Файл: Сухарев М.Ф. Производство теплоизоляционных материалов и изделий учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 228
Скачиваний: 5
Коэффициент |
теплопроводности к |
вычисляют по |
фор |
|||||||
муле |
|
|
О б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
А. = |
^ |
_f ^ |
ккал/м • ч • град, |
|
|
(9) |
|||
где Q — количество |
тепла, |
проходящее |
через |
образец в |
||||||
|
направлении, |
перпендикулярном |
его |
поверхно |
||||||
|
сти, ккал/ч; |
|
м; |
|
|
|
|
|
|
|
б — толщина |
образца, |
|
|
|
|
|
|
|||
tx |
— температура |
горячей |
поверхности |
образца, |
°С; |
|||||
/2 |
— температура |
холодной |
поверхности |
образца, |
°С; |
|||||
F — площадь нагревателя прибора, |
м2. |
|
|
|
|
|||||
Температуру поверхностей образца измеряют с точ |
||||||||||
ностью до 0,1° С; |
тепловой |
поток вычисляют |
с |
точностью |
Рис. 5. Схема цилиндрического прибора для
определения |
коэффициента |
теплопроводности |
|||
|
|
(метод |
трубы): |
|
|
/ — стальная |
т р у б а , |
2 — нагревательный |
эле |
||
мент, 3 |
— испытуемое |
изделие, 4 , 5 — термопа |
|||
|
ры, |
6 — изоляция |
торцов |
|
|
до 1 ккал/м- • ч, |
а коэффициент теплопроводности — с точ |
||||
ностью до 0,001 |
ккал/м-ч-град. |
|
|
||
Этот метод |
определения |
коэффициента |
теплопровод |
ности, называемый методом пластины, применим лишь к плоскимобразцам теплоизоляционных материалов. Коэф фициент теплопроводности фасонных изделий — скорлуп, сегментов, цилиндров — определяют по методу трубы с помощью цилиндрического прибора (рис. 5). Внутри сталь ной трубы 1 диаметром 100—150 мм и длиной не менее 2,5 м на огнеупорном материале вмонтирован нагревательный элемент 2, разделенный на три самостоятельные секции по длине трубы: центральную (рабочую), занимающую око ло 7з Длины трубы, и боковые, служащие для устранения
19
утечек тепла |
через торцы трубы. Трубу устанавливают |
на расстоянии |
1,5—2,0 м от пола, стен и потолка. |
Испытания |
ведут при установившемся тепловом потоке, |
при котором температуры на поверхности трубы и испытуе мого материала постоянны во времени. Количество прохо дящего через образец тепла определяют по расходу элект рической энергии рабочим нагревателем. Коэффициент теплопроводности X вычисляют по формуле
|
|
Qto-T |
|
|
|
( 1 0 ) |
||
где D — наружный диаметр трубы с изоляцией, м; • |
||||||||
d — наружный диаметр |
трубы без изоляции, |
м; |
||||||
— температура |
на поверхности |
трубы, °С; |
|
|||||
t2 — температура |
на |
поверхности изоляции, |
°С; |
|||||
/ — длина |
рабочей |
секции, м; |
|
|
|
|||
п — количество |
секций. |
|
|
|
|
|||
Коэффициент теплопроводности сыпучих и волокнистых |
||||||||
материалов |
определяют |
с |
помощью |
бикалориметра |
||||
МПБ-61-1, |
а |
теплоизоляционных |
конструкций — с по |
|||||
мощью тепломера и термощупа Т-4. |
|
|
|
|||||
Теплопроводность |
теплоизоляционных |
материалов за |
висит от пористости материала, его влажности и темпера туры объекта, на поверхности которого находится изоля ция. При эксплуатации тепловой изоляции на объектах с высокими температурами теплопроводность значительно возрастает.
Теплопроводность зависит и от объемной массы материа ла. Обычно с уменьшением объемной массы уменьшается и теплопроводность, и наоборот. Однако для волокнистых материалов это не характерно. Минеральная вата имеет
лучший коэффициент теплопроводности в |
том . случае, |
|||
если ее объемная масса равна |
100—125 кг/м3. |
Это объясняет |
||
ся тем, что у волокнистых материалов пониженная |
объем |
|||
ная масса создается обилием сквозных каналов, |
по |
кото |
||
рым возможно движение воздуха и связанный с |
ним пе |
|||
ренос тепла. |
|
|
|
|
Так как коэффициент теплопроводности воздуха |
почти |
|||
в 23 раза меньше, чем воды (0,477 ккал/'м • ч • град |
при 10° С |
|||
и объемной массе 1000 кг/м3), |
теплоизоляционные |
материа |
лы в увлажненном состоянии имеют более высокий коэф фициент теплопроводности и худшие теплозащитные свой ства, чем в сухом. На объектах с низкими отрицатель-
20
ными температурами |
нужно особенно тщательно следить |
|||
за тем, чтобы |
теплоизоляционные |
материалы не |
были |
|
увлажненными, |
так как при низких |
температурах |
имею |
|
щаяся в порах |
вода |
превращается |
в лед, коэффициент |
теплопроводности которого (1,92 ккал/м-ч-град при 0° С и объемной массе 880—920 кг/м3) почти в 80 раз больше, чем воздуха.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
|||
Коэффициент теплопроводности при низких |
температурах |
|
|
|||||||
|
|
|
|
К о э ф ф и ц и е нт теплоп рово дности, |
||||||
|
|
га |
^ |
|
ккал/М'Ч-град, |
при °С |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Материал |
о |
4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
(О и |
— 150 |
— 100 |
— 50 |
± 0 |
+ |
50 |
||
|
|
vo га |
||||||||
|
|
О Е |
|
|
|
|
|
|
||
Минеральная вата . . . . |
95 |
0,013 |
0,017 |
0,022 |
0,027 |
0,033 |
||||
|
|
120 |
0,014 |
0,018 |
0,023 |
0,028 |
0,034 |
|||
|
|
200 |
0,015 |
0,020 |
0,025 |
0,030 |
0,036 |
|||
Изделия из |
минеральной |
300 |
0,021 |
0,027 |
0,033 |
0,039 |
0,046 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ваты на синтетическом свя |
60 |
0,012 |
0,016 |
0,022. |
0,028 |
0,035 |
||||
зующем |
|
|||||||||
Углекислый |
магний (по |
40 |
0,014 |
0,019 |
0,025 |
0,031 |
0,039 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
рошок) |
|
130 |
0,022 |
0,С25 |
0,029 |
0,033 |
0,038 |
|||
Диатомит (порошок) . . . |
54 |
0,015 |
0,019 |
0,024 |
0,030 |
0,036 |
||||
Асбестовое |
волокно . . . |
470 |
0,094 |
0,117 |
0,127 |
0,132 |
0,137 |
|||
|
|
700 |
0,162 |
0,190 |
0,195 |
0,201 |
0,207 |
|||
Плиты из пенопласта . . |
20 |
0,013 |
0,018 |
0,023 |
0,029 |
0,034 |
||||
Пробковая |
крошка (зер- |
40 |
0,013 |
0,017 |
0,С22 |
0,028 |
0,034 |
|||
Неподвижный воздух . . |
||||||||||
|
|
0,01 |
0,014 |
0,017 |
0,021 |
0,029 |
Сухие теплоизоляционные материалы с успехом могут применяться для изоляции оборудования, работающего в условиях глубокого холода (до —200° С), так как значе ние коэффициента теплопроводности материалов с пони жением температуры уменьшается (табл. 2).
§ 5. МЕХАНИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ
Механической прочностью называется способность мате риала (изделия) сопротивляться внутренним напряжени ям, возникающим в результате действия внешних нагру зок. Прочность строительных материалов характеризуется
21
пределом прочности R, т. е. напряжением в материале, соответствующим нагрузке, при которой происходит разру шение образца. Предел прочности определяют с помощью специальных приборов и вычисляют по формулам (11) и (12).
В зависимости от условий приложения нагрузки раз
личают |
предел прочности при |
сжатии |
Rc>1{, |
растяжении |
||||||
RPaCr |
и изгибе |
RIIsr. |
|
|
п р и |
с ж а т и и и |
||||
П р е д е л |
п р о ч н о с т и |
|||||||||
р а с т я ж е н и и |
|
определяют |
по формуле |
|
|
|||||
|
|
|
# = Т " |
кГ/см\ |
|
|
|
(П) |
||
где Р — разрушающая нагрузка, кГ; |
|
: |
|
|
||||||
F — площадь поперечного сечения |
образца |
материала |
||||||||
|
(изделия), |
см". |
|
|
|
|
|
|
|
|
П р е д е л п р о ч н о с т и |
п р и |
и з г и б е образца |
||||||||
прямоугольного сечения определяют по формуле |
|
|||||||||
|
|
|
|
ЗР1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Я**г = Ш*кГ/м*> |
|
|
|
|
0 2 ) |
||
где Р — разрушающая нагрузка, кГ; |
|
|
|
|
||||||
I — расстояние |
между |
опорами, |
на |
которых |
лежит |
|||||
|
образец, |
см; |
|
|
|
|
|
|
|
|
b — ширина |
образца, |
см; |
|
|
|
|
|
|||
h — высота образца, |
см. |
|
|
|
|
|
|
|||
При |
определении |
предела |
прочности |
при сжатии |
жест |
ких и порошкообразных материалов пользуются образ цами в виде кубиков, которые вырезают из готовых штуч ных изделий или формуют из мастики. Длина ребра кубика должна быть равна толщине испытуемого изделия, но не менее 30 и не более 100 мм.
Образцы-кубики не должны иметь механических повреж дений. Плоскости, на которые передается давление, долж ны быть тщательно подшлифованы и измерены с точностью до 0,1 мм. Площадь образца измеряют по верхнему и ниж нему основаниям, затем вычисляют среднее значение пло щади с точностью до 0,01 см2.
Для установления предела прочности при сжатии мож но использовать любой проверенный пресс, позволяющий измерять приложенную нагрузку с точностью до 1%. Схема устройства гидравлического пресса для' испытания образ цов на сжатие представлена на рис. 6.
22