Способ определения коэффициента эффективности сверхтонких теплоизоляционных покрытий

Изобретение относится к области исследования теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - ηu. Согласно заявленному способу с помощью многослойной плоскопараллельной стенки определяется коэффициент эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий. В решении этого вопроса заложен принцип определения удельных тепловых потоков без и с изоляцией с нахождением по формуле η u = 1 q c u q б u коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий. Технический результат: обеспечение возможности определения коэффициента эффективности теплоизоляции в режиме, имитирующем работу теплоизоляции в реальных условиях. 1 ил.

 

Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов, и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - ηu.

Известен способ определения коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий на действующих объектах при производстве энергоаудита тепловых потерь и коэффициента эффективности теплоизоляции трубопроводов.

η u = 1 q c u q б u

где: qcu и qбu - соответственно удельные тепловые потоки с теплоизоляцией и без нее.

Здесь рассматривается трубопровод, покрытый теплоизоляцией, внутри которого протекает рабочая среда определенной температуры, необходимой для потребителя.

(Злобин А.А., Курятов В.Н., Мальцев А.П., Медведева И.Ю. Романов Г.А. Примеры энергетического обследования промышленных предприятий // «ПРАКТИКА ЭНЕРГОАУДИТА И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ», 2008, №4 (8). - С.20-21).

Способ определяет коэффициент эффективности теплоизоляции на действующих объектах и не дает ответа на определение коэффициента эффективности теплоизоляции в лабораторных условиях, что необходимо знать до применения теплоизоляции в производстве.

Изобретение направлено на определение коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - ηu в лабораторных условиях, приближенных к реальным.

Результат достигается тем, что способ определения коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий, заключается в том, что два слоя материала одинаковой толщины и теплопроводности закрепляют на источнике тепла, измеряют температуру источника тепла tт, температуру между двумя слоями материала t, затем закрепляют на наружной поверхности верхнего слоя материала тонкую металлическую пластину, с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием, измеряют температуру в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией tu, температуру между двумя слоями материала при использовании теплоизоляции t* и определяют коэффициент эффективности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия - ηu по формуле:

η u = 1 t * t u t т t ( 1 )

где: ηu - коэффициент эффективности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,

tт - температура источника тепла без теплоизоляции,

t - температуру между двумя слоями материала без теплоизоляции,

t* - температуру между двумя слоями материала при использовании теплоизоляции,

tu - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.

Устройство для определения коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - ηu представлено на (фиг.1).

Устройство представляет собой установку (фиг.1а), являющуюся многослойной плоскопараллельной стенкой, включающую установленные друг на друга два слоя одного и того же материала одинаковой толщины δ и равными коэффициентами теплопроводности λ: нижний слой 1 и верхний слой 2. На верхний слой 2 закрепляют тонкую металлическую пластину с нанесенным на ее внешнюю поверхность сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия 4 (далее теплоизоляция) (фиг.1б). Толщина δ пластины должна быть такой, чтобы она не коробилась от термонапряжений. Благодаря высокому коэффициенту теплопроводности тонкая металлическая пластина практически не влияет на результаты измеряемых температур. Так как сама термопара и ее измерительный спай имеет определенные размеры, между слоями устанавливают дополнительные металлические пластины, толщиной совместимой с размерами температурного спая термопар. В этих пластинах для термопар делаются прорези, обеспечивающие измерение температуры приблизительно в центре слоя. Все это устанавливают на терморегулируемый источник тепла 3, обеспечивая плотное прилегание всех слоев. Установка должна исключать влияние внешней среды на боковые поверхности слоев.

Способ определения коэффициента эффективности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия осуществляется следующим образом. Терморегулируемый источник тепла 3 включают в работу и, по достижении расчетного термостационарного режима, снимают показания термопар: температуру tт источника тепла 3, температуру t между слоями 1 и 2 (фиг.1а). После установки металлической пластины с теплоизоляцией 4 на верхний слой 2 (фиг.1б), измеряют температуру tu в контактной поверхности верхнего слоя материала 2 и металлической пластины с теплоизоляцией 4 и температуру t* между слоями 1 и 2 с изоляцией при том же режиме работы источника тепла, (значения температур снимают с монитора персонального компьютера, куда передаются от термопар через измеритель-регулятор ТРМ138 и преобразователь интерфейса АС3-М-220 с помощью программы «SCADA-система» (контроллер процессов). В качестве материала для слоев использовалось оконное стекло с δ=0,0059 м и λ=0,74 Вт/м°C).

Затем определяют удельный тепловой поток без теплоизоляции (Рис.1а):

q б u = λ δ ( t т t ) ,

где: tт и t - температуры источника тепла и между слоями неизолированной многослойной стенки (рис.1а).

Определяют удельный тепловой поток с применением теплоизоляции (рис.1б) при термостационарном режиме работы источника тепла: q c u = λ δ ( t * t u ) ,

где: t* и tu - температуры между слоями в контактной поверхности слоя и изоляции при одном и том же режиме работы источника тепла.

Подставляя их значения в (1), получим:

η u = 1 t * t u t т t

Предлагаемый способ определения коэффициента эффективности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия λu достаточно простой и доступный. Теплоизоляция работает как реальный производственный объект. Нет необходимости измерять температуру на ее поверхности, которую, из-за теплофизических свойств теплоизоляции, практически трудно измерить. Способ позволяет определять коэффициент эффективности теплоизоляции ηu в режиме, имитирующем работу теплоизоляции в реальных условиях, что позволит уверенно использовать сверхтонкие жидкие теплоизоляционные покрытия в производстве, используя их положительные качества, и приводит к разработке новых еще более качественных материалов.

Способ определения коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий, заключающийся в том, что два слоя материала одинаковой толщины и теплопроводности закрепляют на источнике тепла, измеряют температуру источника тепла tт, температуру между двумя слоями материала t, затем закрепляют на наружной поверхности верхнего слоя материала тонкую металлическую пластину с нанесенным на нее сверхтонким жидким теплоизоляционным покрытием, измеряют температуру в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией tu, температуру между двумя слоями материала при использовании теплоизоляции t* и определяют коэффициент эффективности сверхтонкого жидкого теплоизоляционного покрытия ηu по формуле
η u = 1 t * t u t т t ,
где ηu - коэффициент эффективности сверхтонкого теплоизоляционного покрытия,
tт - температура источника тепла без теплоизоляции,
t - температура между двумя слоями материала без теплоизоляции,
t* - температура между двумя слоями материала при использовании теплоизоляции,
tu - температура в контактной поверхности верхнего слоя материала и металлической пластины с теплоизоляцией.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к стационарным способам определения теплопроводности плоских однослойных конструкций и может быть использовано в строительстве и теплоэнергетике.

Изобретение относится к области тепловых испытаний и может быть использовано для испытаний теплозащиты летательных аппаратов (ЛА) для определения ее теплофизических свойств и работоспособности.

Изобретение относится к области теплофизических измерений и может быть использовано для определения теплопроводности материалов. .

Изобретение относится к области тепловых испытаний теплоизоляционных материалов. .

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например, стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др.

Изобретение относится к строительной технике и может быть преимущественно использовано для измерения теплофизических характеристик различных строительных конструкций, например стен, потолков, полов, переборок, подволоков и др.

Изобретение относится к области исследования и анализа теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента теплопроводности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано при определении сопротивления теплопередаче строительной конструкции. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при определении коэффициента излучения поверхности материалов. .

Изобретение относится к области измерения теплофизических свойств ограждающих конструкций строительных сооружений и может быть использовано для определения их количественных характеристик в условиях нестационарного теплообмена с окружающей средой.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в промысловой геофизике для оценки глубинных тепловых полей, процессов мембранного разделения в химической промышленности и других отраслях

Изобретение относится к области изучения физических свойств пористых неоднородных материалов и может быть использовано для определения характеристик порового пространства и теплопроводности образцов горных пород и минералов

Изобретение относится к области физико-химического анализа и может быть использовано при тепловых испытаниях. Исследуемое тело приводят в тепловой контакт с эталонным телом по плоскости, в которой находится локальный круглый нагреватель. Через равные промежутки времени измеряют разность значений температуры между нагревателем и точкой плоскости контакта исследуемого и эталонного тел. Испытания заканчивают при превышении контролируемым динамическим параметром заданного значения. Строят зависимость текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. Структурные переходы в полимерных материалах определяют по наличию пиков на зависимости текущего значения тепловой активности от температуры исследуемого тела. 1 табл., 9 ил.

Изобретение относится к области технической физики и может быть использовано при прогнозировании эксплуатационных характеристик композиционных материалов. Заявлено устройство для определения коэффициента теплопроводности материала методом плоского горизонтального слоя, содержащее элемент, исключающий боковые тепловые потери, измерительный блок с нагревателем, измерительную ячейку, предназначенную для расположения образца исследуемого материала и выполненную в виде двух функционально независимых элементов, одного с функцией нагрева, другого - охлаждения, которые расположены соосно и с заданным зазором, обеспечивающим тепловой контакт, термопару, подключенную к измерительному блоку. Элемент измерительной ячейки с функцией охлаждения выполнен в виде соосно расположенных друг в друге колец внутреннего и внешнего. Кольца внутреннее и внешнее и объем между ними выполнены с возможностью заполнения одной и той же легко испаряющейся жидкостью с углом смачивания на образце исследуемого материала не более 90°. Расположены упомянутые кольца на лицевой стороне образца исследуемого материала, а термопара расположена с противоположной стороны образца исследуемого материала. Технический результат: повышение точности экспресс-измерений для определения коэффициента теплопроводности материала. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: для неразрушающего контроля теплофизических характеристик строительных материалов и изделий. Сущность: заключается в том, что перпендикулярно поверхности исследуемого изделия воздействуют импульсом высокочастотного электромагнитного поля СВЧ-диапазона по линии заданной длины, осуществляя нагрев исследуемого полуограниченного в тепловом отношении тела по плоскости, перпендикулярной плоскости внешней поверхности исследуемого объекта и уходящей внутрь него, причем для организации такого воздействия электромагнитное излучение рупорной антенны СВЧ-генератора фокусируют с использованием рупорно-линзовой антенны в линию заданной длины, измеряют в заданный момент времени после воздействия импульса СВЧ-излучения избыточную температуру на теплоизолированной от окружающей среды поверхности исследуемого изделия в двух точках, находящихся, соответственно, на расстояниях x1 и x2 от плоскости высокочастотного электромагнитного воздействия, длину волны и мощность электромагнитного СВЧ-излучения задают такими, чтобы глубина проникновения электромагнитного поля была не менее, чем на порядок больше заданных расстояний x1 и x2 до точек контроля температуры, имея информацию о мощности теплового воздействия на исследуемое изделие в плоскости СВЧ-нагрева и измеренных в заданный момент времени значений избыточных температур в точках контроля, искомые теплофизические характеристики определяют на основе полученных математических соотношений. Технический результат: повышение оперативности и точности определения теплофизических характеристик строительных материалов. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 3 табл.
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам определения физических свойств материалов путем тепловых и электрических измерений, и может быть использовано для оперативного контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий и сооружений в натурных условиях. Способ неразрущающего контроля теплотехнических качеств ограждающих конструкций зданий заключается в том, что измеряют фактические значения теплопроводности внутреннего и наружного поверхностных слоев конструкции. Затем вычисляют значения сопротивлений теплопередаче этих слоев по формулам: Rв=δв/λв и Rн=δн/λн, где Rв и Rн - значения сопротивлений теплопередаче внутреннего и наружного поверхностных слоев конструкции, соответственно; δв и δн - толщина внутреннего и наружного поверхностных слоев, соответственно; λв и λн - теплопроводность внутреннего и наружного поверхностных слоев, соответственно. Далее вычисляют значение сопротивления теплопередаче теплоизоляционного слоя по формуле: Rт=Rк-1/αв-1/αн-Rв-Rн, где Rт - сопротивление теплопередаче теплоизоляционного слоя; Rk - общее сопротивление теплопередаче конструкции; αв, αн - коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной поверхностей конструкции, соответственно. Затем вычисляют фактическое значение теплопроводности материала теплоизоляционного слоя конструкции по формуле: λт,=δт/Rт, где λт - теплопроводность материала; δт - толщина слоя. После чего определяют фактическое значение влажности материала теплоизоляционного слоя по формуле: Wт=(λт-λ0)/Δλw, где Wt - влажность материала; λ0 теплопроводность материала в сухом состоянии; Δλw - приращение теплопроводности материала на 1% влажности. Техническим результатом изобретения является определение теплофизических характеристик теплоизоляционного слоя многослойных строительных конструкций без нарушения их целостности. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области термометрии и может быть использовано для определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных керамических и стеклообразных материалов с учетом их прозрачности. Способ включает нестационарный нагрев поверхности образца в виде пластины радиационными импульсами, измерение температуры в не менее трех точках по толщине образца с последующим вычислением искомой величины посредством решения коэффициентной обратной задачи теплопроводности. Интервалы между импульсами составляют 5-10 секунд, при этом измерение температуры производится синхронно в момент окончания импульса. Технический результат: снижение погрешности определения коэффициента теплопроводности частично прозрачных материалов более чем в 2 раза. 2 ил.

Изобретение относится к газоизмерительному устройство для измерения присутствия заданного газа в текучей среде. Устройство содержит датчик, имеющий чувствительный элемент и нагревательный элемент, сконфигурированный для нагрева чувствительного элемента до предварительно заданной рабочей температуры, причем чувствительный элемент является восприимчивым к заданному газу таким образом, что, по меньшей мере, одно электрическое свойство чувствительного элемента изменяется в зависимости от присутствия заданного газа, причем электрическое свойство чувствительного элемента измеряется газоизмерительным устройством; и цепь управления, имеющую контроллер нагревательного элемента, связанный с нагревательным элементом и измеряющий его электрическое свойство, причем цепь управления имеет источник энергии подогрева, подающий энергию к нагревательному элементу, причем контроллер нагревательного элемента связан с источником энергии подогрева и регулирует его работу в зависимости от измерения электрического свойства нагревательного элемента; средство импульсной модуляции, соединенное с контроллером нагревательного элемента, источником энергии подогрева для управления величиной энергии, подаваемому к нагревательному элементу. При этом средство импульсной модуляции выполнено с возможностью формирования первого набора импульсов энергии, имеющего определенную продолжительность, и второго набора импульсов энергии, имеющего другую, более короткую продолжительность для поддержания температуры нагревательного элемента, по существу, на постоянном уровне. Также изобретение относится к способу изготовления и способу работы газоизмерительного устройства. Предлагаемое устройство изготавливается и эксплуатируется рентабельным и надежным образом. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нестационарным способам определения теплопроводности сыпучих материалов и может применяться при изучении термических свойств почв, рыхлых горных пород, сыпучих строительных и прочих дисперсных материалов. Сущность способа заключается в предварительном нагреве до требуемой температуры металлической пластины и ее последующем погружении в слой сыпучего материала, расположенного в опытной площадке, которая изнутри покрыта слоем теплогидроизоляции. Контроль за равномерным нагревом металлической пластины до требуемой температуры осуществляют бесконтактным способом с помощью инфракрасного термометра. Нижняя кромка металлической пластины заточена под углом 45°. Термопреобразователи, установленные в сыпучем материале и в толще металлической пластины по центру, регистрируют с определенной дискретностью и продолжительностью во времени тепловые режимы нагрева сыпучего материала и охлаждения металлической пластины. С учетом измеренных параметров рассчитывают коэффициент теплопроводности сыпучего материала. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента теплопроводности сыпучего материала при нестационарном тепловом режиме. 5 ил.

Изобретение относится к нестационарным способам определения температуропроводности твердых тел и может применяться в строительстве и теплоэнергетике при проведении тепловых испытаний однородных строительных объектов, теплопроводных и теплоизоляционных материалов. Сущность заявленного способа заключается в нагреве твердого тела с помощью бесконтактного теплового воздействия на переднюю лицевую поверхность последнего источником инфракрасного излучения. Температурное поле твердого тела регистрируют с помощью системы термопреобразователей в течение нестационарного теплового режима, определяемого расчетным способом. По экспериментальным данным строят одномерное нестационарное температурное поле твердого тела. По результатам построения температурного поля твердого тела в режиме нагрева и дифференциальному уравнению теплопроводности вычисляют коэффициент температуропроводности твердого тела. Технический результат: повышение точности измерения коэффициента температуропроводности твердого тела при нестационарном тепловом режиме. 6 ил.

Изобретение относится к области исследования теплофизических свойств материалов и может быть использовано при определении коэффициента эффективности сверхтонких жидких теплоизоляционных покрытий - u

Наверх