Dòng nhiệt. Mật độ dòng nhiệt

20.03.2014

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

Dòng nhiệt là lượng nhiệt truyền qua một bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng nhiệt được đo bằng watt hoặc kcal/h (1 W = 0,86 kcal/h). Thông lượng nhiệt trên một đơn vị bề mặt đẳng nhiệt được gọi là mật độ thông lượng nhiệt hoặc tải nhiệt; thường được ký hiệu là q, được 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 với lượng nhiệt truyền trên một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích vuông góc với hướng của thành phần được lấy.

Các phép đo mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao quanh được thực hiện theo GOST 25380-82 “Các tòa nhà và công trình. Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao quanh.”

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

Hiện nay, trong quá trình xây dựng, nghiệm thu và vận hành các công trình cũng như trong ngành nhà ở và dịch vụ công cộng, người ta chú ý nhiều đến chất lượng xây dựng và hoàn thiện mặt bằng, cách nhiệt của các công trình nhà ở cũng như tiết kiệm nguồn năng lượng.

Một thông số đánh giá quan trọng trong trường hợp này là mức tiêu thụ nhiệt từ các kết cấu cách nhiệt. Việc kiểm tra chất lượng bảo vệ nhiệt của lớp vỏ tòa nhà có thể được thực hiện ở các giai đoạn khác nhau: trong giai đoạn đưa tòa nhà vào hoạt động, tại các dự án xây dựng đã hoàn thành, trong quá trình xây dựng, trong quá trình sửa chữa lớn các công trình và trong quá trình vận hành tòa nhà để chuẩn bị. hộ chiếu năng lượng của các tòa nhà và dựa trên khiếu nại.

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

Đo mật độ thông lượng nhiệt giúp ước tính dòng nhiệt qua các kết cấu bao quanh và từ đó xác định chất lượng kỹ thuật nhiệt của các kết cấu bao quanh của các tòa nhà và công trình.

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

Chúng ta hãy xem xét phương pháp đo mật độ dòng nhiệt dựa trên cơ sở nào. Một tấm (còn gọi là “tường phụ”) được lắp đặt trên vỏ (kết cấu) của tòa nhà. Sự chênh lệch nhiệt độ hình thành trên “bức tường phụ” này tỷ lệ thuận với mật độ của nó theo hướng dòng nhiệt. Sự chênh lệch nhiệt độ được chuyển thành sức điện động của pin cặp nhiệt điện, được đặt trên “bức tường phụ” và được định hướng song song dọc theo dòng nhiệt và mắc nối tiếp dọc theo tín hiệu được tạo ra. Cùng với nhau, “bức tường phụ” và dãy cặp nhiệt điện tạo thành một máy phát để đo mật độ dòng nhiệt.

Dựa trên kết quả đo suất điện động của pin cặp nhiệt điện, mật độ thông lượng nhiệt được tính toán trên các bộ chuyển đổi đã được hiệu chuẩn trước.

Sơ đồ đo mật độ dòng nhiệt được thể hiện trên hình vẽ.

1 - kết cấu bao quanh; 2 - bộ chuyển đổi dòng nhiệt; 3 - máy đo sức điện động;

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

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

R 1, R 2 -điện trở nhiệt của kết cấu bao quanh và bộ chuyển đổi dòng nhiệt;

q 1 , q 2- mật độ dòng nhiệt trước và sau khi sửa chữa bộ chuyển đổi

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 làm nóng, nhiệt độ của nó quyết định cường độ và phổ của năng lượng điện từ phát ra. Bước sóng có năng lượng bức xạ nhiệt cực đại được xác định theo công thức:

λ max = 2,9-103/T [µm] (1)

Trong đó T là nhiệt độ tuyệt đối của vật bức xạ, K.

Bức xạ hồng ngoại được chia thành ba khu vực:

sóng ngắn (X = 0,7 - 1,4 µm);
sóng trung (k = 1,4 - 3,0 µm):
sóng dài (k = 3,0 µm - 1,0 mm).

Sóng điện hồng ngoại có tác dụng nhiệt chủ yếu lên cơ thể con người. Khi đánh giá tác động này, những điều sau đây được tính đến:

· bước sóng và cường độ có năng lượng tối đa;

· diện tích bề mặt phát thải;

· 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 áo bảo hộ lao động;

· đặc điểm cá nhân của cơ thể.

Dải sóng ngắn bao gồm các tia có bước sóng λ ≤ 1,4 µm. Chúng được đặc trưng bởi khả năng thâm nhập vào các mô của cơ thể con 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 những hậu quả nghiêm trọng hơn. Có sự gia tăng nhiệt độ của cơ, phổi và các mô khác. Các hoạt chất sinh học cụ thể được hình thành trong hệ tuần hoàn và bạch huyết. Hoạt động của hệ thần kinh trung ương bị gián đoạn.

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

Dải sóng dài - tia có bước sóng λ > 3 µm. Tác động lên cơ thể con người, chúng gây ra sự gia tăng nhiệt độ mạnh nhất ở vùng da bị ảnh hưởng, làm gián đoạn hoạt động của hệ hô hấp và tim mạch, đồng thời phá vỡ sự cân bằng nhiệt của cực khoái, dẫn đến say nắng.

Theo GOST 12.1.005-88, cường độ chiếu xạ nhiệt của thiết bị công nghệ và thiết bị chiếu sáng làm việc từ bề mặt được làm nóng không được vượt quá: 35 W/m 2 khi chiếu xạ hơn 50% bề mặt cơ thể; 70 W/m2 khi chiếu xạ từ 25 đến 50% bề mặt cơ thể; 100 W/m2 với độ chiếu xạ không quá 25% bề mặt cơ thể. Từ các nguồn mở (kim loại và thủy tinh nung nóng, ngọn lửa hở), cường độ bức xạ nhiệt không được vượt quá 140 W/m2 với độ chiếu xạ không quá 25% bề mặt cơ thể và bắt buộc phải sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân, kể cả mặt và mắt. sự bảo vệ.

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

Nhiệt độ bề mặt của thiết bị, bên trong 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 bằng khoảng cách;

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

4. tăng truyền nhiệt từ cơ thể con người;

5. thiết bị bảo hộ cá nhân;

6. loại bỏ nguồn sinh nhiệt.

Có ba loại màn hình:

· mờ mịt;

· trong suốt;

· trong suốt.

Ở màn hình mờ đục, khi năng lượng dao động điện từ tương tác với chất của màn hình 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 từ bề mặt màn chắn đối diện với nguồn thường được coi là bức xạ truyền từ nguồn. Có thể tính toán mật độ dòng nhiệt đi qua một đơn vị diện tích của màn hình.

Với màn hình trong suốt, mọi chuyện lại khác. Bức xạ rơi trên bề mặt màn hình được phân bổ bên trong nó theo các định luật quang học hình học. Điều này giải thích độ trong suốt quang học của nó.

Màn hình mờ có đặc tính là 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 phân tán nhiệt. Do đó, định nghĩa về 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 bằng độ đen bề mặt thấp. Vì vậy, chúng phản xạ hầu hết các tia chiếu vào chúng.

Màn chắn hấp thụ nhiệt bao gồm màn chắn trong đó vật liệu tạo ra chúng có hệ số dẫn nhiệt thấp (điện trở nhiệt cao).

Màng trong suốt hoặc màn nước đóng vai trò như màn loại bỏ nhiệt. Màn hình nằm bên trong đường viền bảo vệ bằng kính hoặc kim loại cũng có thể được sử dụng.

E = (q – q 3) / q (3)

E = (t – t 3) / t (4)

q 3 - Mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại sử dụng bảo vệ, W/m 2 ;

t - nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại không có bảo vệ, °C;

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

Dụng cụ được sử dụng

Để đo mật độ dòng nhiệt đi qua lớp vỏ tòa nhà và kiểm tra đặc tính của màn chắn bảo vệ nhiệt, các chuyên gia của chúng tôi đã phát triển hàng loạt thiết bị.

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

Khu vực ứng dụng:

· sự thi công;

· cơ sở năng lượng;

· nghiên cứu khoa học, v.v.

Việc đo mật độ dòng nhiệt, như một chỉ số về đặc tính cách nhiệt của các vật liệu khác nhau, với các thiết bị nối tiếp được thực hiện tại:

· Kiểm tra nhiệt các kết cấu bao quanh;

· xác định tổn thất nhiệt trong mạng lưới đun nước nóng;

thực hiện công việc trong phòng thí nghiệm trong các trường đại học (các khoa “An toàn cuộc sống”, “Sinh thái công nghiệp”, v.v.).

Hình vẽ minh họa nguyên mẫu của giá đỡ “Xác định các thông số không khí trong khu vực làm việc và bảo vệ khỏi ảnh hưởng nhiệt” BZZ 3 (do Intos+ LLC sản xuất).

Chân đế chứa 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 phía 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 ống xả có quạt được cố định phía trên mô hình phòng. Thiết bị ngoài đầu dò đo mật độ dòng nhiệt còn được trang bị đầu dò đo nhiệt độ không khí bên trong mô hình. Nhìn chung, chân đế là một mô hình trực quan để đánh giá hiệu quả của các loại hệ thống bảo vệ nhiệt và thông gió cục bộ khác nhau.

Khi sử dụng chân đế, hiệu quả của đặc tính bảo vệ của màn hình được xác định tùy thuộc vào vật liệu làm ra chúng và 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 trong vỏ nhựa. Ở mặt trước của thiết bị có đèn LED bốn chữ số và các nút điều khiển; Ở mặt bên có các đầu nối để kết nối thiết bị với máy tính và bộ điều hợp mạng. Trên bảng trên cùng có một đầu nối để kết nối bộ chuyển đổi chính.

Ngoại hình của thiết bị

1 - Chỉ báo trạng thái pin LED

2 - Đèn LED báo vi phạm ngưỡng

3 - Chỉ báo giá trị đo

4 - Đầu nối để kết nối đầu dò đo

5 , 6 - Nút điều khiển

7 - Đầu nối kết nối với máy tính

8 - Đầu nối để kết nối bộ điều hợp mạng

Nguyên lý hoạt động

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

Hiển thị số đo và chế độ hoạt động của thiết bị

Thiết bị thăm dò đầu dò đo, tính toán mật độ dòng nhiệt và hiển thị giá trị của nó trên đèn LED. Khoảng thời gian thăm dò thăm dò là khoảng một giây.

Đăng ký số đo

Dữ liệu nhận được từ đầu dò đo được ghi vào bộ nhớ cố định của thiết bị trong một khoảng thời gian nhất định. Việc cài đặt chu kỳ, đọc và xem dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm.

Phương thức giao tiếp

Sử dụng 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 và có thể thay đổi cài đặt thiết bị. Thiết bị đo có thể hoạt động với máy tính hoặc bộ điều khiển khác thông qua giao diện kỹ thuật số RS-232. Tỷ giá hối đoái qua giao diện RS-232 được người dùng điều chỉnh từ 1200 đến 9600 bps.

Tính năng thiết bị:

khả năng thiết lập ngưỡng cảnh báo 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 dòng nhiệt. Hệ số này được thiết bị sử dụng để xây dựng đặc tính hiệu chuẩn của đầu dò, dùng để xác định giá trị đo được hiện tại của dòng nhiệt.

Sửa đổi đầu dò để đo mật độ dòng nhiệt:

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

Sự xuất hiện của đầu dò dòng nhiệt

1. Đầu dò dòng nhiệt loại áp suất có lò xo PTP-ХХХП có sẵn các sửa đổi sau (tùy thuộc vào phạm vi đo mật độ dòng nhiệt):

PTP-2.0P: từ 10 đến 2000 W/m2;

PTP-9.9P: từ 10 đến 9999 W/m2.

2. Đầu dò dòng nhiệt 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. Bộ chuyển đổi nhiệt dạng chìm TPP-A-D-L dựa trên điện trở nhiệt Pt1000 (bộ chuyển đổi nhiệt điện trở) và bộ chuyển đổi nhiệt TXA-A-D-L dựa trên cặp nhiệt điện XA (bộ chuyển đổi nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của nhiều loại môi trường chất lỏng và khí khác nhau, cũng như vật liệu khối.

Phạm vi đo nhiệt độ:

Đối với TPP-A-D-L: từ -50 đến +150 °C;

Đối với TXA-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. Đầu dò nhiệt TXA-A-D1/D2-LP dựa trên cặp nhiệt điện XA (đầu dò 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 đế – “miếng vá”): 8 mm;

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

3. Đầu dò nhiệt TXA-A-D-LC dựa trên cặp nhiệt điện XA (đầu dò nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của các bề mặt hình trụ.

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

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 tải nhiệt của môi trường bao gồm:

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

2. Đầu dò đo mật độ dòng nhiệt.*

3. Đầu dò đo nhiệt độ.*

4. Phần mềm**

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

6. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn.

7. Hướng dẫn sử dụng và hộ chiếu của thiết bị.

8. Giấy chứng nhận bộ chuyển đổi nhiệt điện (đầu dò nhiệt độ).

9. Giấy chứng nhận 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 vận hành thiết bị và thực hiện các phép đo

1. Lấy thiết bị ra khỏi hộp đóng gói. Nếu thiết bị được đưa vào phòng ấm từ phòng lạnh, cần để thiết bị ấm lên bằng nhiệt độ phòng trong ít nhất 2 giờ.

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

3. Kết nối thiết bị đo và đầu dò đo bằng cáp kết nối.

4. Khi thiết bị được cung cấp đĩa có phần mềm, hãy cài đặt nó vào máy tính của bạn. Kết nối thiết bị với cổng COM trống của máy tính bằng cáp kết nối phù hợp.

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

6. Khi bật thiết bị, thiết bị sẽ thực hiện tự kiểm tra trong 5 giây. Nếu có lỗi bên trong, thiết bị sẽ hiển thị số lỗi trên đèn báo, kèm theo tín hiệu âm thanh. Sau khi thử nghiệm thành công và hoàn thành tải, chỉ báo sẽ hiển thị giá trị hiện tại của mật độ dòng nhiệt. Phần giải thích các lỗi kiểm tra và các lỗi khác trong hoạt động của thiết bị được đưa ra trong phần 6 của hướng dẫn vận hành này.

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

8. Nếu dự định bảo quản máy trong thời gian dài (hơn 3 tháng), bạn nên tháo pin ra khỏi ngăn chứa pin.

Dưới đây là sơ đồ chuyển đổi ở chế độ “Vận hành”.

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo trong quá trình thử nghiệm nhiệt của các kết cấu bao quanh.

1. Theo quy định, việc đo mật độ dòng nhiệt được thực hiện từ bên trong các cấu trúc bao quanh của các tòa nhà và công trình.

Cho phép đo mật độ dòng nhiệt từ bên ngoài của các kết cấu bao quanh nếu không thể thực hiện chúng từ bên trong (môi trường khắc nghiệt, dao động trong các thông số không khí), với điều kiện duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Các điều kiện truyền nhiệt được theo dõi bằng đầu dò nhiệt độ và phương tiện đo mật độ dòng nhiệt: khi đo trong 10 phút. số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của thiết bị.

2. Diện tích bề mặt được chọn là đặc trưng hoặc đặc trưng của toàn bộ kết cấu bao quanh đang được thử nghiệm, tùy thuộc vào nhu cầu đo mật độ dòng nhiệt cục bộ hoặc trung bình.

Các khu vực được chọn để đo trên kết cấu bao quanh phải có lớp bề mặt làm từ cùng một loại 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. Các khu vực trên bề mặt của các cấu trúc bao quanh nơi lắp đặt bộ chuyển đổi dòng nhiệt được làm sạch cho đến khi loại bỏ độ nhám có thể nhìn thấy và xúc giác.

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

Khi gắn bộ chuyển đổi giữa nó và cấu trúc bao quanh, không được phép hình thành các khe hở không khí. Để loại bỏ chúng, người ta bôi một lớp mỏng thạch dầu mỏ kỹ thuật lên diện tích bề mặt tại các vị trí đo, che đi những chỗ không đều trên bề mặt.

Đầu dò có thể được cố định dọc theo bề mặt bên của nó bằng cách sử dụng dung dịch thạch cao xây dựng, thạch dầu mỏ kỹ thuật, nhựa, một thanh có lò xo và các phương tiện khác để ngăn chặn sự biến dạng của dòng nhiệt trong khu vực đo.

5. Để đo mật độ thông lượng nhiệt khi vận hành, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có độ đen tương đương hoặc tương tự với chênh lệch Δε ≤ 0,1 so với vật liệu của lớp bề mặt của kết cấu bao quanh.

6. Thiết bị đọc được đặt cách vị trí đo 5-8 m hoặc trong phòng liền kề để loại bỏ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị dòng nhiệt.

7. Khi sử dụng các thiết bị đo emf có hạn chế 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 dòng nhiệt được kết nối với chúng bằng dây nối dài.

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

Chuẩn bị và thực hiện phép đo

(khi tiến hành công việc trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng ví dụ về công việc trong phòng thí nghiệm “Nghiên cứu các phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại”)

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

Đặt đầu của máy đo mật độ thông lượng nhiệt ở khoảng cách 100 mm so với nguồn bức xạ hồng ngoại 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, lắp đặt đầu đo ở khoảng cách tính từ nguồn bức xạ được chỉ ra trong Bảng 1 và lặp lại các phép đo. Nhập số liệu đo vào bảng 1.

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách.

Lặp lại các phép đo theo đoạn văn. 1 - 3 với các loại màn bảo vệ khác nhau (nhôm phản xạ nhiệt, vải hấp thụ nhiệt, kim loại có bề mặt đen, thư hỗn hợp). Nhập số liệu đo theo mẫu Bảng 1. Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách cho mỗi màn chắn.

Bảng mẫu 1

Đánh giá hiệu quả tác dụng bảo vệ của màn chắn bằng công thức (3).

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

Vẽ biểu đồ sự phụ thuộc của cường độ bức xạ nhiệt vào khoảng cách của một màn chắn nhất định ở chế độ thông gió xả trên đồ thị tổng quát (xem đoạn 5).

Xác định hiệu quả bảo vệ bằng cách đo nhiệt độ cho một màn chắn nhất định có và không có hệ thống thoát khí bằng công thức (4).

Xây dựng biểu đồ về hiệu quả của việc bảo vệ thông gió khí thải và không có nó.

Đặt máy hút bụi ở chế độ thổi và bật nó lên. Hướng luồng không khí đến bề mặt của màn bảo vệ được chỉ định (chế độ tắm), lặp lại các phép đo theo các đoạn văn. 7 - 10. So sánh kết quả đo trang. 7-10.

Gắn ống của máy hút bụi vào một trong các giá đỡ và bật máy hút bụi ở chế độ “thổi gió”, hướng luồng không khí gần như vuông góc với luồng nhiệt (hơi hướng về phía) - mô phỏng một tấm chắn gió. Sử dụng máy đo, đo nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại khi không có và có “máy thổi”.

Xây dựng đồ thị hiệu suất bảo vệ của “quạt gió” theo công thức (4).

Kết quả đo và giải thích chúng

(dùng 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 sưởi điện EXP-1.0/220.
Giá để đặt màn hình có thể thay thế.
Chân đế để gắn 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 hồng ngoại q được xác định theo công thức:

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

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

T là nhiệt độ bề mặt bức xạ, K;

r - khoảng cách đến nguồn bức xạ, m.

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

Có ba loại màn hình:

·mờ mịt;

·trong suốt;

· trong suốt.

Dựa vào nguyên lý hoạt động, màn hình được chia thành:

·phản nhiệt;

·hấp thụ nhiệt;

· tản nhiệt.

Hiệu quả bảo vệ chống bức xạ nhiệt bằng màn chắn E được xác định theo công thức:

E = (q – q 3)/q

trong đó q là mật độ thông lượng của bức xạ hồng ngoại không được bảo vệ, W/m 2 ;

q3 - Mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại sử dụng bảo vệ, W/m 2.

Các loại màn bảo vệ (đục):

1. Màn hình hỗn hợp - chuỗi thư.

Chuỗi thư điện tử = (1550 – 560) / 1550 = 0,63

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

Lớp phủ E al+ = (1550 – 210) / 1550 = 0,86

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt.

E al = (1550 – 10) / 1550 = 0,99

Hãy vẽ đồ thị sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách của mỗi màn hình.

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

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

2. Màn nhôm 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 chất lượng kỹ thuật nhiệt của lớp vỏ và kết cấu tòa nhà cũng như thiết lập mức tiêu thụ nhiệt thực tế qua lớp vỏ tòa nhà bên ngoài, các tài liệu quy định chính sau đây được sử dụng:

· GOST 25380-82. Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua vỏ bọc tòa nhà.

· Khi đánh giá tính chất 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:

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Không khí khu vực làm việc. Yêu cầu vệ sinh và vệ sinh chung.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại. 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”.

ĐIỂM 25380-82

Nhóm W19

TIÊU CHUẨN NHÀ NƯỚC LIÊN XÔ

TÒA NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH

Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt,

đi qua các cấu trúc bao quanh

Các tòa nhà và công trình.

Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt

đi qua các cấu trúc bao vây

Ngày giới thiệu 1983 - 01-01

ĐƯỢC PHÊ DUYỆT VÀ CÓ HIỆU LỰC theo Nghị quyết của Ủy ban Xây dựng Nhà nước Liên Xô ngày 14 tháng 7 năm 1982 số 182

PHÁT HÀNH LẠI. tháng 6 năm 1987

Tiêu chuẩn này thiết lập một phương pháp thống nhất để xác định mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao bọc một lớp và nhiều lớp của các tòa nhà và công trình dân dụng, công cộng, công nghiệp và nông nghiệp trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm và trong các điều kiện vận hành.

Các phép đo mật độ dòng 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 tới 85%.

Các phép đo mật độ dòng nhiệt giúp có thể định lượng chất lượng kỹ thuật nhiệt của lớp vỏ và kết cấu tòa nhà, đồng thời thiết lập mức tiêu thụ nhiệt thực tế thông qua lớp vỏ tòa nhà bên ngoài.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các kết cấu bao quanh trong suốt.

1. Quy định chung

1.1. Phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt dựa trên việc đo chênh lệch nhiệt độ trên “tường phụ” (tấm) được lắp đặt trên vỏ tòa nhà. Sự chênh lệch nhiệt độ này, tỷ lệ thuận với hướng của dòng nhiệt với mật độ của nó, được chuyển đổi thành emf. pin của cặp nhiệt điện nằm trong “tường phụ” song song dọc theo dòng nhiệt và mắc nối tiếp dọc theo tín hiệu được tạo ra. "Tường phụ" và dãy cặp nhiệt điện tạo thành bộ chuyển đổi dòng nhiệt

1.2. Mật độ thông lượng nhiệt được đo trên thang đo của thiết bị chuyên dụng, trong đó có bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt hoặc được tính từ kết quả đo emf. trên các bộ chuyển đổi dòng nhiệt được hiệu chuẩn trước.

Sơ đồ đo mật độ dòng nhiệt được thể hiện trên hình vẽ.

Mạch đo mật độ thông lượng nhiệt

1 - kết cấu bao quanh; 2 - bộ chuyển đổi dòng nhiệt; 3 - máy đo sức điện động;

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

các bề mặt bên trong của cấu trúc bao quanh gần và dưới bộ chuyển đổi tương ứng;

Điện trở nhiệt của kết cấu bao quanh và bộ chuyển đổi dòng nhiệt;

Mật độ dòng nhiệt trước và sau khi cố định bộ chuyển đổi.

2. Thiết bị

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

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị ITP-11 được tham khảo tại Phụ lục 1.

2.2. Trong quá trình thử nghiệm kỹ thuật nhiệt của các kết cấu bao quanh, cho phép đo mật độ dòng nhiệt bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi dòng nhiệt được hiệu chuẩn và chế tạo riêng biệt có điện trở nhiệt lên tới 0,025-0,06 (sq.m)/W và các thiết bị đo emf được tạo ra bởi các bộ chuyển đổi.

Được phép sử dụng bộ chuyển đổi được sử dụng trong quá trình lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt theo GOST 7076-78.

2.3. Bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo khoản 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 ở nhiệt độ môi trường từ 243 đến 323 K (từ âm 30 đến cộng 50 ° C);

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

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

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

mỗi bộ chuyển đổi dòng nhiệt được sản xuất phải được hiệu chuẩn tại các tổ chức, theo quy trình đã thiết lập, nhận được quyền sản xuất các bộ chuyển đổi này;

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

2.4. Việc hiệu chuẩn bộ chuyển đổi theo khoản 2.2 có thể được thực hiện trên hệ thống lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt theo GOST 7076-78, trong đó mật độ dòng nhiệt được tính toán dựa trên kết quả đo chênh lệch nhiệt độ trên các mẫu vật liệu tham chiếu được chứng nhận trong theo GOST 8.140-82 và được lắp đặt thay cho các mẫu thử nghiệm. Phương pháp hiệu chuẩn cho bộ chuyển đổi dòng nhiệt được nêu trong Phụ lục 2 được khuyến nghị.

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

2.6. Để đo emf. bộ chuyển đổi dòng nhiệt, được phép sử dụng chiết áp cầm tay PP-63 theo GOST 9245-79, vôn kế kỹ thuật số V7-21, F30 hoặc các máy đo emf khác có sai số tính toán trong vùng emf đo được. bộ chuyển đổi dòng nhiệt không vượt quá 1% và điện trở đầu vào không nhỏ hơn 10 lần điện trở trong của bộ chuyển đổi.

Khi thực hiện thử nghiệm nhiệt của các kết cấu bao quanh bằng các bộ chuyển đổi riêng biệt, tốt nhất nên sử dụng các hệ thống và dụng cụ ghi tự động.

3.Chuẩn bị đo lường

3.1. Theo quy luật, việc đo mật độ dòng nhiệt được thực hiện từ bên trong các cấu trúc bao quanh của các tòa nhà và công trình.

Cho phép đo mật độ dòng nhiệt từ bên ngoài của các kết cấu bao quanh nếu không thể thực hiện chúng từ bên trong (môi trường khắc nghiệt, dao động trong các thông số không khí), với điều kiện duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Các điều kiện truyền nhiệt được theo dõi bằng đầu dò nhiệt độ và phương tiện đo mật độ dòng nhiệt: khi đo trong 10 phút, số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của thiết bị.

3.2. Các diện tích bề mặt được chọn là đặc trưng hoặc đặc trưng của toàn bộ kết cấu bao quanh đang được thử nghiệm, tùy thuộc vào nhu cầu đo mật độ dòng nhiệt cục bộ hoặc trung bình.

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

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

3.5. Để đo mật độ thông lượng nhiệt khi vận hành, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có độ đen tương tự hoặc tương tự với chênh lệch 0,1 so với vật liệu của lớp bề mặt của kết cấu bao bọc.

3.6. Thiết bị đọc được đặt cách vị trí đo 5-8 m hoặc trong phòng liền kề để loại bỏ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị dòng nhiệt.

3.7. Khi sử dụng các thiết bị đo emf có hạn chế 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 dòng nhiệt được kết nối với chúng bằng dây nối dài.

Khi thực hiện các phép đo bằng thiết bị ITP-1, bộ chuyển đổi dòng nhiệt và thiết bị đo được đặt trong cùng một phòng, bất kể nhiệt độ không khí trong phòng như thế nào.

3.8. Thiết bị theo khoản 3.7 được chuẩn bị hoạt động theo hướng dẫn vận hành dành cho thiết bị tương ứng, bao gồm cả việc tính đến thời gian duy trì cần thiết của thiết bị để thiết lập chế độ nhiệt độ mới trong thiết bị.

4. Lấy số đo

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

khi sử dụng thiết bị ITP-11 - sau khi khôi phục các điều kiện trao đổi nhiệt trong phòng gần các phần điều khiển của các cấu trúc bao quanh, bị biến dạng trong quá trình vận hành chuẩn bị và sau khi khôi phục trực tiếp chế độ truyền nhiệt trước đó trong khu vực thử nghiệm, bị xáo trộn khi gắn bộ chuyển đổi;

trong các thử nghiệm kỹ thuật nhiệt sử dụng bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo điều 2.2 - sau khi bắt đầu trạng thái trao đổi nhiệt ổn định mới trong bộ chuyển đổi.

Sau khi hoàn thành các hoạt động chuẩn bị theo đoạn văn. 3.2-3.5 khi sử dụng thiết bị ITP-11, chế độ trao đổi nhiệt tại vị trí đo được khôi phục trong khoảng 5 - 10 phút, khi sử dụng bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo khoản 2.2 - sau 2-6 giờ.

Chỉ báo về việc hoàn thành chế độ truyền nhiệt nhất thời và khả năng đo mật độ dòng nhiệt có thể được coi là độ lặp lại của kết quả đo mật độ dòng nhiệt trong phạm vi sai số đo đã thiết lập.

4.2. Khi đo dòng nhiệt trong vỏ bọc tòa nhà có điện trở nhiệt nhỏ hơn 0,6 (m2)/W, nhiệt độ bề mặt của nó ở khoảng cách 100 mm tính từ bộ chuyển đổi, bên dưới nó, và nhiệt độ của bên trong và bên trong. không khí bên ngoài ở khoảng cách 100 mm tính từ tường được đo đồng thời bằng cặp nhiệt điện.

5. Xử lý kết quả

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

5.2. Khi sử dụng các bộ chuyển đổi và milivolt riêng biệt để đo emf. Mật độ dòng nhiệt đi qua bộ biến đổi, , W/sq.m, được tính theo công thức

(1)

5.3. Hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi, có tính đến nhiệt độ thử nghiệm, được xác định theo Phụ lục 2 khuyến nghị.

5.4. Giá trị mật độ dòng nhiệt, W/m2, khi đo theo 4.3 được tính theo công thức

(2)

Ở đâu -

Và -

nhiệt độ không khí bên ngoài đối diện với bộ chuyển đổi, K (°C);

nhiệt độ bề mặt tại vị trí đo gần đầu dò và dưới đầu dò lần lượt là K (°C).

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

5.6. Kết quả xác định mật độ thông lượng nhiệt được lấy làm trung bình số học của kết quả của năm phép đo tại một vị trí của bộ biến đổi trên kết cấu bao quanh.

phụ lục 1

Thông tin

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 điện dòng điện một chiều với thiết bị đo, thang đo được hiệu chỉnh theo đơn vị mật độ thông lượng nhiệt.

1. Giới hạn đo mật độ thông lượng nhiệt: 0-50; 0-250 W/m2

2. Giá trị chia tỷ lệ dụng cụ: 1; 5 W/m2

3. Lỗi chính của thiết bị được biểu thị bằng phần trăm ở nhiệt độ không khí 20 °C.

4. Sai số bổ sung do thay đổi nhiệt độ không khí xung quanh thiết bị đo không vượt quá 1% cho mỗi 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 dòng nhiệt không vượt quá 0,83% trên mỗi thay đổi nhiệt độ 10 K (°C) trong phạm vi từ 273 đến 243 K (từ 0 đến âm 30 °C).

5. Điện trở nhiệt của bộ chuyển đổi dòng nhiệt không quá 3·10 (sq/m·K)/W.

6. Thời gian thiết lập các bài đọc - không quá 3,5 phút.

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

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

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

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

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

12. Nguồn điện - 3 phần tử “316”.

Phụ lục 2

Phương pháp hiệu chuẩn bộ chuyển đổi dòng nhiệt

Bộ chuyển đổi dòng nhiệt được sản xuất được hiệu chuẩn trên hệ thống lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng theo GOST 7076-78, trong đó, thay vì mẫu thử, bộ chuyển đổi đã hiệu chuẩn và mẫu vật liệu tham chiếu theo GOST 8.140-82 đã được cài đặt.

Khi hiệu chuẩn, khoảng trống giữa tấm ổn nhiệt của hệ thống lắp đặt và mẫu tham chiếu bên ngoài bộ chuyển đổi phải được lấp đầy bằng vật liệu có đặc tính vật lý nhiệt tương tự như vật liệu của bộ chuyển đổi để đảm bảo tính một chiều của dòng nhiệt đi qua nó. trong khu vực làm việc của quá trình cài đặt. đo E.M.F. trên bộ chuyển đổi và mẫu đối chứng 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 bộ chuyển đổi, W/(sq.m·mV) ở nhiệt độ trung bình nhất định của thí nghiệm được tìm thấy từ kết quả đo mật độ dòng nhiệt và emf. theo mối quan hệ sau

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


Ở đâu		độ dẫn nhiệt của vật liệu đối chứng, W/(m.K);
		nhiệt độ của bề mặt trên và dưới của tiêu chuẩn tương ứng là K(°С);
		độ dày tiêu chuẩn, m.

Nên chọn nhiệt độ trung bình trong các thử nghiệm khi hiệu chỉnh bộ chuyển đổi trong khoảng từ 243 đến 323 K (từ âm 30 đến cộng 50 ° C) và duy trì nhiệt độ này ở độ lệch không quá ± 2 K (° C).

Kết quả xác định hệ số chuyển đổi được lấy là trung bình số học của các giá trị được tính toán từ kết quả đo của ít nhất 10 thí nghiệm. Số chữ số có nghĩa trong giá trị hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi được lấy theo sai số đo.

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


Ở đâu ,	Nhiệt độ trung bình của bộ chuyển đổi trong hai thí nghiệm, K (°C);
	Hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi ở nhiệt độ trung bình và tương ứng là W/(sq.m·V).

Chênh lệch nhiệt độ trung bình tối thiểu phải là 40 K (°C).

Kết quả xác định hệ số nhiệt độ của bộ chuyển đổi được lấy là giá trị trung bình số học của mật độ, được tính từ kết quả của ít nhất 10 thí nghiệm với các nhiệt độ trung bình khác nhau của bộ chuyển đổi.

Giá trị hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi dòng nhiệt ở nhiệt độ thử nghiệm, W/(m2 mV), được tìm bằng công thức sau

Ở đâu

(Giá trị hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi ở nhiệt độ thử nghiệm

W/(m2 mV)

Loại và số lượng thiết bị đo


Loại hàng rào		Đọc thiết bị, mV		Giá trị mật độ thông lượng nhiệt
súp bắp cải hằng số-	Số lô đất	Số đo	Trung bình cho khu vực	thu nhỏ	thực tế
bàn tay

Chữ ký của người điều hành ___________________

Ngày đo ___________

Văn bản của tài liệu được xác minh theo:

công bố chính thức

Gosstroy Liên Xô -

M.: Nhà xuất bản Tiêu chuẩn, 1988

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

Trường nhiệt độ– một tập hợp các giá trị nhiệt độ tại tất cả các điểm của không gian được nghiên cứu cho từng thời điểm..gif" width="131" Height="32 src=">

Lượng nhiệt W truyền trong một đơn vị thời gian qua 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 dòng nhiệt: .

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

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

Phương trình vi phân của độ dẫn nhiệt được rút ra từ các giả định sau:

Cơ thể đồng nhất và đẳng hướng;

Các thông số vật lý không đổi;

Sự biến dạng của thể tích đang xét liên quan đến sự thay đổi nhiệt độ là rất nhỏ so với bản thân thể tích đó;

Các nguồn nhiệt bên trong cơ thể, nói chung có thể được cung cấp dưới dạng , được phân bố đều.

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

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

Nếu chúng ta lấy hằng số đặc tính vật lý nhiệt, được giả sử khi rút ra phương trình, thì sai số sẽ có dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image011_4.gif" width="51" Height= "44"> - hệ số khuếch tán nhiệt.

Và , Ở đâu - Toán tử Laplace trong hệ tọa độ Descartes.

Sau đó .

Điều kiện duy nhất hay điều kiện biên bao gồm:

điều kiện hình học,

3. Độ dẫn nhiệt của tường (điều kiện biên loại 1).

Độ dẫn nhiệt của tường một lớp.

Xét một bức tường phẳng đồng nhất có độ dày d. Nhiệt độ tc1 và tc2 được duy trì không đổi theo thời gian trên bề mặt bên ngoài của tường. Độ dẫn nhiệt của vật liệu làm tường không đổi và bằng l.

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

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

Kể từ đây (**).

Sự chênh lệch giá trị nhiệt độ trong phương trình (**) được gọi là Nhiệt độ khác nhau. Từ phương trình này, rõ ràng mật độ dòng nhiệt q thay đổi tỷ lệ thuận với độ dẫn nhiệt l và chênh lệch nhiệt độ Dt và tỷ lệ nghịch với độ dày thành d.

Tỷ lệ này được gọi là độ dẫn nhiệt của tường và giá trị 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.

Độ 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 đặc tính dẫn nhiệt của tường phẳng nhiều lớp với đặc tính của vật liệu đồng nhất, khái niệm độ dẫn nhiệt tương đương.Đây là độ dẫn nhiệt của tường một lớp, độ dày của nó bằng với độ dày của tường nhiều lớp đang được xem xét, tức là.gif" width="331" Height="52">

Từ đây chúng ta có:

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

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

Chúng ta hãy xem xét quá trình truyền nhiệt tĩnh qua một bức tường phẳng đồng nhất vô hạn có độ dày d. Độ dẫn nhiệt của tường l, nhiệt độ môi trường tl1 và tl2, hệ số truyền nhiệt a1 và a2 được xác định. Cần tìm dòng nhiệt từ chất lỏng nóng sang chất lỏng lạnh và nhiệt độ trên các bề mặt tường tc1 và tc2. Mật độ dòng nhiệt từ môi trường nóng đến tường được xác định theo phương trình: . Dòng nhiệt tương tự được truyền bằng cách dẫn nhiệt qua một bức tường rắn: và từ bề mặt tường thứ 2 ra 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, trị số k biểu thị lượng nhiệt truyền qua một đơn vị bề mặt tường trong một đơn vị thời gian ở mức chênh lệch nhiệt độ giữa môi trường 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">khả năng chịu nhiệt đối với tính dẫn nhiệt.

Đối với tường nhiều lớp .

Mật độ dòng nhiệt qua tường nhiều lớp: .

Dòng nhiệt Q, W truyền qua một bức tường phẳng có diện tích bề mặt F bằng: .

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

5. Độ dẫn nhiệt của tường hình trụ (điều kiện biên loại 1).

Chúng ta hãy xem xét quá trình dẫn nhiệt tĩnh qua một bức tường hình trụ đồng nhất (ống) có chiều dài l với bán kính trong r1 và bán kính ngoài r2. Độ dẫn nhiệt của vật liệu làm tường l là một giá trị không đổi. Nhiệt độ không đổi tc1 và tc2 được đặt trên bề mặt tường.

Trong trường hợp (l>>r), các bề mặt đẳng nhiệt sẽ có dạng hình trụ và trường nhiệt độ sẽ có dạng 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 ta đưa phương trình về dạng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image047.gif" width="107" Height="25">, chúng ta có :

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

Thay thế 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 đường cong logarit. Do đó, bên trong một bức tường hình trụ đồng nhất có độ dẫn nhiệt không đổi, nhiệt độ thay đổi theo định luật logarit.

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

Thay giá trị gradient nhiệt độ vào phương trình định luật Fourier theo phương trình chúng tôi nhận được: (*) ® giá trị của Q không phụ thuộc vào độ dày thành mà phụ thuộc vào tỷ lệ đường kính ngoài và đường kính trong của nó.

Nếu chúng ta lấy thông lượng nhiệt trên một đơn vị chiều dài của tường 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 khả năng chịu nhiệt đối với tính 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 vách trụ (điều kiện biên loại 3).

Chúng ta hãy xem xét một bức tường hình trụ đồng nhất có chiều dài lớn với đường kính trong d1, đường kính ngoài d2 và độ dẫn nhiệt không đổi. Cho các giá trị nhiệt độ tl1 và tl2 lạnh của môi trường và các hệ số truyền nhiệt a1 và a2. đối với chế độ đứng yên, 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 lượng bằng lượng nhiệt truyền từ môi trường này sang môi trường khác qua thành ống dài 1 m trong một đơn vị thời gian với chênh lệch nhiệt độ 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 truyền nhiệt là tổng của điện trở tuyến tính đối với truyền nhiệt và tổng của điện trở nhiệt tuyến tính đối với độ dẫn nhiệt của các lớp.

Nhiệt độ ở 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 hình cầu.

Nghịch đảo của hệ số truyền nhiệt của bức tường hình cầu được gọi là khả năng chịu nhiệt đối với sự truyền nhiệt của bức tường hình cầu.

Điều kiện biên giớiTôi tử tế.

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

Trong những điều kiện này, nhiệt độ chỉ phụ thuộc vào bán kính r. Theo định luật Fourier, dòng nhiệt truyền qua vách cầu bằng: .

Tích hợp phương trình sẽ cho sự phân bố nhiệt độ sau trong lớp hình cầu:

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

Kể từ đây , d - độ dày của tường.

Phân bố nhiệt độ: ® ở độ dẫn nhiệt không đổi, nhiệt độ trong thành hình cầu thay đổi theo định luật hyperbol.

8. Điện trở nhiệt.

Tường phẳng một lớp:

Điều kiện biên loại 1

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

Tường trụ một lớp:

Điều kiện biên loại 1

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

Điều kiện biên loại 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 tới hạn của vật liệu cách nhiệt.

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

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

Cực trị của hàm Rl – – đường kính quan trọng ký hiệu là dcr. Dùng làm chỉ báo về sự phù hợp của vật liệu được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt cho đường ống có đường kính ngoài d2 cho trước với hệ số truyền nhiệt cho trước là a2.

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

Xem Câu hỏi 9. Đường kính của lớp cách nhiệt phải lớn hơn đường kính tới hạn của lớp cách nhiệt.

11. Truyền nhiệt qua tường vây. Hệ số vây.

Chúng ta hãy xem xét một bức tường có vây có độ dày d và độ 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 xác định.

Chúng ta hãy biểu thị nhiệt độ của bề mặt nhẵn là tc1. Giả sử rằng nhiệt độ của bề mặt của các gân và của tường là như nhau và bằng tc2. Nói chung, giả định này không tương ứng với thực tế, nhưng nó đơn giản hóa việc tính toán và thường được sử dụng.

Với tl1 > tl2, các biểu thức sau đây 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 vây.

Khi tính mật độ dòng nhiệt trên một đơn vị bề mặt tường không có vây, chúng ta thu được: . k1 - hệ số truyền nhiệt liên quan đến bề mặt tường không có vây.

Tỷ số giữa diện tích bề mặt có gân và diện tích bề mặt nhẵn F2/F1 được gọi là hệ số vây.

12. Độ dẫn nhiệt không ổn định. Điểm hướng dẫn. Ý nghĩa vật lý của Bi, Fo.

Độ dẫn nhiệt không cố định là một quá trình trong đó nhiệt độ tại một điểm nhất định của vật rắn thay đổi theo thời gian; sự kết hợp của các nhiệt độ này tạo thành trường nhiệt độ không cố định, việc xác định trường nhiệt độ này là nhiệm vụ chính của đo nhiệt không cố định. độ dẫn nhiệt. Các quá trình dẫn nhiệt nhất thời có tầm quan trọng lớn đối với các nhà máy sưởi ấm, thông gió, điều hòa không khí, cung cấp nhiệt và tạo nhiệt. Vỏ tòa nhà chịu ảnh hưởng nhiệt thay đổi theo thời gian cả từ không khí bên ngoài và từ trong phòng, do đó quá trình dẫn nhiệt không cố định xảy ra trong khối của kết cấu bao quanh. Bài toán tìm trường nhiệt độ ba chiều có thể được phát biểu theo các nguyên tắc đã nêu ở phần “công thức toán học của bài toán truyền nhiệt”. Công thức của bài toán bao gồm phương trình dẫn nhiệt: , trong đó hệ số khuếch tán nhiệt m2/s, cũng như các điều kiện duy nhất giúp có thể chọn một nghiệm duy nhất từ tập nghiệm cho phương trình có các giá trị khác nhau của các hằng số tích hợp.

Điều kiện duy nhất bao gồm điều kiện ban đầu và điều kiện biên. Các điều kiện ban đầu xác định 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 xem xét một hình chữ nhật có hình 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 dưới dạng: tại t = 0 và - d £ x £ d; - ly£у£ly; -lz£z£lz ta có t = t(x, y, z,0) = t0(x, y, z). Từ bản ghi này, rõ ràng là gốc của hệ tọa độ Descartes nằm ở tâm đối xứng của hình bình hành.

Chúng ta hãy xây dựng các điều kiện biên dưới dạng các điều kiện biên loại ba thường gặp trong thực tế. Các điều kiện biên loại thứ ba xác định hệ số truyền nhiệt và nhiệt độ môi trường tại thời điểm bất kỳ tại ranh giới của vùng D. 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 cùng nhiệt độ môi trường tl, điều kiện biên loại ba tại t >0 có thể được viết là: ; ;

Ở đâu . S – diện tích biên bề mặt 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 bài toán được xây dựng ở trên dưới dạng một chiều, tức là với điều kiện ly, lz »d. Trong trường hợp này, cần tìm trường nhiệt độ có dạng t = t(x, t). Hãy viết ra tuyên bố vấn đề:

phương trình ;

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

điều kiện biên: tại x = ±d, t > 0 ta có https://pandia.ru/text/78/654/images/image095.gif" width="141" Height="27">. Nhiệm vụ là thu được một công thức cụ thể t = t(x, t), cho phép người ta tìm nhiệt độ t tại bất kỳ điểm nào trên tấm tại một thời điểm tùy ý.

Hãy xây dựng bài toán theo các biến không thứ nguyên, điều này sẽ làm giảm các mục và làm cho lời giải trở nên phổ quát hơn. Nhiệt độ không thứ nguyên bằng , tọa độ không thứ nguyên bằng X = x/d..gif" width="149" Height="27 src=">.gif" width="120" Height="25">, Ở đâu - Số sinh học.

Việc xây dựng 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, do đó mẫu số Bi là độ dẫn nhiệt của chất rắn. Bi là một tham số được xác định trước và là một tiêu chí.

Nếu chúng ta xem xét 2 quá trình dẫn nhiệt không cố định có cùng số Biot thì theo định lý tương tự thứ ba, các quá trình này tương tự nhau. Điều này có nghĩa là ở những điểm tương tự (tức là ở X1=X2; Fo1=Fo2), nhiệt độ không thứ nguyên sẽ bằng nhau về mặt số lượng: 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. Độ dẫn nhiệt không ổn định của bức tường phẳng không có giới hạn.

Xem câu hỏi 12.

17. Phương trình năng lượng. Điều kiện rõ ràng.

Phương trình năng lượng mô tả quá trình truyền nhiệt trong môi trường vật chất. Hơn nữa, sự phân phối của nó gắn liền với việc chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác. Định luật bảo toàn năng lượng 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 trong đó nhiệt truyền được coi là liên tục; nó có thể đứng yên hoặc di chuyển. Vì trường hợp của môi trường chuyển động tổng quát hơn nên chúng ta sử dụng biểu thức của định luật nhiệt động lực học thứ nhất cho dòng chảy: (17.1) , trong đó q là nhiệt lượng đưa vào, J/kg; h – entanpi, J/kg; w - vận tốc của môi trường tại điểm đang xét, m/s; g – gia tốc rơi tự do; z - độ cao nơi đặt phần tử môi trường được xem xét, m; ltr – tác dụng lực ma sát trong, J/kg.

Theo phương trình 17.1, nhiệt lượng cung cấp được sử dụng để tăng entanpy, động năng và thế năng trong trường trọng lực, cũng như để thực hiện công chống lại lực nhớt..gif" width="265 chiều cao=28" chiều cao=" 28"> (17.2) .

Bởi vì (17.3) .

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

Thực hiện thao tác tương tự cho trục 0y và 0z, chúng ta thu được sự khác biệt tương ứng: https://pandia.ru/text/78/654/images/image112.gif" width="93" Height="47 src= ">. Bằng cách tính tổng cả ba điểm chênh lệch, chúng ta thu được lượng nhiệt được cung cấp (hoặc loại bỏ) cho phần tử trên một đơn vị thời gian.

Chúng ta hãy giới hạn trong trường hợp dòng chảy có tốc độ vừa phải, khi đó lượng nhiệt cung cấp bằng độ biến thiên của entanpy. Nếu chúng ta giả sử rằng một hình song song cơ bản được cố định cố định trong không gian và các mặt của nó có thể thấm qua, thì mối quan hệ đã 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 entanpy tại một điểm cố định trong không gian được bao phủ bởi một ống song song cơ bản; dấu trừ được đưa vào để phối hợp quá trình truyền nhiệt và thay đổi entanpy: nhiệt thu được sự tràn vào<0 должен вызывать увеличение энтальпии.

(17.10) .

Việc rút ra phương trình năng lượng được hoàn thành bằng cách thay thế các biểu thức (17.6) và (17.10) vào phương trình (17.4). vì thao tác này là chính thức nên chúng tôi sẽ chỉ thực hiện các phép biến đổi cho trục 0x: (17.11) .

Với các tham số vật lý không đổi của môi trường, chúng ta thu được biểu thức sau cho đạo hàm: (17.12) . Sau khi thu được các biểu thức tương tự cho các hình chiếu lên các trục khác, chúng ta tính tổng từ chúng trong ngoặc ở vế phải của phương trình (17.4). Và sau một số phép biến đổi, chúng ta có được phương trình năng lượngđối với môi trường không nén được ở tốc độ dòng chảy vừa phải:

(17.13) .

Vế trái của phương trình mô tả tốc độ thay đổi nhiệt độ của một hạt chất lỏng chuyển động. Vế phải của phương trình là tổng các đạo hàm của dạng và do đó xác định kết quả cung cấp (hoặc loại bỏ) nhiệt do tính dẫn nhiệt.

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

Đối với môi trường đứng yên, các thuật ngữ đối lưu https://pandia.ru/text/78/654/images/image128.gif" width="168" Height="51">.gif" width="76" Height="20 src=">.

Điều kiện rõ ràng.

Các phương trình vi phân có vô số nghiệm; về mặt hình thức, thực tế này được phản ánh qua sự có mặt của các hằng số tích phân tùy ý. Để giải một bài toán kỹ thuật cụ thể, cần bổ sung thêm một số điều kiện liên quan đến bản chất và đặc điểm riêng biệt của bài toán này vào phương trình.

Các trường của các chức năng cần thiết - nhiệt độ, tốc độ và áp suất - được tìm thấy trong một khu vực nhất định, trong đó hình dạng và kích thước phải được chỉ định và trong một khoảng thời gian nhất định. Để rút ra một giải pháp duy nhất cho một vấn đề từ một tập hợp các giải pháp có thể, cần phải đặt các giá trị của các hàm tìm kiếm: tại thời điểm ban đầu trong toàn bộ khu vực đang xem xét; bất cứ lúc nào trên ranh giới của khu vực đang được xem xét.

ĐIỂM 25380-2014

TIÊU CHUẨN LIÊN TIẾN

TÒA NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH

Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua lớp vỏ tòa nhà

Các tòa nhà và công trình. Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua kết cấu bao quanh

MKS 91.040.01

Ngày giới thiệu 2015-07-01

Lời nói đầu

Các mục tiêu, nguyên tắc cơ bản và quy trình cơ bản để thực hiện công việc tiêu chuẩn hóa giữa các tiểu bang được thiết lập trong GOST 1.0-92 "Hệ thống tiêu chuẩn hóa giữa các tiểu bang. Các điều khoản cơ bản" và GOST 1.2-2009 "Hệ thống tiêu chuẩn hóa giữa các tiểu bang. Các tiêu chuẩn, quy tắc, khuyến nghị giữa các tiểu bang về tiêu chuẩn hóa giữa các tiểu bang. Quy tắc phát triển, áp dụng, cập nhật và hủy bỏ"

Thông tin chuẩn

1 ĐƯỢC PHÁT TRIỂN bởi Viện Ngân sách Nhà nước Liên bang "Viện Nghiên cứu Vật lý Xây dựng của Viện Hàn lâm Khoa học Kiến trúc và Xây dựng Nga" (NIISF RAASN) với sự tham gia của SKB Stroypribor LLC

2 ĐƯỢC GIỚI THIỆU bởi Ủy ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn hóa TC 465 "Xây dựng"

3 ĐƯỢC THÔNG QUA bởi Hội đồng Tiêu chuẩn, Đo lường và Chứng nhận Liên bang (nghị định thư ngày 30 tháng 9 năm 2014 N 70-P)

Những người sau đây đã bỏ phiếu thông qua:


Tên viết tắt của nước theo MK (ISO 3166) 004-97		Tên viết tắt của cơ quan tiêu chuẩn hóa quốc gia
		Bộ Kinh tế Cộng hòa Armenia
Bêlarut		Tiêu chuẩn Nhà nước Cộng hòa Belarus
Kyrgyzstan		Tiêu chuẩn Kyrgyzstan
		Tiêu chuẩn Moldova
		Rosstandart

4 Theo lệnh của Cơ quan Quy chuẩn và Đo lường Kỹ thuật Liên bang ngày 22 tháng 10 năm 2014 N 1375-st, tiêu chuẩn liên bang GOST 25380-2014 đã có hiệu lực như một tiêu chuẩn quốc gia của Liên bang Nga vào ngày 1 tháng 7 năm 2015.

5 THAY ĐỔI GOST 25380-82

(Sửa đổi. IUS N 7-2015).

Thông tin về những thay đổi đối với tiêu chuẩn này được công bố trong mục thông tin hàng năm "Tiêu chuẩn quốc gia" và nội dung thay đổi và sửa đổi được công bố trong mục thông tin hàng tháng "Tiêu chuẩn quốc gia". Trong trường hợp sửa đổi (thay thế) hoặc hủy bỏ tiêu chuẩn này, thông báo tương ứng sẽ được công bố trong mục thông tin hàng tháng “Tiêu chuẩn quốc gia”. Thông tin, thông báo và văn bản liên quan cũng được đăng trong hệ thống thông tin công cộng - trên trang web chính thức của Cơ quan Quy chuẩn và Đo lường Kỹ thuật Liên bang trên Internet

Đã thực hiện sửa đổi, công bố trong IUS số 7 năm 2015

Sửa đổi được thực hiện bởi nhà sản xuất cơ sở dữ liệu

Giới thiệu

Việc tạo ra tiêu chuẩn cho phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua vỏ bọc tòa nhà dựa trên các yêu cầu của Luật Liên bang N 384-FZ ngày 30 tháng 12 năm 2009. N 384-FZ* “Quy định kỹ thuật về an toàn của các tòa nhà và công trình”, theo đó các tòa nhà và công trình một mặt phải loại trừ việc tiêu thụ tài nguyên năng lượng bất hợp lý trong quá trình vận hành, mặt khác không tạo điều kiện cho các hành vi không thể chấp nhận được. sự suy giảm các thông số của môi trường con người và các điều kiện của quá trình sản xuất và công nghệ.
_______________
* Văn bản của tài liệu tương ứng với bản gốc. - Ghi chú của nhà sản xuất cơ sở dữ liệu.

Tiêu chuẩn này được phát triển với mục đích thiết lập một phương pháp thống nhất để đo, trong điều kiện phòng thí nghiệm và hiện trường, mật độ dòng nhiệt đi qua hàng rào của các tòa nhà và công trình được sưởi ấm, giúp định lượng chất lượng nhiệt của các tòa nhà và công trình và sự tuân thủ của các cấu trúc bao quanh với các yêu cầu quy định được quy định trong các tài liệu quy định hiện hành, để xác định tổn thất nhiệt thực tế thông qua các cấu trúc bao quanh bên ngoài, kiểm tra các giải pháp thiết kế kết cấu và việc thực hiện chúng trong các tòa nhà và công trình được xây dựng.

Tiêu chuẩn này là một trong những tiêu chuẩn cơ bản cung cấp các thông số cho hộ chiếu năng lượng và kiểm toán năng lượng của các tòa nhà và công trình đang vận hành.

1 lĩnh vực sử dụng

Tiêu chuẩn này thiết lập một phương pháp thống nhất để đo mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao bọc một lớp và nhiều lớp của các tòa nhà và công trình dân dụng, công cộng, công nghiệp và nông nghiệp trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm và trong các điều kiện vận hành.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các cấu trúc bao quanh của các tòa nhà có hệ thống sưởi, được thử nghiệm dưới tác động của khí hậu trong các buồng khí hậu và trong các nghiên cứu kỹ thuật nhiệt quy mô đầy đủ trong các điều kiện vận hành.

2 Tài liệu tham khảo

Tiêu chuẩn này sử dụng tài liệu tham khảo cho các tiêu chuẩn sau:

GOST 8.140-2009 Hệ thống nhà nước đảm bảo tính thống nhất của các phép đo. Tiêu chuẩn sơ cấp và sơ đồ xác minh trạng thái của phương tiện đo độ dẫn nhiệt của chất rắn từ 0,1 đến 5 W/(m K) trong khoảng nhiệt độ từ 90 đến 500 K và từ 5 đến 20 W/(m K) trong khoảng nhiệt độ từ 300 đến 1100 K

GOST 6651-2009 Bộ chuyển đổi nhiệt điện trở. Yêu cầu kỹ thuật chung và phương pháp thử

GOST 7076-99 Vật liệu và sản phẩm xây dựng. Phương pháp xác định độ dẫn nhiệt và độ bền nhiệt trong điều kiện nhiệt tĩnh

GOST 8711-93 Thiết bị đo điện hoạt động trực tiếp tương tự và các bộ phận phụ trợ cho chúng. Phần 2. Yêu cầu đặc biệt đối với ampe kế và vôn kế

GOST 9245-79 Chiết áp đo dòng điện trực tiếp. Điều kiện kỹ thuật chung

Lưu ý - Khi sử dụng tiêu chuẩn này, nên kiểm tra tính hợp lệ của các tiêu chuẩn tham chiếu bằng cách sử dụng chỉ số “Tiêu chuẩn quốc gia” được biên soạn kể từ ngày 1 tháng 1 của năm hiện tại và theo các chỉ số thông tin tương ứng được công bố trong năm hiện tại. Nếu tiêu chuẩn tham chiếu được thay thế (thay đổi) thì khi sử dụng tiêu chuẩn này bạn nên được hướng dẫn bởi tiêu chuẩn thay thế (đã thay đổi). Nếu tiêu chuẩn tham chiếu bị hủy bỏ mà không có sự thay thế thì điều khoản trong đó tham chiếu đến nó sẽ được áp dụng ở phần không ảnh hưởng đến tham chiếu này.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ với định nghĩa tương ứng sau:

3.1 dòng nhiệt , W: Lượng nhiệt truyền qua một cấu trúc hoặc môi trường trong một đơn vị thời gian.

3.2 mật độ dòng nhiệt (bề mặt) , W/m: Lượng nhiệt truyền qua một đơn vị diện tích bề mặt của kết cấu.

3.3 khả năng truyền nhiệt của kết cấu bao quanh , tôi°C/W: Tổng khả năng chống hấp thụ nhiệt, khả năng chịu nhiệt của các lớp, khả năng chống truyền nhiệt của kết cấu bao quanh.

4 Quy định cơ bản

4.1 Bản chất của phương pháp

4.1.1 Phương pháp đo mật độ thông lượng nhiệt dựa trên việc đo chênh lệch nhiệt độ trên “tấm tường bổ sung” (tấm) được lắp đặt trên vỏ công trình. Sự chênh lệch nhiệt độ này, tỷ lệ thuận với hướng của dòng nhiệt với mật độ của nó, được chuyển đổi thành nhiệtEMF (nhiệt điện động lực) bằng pin gồm các cặp nhiệt điện đặt trong “bức tường bổ sung” song song với dòng nhiệt và được mắc nối tiếp theo tín hiệu được tạo ra. . “Tấm bổ sung” (tấm) và dãy cặp nhiệt điện tạo thành bộ chuyển đổi dòng nhiệt.

4.1.2 Mật độ thông lượng nhiệt được đo trên thang đo của thiết bị chuyên dụng ITP-MG 4.03 “Potok”, bao gồm bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt hoặc được tính từ kết quả đo thermoEMF trên các bộ chuyển đổi dòng nhiệt đã được hiệu chuẩn trước.

Mật độ dòng nhiệt được xác định theo công thức

là mật độ dòng nhiệt, W/m;

- hệ số chuyển đổi, W/m mV;

- giá trị tín hiệu nhiệt điện, mV.

Sơ đồ đo mật độ dòng nhiệt được thể hiện trên Hình 1.

1 - thiết bị đo (chiết áp DC theo GOST 9245);

2 - kết nối thiết bị đo với bộ chuyển đổi dòng nhiệt;

3 - bộ chuyển đổi dòng nhiệt; 4 - kết cấu bao quanh được nghiên cứu;

- mật độ dòng nhiệt, W/m

Hình 1 - Sơ đồ đo mật độ dòng nhiệt

4.2 Phần cứng

4.2.1 Để đo mật độ dòng nhiệt, người ta sử dụng thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok" *.
________________
* Xem phần Thư mục. - Ghi chú của nhà sản xuất cơ sở dữ liệu.

Đặc tính kỹ thuật của thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok" được nêu trong Phụ lục A.

4.2.2 Trong quá trình thử nghiệm kỹ thuật nhiệt của các kết cấu bao quanh, cho phép đo mật độ dòng nhiệt bằng cách sử dụng các bộ chuyển đổi dòng nhiệt được hiệu chuẩn và chế tạo riêng biệt có điện trở nhiệt đến 0,005-0,06 m °C/W và các thiết bị đo nhiệtEMF tạo ra bởi các bộ chuyển đổi.

Được phép sử dụng bộ chuyển đổi có thiết kế được nêu trong GOST 7076.

4.2.3 Bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo 4.2.2 phải đáp ứng các yêu cầu cơ bản sau:

vật liệu cho “tường phụ” (tấm) phải giữ được các tính chất cơ lý ở nhiệt độ môi trường xung quanh từ 243 đến 343 K (từ âm 30°C đến cộng 70°C);

vật liệu không được làm ướt hoặc làm ẩm bằng nước ở pha lỏng và hơi; tỷ lệ đường kính cảm biến với độ dày của nó ít nhất phải bằng 10;

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

bộ chuyển đổi dòng nhiệt phải được hiệu chuẩn tại các tổ chức, theo quy trình đã thiết lập, đã nhận được quyền sản xuất các bộ chuyển đổi này;

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

4.2.4 Việc hiệu chuẩn bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo 4.2.2 có thể được thực hiện trên hệ thống lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt theo GOST 7076, trong đó mật độ dòng nhiệt được tính toán dựa trên kết quả đo chênh lệch nhiệt độ trên các mẫu đối chiếu vật liệu được chứng nhận theo GOST 8.140 và được lắp đặt thay cho mẫu thử. Phương pháp hiệu chuẩn bộ chuyển đổi dòng nhiệt được nêu trong Phụ lục B.

4.2.5 Bộ chuyển đổi được kiểm tra ít nhất mỗi năm một lần, như quy định trong 4.2.3, 4.2.4.

4.2.6 Để đo nhiệtEMF của bộ chuyển đổi dòng nhiệt, cho phép sử dụng chiết áp cầm tay PP-63 theo GOST 9245, vôn kế kỹ thuật số V7-21, F30 theo GOST 8711 hoặc các máy đo nhiệt EMF khác, sai số tính toán trong đó diện tích nhiệtEMF đo được của bộ chuyển đổi dòng nhiệt không vượt quá 1% và có điện trở đầu vào cao hơn ít nhất 10 lần điện trở trong của bộ chuyển đổi.

Khi thực hiện thử nghiệm nhiệt của các kết cấu bao quanh bằng các bộ chuyển đổi riêng biệt, tốt nhất nên sử dụng các hệ thống và dụng cụ ghi tự động.

4.3 Chuẩn bị đo

4.3.1 Đo mật độ dòng nhiệt được thực hiện theo quy luật từ bên trong các kết cấu bao quanh của tòa nhà và công trình.

Cho phép đo mật độ dòng nhiệt từ bên ngoài của các kết cấu bao quanh nếu không thể thực hiện chúng từ bên trong (môi trường khắc nghiệt, dao động trong các thông số không khí) với điều kiện duy trì nhiệt độ ổn định trên bề mặt. Các điều kiện truyền nhiệt được theo dõi bằng đầu dò nhiệt độ và phương tiện đo mật độ dòng nhiệt: khi đo trong 10 phút, số đọc của chúng phải nằm trong sai số đo của thiết bị.

4.3.2 Diện tích bề mặt được chọn là đặc trưng hoặc đặc trưng của toàn bộ kết cấu bao quanh đang được thử nghiệm, tùy thuộc vào nhu cầu đo mật độ dòng nhiệt cục bộ hoặc trung bình.

Các khu vực được chọn để đo trên kết cấu bao quanh phải có lớp bề mặt làm từ cùng một loại 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.

4.3.3 Các khu vực bề mặt của kết cấu bao quanh nơi lắp đặt bộ chuyển đổi dòng nhiệt được làm sạch cho đến khi loại bỏ được độ nhám có thể nhìn thấy và sờ thấy được.

4.3.4 Bộ chuyển đổi được ép chặt trên toàn bộ bề mặt của nó với kết cấu bao quanh và cố định ở vị trí này, đảm bảo sự tiếp xúc liên tục của bộ chuyển đổi dòng nhiệt với bề mặt của khu vực nghiên cứu trong tất cả các phép đo tiếp theo.

Khi gắn bộ chuyển đổi giữa nó và cấu trúc bao quanh, không được phép hình thành các khe hở không khí. Để loại bỏ chúng, người ta bôi một lớp mỏng thạch dầu mỏ kỹ thuật lên diện tích bề mặt tại các vị trí đo, che đi những chỗ không đều trên bề mặt.

Đầu dò có thể được cố định dọc theo bề mặt bên của nó bằng cách sử dụng dung dịch thạch cao xây dựng, thạch dầu mỏ kỹ thuật, nhựa, một thanh có lò xo và các phương tiện khác để ngăn chặn sự biến dạng của dòng nhiệt trong khu vực đo.

4.3.5 Khi thực hiện các phép đo vận hành về mật độ thông lượng nhiệt, một lớp mỏng vật liệu làm hàng rào nơi gắn bộ chuyển đổi được dán lên bề mặt lỏng lẻo của đầu dò hoặc sơn lên bằng sơn có độ đen tương tự hoặc tương tự với màu đen chênh lệch 0,1 so với vật liệu của lớp bề mặt của kết cấu bao quanh.

4.3.6 Thiết bị đo được đặt cách vị trí đo từ 5 đến 8 m hoặc trong phòng liền kề để loại trừ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị dòng nhiệt.

4.3.7 Khi sử dụng các thiết bị đo nhiệtEMF có hạn chế 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 dòng nhiệt được kết nối với chúng bằng dây nối dài.

Khi thực hiện các phép đo bằng thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok", bộ chuyển đổi dòng nhiệt và thiết bị đo được đặt trong cùng một phòng, bất kể nhiệt độ không khí trong phòng như thế nào.

4.3.8 Thiết bị theo 4.3.7 được chuẩn bị hoạt động theo hướng dẫn vận hành dành cho thiết bị tương ứng, bao gồm cả việc tính đến thời gian duy trì cần thiết để thiết bị thiết lập chế độ nhiệt độ mới trong thiết bị.

4.4 Lấy số đo

4.4.1 Đo mật độ dòng nhiệt được thực hiện:

khi sử dụng thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok" sau khi khôi phục các điều kiện trao đổi nhiệt trong phòng gần các phần điều khiển của các kết cấu bao quanh, bị biến dạng trong quá trình vận hành chuẩn bị và sau khi khôi phục trực tiếp chế độ truyền nhiệt trước đó trong khu vực thử nghiệm, bị xáo trộn khi gắn bộ chuyển đổi;

trong quá trình thử nghiệm nhiệt sử dụng bộ biến đổi dòng nhiệt theo 4.2.2 - sau khi bắt đầu trao đổi nhiệt ở trạng thái ổn định mới bên trong bộ biến đổi.

Sau khi thực hiện các thao tác chuẩn bị theo 4.3.2-4.3.5 khi sử dụng thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok", chế độ trao đổi nhiệt tại vị trí đo được khôi phục trong khoảng 5-10 phút, khi sử dụng bộ chuyển đổi dòng nhiệt theo tiêu chuẩn. 4.2.2 - sau 2-6 giờ.

Chỉ báo về việc hoàn thành chế độ truyền nhiệt nhất thời và khả năng đo mật độ dòng nhiệt có thể được coi là độ lặp lại của kết quả đo mật độ dòng nhiệt trong phạm vi sai số đo đã thiết lập.

4.4.2 Khi đo dòng nhiệt trong kết cấu bao quanh có điện trở nhiệt nhỏ hơn 0,6 (m ° C)/W, đo đồng thời bằng cặp nhiệt điện nhiệt độ bề mặt của nó ở khoảng cách 100 mm tính từ bộ chuyển đổi, bên dưới nó và nhiệt độ của không khí bên trong và bên ngoài ở khoảng cách 100 mm tính từ tường.

4.5 Xử lý kết quả đo

4.5.1 Khi sử dụng thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok", giá trị mật độ thông lượng nhiệt (W/m) được ghi lại trên màn hình hiển thị của bộ phận điện tử của thiết bị và được sử dụng để tính toán kỹ thuật nhiệt hoặc được nhập vào kho lưu trữ của các giá trị đo được để sử dụng tiếp theo trong các nghiên cứu phân tích.

4.5.2 Khi sử dụng các bộ chuyển đổi và mili vôn kế riêng biệt để đo nhiệt EMF, mật độ dòng nhiệt đi qua bộ chuyển đổi, , W/m, được tính theo công thức (1).

4.5.3 Việc xác định hệ số chuyển đổi có tính đến nhiệt độ thử nghiệm được thực hiện theo Phụ lục B.

4.5.4 Giá trị mật độ dòng nhiệt, W/m, khi đo theo 4.2.2 được tính theo công thức

nhiệt độ không khí bên ngoài đối diện với bộ chuyển đổi là bao nhiêu, °C;

và - nhiệt độ bề mặt tại vị trí đo gần bộ chuyển đổi dòng nhiệt và bên dưới nó, tương ứng là °C.

4.5.5 Kết quả đo theo 4.5.2 được ghi theo mẫu tại Phụ lục B.

4.5.6 Kết quả đo mật độ thông lượng nhiệt được lấy là trung bình số học của kết quả của năm phép đo tại một vị trí của bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt trên kết cấu bao quanh.

Phụ lục A (để tham khảo). Đặc tính kỹ thuật của thiết bị ITP-MG 4.03 "Potok"

Phụ lục A
(nhiều thông tin)

Về mặt cấu trúc, đồng hồ đo lưu lượng nhiệt và nhiệt độ ITP-MG 4.03 "Potok" được chế tạo dưới dạng một thiết bị điện tử và các mô-đun được kết nối với nó thông qua cáp, mỗi mô-đun đó lần lượt có 10 cảm biến lưu lượng nhiệt và/hoặc nhiệt độ được kết nối. qua cáp (xem Hình A.1).

Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo là đo nhiệtEMF của bộ chuyển đổi dòng nhiệt nhiệt điện tiếp xúc và điện trở của cảm biến nhiệt độ.

Bộ chuyển đổi dòng nhiệt là một ống nhiệt điện đồng-không đổi điện bao gồm hàng trăm cặp nhiệt điện nối tiếp, được gấp đôi thành hình xoắn ốc, chứa đầy hợp chất epoxy với nhiều chất phụ gia khác nhau. Bộ chuyển đổi dòng nhiệt có hai đầu cuối (một đầu ở mỗi đầu của bộ phận cảm biến).

Hoạt động của bộ chuyển đổi dựa trên nguyên tắc của một “bức tường bổ sung” (tấm). Bộ chuyển đổi được cố định trên bề mặt truyền nhiệt của đối tượng đang nghiên cứu, tạo thành một bức tường bổ sung. Dòng nhiệt đi qua bộ chuyển đổi tạo ra gradient nhiệt độ trong đó và tín hiệu nhiệt điện tương ứng.

Đầu dò điện trở bạch kim theo GOST 6651 được sử dụng làm cảm biến nhiệt độ từ xa trong đồng hồ, cung cấp phép đo nhiệt độ bề mặt bằng cách gắn chúng vào các bề mặt đang nghiên cứu, cũng như nhiệt độ của không khí và môi trường dạng hạt bằng cách ngâm.

1.Giới hạn đo:

- mật độ dòng nhiệt: - 10-999 W/m;

- nhiệt độ - từ âm 30°C đến 100°C.

2. Giới hạn sai số tuyệt đối cơ bản cho phép trong phép đo:

- mật độ dòng nhiệt: ±6%;

- nhiệt độ: ±0,2°С.

3. Giới hạn sai số tương đối bổ sung cho phép trong quá trình đo:

- mật độ dòng nhiệt do độ lệch nhiệt độ của bộ biến đổi dòng nhiệt từ 20°C: ±0,5%;

- nhiệt độ gây ra do độ lệch nhiệt độ của thiết bị điện tử và mô-đun từ 20°C: ±0,05°C.

4. Điện trở nhiệt của bộ chuyển đổi:

- mật độ dòng nhiệt không quá 0,005 m °C/W;

- nhiệt độ không quá 0,001 m°C/W.

5. Hệ số chuyển đổi của bộ chuyển đổi dòng nhiệt không quá 50 W/(m mV).

6. Kích thước tổng thể không quá:

- bộ phận điện tử 175x90x30 mm;

- mô-đun 120x75x35 mm;

- cảm biến nhiệt độ có đường kính 12 mm và độ dày 3 mm;

- bộ chuyển đổi dòng nhiệt (hình chữ nhật): từ tấm 10x10 mm, dày 1 mm đến tấm 100x100 mm, dày 3 mm;

- bộ chuyển đổi dòng nhiệt (tròn) từ các tấm có đường kính 18 mm, độ dày 0,5 mm sang các tấm có đường kính 100 mm, độ dày 3 mm.

7. Trọng lượng không quá:

- đơn vị điện tử 0,25 kg;

- mô-đun có mười bộ chuyển đổi (có cáp dài 5 m) 1,2 kg;

- bộ chuyển đổi nhiệt độ đơn (có cáp dài 5 m) 0,3 kg;

- Bộ chuyển đổi dòng nhiệt đơn (có cáp dài 5 m) 0,3 kg.

Hình A.1 - Sơ đồ kết nối cáp của bộ chuyển đổi dòng nhiệt và cảm biến nhiệt độ của đồng hồ đo ITP-MG 4.03 "Potok"

Phụ lục B (khuyến nghị). Phương pháp hiệu chuẩn bộ chuyển đổi dòng nhiệt

Bộ chuyển đổi dòng nhiệt được sản xuất được hiệu chuẩn trong hệ thống lắp đặt để xác định độ dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng theo GOST 7076, trong đó, thay vì mẫu thử, bộ chuyển đổi dòng nhiệt đã hiệu chuẩn và mẫu vật liệu tham chiếu theo GOST 8.140 được lắp đặt .

Khi hiệu chuẩn, khoảng trống giữa tấm ổn nhiệt của hệ thống lắp đặt và mẫu tham chiếu bên ngoài bộ chuyển đổi phải được lấp đầy bằng vật liệu có đặc tính vật lý nhiệt tương tự như vật liệu của bộ chuyển đổi để đảm bảo tính một chiều của dòng nhiệt đi qua nó. trong khu vực làm việc của quá trình cài đặt. Phép đo EMF nhiệt trên bộ chuyển đổi và mẫu đối chứng được thực hiện bằng một trong các thiết bị được liệt kê trong 4.2.6.

Hệ số chuyển đổi , W/(m mV) ở nhiệt độ trung bình cho trước của thí nghiệm được tìm từ kết quả đo mật độ dòng nhiệt và EMF nhiệt theo mối quan hệ sau

là giá trị mật độ dòng nhiệt trong thí nghiệm, W/m;

- giá trị tính toán của nhiệtEMF, mV.

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

là độ dẫn nhiệt của vật liệu đối chứng, W/(m °C);

, - nhiệt độ của bề mặt trên và bề mặt dưới của chất chuẩn, °C;

Độ dày tiêu chuẩn, m.

Nên chọn nhiệt độ trung bình trong các thí nghiệm khi hiệu chỉnh bộ chuyển đổi dòng nhiệt trong khoảng từ 243 đến 373 K (từ âm 30°C đến cộng 100°C) và duy trì nhiệt độ này ở độ lệch không quá ±2°C .

Kết quả xác định hệ số quy đổi được lấy là trung bình số học của các giá trị được tính toán từ kết quả đo của ít nhất 10 thí nghiệm. Số chữ số có nghĩa trong giá trị của hệ số quy đổi được lấy theo sai số đo.

Hệ số nhiệt độ của bộ chuyển đổi, °C, được tìm thấy từ kết quả đo thermoEMF trong các thí nghiệm hiệu chuẩn ở các nhiệt độ trung bình khác nhau của bộ chuyển đổi theo tỷ lệ

trong đó , là nhiệt độ trung bình của bộ chuyển đổi trong hai thí nghiệm, °C;

, - hệ số chuyển đổi ở nhiệt độ trung bình tương ứng và , W/(m mV).

Sự chênh lệch giữa nhiệt độ trung bình ít nhất phải là 40°C.

Kết quả xác định hệ số nhiệt độ của bộ chuyển đổi được lấy là giá trị trung bình số học của mật độ, được tính từ kết quả của ít nhất 10 thí nghiệm với các nhiệt độ trung bình khác nhau của bộ chuyển đổi. Giá trị hệ số chuyển đổi của bộ chuyển đổi dòng nhiệt ở nhiệt độ thử nghiệm, W/(m mV), được tìm bằng công thức sau

đâu là hệ số chuyển đổi được tìm thấy ở nhiệt độ hiệu chuẩn, W/(m mV);

- hệ số nhiệt độ thay đổi hệ số hiệu chuẩn của bộ chuyển đổi dòng nhiệt, °C;

- chênh lệch giữa nhiệt độ đầu dò trong quá trình đo và hiệu chuẩn, °C.

Phụ lục B (khuyến nghị). Phiếu ghi kết quả đo dòng nhiệt truyền qua vỏ công trình


Tên đối tượng thực hiện phép đo

Loại và số lượng bộ chuyển đổi dòng nhiệt

Hệ số chuyển đổi

ở nhiệt độ hiệu chuẩn

Hệ số nhiệt độ chuyển đổi

Nhiệt độ không khí bên ngoài và bên trong,

Nhiệt độ bề mặt của vỏ tòa nhà gần
bộ chuyển đổi và bên dưới nó

Giá trị hệ số chuyển đổi ở nhiệt độ
kiểm tra

Loại và số lượng thiết bị đo

Bảng B.1


Loại kết cấu bao quanh	Số lô đất	Số đọc của thiết bị, mV		Giá trị mật độ thông lượng nhiệt
		Số đo	Trung bình cho khu vực	thu nhỏ	có hiệu lực điện thoại


Chữ ký của người vận hành

Ngày đo

Thư mục

Cơ quan đăng ký dụng cụ đo lường nhà nước của Liên bang Nga*. Viện nghiên cứu đo lường và tiêu chuẩn hóa toàn Nga. M., 2010
________________
* Tài liệu không được cung cấp. Để biết thêm thông tin xin vui lòng theo liên kết. - Ghi chú của nhà sản xuất cơ sở dữ liệu.

UDC 669.8.001.4:006.354 MKS 91.040.01

Từ khóa: truyền nhiệt, dòng nhiệt, điện trở truyền nhiệt, điện trở nhiệt, bộ chuyển đổi dòng nhiệt nhiệt điện, cặp nhiệt điện
_________________________________________________________________________________________

văn bản tài liệu điện tử
được chuẩn bị bởi KodeksJSC và được xác minh dựa trên:
công bố chính thức
M.: Thông tin tiêu chuẩn, 2015

I. Đo mật độ dòng nhiệt đi qua lớp vỏ tòa nhà. GOST 25380-82.

Dòng nhiệt là lượng nhiệt truyền qua một bề mặt đẳng nhiệt trong một đơn vị thời gian. Lưu lượng nhiệt được đo bằng watt hoặc kcal/h (1 W = 0,86 kcal/h). Thông lượng nhiệt trên một đơn vị bề mặt đẳng nhiệt được gọi là mật độ thông lượng nhiệt hoặc 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 với lượng nhiệt truyền trên một đơn vị thời gian qua một đơn vị diện tích vuông góc với hướng của thành phần được lấy.

Các phép đo mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao quanh được thực hiện theo GOST 25380-82 "Các tòa nhà và công trình. Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua các kết cấu bao quanh."

Mật độ thông lượng nhiệt được đo trên thang đo của thiết bị chuyên dụng, trong đó có bộ chuyển đổi thông lượng nhiệt hoặc được tính từ kết quả đo emf. trên các bộ chuyển đổi dòng nhiệt được hiệu chuẩn trước.

Sơ đồ đo mật độ dòng nhiệt được thể hiện trên hình vẽ.

1 - kết cấu bao quanh; 2—bộ chuyển đổi dòng nhiệt; 3 - máy đo sức điện động;

tв, tн — 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 kết cấu bao quanh gần và bên dưới bộ chuyển đổi tương ứng;

R1, R2 - khả năng chịu nhiệt của kết cấu bao quanh và bộ biến đổi dòng nhiệt;

q1, q2 - mật độ dòng nhiệt trước và sau khi cố định bộ biến đổi

II. Bức xạ hồng ngoại. Nguồn. Sự bảo vệ.

Bảo vệ chống lại 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 bức xạ, K.

Bức xạ hồng ngoại được chia thành ba khu vực:

· sóng ngắn (X = 0,7 - 1,4 µm);

sóng trung (k = 1,4 - 3,0 µm):

· Sóng dài (k = 3,0 µm - 1,0 mm).

Sóng điện trong phạm vi hồng ngoại có tác dụng nhiệt chủ yếu lên cơ thể con người. Trong trường hợp này cần xét đến: cường độ và bước sóng có năng lượng cực đại; diện tích bề mặt bức xạ; thời gian tiếp xúc trong một ngày làm việc và thời gian tiếp xúc liên tục; cường độ lao động chân tay và di chuyển trên không tại nơi làm việc; chất lượng quần áo bảo hộ lao động; đặc điểm cá nhân của người lao động.

Các tia sóng ngắn có bước sóng λ ≤ 1,4 μm có khả năng xuyên qua vài centimet vào mô của cơ thể con người. Bức xạ hồng ngoại như vậy dễ dàng xuyên qua da và hộp sọ vào mô não và có thể ảnh hưởng đến tế bào não, gây tổn thương nghiêm trọng với các triệu chứng là nôn mửa, chóng mặt, giãn mạch máu trên da, tụt huyết áp và rối loạn tuần hoàn. và thở, co giật và đôi khi mất ý thức. Khi chiếu tia hồng ngoại sóng ngắn, nhiệt độ của phổi, thận, cơ và các cơ quan khác cũng tăng lên. Các hoạt chất sinh học cụ thể xuất hiện trong máu, bạch huyết và dịch não tủy, các quá trình trao đổi chất bị gián đoạn và trạng thái chức năng của hệ thần kinh trung ương thay đổi.

Tia sóng trung có bước sóng λ = 1,4 - 3,0 µm được giữ lại ở các lớp bề mặt của da ở độ sâu 0,1 - 0,2 mm. Vì vậy, tác dụng sinh lý của chúng đối với cơ thể được thể hiện chủ yếu ở việc tăng nhiệt độ da và làm nóng cơ thể.

Sự nóng lên mạnh mẽ nhất trên bề mặt da người xảy ra với bức xạ hồng ngoại 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 gián đoạn, có thể dẫn đến say nắng.

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 bức xạ nhiệt của thiết bị công nghệ và thiết bị chiếu sáng làm việc từ bề mặt được làm nóng không được vượt quá: 35 W/m2 khi chiếu xạ hơn 50% bề mặt cơ thể; 70 W/m2 khi chiếu xạ từ 25 đến 50% bề mặt cơ thể; 100 W/m2 với độ chiếu xạ không quá 25% bề mặt cơ thể. Từ các nguồn mở (kim loại và thủy tinh nung nóng, ngọn lửa hở), cường độ bức xạ nhiệt không được vượt quá 140 W/m2 với độ chiếu xạ không quá 25% bề mặt cơ thể và bắt buộc phải sử dụng thiết bị bảo hộ cá nhân, kể cả mặt và mắt. .

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

Nhiệt độ bề mặt của thiết bị, bên trong 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 bằng khoảng cách;

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

4. tăng truyền nhiệt từ cơ thể con người;

5. thiết bị bảo hộ cá nhân;

6. loại bỏ nguồn sinh nhiệt.

Bảo vệ thời gian nhằm giới hạn thời gian người lao động ở trong khu vực bức xạ. Thời gian an toàn để một người ở trong vùng bức xạ hồng ngoại phụ thuộc vào cường độ của nó (mật độ thông lượng) và được xác định theo Bảng 1.

Bảng 1

Thời gian lưu trú an toàn của người dân trong vùng bức xạ hồng ngoại

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

Sức mạnh của bức xạ hồng ngoại có thể được giảm bớt 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 được làm nóng bằng vật liệu cách nhiệt.

Có ba loại màn hình:

· mờ mịt;

· trong suốt;

· trong suốt.

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

Trong màn hình trong suốt, bức xạ truyền bên trong chúng theo định luật quang học hình học, đảm bảo khả năng hiển thị qua màn hình. Những màn hình này được làm từ nhiều loại kính khác nhau, rèm 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 chắn làm bằng kính được gia cố bằng lưới kim loại.

· phản xạ nhiệt;

· hấp thụ nhiệt;

· tản nhiệt.

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

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

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

Màn chắn loại bỏ nhiệt được sử dụng rộng rãi nhất là rèm nước, rơi tự do dưới dạng màng, tưới cho một bề mặt che chắn khác (ví dụ: kim loại) hoặc được bọc trong một vỏ đặc biệt làm bằng thủy tinh hoặc kim loại.

E = (q - q3) / q (3)

E = (t - t3) / t (4)

q3 - Mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại sử dụng lớp bảo vệ, W/m2;

t là nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại không có bảo vệ, °C;

t3 là nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại sử dụng thiết bị bảo vệ, °C.

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

Là thiết bị bảo vệ cá nhân, người ta sử dụng quần áo đặc biệt làm từ vải cotton, len và vải phủ kim loại (phản chiếu tới 90% bức xạ hồng ngoại). Để bảo vệ mắt, người ta sử dụng kính và tấm chắn bằng kính đặc biệt - bộ lọc ánh sáng có màu vàng-xanh hoặc xanh lam.

Các biện pháp điều trị và phòng ngừa bao gồm 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 hồng ngoại và mức độ nghiêm trọng của công việc. Cùng với việc kiểm tra định kỳ, khám sức khỏe được thực hiện để phòng ngừa bệnh nghề nghiệp.

III. Dụng cụ được sử dụng.

Khu vực ứng dụng:

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

Việc đo mật độ dòng nhiệt, như một chỉ số về đặc tính cách nhiệt của các vật liệu khác nhau, với các thiết bị thuộc dòng IPP-2 được thực hiện tại:

Kiểm tra các kết cấu bao quanh;

Xác định tổn thất nhiệt trong mạng lưới sưởi ấm nước;

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

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

Chân đế cho phép bạn đo cường độ bức xạ nhiệt tùy thuộc vào khoảng cách đến nguồn và 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 trúc, bộ phận đo của thiết bị được làm bằng vỏ nhựa.

Ở chế độ vận hành, thiết bị thực hiện các phép đo theo chu kỳ của thông số đã chọn. Có sự chuyển đổi giữa các chế độ đo mật độ dòng nhiệt và nhiệt độ, cũng như biểu thị mức sạc pin theo tỷ lệ phần trăm 0%...100%. Khi chuyển đổi giữa các chế độ, đèn báo sẽ hiển thị dòng chữ tương ứng của chế độ đã chọn. Thiết bị cũng có thể tự động ghi lại các giá trị đo được định kỳ vào bộ nhớ cố định có tham chiếu thời gian. Việc bật/tắt ghi số liệu thống kê, cài đặt thông số ghi và đọc dữ liệu tích lũy được thực hiện bằng phần mềm được cung cấp theo yêu cầu.

Đặc điểm:

Khả năng thiết lập ngưỡng báo động âm thanh và ánh sáng. Ngưỡng là giới hạn trên hoặc 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 trên đèn báo sẽ sáng lên. Khi thiết bị được cấu hình phù hợp, việc vi phạm các ngưỡng sẽ đi kèm với tín hiệu âm thanh.

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

Sửa đổi đầu dò để đo mật độ dòng nhiệt:

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

Sự xuất hiện của đầu dò dòng nhiệt

1. Đầu dò dòng nhiệt loại áp suất có lò xo PTP-ХХХП có sẵn các sửa đổi sau (tùy thuộc vào phạm vi đo mật độ dòng nhiệt):

— PTP-2.0P: từ 10 đến 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: từ 10 đến 9999 W/m2.

2. Đầu dò dòng nhiệt 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

Phạm vi đo nhiệt độ:

— đối với TPP-A-D-L: từ -50 đến +150 °C;

- đối với TXA-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. Đầu dò nhiệt TXA-A-D1/D2-LP dựa trên cặp nhiệt điện XA (đầu dò 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 đế - “miếng vá”): 8 mm;

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

3. Đầu dò nhiệt TXA-A-D-LC dựa trên cặp nhiệt điện XA (đầu dò nhiệt điện) được thiết kế để đo nhiệt độ của các bề mặt hình trụ.

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

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 tải nhiệt của môi trường bao gồm:

2. Đầu dò đo mật độ dòng nhiệt.*

3. Đầu dò đo nhiệt độ.*

4. Phần mềm**

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

6. Giấy chứng nhận hiệu chuẩn.

7. Hướng dẫn sử dụng và hộ chiếu cho thiết bị IPP-2.

8. Giấy chứng nhận bộ chuyển đổi nhiệt điện (đầu dò nhiệt độ).

9. Giấy chứng nhận 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.

V. Chuẩn bị vận hành thiết bị và tiến hành đo.

Chuẩn bị vận hành thiết bị.

Lấy thiết bị ra khỏi hộp đóng gói. Nếu thiết bị được đưa vào phòng ấm từ phòng lạnh, cần để thiết bị ấm lên bằng nhiệt độ phòng trong vòng 2 giờ. Sạc đầy pin trong vòng bốn giờ. Đặt đầu dò vào nơi sẽ thực hiện phép đo. Kết nối đầu dò với thiết bị. Nếu thiết bị dự định hoạt động cùng với máy tính cá nhân thì cần kết nối thiết bị với cổng COM trống 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 nút. Nếu cần, hãy định cấu hình thiết bị theo đoạn 2.4.6. Hướng dẫn vận hành. Khi làm việc với máy tính cá nhân, hãy định cấu hình địa chỉ mạng và tốc độ truyền của thiết bị theo đoạn 2.4.8. Hướng dẫn vận hành. Bắt đầu đo.

Dưới đây là sơ đồ chuyển đổi ở chế độ "Vận hành".

Chuẩn bị và thực hiện các phép đo trong quá trình thử nghiệm nhiệt của các kết cấu bao quanh.

1. Theo quy định, việc đo mật độ dòng nhiệt được thực hiện từ bên trong các cấu trúc bao quanh của các tòa nhà và công trình.

5. Để đo mật độ thông lượng nhiệt khi vận hành, bề mặt lỏng lẻo của đầu dò được dán bằng một lớp vật liệu hoặc sơn phủ bằng sơn có cùng độ đen hoặc tương tự với chênh lệch 0,1 so với vật liệu của lớp bề mặt của kết cấu bao quanh.

6. Thiết bị đọc được đặt cách vị trí đo 5-8 m hoặc trong phòng liền kề để loại bỏ ảnh hưởng của người quan sát đến giá trị dòng nhiệt.

Chuẩn bị và thực hiện phép đo

(khi tiến hành công việc trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng ví dụ về công việc trong phòng thí nghiệm “Nghiên cứu các phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại”).

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

Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách.

Lặp lại các phép đo theo đoạn văn. 1 - 3 khác nhau Nhập số liệu đo theo mẫu bảng 1. Xây dựng đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách cho mỗi màn chắn.

Bảng mẫu 1

Đánh giá hiệu quả tác dụng bảo vệ của màn chắn bằng công thức (3).

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

Xác định hiệu quả bảo vệ bằng cách đo nhiệt độ cho một màn chắn nhất định có và không có hệ thống thoát khí bằng công thức (4).

Xây dựng biểu đồ về hiệu quả của việc bảo vệ thông gió khí thải và không có nó.

Gắn ống của máy hút bụi vào một trong các giá đỡ và bật máy hút bụi ở chế độ “thổi gió”, hướng luồng không khí gần như vuông góc với luồng nhiệt (hơi hướng về phía) - mô phỏng một tấm chắn gió. Sử dụng máy đo IPP-2, đo nhiệt độ của bức xạ hồng ngoại mà không cần “thổi gió” và có kèm theo nó.

Xây dựng đồ thị hiệu suất bảo vệ của “quạt gió” theo công thức (4).

VI. Kết quả đo và giải thích chúng

Bàn. Lò sưởi điện EXP-1.0/220. Giá để đặt màn hình có thể thay thế. Chân đế để gắn 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 hồng ngoại 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 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 hồng ngoại là che chắn các bề mặt phát xạ.

Có ba loại màn hình:

· mờ mịt;

· trong suốt;

· trong suốt.

Dựa vào nguyên lý hoạt động, màn hình được chia thành:

· phản xạ nhiệt;

· hấp thụ nhiệt;

· tản nhiệt.

Bảng 1

Hiệu quả bảo vệ chống bức xạ nhiệt bằng màn chắn E được xác định theo công thức:

E = (q - q3)/q

trong đó q là mật độ thông lượng của bức xạ hồng ngoại không được bảo vệ, W/m2;

q3 - Mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại sử dụng bảo vệ, W/m2.

Các loại màn bảo vệ (đục):

1. Màn hình hỗn hợp - chuỗi thư.

Chuỗi thư E = (1550 - 560) / 1550 = 0,63

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

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

3. Màn nhôm phản xạ nhiệt.

E al = (1550 - 10) / 1550 = 0,99

Hãy vẽ đồ thị sự phụ thuộc của mật độ thông lượng bức xạ hồng ngoại vào khoảng cách của mỗi màn hình.

Không có bảo vệ

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

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

2. Màn nhôm bề mặt bị đen - 0,86;

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

· GOST 25380-82. Phương pháp đo mật độ dòng nhiệt đi qua vỏ bọc tòa nhà.

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

· GOST 12.1.005-88. SSBT. Không khí khu vực làm việc. Yêu cầu vệ sinh và vệ sinh chung.

· GOST 12.4.123-83. SSBT. Phương tiện bảo vệ chống lại bức xạ hồng ngoại. 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”.