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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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