mật độ thông lượng nhiệt IPP-2.

Lắp đặt đầu của máy đo mật độ thông lượng nhiệt ở khoảng cách 100 mm từ nguồn bức xạ IR và xác định mật độ thông lượng nhiệt (giá trị trung bình của ba đến bốn lần đo).

Di chuyển chân máy dọc theo thước theo cách thủ công, đặt đầu đo ở các khoảng cách từ nguồn bức xạ được chỉ ra ở dạng Bảng 1 và lặp lại các phép đo. Nhập số liệu đo vào bảng 1.

Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của mật độ từ thông IR vào khoảng cách.

Lặp lại các phép đo theo đoạn văn. 1 - 3 với các tấm chắn bảo vệ khác nhau (nhôm phản xạ nhiệt, vải hấp thụ nhiệt, kim loại có bề mặt bị đen, hỗn hợp - xích thư). Nhập số liệu đo dưới dạng bảng 1. Xây dựng đồ thị về sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ IR vào khoảng cách đối với mỗi màn.

Bảng dạng 1

Ước tính hiệu quả của hoạt động bảo vệ của màn hình theo công thức (3).

Lắp một tấm chắn bảo vệ (theo chỉ dẫn của giáo viên), đặt một chổi quét rộng của máy hút bụi lên đó. Bật máy hút bụi ở chế độ hút không khí, mô phỏng thiết bị thông gió thải và sau 2-3 phút (sau khi chế độ nhiệt màn hình được thiết lập), xác định cường độ bức xạ nhiệt ở các khoảng cách tương tự như trong đoạn 3. Đánh giá hiệu quả của bảo vệ nhiệt kết hợp sử dụng công thức (3).

Sự phụ thuộc của cường độ bức xạ nhiệt vào khoảng cách đối với một màn chắn nhất định trong chế độ thông gió thải phải được vẽ trên đồ thị chung (xem mục 5).

Xác định hiệu quả của biện pháp bảo vệ bằng cách đo nhiệt độ của một màn chắn nhất định có và không có hệ thống thông gió thải theo công thức (4).

Xây dựng đồ thị về hiệu quả của việc bảo vệ hệ thống thông gió thải và không có hệ thống thông gió.

Chuyển máy hút bụi sang chế độ quạt gió và bật nó lên. Bằng cách hướng luồng không khí đến bề mặt của một màn bảo vệ nhất định (chế độ tắm), lặp lại các phép đo theo các đoạn. 7 - 10. So sánh kết quả đo của đoạn văn. 7-10.

Cố định ống của máy hút bụi trên một trong các giá đỡ và bật máy hút bụi ở chế độ "quạt gió", hướng luồng không khí gần như vuông góc với luồng nhiệt (hơi chếch về phía) - một mô phỏng của màn không khí. Sử dụng đồng hồ đo, đo nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại mà không có và bằng "quạt gió".

Xây dựng đồ thị hiệu quả bảo vệ "quạt gió" theo công thức (4).

Kết quả đo lường và giải thích chúng

(Ví dụ về công việc trong phòng thí nghiệm về chủ đề "Nghiên cứu các phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại" tại một trong những trường đại học kỹ thuật ở Mátxcơva).

Bàn.
Lò đốt điện EXP-1,0 / 220.
Giá để đặt các màn hình có thể hoán đổi cho nhau.
Giá để lắp đầu đo.
Máy đo mật độ thông lượng nhiệt.
Cái thước kẻ.
Máy hút bụi Typhoon-1200.

Cường độ (mật độ thông lượng) của bức xạ IR q được xác định theo công thức:

q \ u003d 0,78 x S x (T 4 x 10 -8 - 110) / r 2 [W / m 2]

với S là diện tích bề mặt bức xạ, m 2;

T là nhiệt độ của bề mặt bức xạ, K;

r - khoảng cách từ nguồn bức xạ, m.

Một trong những loại bảo vệ phổ biến nhất chống lại bức xạ IR là che chắn các bề mặt phát xạ.

Có ba loại màn hình:

mờ mịt;

trong suốt;

trong mờ.

Theo nguyên lý hoạt động, các màn hình được chia thành:

phản xạ nhiệt;

hấp thụ nhiệt;

loại bỏ nhiệt.

Hiệu quả của việc bảo vệ chống lại bức xạ nhiệt với sự trợ giúp của tấm chắn E được xác định theo công thức:

E \ u003d (q - q 3) / q

trong đó q là mật độ thông lượng của bức xạ IR không sử dụng biện pháp bảo vệ, W / m 2;

q3 - mật độ thông lượng của bức xạ IR có sử dụng bảo vệ, W / m 2.

Các loại màn hình bảo vệ (mờ đục):

1. Màn hình hỗn hợp - chuỗi thư.

E chain mail \ u003d (1550 - 560) / 1550 \ u003d 0,63

2. Màn hình kim loại có bề mặt bị đen.

E al + bìa \ u003d (1550 - 210) / 1550 \ u003d 0,86

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt.

E al \ u003d (1550 - 10) / 1550 \ u003d 0,99

Hãy vẽ biểu đồ sự phụ thuộc của mật độ thông lượng IR vào khoảng cách của mỗi màn hình.

Như chúng ta có thể thấy, hiệu quả của hoạt động bảo vệ của màn hình khác nhau:

1. Hiệu quả bảo vệ tối thiểu của một màn hình hỗn hợp - chuỗi thư - 0,63;

2. Màn hình nhôm với bề mặt bị đen - 0,86;

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt có tác dụng bảo vệ lớn nhất - 0,99.

Tài liệu tham khảo quy chuẩn

Khi đánh giá hiệu suất nhiệt của các lớp vỏ và cấu trúc của tòa nhà và xác định mức tiêu thụ nhiệt thực tế thông qua các lớp bao bên ngoài của tòa nhà, các tài liệu quy định chính sau đây được sử dụng:

· ĐIỂM 25380-82. Một phương pháp để đo mật độ của các dòng nhiệt đi qua các lớp bao bọc của tòa nhà.

Khi đánh giá tính năng nhiệt của các phương tiện bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại khác nhau, các tài liệu quy định chính sau đây được sử dụng:

· ĐI 12.1.005-88. SSBT. Khu vực làm việc không khí. Các yêu cầu chung về vệ sinh và vệ sinh.

· ĐI 12.4.123-83. SSBT. Phương tiện bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại. Sự phân loại. Yêu cầu kỹ thuật chung.

· GOST 12.4.123-83 “Hệ thống tiêu chuẩn an toàn lao động. Phương tiện bảo vệ tập thể chống lại bức xạ hồng ngoại. Yêu cầu kỹ thuật chung ”.

I. Đo mật độ của các dòng nhiệt truyền qua vỏ công trình. ĐIỂM 25380-82.

Thông lượng nhiệt - lượng nhiệt truyền qua bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian. Dòng nhiệt được đo bằng watt hoặc kcal / h (1 W \ u003d 0,86 kcal / h). Thông lượng nhiệt trên một đơn vị bề mặt đẳng nhiệt được gọi là mật độ thông lượng nhiệt hay chất tải nhiệt; thường được ký hiệu là q, đo bằng W / m2 hoặc kcal / (m2 × h). Mật độ thông lượng nhiệt là một vectơ, bất kỳ thành phần nào của nó bằng số bằng lượng nhiệt truyền trong một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích vuông góc với phương của thành phần nhận.

Các phép đo mật độ của các dòng nhiệt đi qua lớp vỏ của tòa nhà được thực hiện theo GOST 25380-82 "Các tòa nhà và công trình. Phương pháp đo mật độ của các dòng nhiệt truyền qua lớp vỏ của tòa nhà".

Mật độ thông lượng nhiệt được đo trên thang đo của một thiết bị chuyên dụng, bao gồm một bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt, hoặc được tính toán từ kết quả của phép đo emf. trên các đầu dò thông lượng nhiệt đã được hiệu chuẩn trước.

Sơ đồ đo mật độ thông lượng nhiệt được thể hiện trong hình vẽ.

1 - cấu trúc bao quanh; 2 - bộ biến đổi dòng nhiệt; 3 - đồng hồ đo emf;

tv, tn - nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài;

τн, τв, τ "в - nhiệt độ của bề mặt bên ngoài và bên trong của cấu trúc bao quanh gần và bên dưới bộ chuyển đổi, tương ứng;

R1, R2 - điện trở nhiệt của vỏ tòa nhà và bộ biến đổi thông lượng nhiệt;

q1, q2 là mật độ thông lượng nhiệt trước và sau khi cố định đầu dò

II. Bức xạ hồng ngoại. Các nguồn. Sự bảo vệ.

Bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại tại nơi làm việc.

λmax = 2,9-103 / T [µm] (1)

trong đó T là nhiệt độ tuyệt đối của vật tỏa nhiệt, K.

Bức xạ hồng ngoại được chia thành ba khu vực:

sóng ngắn (X = 0,7 - 1,4 micrômet);

sóng trung bình (k \ u003d 1,4 - 3,0 micron):

bước sóng dài (k = 3,0 μm - 1,0 mm).

Sóng điện của dải hồng ngoại chủ yếu có tác dụng nhiệt đối với cơ thể con người. Trong trường hợp này, cần phải tính đến: cường độ và bước sóng có năng lượng cực đại; diện tích bề mặt bức xạ; thời gian phơi nhiễm trong một ngày làm việc và thời gian phơi nhiễm liên tục; cường độ lao động thể chất và sự di chuyển không khí tại nơi làm việc; chất lượng của quần yếm; đặc điểm cá nhân của người lao động.

Các tia thuộc dải sóng ngắn có bước sóng λ ≤ 1,4 μm có khả năng xuyên vào mô của cơ thể người vài cm. Bức xạ IR như vậy dễ dàng xuyên qua da và hộp sọ vào mô não và có thể ảnh hưởng đến các tế bào não, gây tổn thương não nghiêm trọng, các triệu chứng là nôn mửa, chóng mặt, giãn nở mạch máu da, giảm huyết áp và suy giảm lưu thông máu. . và thở, co giật, đôi khi mất ý thức. Khi được chiếu tia hồng ngoại sóng ngắn, nhiệt độ của phổi, thận, cơ và các cơ quan khác cũng được quan sát thấy. Các chất hoạt tính sinh học cụ thể xuất hiện trong máu, bạch huyết, dịch não tủy, quan sát thấy rối loạn chuyển hóa, và trạng thái chức năng của hệ thần kinh trung ương thay đổi.

Các tia thuộc dải sóng trung bình có bước sóng λ = 1,4 - 3,0 micron được giữ lại trong các lớp bề mặt của da ở độ sâu 0,1 - 0,2 mm. Do đó, tác dụng sinh lý của chúng đối với cơ thể được biểu hiện chủ yếu ở sự gia tăng nhiệt độ da và làm nóng cơ thể.

Sự phát nóng mạnh nhất của bề mặt da người xảy ra với bức xạ IR có λ> 3 µm. Dưới ảnh hưởng của nó, hoạt động của hệ tim mạch và hô hấp cũng như sự cân bằng nhiệt của cơ thể bị phá vỡ, có thể dẫn đến say nóng.

Cường độ bức xạ nhiệt được điều chỉnh dựa trên cảm nhận chủ quan của con người về năng lượng bức xạ. Theo GOST 12.1.005-88, cường độ tiếp xúc nhiệt của người lao động từ các bề mặt được nung nóng của thiết bị công nghệ và đèn chiếu sáng không được vượt quá: 35 W / m2 với mức tiếp xúc trên 50% bề mặt cơ thể; 70 W / m2 khi tiếp xúc với 25 đến 50% bề mặt cơ thể; 100 W / m2 khi chiếu xạ không quá 25% bề mặt cơ thể. Từ các nguồn hở (kim loại và thủy tinh nung nóng, ngọn lửa trần), cường độ tiếp xúc nhiệt không được vượt quá 140 W / m2 với độ tiếp xúc không quá 25% bề mặt cơ thể và bắt buộc phải sử dụng thiết bị bảo vệ cá nhân, bao gồm bảo vệ mặt và con mắt.

Các tiêu chuẩn này cũng giới hạn nhiệt độ của các bề mặt được nung nóng của thiết bị trong khu vực làm việc, không được vượt quá 45 ° C.

Nhiệt độ bề mặt của thiết bị, bên trong có nhiệt độ gần 100 0C, không được vượt quá 35 0C.

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W / m2] (2)

Các loại bảo vệ chính chống lại bức xạ hồng ngoại bao gồm:

1. bảo vệ thời gian;

2. bảo vệ khoảng cách;

3. che chắn, cách nhiệt hoặc làm mát bề mặt nóng;

4. tăng truyền nhiệt của cơ thể con người;

5. phương tiện bảo vệ cá nhân;

6. loại bỏ nguồn nhiệt.

Bảo vệ thời gian cung cấp để hạn chế thời gian hoạt động của bức xạ trong khu vực bức xạ. Thời gian an toàn của một người ở trong vùng tác động của bức xạ IR phụ thuộc vào cường độ (mật độ thông lượng) của nó và được xác định theo Bảng 1.

Bảng 1

Thời gian lưu trú an toàn của những người trong vùng bức xạ IR

Khoảng cách an toàn được xác định theo công thức (2) tùy thuộc vào thời gian lưu trú trong khu vực làm việc và mật độ bức xạ IR cho phép.

Công suất của bức xạ hồng ngoại có thể được giảm thiểu bằng các giải pháp thiết kế và công nghệ (thay thế chế độ và phương pháp làm nóng sản phẩm, v.v.), cũng như bằng cách phủ các bề mặt sưởi bằng vật liệu cách nhiệt.

Có ba loại màn hình:

mờ mịt;

· trong suốt;

trong mờ.

Trong màn mờ, năng lượng của dao động điện từ, tương tác với chất của màn, biến thành nhiệt. Trong trường hợp này, màn hình nóng lên và giống như bất kỳ cơ thể bị đốt nóng nào, trở thành nguồn bức xạ nhiệt. Bức xạ của bề mặt màn đối diện với nguồn có điều kiện được coi là bức xạ truyền của nguồn. Màn hình mờ bao gồm: kim loại, alfa (từ lá nhôm), xốp (bê tông bọt, thủy tinh bọt, đất sét trương nở, đá bọt), amiăng và các loại khác.

Trong màn hình trong suốt, bức xạ lan truyền bên trong chúng theo quy luật quang học hình học, đảm bảo khả năng hiển thị qua màn hình. Các tấm chắn này được làm bằng nhiều loại kính khác nhau, các tấm màn nước dạng phim (tự do và chảy xuống kính) cũng được sử dụng.

Màn hình mờ kết hợp các đặc tính của màn hình trong suốt và không trong suốt. Chúng bao gồm lưới kim loại, rèm chuỗi, màn kính được gia cố bằng lưới kim loại.

· Phản xạ nhiệt;

· Hấp thụ nhiệt;

tản nhiệt.

Sự phân chia này là khá tùy ý, vì mỗi màn hình có khả năng phản xạ, hấp thụ và loại bỏ nhiệt. Việc giao màn hình cho một hay một nhóm khác được xác định bởi khả năng của nó rõ ràng hơn.

Màn hình phản xạ nhiệt có độ đen bề mặt thấp, do đó chúng phản xạ một phần đáng kể năng lượng bức xạ tới chúng theo hướng ngược lại. Alfol, nhôm tấm, thép mạ kẽm được sử dụng làm vật liệu phản xạ nhiệt.

Màn hấp thụ nhiệt được gọi là màn làm bằng vật liệu có khả năng chịu nhiệt cao (dẫn nhiệt thấp). Gạch chịu lửa và cách nhiệt, amiăng và len xỉ được sử dụng làm vật liệu hấp thụ nhiệt.

Là màn chắn loại bỏ nhiệt, màn nước được sử dụng rộng rãi nhất, rơi tự do dưới dạng phim hoặc tưới lên bề mặt màn chiếu khác (ví dụ, kim loại) hoặc được bao bọc trong một vỏ bọc đặc biệt bằng thủy tinh hoặc kim loại.

E \ u003d (q - q3) / q (3)

E \ u003d (t - t3) / t (4)

q3 là mật độ thông lượng của bức xạ IR có sử dụng bảo vệ, W / m2;

t là nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại không sử dụng biện pháp bảo vệ, ° C;

t3 là nhiệt độ của bức xạ IR có sử dụng bảo vệ, ° С.

Luồng không khí hướng trực tiếp vào người lao động cho phép tăng nhiệt thải từ cơ thể ra môi trường. Việc lựa chọn tốc độ dòng khí phụ thuộc vào mức độ nghiêm trọng của công việc được thực hiện và cường độ của bức xạ hồng ngoại, nhưng nó không được vượt quá 5 m / s, vì trong trường hợp này người lao động cảm thấy khó chịu (ví dụ như ù tai). Hiệu quả của vòi hoa sen không khí tăng lên khi không khí đến nơi làm việc được làm mát hoặc khi nước được phun mịn hòa vào nó (vòi sen không khí nước).

Là thiết bị bảo vệ cá nhân, quần áo yếm làm từ vải bông và len, vải có lớp phủ kim loại (phản xạ tới 90% bức xạ IR) được sử dụng. Kính bảo hộ, tấm chắn có kính đặc biệt được thiết kế để bảo vệ mắt - bộ lọc ánh sáng có màu vàng xanh hoặc xanh lam.

Các biện pháp điều trị và phòng ngừa cung cấp cho việc tổ chức một chế độ làm việc và nghỉ ngơi hợp lý. Thời gian nghỉ giải lao trong công việc và tần suất của chúng được xác định bởi cường độ bức xạ IR và mức độ nghiêm trọng của công việc. Cùng với việc kiểm tra định kỳ, thực hiện khám sức khỏe để phòng chống bệnh nghề nghiệp.

III. Dụng cụ được sử dụng.

Khu vực ứng dụng:

Các thiết bị của dòng IPP-2 được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, các tổ chức khoa học, tại các cơ sở năng lượng khác nhau và trong nhiều ngành công nghiệp khác.

Phép đo mật độ thông lượng nhiệt, như một chỉ số về đặc tính cách nhiệt của các vật liệu khác nhau, được thực hiện bằng cách sử dụng các thiết bị dòng IPP-2 tại:

Kiểm tra kết cấu bao quanh;

Xác định tổn thất nhiệt trong mạng đun nước;

Thực hiện các công việc trong phòng thí nghiệm trong các trường đại học (khoa "An toàn Cuộc sống", "Sinh thái Công nghiệp", v.v.).

Chân đế chứa một nguồn bức xạ nhiệt dưới dạng một tấm phản xạ gia dụng, phía trước có lắp một tấm chắn nhiệt làm bằng các vật liệu khác nhau (vải, tấm kim loại, một bộ dây xích, v.v.). Phía sau màn hình ở các khoảng cách khác nhau so với bên trong mô hình phòng, thiết bị IPP-2 được đặt để đo mật độ thông lượng nhiệt. Một máy hút mùi có quạt được đặt phía trên mẫu phòng. Thiết bị đo IPP-2 có thêm một cảm biến cho phép bạn đo nhiệt độ không khí bên trong phòng. Do đó, chân đế BZhZ 3 có thể định lượng hiệu quả của các loại bảo vệ nhiệt khác nhau và hệ thống thông gió cục bộ.

Chân đế giúp bạn có thể đo cường độ bức xạ nhiệt tùy thuộc vào khoảng cách tới nguồn, để xác định hiệu quả của các đặc tính bảo vệ của màn hình làm bằng các vật liệu khác nhau.

IV. Nguyên lý hoạt động và thiết kế của thiết bị IPP-2.

Về mặt cấu tạo, đơn vị đo của thiết bị được làm trong một hộp nhựa.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị dựa trên việc đo chênh lệch nhiệt độ trên “tường phụ”. Độ lớn của sự chênh lệch nhiệt độ tỷ lệ với mật độ thông lượng nhiệt. Sự chênh lệch nhiệt độ được đo bằng cách sử dụng một cặp nhiệt điện nằm bên trong tấm đầu dò, hoạt động như một "bức tường phụ".

Trong chế độ hoạt động, thiết bị thực hiện phép đo theo chu kỳ của thông số đã chọn. Một sự chuyển đổi được thực hiện giữa các chế độ đo mật độ thông lượng nhiệt và nhiệt độ, cũng như cho biết mức sạc pin theo phần trăm 0% ... 100%. Khi chuyển đổi giữa các chế độ, dòng chữ tương ứng của chế độ đã chọn sẽ hiển thị trên chỉ báo. Thiết bị cũng có thể thực hiện việc ghi tự động định kỳ các giá trị đo được trong bộ nhớ không thay đổi với tham chiếu đến thời gian. Việc bật / tắt ghi số liệu thống kê, cài đặt thông số ghi, đọc số liệu tích lũy được thực hiện bằng phần mềm do đơn đặt hàng cung cấp.

Đặc thù:

Khả năng đặt ngưỡng cho cảnh báo âm thanh và ánh sáng. Ngưỡng là giới hạn trên hoặc giới hạn dưới của sự thay đổi cho phép trong giá trị tương ứng. Nếu giá trị ngưỡng trên hoặc dưới bị vi phạm, thiết bị sẽ phát hiện sự kiện này và đèn LED sáng trên chỉ báo. Nếu thiết bị được định cấu hình phù hợp, việc vi phạm các ngưỡng sẽ đi kèm với một tín hiệu âm thanh.

· Chuyển các giá trị đo được sang máy tính trên giao diện RS 232.

Các sửa đổi của đầu dò để đo mật độ thông lượng nhiệt:

Đầu dò thông lượng nhiệt được thiết kế để đo mật độ thông lượng nhiệt bề mặt theo GOST 25380-92.

Sự xuất hiện của đầu dò dòng nhiệt

1. Đầu dò thông lượng nhiệt kiểu máy ép PTP-ХХХП với lò xo có sẵn trong các sửa đổi sau (tùy thuộc vào phạm vi đo mật độ thông lượng nhiệt):

- PTP-2.0P: từ 10 đến 2000 W / m2;

- PTP-9.9P: từ 10 đến 9999 W / m2.

2. Đầu dò dòng nhiệt dưới dạng "đồng xu" trên cáp mềm PTP-2.0.

Phạm vi đo mật độ thông lượng nhiệt: từ 10 đến 2000 W / m2.

Sửa đổi đầu dò nhiệt độ:

Sự xuất hiện của đầu dò nhiệt độ

1. Cặp nhiệt điện nhúng TPP-A-D-L dựa trên nhiệt điện trở Pt1000 (cặp nhiệt điện trở) và cặp nhiệt điện ТХА-А-D-L dựa trên cặp nhiệt điện XА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của các chất lỏng và chất khí khác nhau, cũng như các vật liệu dạng khối.

Phạm vi đo nhiệt độ:

- đối với Phòng Thương mại và Công nghiệp-A-D-L: từ -50 đến +150 ° С;

- đối với ТХА-А-D-L: từ -40 đến +450 ° С.

Kích thước:

- D (đường kính): 4, 6 hoặc 8 mm;

- L (chiều dài): từ 200 đến 1000 mm.

2. Cặp nhiệt điện ТХА-А-D1 / D2-LП dựa trên cặp nhiệt điện XА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của bề mặt phẳng.

Kích thước:

- D1 (đường kính của "chốt kim loại"): 3 mm;

- D2 (đường kính cơ sở - "miếng vá"): 8 mm;

- L (chiều dài của "chốt kim loại"): 150 mm.

3. Cặp nhiệt điện ТХА-А-D-LC dựa trên cặp nhiệt điện ХА (cặp nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của bề mặt hình trụ.

Phạm vi đo nhiệt độ: từ -40 đến +450 ° С.

Kích thước:

- D (đường kính) - 4 mm;

- L (chiều dài của "chốt kim loại"): 180 mm;

- chiều rộng băng - 6 mm.

Bộ phân phối của thiết bị đo mật độ chất tải nhiệt của môi chất bao gồm:

2. Đầu dò để đo mật độ thông lượng nhiệt. *

3. Đầu dò nhiệt độ. *

4. Phần mềm. **

5. Cáp kết nối với máy tính cá nhân. **

6. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn.

7. Sách hướng dẫn vận hành và hộ chiếu cho thiết bị IPP-2.

8. Hộ chiếu bộ chuyển đổi nhiệt điện (đầu đo nhiệt độ).

9. Giấy thông hành cho đầu dò mật độ thông lượng nhiệt.

10. Bộ điều hợp mạng.

* - Phạm vi đo và thiết kế đầu dò được xác định ở giai đoạn đặt hàng

** - Các vị trí được giao theo thứ tự đặc biệt.

V. Chuẩn bị thiết bị để vận hành và thực hiện các phép đo.

Chuẩn bị thiết bị cho công việc.

Lấy thiết bị ra khỏi bao bì. Nếu thiết bị được đưa vào phòng ấm từ phòng lạnh, cần để thiết bị ấm lên bằng nhiệt độ phòng trong 2 giờ. Sạc đầy pin trong vòng bốn giờ. Đặt đầu dò ở nơi sẽ thực hiện các phép đo. Kết nối đầu dò với thiết bị. Nếu thiết bị được vận hành cùng với máy tính cá nhân, cần phải kết nối thiết bị với cổng COM miễn phí của máy tính bằng cáp kết nối. Kết nối bộ điều hợp mạng với thiết bị và cài đặt phần mềm theo mô tả. Bật thiết bị bằng cách nhấn nhanh vào nút. Nếu cần, điều chỉnh thiết bị theo mục 2.4.6. Hướng dẫn vận hành. Khi làm việc với máy tính cá nhân, hãy đặt địa chỉ mạng và tỷ giá hối đoái của thiết bị phù hợp với đoạn 2.4.8. Hướng dẫn vận hành. Bắt đầu đo.

Dưới đây là sơ đồ chuyển đổi trong chế độ "Làm việc".

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo trong quá trình thử nghiệm nhiệt của vỏ bọc tòa nhà.

1. Phép đo mật độ thông lượng nhiệt được thực hiện, theo quy luật, từ bên trong các kết cấu bao quanh của các tòa nhà và công trình.

Được phép đo mật độ của các dòng nhiệt từ bên ngoài của kết cấu bao quanh nếu không thể đo chúng từ bên trong (môi trường xâm thực, sự dao động của các thông số không khí), với điều kiện phải duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Việc kiểm soát các điều kiện truyền nhiệt được thực hiện bằng cách sử dụng đầu dò nhiệt độ và phương tiện đo mật độ thông lượng nhiệt: khi đo trong 10 phút. các số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của các thiết bị.

5. Trong quá trình hoạt động đo mật độ thông lượng nhiệt, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có cùng mức độ phát xạ hoặc tương tự với độ chênh lệch 0,1 so với bề mặt của vật liệu lớp của cấu trúc bao quanh.

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo

(trong quá trình làm việc trong phòng thí nghiệm về ví dụ làm việc trong phòng thí nghiệm "Nghiên cứu các phương tiện bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại").

Kết nối nguồn IR với ổ cắm. Bật nguồn bức xạ IR (phần trên) và máy đo mật độ thông lượng nhiệt IPP-2.

Xây dựng đồ thị sự phụ thuộc của mật độ từ thông IR vào khoảng cách.

Lặp lại các phép đo theo đoạn văn. 1 - 3 với các số liệu khác nhau Số liệu của các phép đo cần nhập dưới dạng bảng 1. Xây dựng đồ thị về sự phụ thuộc của mật độ thông lượng của bức xạ IR vào khoảng cách đối với mỗi màn hình.

Bảng dạng 1

Đánh giá hiệu quả của hoạt động bảo vệ của màn hình theo công thức (3).

Xác định hiệu quả của biện pháp bảo vệ bằng cách đo nhiệt độ của một màn chắn nhất định có và không có hệ thống thông gió thải theo công thức (4).

Xây dựng đồ thị về hiệu quả của việc bảo vệ hệ thống thông gió thải và không có hệ thống thông gió.

Cố định ống của máy hút bụi trên một trong các giá đỡ và bật máy hút bụi ở chế độ "quạt gió", hướng luồng không khí gần như vuông góc với luồng nhiệt (hơi chếch về phía) - một mô phỏng của màn không khí. Sử dụng máy đo IPP-2, đo nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại mà không có và bằng "quạt gió".

Xây dựng đồ thị hiệu quả bảo vệ "quạt gió" theo công thức (4).

VI. Kết quả đo lường và giải thích chúng

Bàn. Lò đốt điện EXP-1,0 / 220. Giá để đặt các màn hình có thể hoán đổi cho nhau. Giá để lắp đầu đo. Máy đo mật độ thông lượng nhiệt IPP-2M. Cái thước kẻ. Máy hút bụi Typhoon-1200.

Cường độ (mật độ thông lượng) của bức xạ IR q được xác định theo công thức:

q = 0,78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W / m2]

trong đó S là diện tích bề mặt bức xạ, m2;

T là nhiệt độ của bề mặt bức xạ, K;

r là khoảng cách từ nguồn bức xạ, m.

Một trong những loại bảo vệ phổ biến nhất chống lại bức xạ IR là che chắn các bề mặt phát xạ.

Có ba loại màn hình:

mờ mịt;

· trong suốt;

trong mờ.

Theo nguyên lý hoạt động, các màn hình được chia thành:

· Phản xạ nhiệt;

· Hấp thụ nhiệt;

tản nhiệt.

Bảng 1

Hiệu quả của việc bảo vệ chống lại bức xạ nhiệt với sự trợ giúp của màn hình E được xác định theo công thức:

E \ u003d (q - q3) / q

trong đó q là mật độ thông lượng bức xạ IR không có bảo vệ, W / m2;

q3 là mật độ của thông lượng bức xạ IR có sử dụng bảo vệ, W / m2.

Các loại màn hình bảo vệ (mờ đục):

1. Màn hình hỗn hợp - chuỗi thư.

E-mail = (1550 - 560) / 1550 = 0,63

2. Màn hình kim loại có bề mặt bị đen.

E al + bìa = (1550 - 210) / 1550 = 0,86

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt.

E al \ u003d (1550 - 10) / 1550 \ u003d 0,99

Hãy vẽ biểu đồ sự phụ thuộc của mật độ thông lượng IR vào khoảng cách của mỗi màn hình.

Không có bảo vệ

Như chúng ta có thể thấy, hiệu quả của hoạt động bảo vệ của màn hình khác nhau:

1. Hiệu quả bảo vệ tối thiểu của một màn hình hỗn hợp - chuỗi thư - 0,63;

2. Màn hình nhôm với bề mặt bị đen - 0,86;

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt có tác dụng bảo vệ lớn nhất - 0,99.

· ĐIỂM 25380-82. Một phương pháp để đo mật độ của các dòng nhiệt đi qua các lớp bao bọc của tòa nhà.

Khi đánh giá tính năng nhiệt của các phương tiện bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại khác nhau, các tài liệu quy định chính sau đây được sử dụng:

· ĐI 12.1.005-88. SSBT. Khu vực làm việc không khí. Các yêu cầu chung về vệ sinh và vệ sinh.

· ĐI 12.4.123-83. SSBT. Phương tiện bảo vệ chống bức xạ hồng ngoại. Sự phân loại. Yêu cầu kỹ thuật chung.

· GOST 12.4.123-83 “Hệ thống tiêu chuẩn an toàn lao động. Phương tiện bảo vệ tập thể chống lại bức xạ hồng ngoại. Yêu cầu kỹ thuật chung ”.