Эффективные теплотехнические характеристики дисперсных материалов при низких температурах в условиях несимметричных нестационарных тепловых воздействий

• Автор: Левочкин, Юрий Викторович
• Шифр специальности: 05.14.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 168 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава I. СОСТОЯНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ОБЛАСТИ УМЕРЕННЫХ И НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУР
1.1. Условия эксплуатации, виды и особенности поведения теплоизоляционных материалов .
1.2. Методы и средства изучения теплотехнических свойств низкотемпературной теплоизоляции .

1.2.1. Методы стационарного теплового режима

1.2.2. Методы начальной стадии теплового процесса .

1.2.3. Методы регулярного режима I рода .

1.2.4. Методы регулярного режима П рода

1.2.5. Методы регулярного режима Ш рода

1.3. Особенности практической реализации методов измерения тепломассообменных свойств теплоизоляционных материалов .
Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ И
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК .
2.1. Физические основы метода измерений
2.2. Математическая модель метода. Структура теплотехнических характеристик .
2.3. Аналитическое решение задачи .
2.4. Анализ решения
2.5. Вывод расчетных формул
2.6. Метод измерения теплофизических свойств при нормальных климатических условиях .
2.7. Возмущающие факторы и их оценка
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОЕКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРУВОДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
. Стр.
В ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР ОТ 0 ДО ООС
3.1. функциональная схема установки
3.2. Тепловой блок.
3.2.1. Схема теплоизмерительной ячейки и основы ее теплового расчета.
3.2.2. Устройство задания граничных условий
3.2.3. Средства измерения температур и тепловых потоков .
3.2.4. Конструкция теплового блока.
3.3. Измерительный блок
3.4. Рабочие расчетные формулы, методика проведения
опыта.
3.5. Анализ погрешности измерений
3.6. Исследование метрологических возможностей установки и результаты исследования эффективных теплотехнических характеристик материалов
Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ И ТЕПЛОЕМКОСТИ СРЕДНЕ И МЕЛКОДИСПЕРСНЫХ МАТАРИАЛОВ ПРИ НОРМАЛЬНЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
4.1. Тепловой блок
4.1.1. Схема теплоизмерительной ячейки и рабочие расчетные формулы.
4.1.2. Средства измерения температур и тепловых потоков.
4.1.3. Конструкция теплового блока .
4.2. Измерительный блок
4.3. Анализ погрешности измерений
4.4. Результаты исследования метрологических и эксплуатационных возможностей метода и установок .
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Разработаны также средства их градуировки и регистрации сигналов. Проведенный комплексный анализ погрешностей измерения и экспериментальная проверка установки на образцовых мерах показали ее высокие метрологические и эксплуатационные возможности: погрешности измерений не превышают $, длительность опыта 0,5-3 часа. Вторая установка предназначена для комплексного измерения теплопроводности и теплоемкости при нормальных климатических условиях мелкодисперсных материалов с А' = 0,2- Вг/(м*К), которые используются в холодильной и криогенной технике сошестно с теплоизоляционными материалами в качестве облицовочных и конструкционных элементов. Эта установка позволяет также проводить измерения теплопроводности мелкодисперсных материалов с ^ = 0, 0,2 Вт/(м*К). Образцы имеют форму дисков диаметром ми или мм и высотой 1- мм. Время одного опыта не превышает 5 мин. Установка полностью автоматизирована и обеспечивает получение прямого отсчета измеряемых величин в цифровом виде. На созданных установках цроведено исследование характеристик различных по структуре и механическим свойствам веществ: вспененных пластмасс, спеченной и порошкообразной керамики, компаундов, композиционных материалов, рыбного фарша и т. Результаты этих исследований использованы в различных организациях при проведении теплотехнических расчетов аппаратуры. Разработанная методика определения эффективных характеристик грубодисперсных материалов, созданные на ее основе экспериментальные установки позволили решить задачу проведения массовых измерений свойств теплоизоляционных материалов строительной и криогенной техники. Глава I. Рассматриваются условия эксплуатации, виды и особенности структуры и свойств современных теплоизоляционных материалов. Анализируются методы и средства измерений их теплофизических характеристик, формулируются задачи настоящего исследования. Для тепловой защиты объектов в энергетике, строительстве, холодильной и криогенной технике, машино- и приборостроении используются самые разнообразные материалы: аобестосодержащие и вермикулитные, стекловолокно и пеностекло, естественные каменные материалы и минеральная вата, перлитовые и легковесные огнеупорные изделия, пористые полимеры на различной основе и т. Различны технология изготовления, состав, форма и структура используемых теплоизоляционных материалов. Такое разнообразие определяется в первую очередь условиями эксплуатации и различными дополнительными функциями теплоизоляции. Поэтому, все дальнейшее изложение будет, в основном, относиться к теплоизоляции холодильной и криогенной техники в объектах, работающих в области температур от -0 до Ю0°С. Однако некоторые общие выводы и разработанные схемы измерения моцут быть использованы в других температурных областях. Характерной общей особенностью эксплуатации низкотемпературной теплоизоляции в объектах холодильной и криогенной техники, а также ограждающих конструкций зданий, жилых помещений,различных объектов в строительстве являются значительные перепады температур по толщине и частая смена теплового режима /,, /. В первом случае перепады могут составлять до 0 К, а тепловое состояние системы изменяется при ее захолаживании и отогреве. Во втором - температурный режим определяется областью климатических температур ? С, а ее изменение связано с суточными колебаниями. Например, в объектах, предназначенных для хранения жидкого азота,температура одной поверхности имеет значение -6°С, а на другой - около °С. При отогреве или охлаждении системы за сравнительно короткое время температура изменяется почти на 0 К. В еще более сложном режиме эксплуатируется тепловая изоляция космических аппаратов, где на теневой стороне температура может составлять -(0«-0)°С, а на другой (освещенной) +(0-0)°С. Причем эти изменения могут происходить с периодичностью в 1-2 часа. Для жилых помещений в зоне Крайнего Севера характерна резкая смена режима в течение суток. Так, в летнее время температура наружных поверхностей днем составляет +°С, а ночью опускается до -°С, при этом температура внутри помещений не должна существенно отличаться от °С.