|
Градуировочные коэффициенты |
Экспериментальный массив |
||
|
Исходные данные |
Ячейки памяти |
Исходные дачные |
Ячейки памяти |
|
CQ bэ CR CR/aэ |
3 9 6 8 |
ni nl nm Xi Xl Xm |
2 4 6 1 3 5 |
ПРИЛОЖЕНИЕ И
(рекомендуемое)
ГРАФИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ
Для графической обработки результатов испытаний в координатах х и n строят фрагменты экспериментального массива (рисунок И.1) и находят точку пересечения экспериментальной кривой с характеристической прямой р. Длину полученного на прямой р отрезка от оси абсцисс до точки пересечения с экспериментальной кривой откладывают по оси абсцисс рисунка И.2, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с кривой l = f(р) и на оси ординат находят значение.
Две характеристические линии р и l = f(р) (рисунки И.1 и И.2) получают экспериментальным путем на группе материалов (не менее пяти) с известными значениями теплопроводности.
В координатах х и n строят для каждого материала соответствующий экспериментальный массив х -fi(n), находят границы области стабильности согласно рисунка Д.1 и проводят в этой области секущую характеристическую прямую р.
Затем в координатах l и р строят характеристическую линию l = f(p) (рисунок И.2), откладывая по оси абсцисс длины отрезков (рисунок И.1) от точки пересечения О секущей р с осью абсцисс до точки пересечения р с кривой х = fi(n) для каждого материала, а по оси l — соответствующее известное значение теплопроводности этого материала.
Рисунок И.1 — Экспериментальный массив х = fi(n) с границами области стабильности определения теплопроводности и характеристическая прямая р для графического определения теплопроводности материала.
Рисунок И.2 — Зависимость значений теплопроводности от длины отрезка, отсекаемого на характеристической линии р экспериментальной кривой х =fi(n).
ПРИЛОЖЕНИЕ К
(рекомендуемое)
ПРИМЕР ГРАДУИРОВКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА
Таблицы Е.1 и Е.2 результатов первичной обработки экспериментальных данных содержат величины с целью иллюстрации методики градуировки измерительного комплекса, когда в полученных массивах выделяют области, где выполняется условие = const. Из таблиц следует, что условие = const выполняется на участке массива n = 3, 4, 5 для пенобетона и на участке n = 3, 4, 5, 6, 7 для пенополистирола.
Среднее значение для образца пенобетона составляет 1076, для образца пенополистирола — 1455.
Чтобы воспользоваться формулами (Д.1) и (Д.2), находят тепловые активности материалов образцов по формуле (Д.3), при этом для пенобетона Ср = 840·400 Дж/(м3·К), b1= 183 Дж/(м2 ·с1/2 ·К); для пенополистирола Ср = 840·150 Дж/(м3 ·К), b2= 198 Дж/(м2·с1/2 ·К)
По формулам (Д.1) и (Д.2) находят bэ = 115 и СQ = 310000
По формуле (Д.4) для пеностирола вычисляют СR/аэ по всему массиву, учитывая, что на интервале 18 < n < 36 эта величина сохраняет стабильные значения:
|
n |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
36 |
|
—cr/аэ |
45,9 |
47,8 |
48,1 |
47,8 |
46,0 |
48,4 |
48,3 |
47,9 |
48,0 |
48,1 |
48,2 |
Приняв (CR/aэ) среднее = —48, можно рассчитать СR но формуле (Д.5), пользуясь экспериментальным массивом, полученным на образце пенобетона, при этом его температуропроводность составляет а = 0,1/(840·400) м2/с.
|
n |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
|
—СRx105 |
1,01 |
1,17 |
1,16 |
1,15 |
1,16 |
1,14 |
1,15 |
1,15 |
1,14 |
1,16 |
Откуда СRсреднее = —1,154х10-5 для области 14 < п < 30.
Рассчитываемые градуировочные коэффициенты сохраняют стабильные значения на участках 18 < n < 36 для пенополистирола и 14 < n < 30 — для пенобетона. За пределами указанных границ отклонение значений градуировочных коэффициентов от среднего значения превышает статистически допустимые отклонения, что может сказаться на результатах расчета теплопроводности, поэтому при вычислении ) при выборе точек экспериментального массива рекомендуется придерживаться области стабильности, приведенной на рисунке Д.1, однако и за пределами указанных границ могут быть получены удовлетворительные результаты.
Полученные таким образом градуировочные коэффициенты можно откорректировать, проведя серию испытаний нескольких теплоизоляционных материалов различной
плотности с известными теплофизическими характеристиками, а также выявить область стабильных значений А, представив ее в виде графической зависимости верхней и нижней границы области экспериментального массива, полученного для каждого из материалов, от его плотности (рисунок Д.1).
ПРИЛОЖЕНИЕ Л
(рекомендуемое)
ПРИМЕР ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ОБРАЗЦОВ ПЕНОБЕТОНА ПЛОТНОСТЬЮ 400 кг/м3И ПЕНОПОЛИСТИРОЛА ПЛОТНОСТЬЮ 150 кг/м3
Для обеспечения теплового контакта между поверхностями образца и первичного преобразователя измерительного комплекса к поверхности образца прикладывают ребро металлической линейки и в случае, если зазор между поверхностью образца и ребром линейки не превышает 0,2 мм, на его поверхность устанавливают первичный преобразователь, включают вторичное измерительное устройство и контролируют показания прибора до появления на табло установившихся значений, затем включают цифропечатающее устройство, регистрируя сигнал, характеризующий тепловое состояние образца до подачи импульса, подают тепловой импульс, продолжая регистрацию температуры на поверхности исследуемого образца. Согласно рисунку Д.1 для материала плотностью 400 кг/м3 рабочая область экспериментального массива ограничена порядковыми номерами nmin = 14 и nmах = 30, поэтому после 30 замеров с момента подачи импульса регистрацию сигнала можно прекратить. Для материала плотностью 150 кг/м3nmin = 18 и nтах= 36, при этом достаточно провести 36 циклов печати. Если порядковый номер не удалось точно зафиксировать, то после появления на табло вторичного измерительного устройства близких по значению показаний регистрацию прекращают. Максимальное число точек регистрации не превышает 40 при интервале регистрации, равном 4 с.
Содержание
1 Область применения
2 Нормативные ссылки
3 Средства испытаний
4 Подготовка к проведению испытаний
5 Проведение испытаний
6 Обработка результатов испытаний
Приложение А Техническая характеристика первичного преобразователя
Приложение Б Таймер теплового импульса для изделий толщиной более 15 мм
Приложение В Таймер теплового импульса для изделий толщиной менее 15 мм
Приложение Г Таймер опроса датчика
Приложение Д Градуировка измерительного комплекса
Приложение Е Пример обработки экспериментальных данных
Приложение Ж Программа для вычисления теплопроводности
Приложение И Графическая обработка результатов испытаний
Приложение К Пример градуировки измерительного комплекса
Приложение Л Пример проведения эксперимента
УДК 691:536.2:006.354 ОКС 91.100 Ж19 ОКСТУ 5709
Ключевые слова: материалы и изделия строительные, теплопроводность, неразрушающий метод, поверхностный преобразователь
