การไหลของความร้อน ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน กฎของฟูเรียร์ การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน (การแผ่รังสีความร้อน) ข้อกำหนดและคำจำกัดความ

GOST 25380-82

กลุ่ม G19

มาตรฐานสถานะของสหภาพ SSR

อาคารและสิ่งปลูกสร้าง

วิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

ผ่านซองอาคาร

อาคารและโครงสร้าง

วิธีการวัดความหนาแน่นของกระแสความร้อน

ผ่านโครงสร้างตู้

วันที่แนะนำ 2526 - 01-01

ได้รับการอนุมัติและแนะนำโดยมติที่ 182 ของคณะกรรมการกิจการการก่อสร้างแห่งสหภาพโซเวียตของสหภาพโซเวียตลงวันที่ 14 กรกฎาคม 2525

การเผยแพร่ มิถุนายน 2530

มาตรฐานนี้กำหนดวิธีการแบบรวมศูนย์สำหรับกำหนดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านซองอาคารแบบชั้นเดียวและหลายชั้นของอาคารและโครงสร้างที่อยู่อาศัย สาธารณะ อุตสาหกรรม และการเกษตร ในระหว่างการศึกษาทดลองและภายใต้สภาวะการทำงาน

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนดำเนินการที่อุณหภูมิแวดล้อมตั้งแต่ 243 ถึง 323 K (ตั้งแต่ลบ 30 ถึงบวก 50°C) และความชื้นในอากาศสัมพัทธ์สูงถึง 85%

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนทำให้สามารถวัดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อมของอาคารและโครงสร้าง และเพื่อกำหนดปริมาณการใช้ความร้อนจริงผ่านโครงสร้างที่ล้อมรอบภายนอก

มาตรฐานนี้ใช้ไม่ได้กับโครงสร้างปิดโปร่งแสง

1. บทบัญญัติทั่วไป

1.1. วิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนขึ้นอยู่กับการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิบน "ผนังเสริม" (จาน) ที่ติดตั้งบนเปลือกอาคาร ความแตกต่างของอุณหภูมินี้ ซึ่งแปรผันตามความหนาแน่นของมันในทิศทางของการไหลของความร้อน จะถูกแปลงเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้า แบตเตอรี่ของเทอร์โมคัปเปิลที่อยู่ใน "ผนังเสริม" ขนานกับกระแสความร้อนและเชื่อมต่อเป็นอนุกรมตามสัญญาณที่สร้างขึ้น "ผนังเสริม" และกองเทอร์โมคัปเปิลสร้างตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน

1.2. ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนวัดจากมาตราส่วนของอุปกรณ์พิเศษ ซึ่งรวมถึงตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน หรือคำนวณจากผลการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า บนทรานสดิวเซอร์ฟลักซ์ความร้อนที่สอบเทียบล่วงหน้า

แผนภาพสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนแสดงอยู่ในภาพวาด

แบบแผนสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

1 - โครงสร้างปิด; 2 - ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน; 3 - เครื่องวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า;

อุณหภูมิของอากาศภายในและภายนอก , , - อุณหภูมิภายนอกอาคาร,

พื้นผิวภายในของโครงสร้างที่ปิดล้อมใกล้และใต้ตัวแปลงสัญญาณตามลำดับ

ความต้านทานความร้อนของเปลือกอาคารและตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนก่อนและหลังการติดตั้งทรานสดิวเซอร์

2. ฮาร์ดแวร์

2.1. ในการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจะใช้อุปกรณ์ ITP-11 (อนุญาตให้ใช้อุปกรณ์ ITP-7 รุ่นก่อนหน้า) ตามข้อกำหนด

ลักษณะทางเทคนิคของอุปกรณ์ ITP-11 ระบุไว้ในภาคผนวก 1

2.2. ในระหว่างการทดสอบทางความร้อนของโครงสร้างที่ปิดล้อม อนุญาตให้วัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนโดยใช้ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนที่ผลิตและสอบเทียบแยกกันซึ่งมีความต้านทานความร้อนสูงถึง 0.025-0.06 (ตร.ม.) / W และอุปกรณ์ที่วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่สร้างโดยคอนเวอร์เตอร์ .

อนุญาตให้ใช้ตัวแปลงที่ใช้ในการติดตั้งเพื่อกำหนดค่าการนำความร้อนตาม GOST 7076-78

2.3. ตัวแปลงความร้อนตามข้อ 2.2 ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดพื้นฐานดังต่อไปนี้:

วัสดุสำหรับ "ผนังเสริม" (แผ่น) จะต้องคงคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลของวัสดุนั้นไว้ที่อุณหภูมิแวดล้อม 243 ถึง 323 K (ตั้งแต่ลบ 30 ถึงบวก 50 ° C)

วัสดุไม่ควรเปียกและชุบน้ำในขั้นตอนของเหลวและไอ

อัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางของทรานสดิวเซอร์ต่อความหนาต้องมีอย่างน้อย 10

คอนเวอร์เตอร์ต้องมีโซนป้องกันอยู่รอบๆ แบตเตอรี่เทอร์โมคัปเปิล ซึ่งขนาดเชิงเส้นควรมีอย่างน้อย 30% ของรัศมีหรือครึ่งหนึ่งของขนาดเชิงเส้นของคอนเวอร์เตอร์

คอนเวอร์เตอร์ฟลักซ์ความร้อนที่ผลิตขึ้นแต่ละชนิดจะต้องถูกสอบเทียบในองค์กรที่ได้รับสิทธิ์ในการผลิตคอนเวอร์เตอร์เหล่านี้ตามลักษณะที่กำหนด

ภายใต้สภาวะแวดล้อมข้างต้น ต้องคงคุณลักษณะการสอบเทียบของทรานสดิวเซอร์ไว้เป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งปี

2.4. อนุญาตให้ทำการสอบเทียบทรานสดิวเซอร์ตามข้อ 2.2 ในการติดตั้งเพื่อกำหนดค่าการนำความร้อนตาม GOST 7076-78 ซึ่งคำนวณความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากผลการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิในตัวอย่างอ้างอิงของวัสดุที่ผ่านการรับรอง ตาม GOST 8.140-82 และติดตั้งแทนตัวอย่างที่ทดสอบ วิธีการสอบเทียบสำหรับตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนมีอยู่ในภาคผนวก 2 ที่แนะนำ

2.5. คอนเวอร์เตอร์ได้รับการตรวจสอบอย่างน้อยปีละครั้งตามที่ระบุไว้ในย่อหน้า 2.3, 2.4.

2.6. เพื่อวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนได้รับอนุญาตให้ใช้โพเทนชิออมิเตอร์แบบพกพา PP-63 ตาม GOST 9245-79, โวลต์แทมมิเตอร์แบบดิจิตอล V7-21, F30 หรือเครื่องวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าอื่น ๆ ซึ่งข้อผิดพลาดที่คำนวณได้ในพื้นที่ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าที่วัดได้ ของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนไม่เกิน 1% และความต้านทานอินพุตสูงกว่าความต้านทานภายในของตัวแปลงอย่างน้อย 10 เท่า

ในการทดสอบความร้อนของเปลือกอาคารโดยใช้ทรานสดิวเซอร์แยก ควรใช้ระบบและอุปกรณ์บันทึกอัตโนมัติ

3. การเตรียมการสำหรับการวัด

3.1. การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจะดำเนินการตามกฎจากด้านในของโครงสร้างปิดของอาคารและโครงสร้าง

อนุญาตให้วัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากด้านนอกของโครงสร้างที่ปิดล้อมได้หากไม่สามารถวัดจากภายในได้ (สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว ความผันผวนของพารามิเตอร์อากาศ) โดยจะต้องรักษาอุณหภูมิบนพื้นผิวให้คงที่ การควบคุมสภาวะการถ่ายเทความร้อนดำเนินการโดยใช้หัววัดอุณหภูมิและวิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: เมื่อวัดเป็นเวลา 10 นาที ค่าที่อ่านได้ควรอยู่ภายในข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องมือ

3.2. พื้นที่ผิวถูกเลือกเฉพาะหรือมีลักษณะเฉพาะสำหรับเปลือกอาคารที่ทดสอบทั้งหมด ขึ้นอยู่กับความจำเป็นในการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในท้องถิ่นหรือโดยเฉลี่ย

พื้นที่ที่เลือกบนโครงสร้างปิดล้อมสำหรับการวัดต้องมีชั้นผิวของวัสดุเดียวกัน มีการประมวลผล และสภาพพื้นผิวเหมือนกัน มีเงื่อนไขเดียวกันสำหรับการแผ่รังสีความร้อน และไม่ควรอยู่ใกล้กับองค์ประกอบที่สามารถเปลี่ยนทิศทางและค่า ของกระแสความร้อน

3.3. พื้นที่ผิวของโครงสร้างที่ปิดล้อมซึ่งมีการติดตั้งตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนไว้ จะถูกทำความสะอาดจนกว่าจะขจัดความหยาบที่มองเห็นได้และจับต้องได้ออก

3.4. ทรานสดิวเซอร์ถูกกดทับบนพื้นผิวทั้งหมดอย่างแน่นหนากับโครงสร้างที่ปิดล้อม และจับจ้องไปที่ตำแหน่งนี้ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสอย่างต่อเนื่องของทรานสดิวเซอร์ฟลักซ์ความร้อนกับพื้นผิวของพื้นที่ที่ทำการศึกษาในระหว่างการตรวจวัดที่ตามมาทั้งหมด

เมื่อติดตั้งทรานสดิวเซอร์ระหว่างมันกับโครงสร้างที่ปิดล้อม ไม่อนุญาตให้เกิดช่องว่างอากาศ เพื่อแยกสิ่งเหล่านี้ วาสลีนทางเทคนิคบาง ๆ จะถูกนำไปใช้กับพื้นที่ผิวที่ไซต์การวัดซึ่งครอบคลุมความผิดปกติของพื้นผิว

ตัวแปลงสัญญาณสามารถแก้ไขได้ตามพื้นผิวด้านข้างโดยใช้สารละลายของการสร้างยิปซั่ม วาสลีนทางเทคนิค ดินน้ำมัน แท่งที่มีสปริง และวิธีการอื่นๆ ที่ไม่รวมการบิดเบือนของฟลักซ์ความร้อนในเขตการวัด

3.5. ในระหว่างการตรวจวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในการปฏิบัติงาน พื้นผิวหลวมของหัวโซน่าร์จะถูกติดกาวด้วยชั้นของวัสดุหรือทาสีทับด้วยสีที่มีระดับการแผ่รังสีเท่ากันหรือใกล้เคียงกันโดยมีค่าความแตกต่าง 0.1 เท่ากับวัสดุของชั้นผิวของ โครงสร้างที่ปิดล้อม

3.6. อุปกรณ์การอ่านถูกวางไว้ที่ระยะ 5-8 ม. จากสถานที่วัดหรือในห้องที่อยู่ติดกันเพื่อขจัดอิทธิพลของผู้สังเกตที่มีต่อค่าของฟลักซ์ความร้อน

3.7. เมื่อใช้อุปกรณ์วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าซึ่งมีข้อจำกัดเกี่ยวกับอุณหภูมิแวดล้อม จะถูกวางไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิอากาศที่ยอมรับได้สำหรับการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ และตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ดังกล่าวโดยใช้สายต่อ

เมื่อวัดด้วยอุปกรณ์ ITP-1 ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนและอุปกรณ์วัดจะอยู่ในห้องเดียวกัน โดยไม่คำนึงถึงอุณหภูมิของอากาศในห้อง

3.8. อุปกรณ์ตามข้อ 3.7 ได้รับการจัดเตรียมสำหรับการทำงานตามคำแนะนำการใช้งานสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึงเวลาการรับแสงที่จำเป็นของอุปกรณ์เพื่อสร้างระบบอุณหภูมิใหม่ในนั้น

4. การวัดค่า

4.1. การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนดำเนินการ:

เมื่อใช้อุปกรณ์ ITP-11 - หลังจากฟื้นฟูสภาพการถ่ายเทความร้อนในห้องใกล้กับส่วนควบคุมของโครงสร้างที่ล้อมรอบบิดเบี้ยวระหว่างการเตรียมการและหลังจากการคืนค่าโดยตรงบนไซต์ทดสอบของระบอบการถ่ายเทความร้อนก่อนหน้านี้ถูกรบกวน ระหว่างการยึดคอนเวอร์เตอร์

ระหว่างการทดสอบความร้อนโดยใช้ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนตามข้อ 2.2 - หลังจากเริ่มมีสถานะการถ่ายเทความร้อนคงที่ใหม่ภายใต้ตัวแปลง

หลังจากดำเนินการเตรียมการตามวรรคแล้ว 3.2-3.5 เมื่อใช้อุปกรณ์ ITP-11 โหมดถ่ายเทความร้อนที่ไซต์วัดจะกลับคืนมาประมาณ 5-10 นาที เมื่อใช้ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนตามข้อ 2.2 - หลังจาก 2-6 ชั่วโมง

ตัวบ่งชี้ความสมบูรณ์ของโหมดการถ่ายเทความร้อนชั่วคราวและความเป็นไปได้ของการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนถือได้ว่าเป็นความสามารถในการทำซ้ำของผลลัพธ์ของการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนภายในข้อผิดพลาดในการวัดที่กำหนด

4.2. เมื่อวัดการไหลของความร้อนในเปลือกอาคารที่มีความต้านทานความร้อนน้อยกว่า 0.6 (ตร.ม.) / W อุณหภูมิของพื้นผิวจะถูกวัดพร้อมกันโดยใช้เทอร์โมคัปเปิลที่ระยะห่าง 100 มม. จากคอนเวอร์เตอร์ ด้านล่าง และอุณหภูมิ ของอากาศภายในและภายนอกที่ระยะห่าง 100 มม. จากผนัง

5. การประมวลผลผลลัพธ์

5.1. เมื่อใช้อุปกรณ์ ITP-11 ค่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน (W / sq.m) จะได้รับโดยตรงจากสเกลของอุปกรณ์

5.2. เมื่อใช้ทรานสดิวเซอร์และมิลลิโวลต์มิเตอร์แยกกันเพื่อวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านคอนเวอร์เตอร์ , W/ตร.ม. คำนวณโดยสูตร

(1)

5.3. การหาค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบของทรานสดิวเซอร์โดยคำนึงถึงอุณหภูมิทดสอบ ดำเนินการตามภาคผนวก 2 ที่แนะนำ

5.4. ค่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน W / sq.m เมื่อวัดตามข้อ 4.3 คำนวณโดยสูตร

(2)

ที่ไหน -

และ -

อุณหภูมิอากาศภายนอกหน้าคอนเวอร์เตอร์ K (°С);

อุณหภูมิพื้นผิวในพื้นที่การวัดใกล้กับหัวโซน่าร์และใต้ทรานสดิวเซอร์ตามลำดับ K (°С)

5.5. ผลการวัดจะถูกบันทึกในรูปแบบที่ให้ไว้ในภาคผนวก 3 ที่แนะนำ

5.6. ผลลัพธ์ของการกำหนดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจะใช้เป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของผลการวัดห้าครั้งในตำแหน่งหนึ่งของทรานสดิวเซอร์บนเปลือกอาคาร

เอกสารแนบ 1

อ้างอิง

ลักษณะทางเทคนิคของอุปกรณ์ITP-11

อุปกรณ์ ITP-11 เป็นการรวมกันของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนเป็นสัญญาณไฟฟ้ากระแสตรงพร้อมอุปกรณ์วัด ซึ่งกำหนดมาตราส่วนในหน่วยความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

1. ขีด จำกัด ของการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: 0-50; 0-250 วัตต์/ตร.ม.

2. การแบ่งราคาของมาตราส่วนเครื่องมือ: 1; 5 วัตต์/ตร.ม.

3. ข้อผิดพลาดหลักของอุปกรณ์เป็นเปอร์เซ็นต์ที่อุณหภูมิอากาศ 20 °C

4. ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของอากาศรอบ ๆ อุปกรณ์วัดไม่เกิน 1% สำหรับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิทุกๆ 10 K (°C) ในช่วง 273 ถึง 323 K (จาก 0 ถึง 50°C)

ข้อผิดพลาดเพิ่มเติมเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนไม่เกิน 0.83% ต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ 10 K (°C) ในช่วง 273 ถึง 243 K (จาก 0 ถึงลบ 30 °C)

5. ความต้านทานความร้อนของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน - ไม่เกิน 3·10 (kv/m·K)/W

6. เวลาในการสร้างข้อบ่งชี้ไม่เกิน 3.5 นาที

7. ขนาดโดยรวมของเคส - 290x175x100 มม.

8. ขนาดโดยรวมของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน: เส้นผ่านศูนย์กลาง 27 มม. ความหนา 1.85 มม.

9. ขนาดโดยรวมของอุปกรณ์วัด - 215x115x90 มม.

10 ความยาวของสายไฟฟ้าเชื่อมต่อ - 7 ม.

11. น้ำหนักตัวเครื่องไม่รวมเคส - ไม่เกิน 2.5 กก.

12. แหล่งจ่ายไฟ - 3 องค์ประกอบ "316"

ภาคผนวก 2

วิธีการสอบเทียบตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน

ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนที่ผลิตขึ้นจะต้องทำการสอบเทียบ ณ การติดตั้งเพื่อกำหนดค่าการนำความร้อนของวัสดุก่อสร้างตาม GOST 7076-78 ซึ่งมีการติดตั้งตัวแปลงที่สอบเทียบและตัวอย่างวัสดุอ้างอิงตาม GOST 8.140-82 แทนตัวอย่างทดสอบ .

เมื่อทำการปรับเทียบ ช่องว่างระหว่างแผ่นควบคุมอุณหภูมิของการติดตั้งและตัวอย่างอ้างอิงภายนอกตัวแปลงจะต้องเต็มไปด้วยวัสดุที่มีลักษณะคล้ายกันในคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์กับวัสดุของตัวแปลงเพื่อให้แน่ใจว่าฟลักซ์ความร้อนไหลผ่านในหนึ่งมิติ ในส่วนการทำงานของการติดตั้ง E.m.f. การวัด บนตัวแปลงและตัวอย่างอ้างอิงดำเนินการโดยหนึ่งในอุปกรณ์ที่ระบุไว้ในข้อ 2.6 ของมาตรฐานนี้

ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบของทรานสดิวเซอร์ W / (ตร.ม. mV) ที่อุณหภูมิเฉลี่ยที่กำหนดของการทดลอง หาได้จากผลการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนและแรงเคลื่อนไฟฟ้า ตามความสัมพันธ์ดังต่อไปนี้

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนคำนวณจากผลการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิในตัวอย่างอ้างอิงตามสูตร


ที่ไหน		ค่าการนำความร้อนของวัสดุอ้างอิง W/(m.K);
		อุณหภูมิของพื้นผิวด้านบนและด้านล่างของมาตรฐานตามลำดับ K(°С);
		ความหนามาตรฐาน m

ขอแนะนำให้เลือกอุณหภูมิเฉลี่ยในการทดลองเมื่อทำการปรับเทียบทรานสดิวเซอร์ในช่วงตั้งแต่ 243 ถึง 323 K (ตั้งแต่ลบ 30 ถึงบวก 50 °C) และคงไว้โดยมีค่าเบี่ยงเบนไม่เกิน ±2 K (°C) .

ผลลัพธ์ของการกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ของทรานสดิวเซอร์ถือเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของค่าที่คำนวณจากผลการวัดอย่างน้อย 10 การทดลอง จำนวนหลักที่มีนัยสำคัญในค่าของปัจจัยการสอบเทียบของทรานสดิวเซอร์นั้นใช้ตามข้อผิดพลาดในการวัด

ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของทรานสดิวเซอร์ K () หาได้จากผลการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า ในการทดลองสอบเทียบที่อุณหภูมิทรานสดิวเซอร์เฉลี่ยต่างๆ ตามอัตราส่วน


ที่ไหน ,	อุณหภูมิทรานสดิวเซอร์เฉลี่ยในการทดลองสองครั้ง K (°C);
	ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบของทรานสดิวเซอร์ที่อุณหภูมิเฉลี่ย ตามลำดับ และ , W/(ตร.ม. V)

ความแตกต่างระหว่างอุณหภูมิเฉลี่ยและต้องไม่ต่ำกว่า 40 K (°C)

ผลลัพธ์ของการหาค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิของทรานสดิวเซอร์นั้นนำมาเป็นค่าเฉลี่ยเลขคณิตของความหนาแน่นที่คำนวณจากผลการทดลองอย่างน้อย 10 ครั้งโดยมีอุณหภูมิเฉลี่ยต่างกันของทรานสดิวเซอร์

ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบของตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนที่อุณหภูมิทดสอบ , W / (ตร.ม. mV) หาได้จากสูตรต่อไปนี้

ที่ไหน

(ค่าสัมประสิทธิ์การสอบเทียบของหัวโซน่าร์ที่อุณหภูมิทดสอบ

W/(ตร.ม.วี)

ชนิดและจำนวนของเครื่องวัด


ประเภทของรั้ว		การอ่านค่า mV		ค่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน
ซุปกะหล่ำปลี const-	หมายเลขล็อต	หมายเลขการวัด	ค่าเฉลี่ยไซต์	ปรับขนาด	ถูกต้อง
ructions

ลายเซ็นของผู้ประกอบการ ___________________

วันที่วัด ___________

ข้อความของเอกสารได้รับการยืนยันโดย:

สิ่งพิมพ์อย่างเป็นทางการ

Gosstroy ของสหภาพโซเวียต -

ม.: สำนักพิมพ์มาตรฐาน พ.ศ. 2531

20.03.2014

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคาร GOST 25380-82

ฟลักซ์ความร้อน - ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านพื้นผิวอุณหภูมิความร้อนต่อหน่วยเวลา การไหลของความร้อนวัดเป็นวัตต์หรือ kcal / h (1 W \u003d 0.86 kcal / h) ฟลักซ์ความร้อนต่อหน่วยของพื้นผิวไอโซเทอร์มอลเรียกว่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนหรือภาระความร้อน มักจะแสดงด้วย q วัดเป็น W / m 2 หรือ kcal / (m 2 × h) ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนคือเวกเตอร์ ซึ่งส่วนประกอบใดๆ ก็ตามที่มีค่าเท่ากับปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่หนึ่งหน่วยในแนวตั้งฉากกับทิศทางของส่วนประกอบที่ถ่าย

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคารนั้นดำเนินการตาม GOST 25380-82 "อาคารและโครงสร้าง วิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคาร”

GOST นี้กำหนดวิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านโครงสร้างที่ล้อมรอบชั้นเดียวและหลายชั้นของอาคารและโครงสร้าง - สาธารณะ ที่อยู่อาศัย เกษตรกรรมและอุตสาหกรรม

ในปัจจุบัน ในการก่อสร้าง การยอมรับ และการดำเนินงานของอาคาร เช่นเดียวกับในภาคที่อยู่อาศัยและชุมชน ให้ความสำคัญกับคุณภาพของการก่อสร้างที่เสร็จสมบูรณ์และการตกแต่งภายในที่เสร็จสมบูรณ์ ฉนวนกันความร้อนของอาคารที่พักอาศัย รวมถึงการประหยัดพลังงาน

พารามิเตอร์การประเมินที่สำคัญในกรณีนี้คือการใช้ความร้อนจากโครงสร้างฉนวน การทดสอบคุณภาพการป้องกันความร้อนของเปลือกอาคารสามารถทำได้ในขั้นตอนต่างๆ: ในระหว่างการว่าจ้างอาคาร, ที่สถานที่ก่อสร้างที่เสร็จสมบูรณ์, ระหว่างการก่อสร้าง, ระหว่างการยกเครื่องโครงสร้างและระหว่างการทำงานของอาคารเพื่อจัดทำหนังสือเดินทางพลังงานของอาคาร และเรื่องร้องเรียน

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนควรทำที่อุณหภูมิแวดล้อม -30 ถึง +50°C และความชื้นสัมพัทธ์ไม่เกิน 85%

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนทำให้สามารถประมาณการไหลของความร้อนผ่านเปลือกอาคารได้ และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถกำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของอาคารและเปลือกอาคารในการก่อสร้างได้

มาตรฐานนี้ใช้ไม่ได้ในการประเมินประสิทธิภาพเชิงความร้อนของโครงสร้างปิดที่ส่งแสง (แก้ว พลาสติก ฯลฯ)

ให้เราพิจารณาว่าวิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนมีพื้นฐานมาจากอะไร มีการติดตั้งแผ่น (ที่เรียกว่า "ผนังเสริม") บนโครงสร้างปิดของอาคาร (โครงสร้าง) ความแตกต่างของอุณหภูมิที่เกิดขึ้นบน "ผนังเสริม" นี้เป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นของมันในทิศทางของการไหลของความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิจะถูกแปลงเป็นแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่เทอร์โมคัปเปิล ซึ่งอยู่บน "ผนังเสริม" และถูกวางแนวขนานกับการไหลของความร้อน และเชื่อมต่อแบบอนุกรมตามสัญญาณที่สร้างขึ้น เมื่อรวมกันแล้ว "ผนังเสริม" และสแต็กเทอร์โมคัปเปิลประกอบเป็นตัวแปลงสัญญาณการวัดสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

จากผลการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าของแบตเตอรี่เทอร์โมคัปเปิล ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนบนทรานสดิวเซอร์ที่สอบเทียบล่วงหน้าจะถูกคำนวณ

แผนภาพสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนแสดงอยู่ในภาพวาด

1 - โครงสร้างปิด; 2 - ตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน; 3 - เครื่องวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า;

t ใน t n- อุณหภูมิของอากาศภายในและภายนอก

τ n, τ ใน, τ' ใน- อุณหภูมิของพื้นผิวด้านนอกและด้านในของโครงสร้างปิดใกล้และใต้คอนเวอร์เตอร์ตามลำดับ

อาร์ 1 , อาร์ 2 -ความต้านทานความร้อนของเปลือกอาคารและตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน

q 1 , q 2- ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนก่อนและหลังการติดตั้งคอนเวอร์เตอร์

แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด การป้องกันอินฟราเรดในที่ทำงาน

แหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด (IR) คือวัตถุที่ให้ความร้อน อุณหภูมิที่กำหนดความเข้มและสเปกตรัมของพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมา ความยาวคลื่นที่มีพลังงานสูงสุดของการแผ่รังสีความร้อนถูกกำหนดโดยสูตร:

λ สูงสุด = 2.9-103 / T [µm] (1)

โดยที่ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของร่างกายที่แผ่รังสี K

รังสีอินฟราเรดแบ่งออกเป็นสามส่วน:

คลื่นสั้น (X \u003d 0.7 - 1.4 ไมครอน);
คลื่นปานกลาง (k \u003d 1.4 - 3.0 ไมครอน):
ความยาวคลื่นยาว (k = 3.0 μm - 1.0 mm)

ในร่างกายมนุษย์ คลื่นไฟฟ้าในช่วง IR ส่วนใหญ่มีผลกระทบต่อความร้อน เมื่อประเมินผลกระทบนี้ จะพิจารณาสิ่งต่อไปนี้:

ความยาวและความเข้มของคลื่นที่มีพลังงานสูงสุด

พื้นที่ของพื้นผิวที่ปล่อยออกมา

ระยะเวลาการรับแสงในวันทำการ

ระยะเวลาของการเปิดรับแสงอย่างต่อเนื่อง

ความรุนแรงของการใช้แรงงานทางกายภาพ

ความเข้มของการเคลื่อนที่ของอากาศในที่ทำงาน

ประเภทของผ้าที่ใช้ทำชุดเอี๊ยม

ลักษณะเฉพาะของร่างกาย

ช่วงคลื่นสั้นประกอบด้วยรังสีที่มีความยาวคลื่น λ ≤ 1.4 µm มีลักษณะเฉพาะด้วยความสามารถในการเจาะเข้าไปในเนื้อเยื่อของร่างกายมนุษย์ได้ลึกหลายเซนติเมตร ผลกระทบนี้ทำให้เกิดความเสียหายร้ายแรง ร่างกายต่างๆและเนื้อเยื่อของมนุษย์ที่มีผลกระทบร้ายแรง อุณหภูมิของกล้ามเนื้อ ปอด และเนื้อเยื่ออื่นๆ เพิ่มขึ้น ในระบบไหลเวียนโลหิตและน้ำเหลืองจำเพาะทางชีววิทยา สารออกฤทธิ์. การทำงานของระบบประสาทส่วนกลางหยุดชะงัก

ช่วงคลื่นกลางประกอบด้วยรังสีที่มีความยาวคลื่น λ = 1.4 - 3.0 μm พวกมันแทรกซึมเข้าไปในชั้นผิวเผินเท่านั้น ดังนั้นผลกระทบต่อร่างกายมนุษย์จึงจำกัดอยู่ที่การเพิ่มอุณหภูมิของบริเวณผิวหนังที่เปิดเผยและอุณหภูมิร่างกายที่เพิ่มขึ้น

ช่วงความยาวคลื่นยาว - รังสีที่มีความยาวคลื่น λ > 3 μm ส่งผลต่อร่างกายมนุษย์ ทำให้เกิดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นอย่างรุนแรงในบริเวณที่เปิดเผยผิวหนัง ซึ่งขัดขวางการทำงานของระบบทางเดินหายใจและระบบหัวใจและหลอดเลือด และขัดขวางสมดุลความร้อนของการสำเร็จความใคร่ นำไปสู่โรคลมแดด

ตาม GOST 12.1.005-88 ความเข้มของการสัมผัสกับความร้อนของผู้ปฏิบัติงานจากพื้นผิวที่อุ่นของอุปกรณ์เทคโนโลยีและอุปกรณ์ให้แสงสว่างไม่ควรเกิน: 35 W / m 2 เมื่อมากกว่า 50% ของพื้นผิวร่างกายถูกฉายรังสี 70 วัตต์/ตร.ม. เมื่อสัมผัสกับพื้นผิวร่างกาย 25 ถึง 50%; 100 W / m 2 ที่มีการฉายรังสีไม่เกิน 25%> ของผิวกาย จากแหล่งเปิด (โลหะที่อุ่นและแก้ว เปลวไฟ) ความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนไม่ควรเกิน 140 W / m 2 โดยเปิดรับไม่เกิน 25% ของพื้นผิวร่างกายและการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็นรวมถึงใบหน้าและ ป้องกันดวงตา

มาตรฐานยังจำกัดอุณหภูมิของพื้นผิวที่ทำความร้อนของอุปกรณ์ในพื้นที่ทำงาน ซึ่งไม่ควรเกิน 45 °C

อุณหภูมิพื้นผิวของอุปกรณ์ภายในซึ่งมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับ 100 °C ไม่ควรเกิน 35 °C

ประเภทหลักของการป้องกันรังสีอินฟราเรด ได้แก่ :

1. การป้องกันเวลา

2. ป้องกันระยะทาง;

3. การป้องกัน ฉนวนกันความร้อน หรือการระบายความร้อนของพื้นผิวร้อน

4. เพิ่มการถ่ายเทความร้อนของร่างกายมนุษย์

5. อุปกรณ์ป้องกันภัยส่วนบุคคล

6. การกำจัดแหล่งความร้อน

หน้าจอมีสามประเภท:

ทึบแสง;

· โปร่งใส;

โปร่งแสง.

ในหน้าจอทึบแสง เมื่อพลังงานของการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำปฏิกิริยากับสารของหน้าจอ พลังงานนั้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ผลจากการเปลี่ยนแปลงนี้ หน้าจอจะร้อนขึ้นและกลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีความร้อน การแผ่รังสีโดยพื้นผิวหน้าจอที่อยู่ตรงข้ามกับแหล่งกำเนิดนั้นถือเป็นการแผ่รังสีจากแหล่งกำเนิดตามอัตภาพ เป็นไปได้ที่จะคำนวณความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านพื้นที่หน่วยของหน้าจอ

ด้วยหน้าจอโปร่งใสสิ่งต่าง ๆ การแผ่รังสีที่ตกลงมาบนพื้นผิวของหน้าจอจะกระจายอยู่ภายในตามกฎของเลนส์ทางเรขาคณิต สิ่งนี้อธิบายความโปร่งใสของแสง

หน้าจอโปร่งแสงมีทั้งคุณสมบัติโปร่งใสและทึบแสง

· สะท้อนความร้อน;

· ดูดซับความร้อน;

กระจายความร้อน

ในความเป็นจริง ตะแกรงทั้งหมด มีคุณสมบัติในการดูดซับ สะท้อน หรือกระจายความร้อน ดังนั้นคำจำกัดความของหน้าจอสำหรับกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งจึงขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่แสดงออกมากที่สุด

หน้าจอสะท้อนความร้อนมีความโดดเด่นด้วยระดับความมืดของพื้นผิวในระดับต่ำ ดังนั้นพวกมันจึงสะท้อนรังสีส่วนใหญ่ที่ตกลงมาบนพวกมัน

ตะแกรงดูดซับความร้อนประกอบด้วยตะแกรงซึ่งวัสดุที่ใช้ทำนั้นมีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนต่ำ (ความต้านทานความร้อนสูง)

ฟิล์มใสหรือม่านน้ำทำหน้าที่เป็นแผ่นกันความร้อน สามารถใช้หน้าจอภายในโครงป้องกันกระจกหรือโลหะได้

E \u003d (q - q 3) / q (3)

E \u003d (t - t 3) / t (4)

q 3 - ความหนาแน่นฟลักซ์ของรังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน W / m 2;

เสื้อ คืออุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้การป้องกัน° C;

เสื้อ 3 - อุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน° C

เครื่องมือวัดที่ใช้

ในการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคารและเพื่อตรวจสอบคุณสมบัติของแผงกันความร้อน ผู้เชี่ยวชาญของเราได้พัฒนาอุปกรณ์ในซีรีส์นี้

ช่วงการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: ตั้งแต่ 10 ถึง 250, 500, 2000, 9999 W/m2

พื้นที่ใช้งาน:

· การก่อสร้าง;

วัตถุแห่งพลังงาน

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ฯลฯ

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนซึ่งเป็นตัวบ่งชี้คุณสมบัติของฉนวนความร้อนของวัสดุต่างๆ ดำเนินการโดยอุปกรณ์ในซีรีส์ที่:

· การทดสอบทางความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

การกำหนดการสูญเสียความร้อนในเครือข่ายการทำน้ำร้อน

ดำเนินการห้องปฏิบัติการในมหาวิทยาลัย (แผนก "ความปลอดภัยในชีวิต", "นิเวศวิทยาอุตสาหกรรม" ฯลฯ )

รูปแสดงแท่นต้นแบบ "การกำหนดพารามิเตอร์ของอากาศในพื้นที่ทำงานและการป้องกันผลกระทบจากความร้อน" BZhZ 3 (ผลิตโดย Intos + LLC)

บนขาตั้งมีแหล่งกำเนิดรังสีความร้อน (ตัวสะท้อนแสงในครัวเรือน) ตะแกรงที่ทำจากวัสดุต่างๆ (โลหะ ผ้า ฯลฯ) ถูกวางไว้ที่ด้านหน้าของแหล่งสัญญาณ โดยวางอุปกรณ์ไว้ด้านหลังหน้าจอภายในห้องพักแบบต่างๆ โดยห่างจากหน้าจอต่างกันไป เครื่องดูดควันพร้อมพัดลมติดตั้งไว้เหนือรุ่นห้อง อุปกรณ์นี้นอกจากโพรบสำหรับวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนแล้ว ยังมีโพรบสำหรับวัดอุณหภูมิของอากาศภายในโมเดลอีกด้วย โดยทั่วไป ขาตั้งเป็นแบบจำลองภาพสำหรับการประเมินประสิทธิภาพของการป้องกันความร้อนประเภทต่างๆ และระบบระบายอากาศในพื้นที่

ด้วยความช่วยเหลือของขาตั้ง ประสิทธิภาพของคุณสมบัติการป้องกันของหน้าจอจะขึ้นอยู่กับวัสดุที่ทำขึ้นและระยะห่างจากหน้าจอไปยังแหล่งกำเนิดรังสีความร้อน

หลักการทำงานและการออกแบบอุปกรณ์ IPP-2

โครงสร้างอุปกรณ์ทำในกล่องพลาสติก ที่แผงด้านหน้าของอุปกรณ์มีไฟ LED แสดงสถานะสี่หลัก ปุ่มควบคุม; บนพื้นผิวด้านข้างมีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่ออุปกรณ์กับคอมพิวเตอร์และอะแดปเตอร์เครือข่าย ที่แผงด้านบนมีขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อตัวแปลงหลัก

ลักษณะตัวเครื่อง

1 - ไฟ LED แสดงสถานะแบตเตอรี่

2 - ไฟ LED แสดงการละเมิดเกณฑ์

3 - ตัวบ่งชี้ค่าการวัด

4 - คอนเนคเตอร์สำหรับโพรบวัด

5 , 6 - ปุ่มควบคุม

7 - ขั้วต่อสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์

8 - ขั้วต่อสำหรับอะแดปเตอร์เครือข่าย

หลักการทำงาน

หลักการทำงานของอุปกรณ์ขึ้นอยู่กับการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิบน "ผนังเสริม" ขนาดของความแตกต่างของอุณหภูมิเป็นสัดส่วนกับความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน ความแตกต่างของอุณหภูมิวัดโดยใช้เทปเทอร์โมคัปเปิลที่อยู่ภายในแผ่นโพรบ ซึ่งทำหน้าที่เป็น “ผนังเสริม”

บ่งชี้การวัดและโหมดการทำงานของอุปกรณ์

อุปกรณ์จะสอบสวนโพรบวัด คำนวณความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน และแสดงค่าบนตัวบ่งชี้ LED ช่วงเวลาการโพลโพรบประมาณหนึ่งวินาที

การลงทะเบียนของวัด

ข้อมูลที่ได้รับจากโพรบวัดจะถูกเขียนไปยังหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนของหน่วยในช่วงเวลาหนึ่ง การตั้งค่าช่วงเวลา การอ่านและการดูข้อมูลจะดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์

อินเทอร์เฟซการสื่อสาร

ด้วยความช่วยเหลือของอินเทอร์เฟซดิจิตอล สามารถอ่านค่าปัจจุบันของการวัดอุณหภูมิ ข้อมูลการวัดที่สะสมได้จากอุปกรณ์ การตั้งค่าอุปกรณ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ หน่วยวัดสามารถทำงานร่วมกับคอมพิวเตอร์หรือตัวควบคุมอื่น ๆ ผ่านอินเทอร์เฟซดิจิตอล RS-232 ผู้ใช้กำหนดอัตราแลกเปลี่ยนผ่านอินเทอร์เฟซ RS-232 ได้ตั้งแต่ 1200 ถึง 9600 bps

คุณสมบัติของอุปกรณ์:

ความสามารถในการกำหนดเกณฑ์สำหรับการเตือนด้วยเสียงและแสง
การถ่ายโอนค่าที่วัดได้ไปยังคอมพิวเตอร์ผ่านอินเทอร์เฟซ RS-232

ข้อดีของอุปกรณ์คือความสามารถในการเชื่อมต่อโพรบวัดการไหลของความร้อนแบบต่างๆ กับอุปกรณ์ได้มากถึง 8 แบบ โพรบแต่ละตัว (เซ็นเซอร์) มีปัจจัยการสอบเทียบของตัวเอง (ปัจจัยการแปลง Kq) แสดงว่าแรงดันไฟฟ้าจากเซ็นเซอร์เปลี่ยนแปลงไปมากเพียงใดเมื่อเทียบกับฟลักซ์ความร้อน เครื่องมือนี้ใช้ค่าสัมประสิทธิ์เพื่อสร้างคุณลักษณะการสอบเทียบของหัววัด ซึ่งจะกำหนดค่าที่วัดได้ในปัจจุบันของฟลักซ์ความร้อน

การดัดแปลงโพรบสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน:

หัววัดฟลักซ์ความร้อนได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่พื้นผิวตาม GOST 25380-92

ลักษณะของโพรบวัดการไหลของความร้อน

1. PTP-ХХХПโพรบฟลักซ์ความร้อนแบบกดพร้อมสปริงมีให้ในการปรับเปลี่ยนต่อไปนี้ (ขึ้นอยู่กับช่วงของการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน):

PTP-2.0P: ตั้งแต่ 10 ถึง 2000 W / m 2;

PTP-9.9P: ตั้งแต่ 10 ถึง 9999 W / m 2

2. โพรบวัดการไหลของความร้อนในรูปแบบของ "เหรียญ" บนสายเคเบิลแบบยืดหยุ่น PTP-2.0

ช่วงการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: ตั้งแต่ 10 ถึง 2000 W/m 2

การปรับเปลี่ยนหัววัดอุณหภูมิ:

ลักษณะของหัววัดอุณหภูมิ

1. เทอร์โมคัปเปิลแบบจุ่ม TPP-A-D-L ที่ใช้เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ Pt1000 (เทอร์โมคัปเปิลความต้านทาน) และเทอร์โมคัปเปิล ТХА-А-D-L ที่ใช้เทอร์โมคัปเปิล ХА (เทอร์โมคัปเปิลแบบไฟฟ้า) ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของสื่อของเหลวและก๊าซต่างๆ ตลอดจนวัสดุจำนวนมาก

ช่วงการวัดอุณหภูมิ:

สำหรับ CCI-A-D-L: ตั้งแต่ -50 ถึง +150 °С;

สำหรับ THA-A-D-L: ตั้งแต่ -40 ถึง +450 °C

ขนาด:

D (เส้นผ่านศูนย์กลาง): 4, 6 หรือ 8 มม.;

L (ยาว): ตั้งแต่ 200 ถึง 1,000 มม.

2. เทอร์โมคัปเปิล ТХА-А-D1/D2-LП ที่ใช้เทอร์โมคัปเปิล ХА (เทอร์โมคัปเปิลไฟฟ้า) ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของพื้นผิวเรียบ

ขนาด:

D1 (เส้นผ่านศูนย์กลางของ "หมุดโลหะ"): 3 มม.

D2 (เส้นผ่านศูนย์กลางฐาน - "แพทช์"): 8 มม.;

L (ความยาวของ "หมุดโลหะ"): 150 มม.

3. เทอร์โมคัปเปิล ТХА-А-D-LC ที่ใช้เทอร์โมคัปเปิล XA (เทอร์โมคัปเปิลไฟฟ้า) ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของพื้นผิวทรงกระบอก

ช่วงการวัดอุณหภูมิ: ตั้งแต่ -40 ถึง +450 °С

ขนาด:

D (เส้นผ่านศูนย์กลาง) - 4 มม.

L (ความยาวของ "หมุดโลหะ"): 180 มม.;

ความกว้างของเทป - 6 มม.

ชุดส่งมอบอุปกรณ์สำหรับวัดความหนาแน่นของภาระความร้อนของตัวกลางประกอบด้วย:

1. เครื่องวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน (หน่วยวัด)

2. หัววัดสำหรับวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน*

3. หัววัดอุณหภูมิ*

4. ซอฟต์แวร์.**

5. สายเคเบิลสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล **

6. ใบรับรองการสอบเทียบ

7. คู่มือการใช้งานและหนังสือเดินทางสำหรับอุปกรณ์

8. หนังสือเดินทางสำหรับคอนเวอร์เตอร์เทอร์โมอิเล็กทริก (โพรบวัดอุณหภูมิ)

9. Passport สำหรับโพรบวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

10. อะแดปเตอร์เครือข่าย

* – ช่วงการวัดและการออกแบบหัววัดถูกกำหนดที่ขั้นตอนการสั่งซื้อ

** – รายการจัดทำโดยคำสั่งพิเศษ

การเตรียมเครื่องมือสำหรับการใช้งานและการวัด

1. นำอุปกรณ์ออกจากบรรจุภัณฑ์ หากนำอุปกรณ์เข้าห้องอุ่นจากห้องเย็น จำเป็นต้องปล่อยให้อุปกรณ์อุ่นเครื่องถึง อุณหภูมิห้องเป็นเวลาอย่างน้อย 2 ชั่วโมง

2. ชาร์จแบตเตอรี่โดยเชื่อมต่ออะแดปเตอร์ AC เข้ากับอุปกรณ์ เวลาในการชาร์จสำหรับแบตเตอรี่ที่คายประจุจนหมดคืออย่างน้อย 4 ชั่วโมง เพื่อยืดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ขอแนะนำให้ปล่อยประจุจนเต็มเดือนละครั้งจนกว่าอุปกรณ์จะปิดโดยอัตโนมัติและชาร์จจนเต็ม

3. เชื่อมต่อหน่วยวัดและหัววัดด้วยสายต่อ

4. เมื่อเสร็จสิ้นอุปกรณ์ด้วยดิสก์พร้อมซอฟต์แวร์ ให้ติดตั้งบนคอมพิวเตอร์ เชื่อมต่ออุปกรณ์กับพอร์ต COM ว่างของคอมพิวเตอร์โดยใช้สายเชื่อมต่อที่เหมาะสม

5. เปิดเครื่องโดยกดปุ่ม "เลือก" สั้นๆ

6. เมื่อเปิดเครื่อง อุปกรณ์จะทำการทดสอบตัวเองเป็นเวลา 5 วินาที ในกรณีที่มีความผิดปกติภายใน อุปกรณ์บนตัวบ่งชี้จะส่งสัญญาณจำนวนความผิดปกติพร้อมด้วยสัญญาณที่ได้ยิน หลังจากการทดสอบสำเร็จและการดาวน์โหลดเสร็จสิ้น ตัวบ่งชี้จะแสดงค่าปัจจุบันของความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน คำอธิบายของความล้มเหลวในการทดสอบและข้อผิดพลาดอื่น ๆ ในการทำงานของอุปกรณ์มีให้ในหัวข้อ 6 ของคู่มือการใช้งานเล่มนี้

7. หลังการใช้งาน ปิดอุปกรณ์โดยกดปุ่ม "เลือก" สั้นๆ

8. หากต้องเก็บอุปกรณ์ไว้เป็นเวลานาน (มากกว่า 3 เดือน) ควรถอดแบตเตอรี่ออกจากช่องใส่แบตเตอรี่

ด้านล่างเป็นไดอะแกรมของการสลับในโหมด "การทำงาน"

การเตรียมการและการวัดระหว่างการทดสอบความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

1. การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนนั้นดำเนินการตามกฎจากด้านในของโครงสร้างที่ล้อมรอบของอาคารและโครงสร้าง

อนุญาตให้วัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากด้านนอกของโครงสร้างที่ปิดล้อมได้หากไม่สามารถวัดจากภายในได้ (สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว ความผันผวนของพารามิเตอร์อากาศ) โดยจะต้องรักษาอุณหภูมิบนพื้นผิวให้คงที่ การควบคุมสภาวะการถ่ายเทความร้อนดำเนินการโดยใช้หัววัดอุณหภูมิและวิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: เมื่อทำการวัดเป็นเวลา 10 นาที การอ่านต้องอยู่ภายในข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องมือ

2. เลือกพื้นที่พื้นผิวเฉพาะหรือลักษณะเฉพาะสำหรับเปลือกอาคารที่ทดสอบทั้งหมด ขึ้นอยู่กับความจำเป็นในการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในท้องถิ่นหรือโดยเฉลี่ย

3. พื้นที่ผิวของโครงสร้างที่ปิดล้อมซึ่งติดตั้งตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน จะถูกทำความสะอาดจนกว่าจะขจัดความหยาบที่มองเห็นและจับต้องได้ออก

4. ทรานสดิวเซอร์ถูกกดทับบนพื้นผิวทั้งหมดอย่างแน่นหนากับโครงสร้างที่ปิดล้อม และจับจ้องไปที่ตำแหน่งนี้ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสอย่างต่อเนื่องของทรานสดิวเซอร์ฟลักซ์ความร้อนกับพื้นผิวของพื้นที่ที่ทำการศึกษาในระหว่างการตรวจวัดที่ตามมาทั้งหมด

5. ระหว่างการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในการปฏิบัติงาน พื้นผิวหลวมของหัวโซน่าร์จะถูกติดกาวด้วยชั้นของวัสดุหรือทาสีทับด้วยสีที่มีระดับการแผ่รังสีเท่ากันหรือใกล้เคียงกันโดยมีค่าความต่าง Δε ≤ 0.1 เป็นวัสดุของ ชั้นผิวของโครงสร้างที่ปิดล้อม

6. อุปกรณ์การอ่านอยู่ห่างจากสถานที่วัด 5-8 เมตรหรือในห้องที่อยู่ติดกันเพื่อแยกอิทธิพลของผู้สังเกตที่มีต่อค่าของฟลักซ์ความร้อน

7. เมื่อใช้อุปกรณ์วัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าซึ่งมีข้อจำกัดเกี่ยวกับอุณหภูมิแวดล้อม จะถูกวางไว้ในห้องที่มีอุณหภูมิอากาศที่ยอมรับได้สำหรับการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ และตัวแปลงฟลักซ์ความร้อนเชื่อมต่อกับอุปกรณ์เหล่านี้โดยใช้สายต่อ

8. อุปกรณ์ตามข้อถือสิทธิข้อที่ 7 ได้รับการจัดเตรียมสำหรับการทำงานตามคำแนะนำในการใช้งานสำหรับอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้อง รวมถึงคำนึงถึงเวลาเปิดรับแสงที่จำเป็นของอุปกรณ์เพื่อสร้างระบบอุณหภูมิใหม่ในนั้น

การเตรียมและการวัด

(ระหว่างงานห้องปฏิบัติการกับตัวอย่างงานห้องปฏิบัติการ "การตรวจสอบวิธีการป้องกันรังสีอินฟราเรด")

เชื่อมต่อแหล่งสัญญาณ IR เข้ากับซ็อกเก็ต เปิดแหล่งกำเนิดรังสีอินฟราเรด (ส่วนบน) และเครื่องวัดความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อน IPP-2

ติดตั้งหัวเครื่องวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ระยะห่าง 100 มม. จากแหล่งกำเนิดรังสี IR และกำหนดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน (ค่าเฉลี่ยของการวัดสามถึงสี่ครั้ง)

เลื่อนขาตั้งกล้องไปตามไม้บรรทัดด้วยตนเอง โดยตั้งหัววัดที่ระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสีที่ระบุอยู่ในตารางที่ 1 และทำการวัดซ้ำ ป้อนข้อมูลการวัดในรูปแบบตารางที่ 1

สร้างกราฟการพึ่งพาความหนาแน่นของฟลักซ์อินฟราเรดในระยะทาง

ทำซ้ำการวัดตามย่อหน้า 1 - 3 พร้อมตะแกรงป้องกันต่างๆ (อะลูมิเนียมสะท้อนความร้อน, ผ้าดูดซับความร้อน, โลหะที่มีพื้นผิวเป็นสีดำ, จดหมายลูกโซ่แบบผสม) ป้อนข้อมูลการวัดในรูปแบบของตารางที่ 1 สร้างกราฟของการพึ่งพาความหนาแน่นของฟลักซ์การแผ่รังสี IR บนระยะทางสำหรับแต่ละหน้าจอ

แบบตาราง 1

ประเมินประสิทธิภาพของการป้องกันหน้าจอตามสูตร (3)

ติดตั้งหน้าจอป้องกัน (ตามที่ครูสอน) วางแปรงปัดฝุ่นขนาดใหญ่ไว้ เปิดเครื่องดูดฝุ่นในโหมดรับอากาศ จำลองอุปกรณ์ระบายอากาศ และหลังจากผ่านไป 2-3 นาที (หลังจากตั้งค่าระบบระบายความร้อนของหน้าจอ) ให้กำหนดความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนในระยะทางเดียวกับในวรรค 3 ประเมิน ประสิทธิภาพของการป้องกันความร้อนแบบผสมผสานโดยใช้สูตร (3)

การพึ่งพาความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนในระยะทางสำหรับหน้าจอที่กำหนดในโหมดการระบายอากาศเสียควรวาดบนกราฟทั่วไป (ดูข้อ 5)

กำหนดประสิทธิภาพของการป้องกันโดยการวัดอุณหภูมิสำหรับตะแกรงที่กำหนดทั้งแบบมีและไม่มีช่องระบายอากาศโดยใช้สูตร (4)

สร้างกราฟแสดงประสิทธิภาพของการป้องกันการระบายอากาศเสียและไม่มี

เปลี่ยนเครื่องดูดฝุ่นเป็นโหมดเป่าลมและเปิดเครื่อง โดยกำหนดทิศทางการไหลของอากาศไปยังพื้นผิวของตะแกรงป้องกันที่กำหนด (โหมดการอาบน้ำ) ให้ทำซ้ำการวัดตามย่อหน้า 7 - 10. เปรียบเทียบผลการวัดของย่อหน้า 7-10.

แก้ไขท่อของเครื่องดูดฝุ่นบนชั้นวางใดชั้นวางหนึ่งแล้วเปิดเครื่องดูดฝุ่นในโหมด "โบลเวอร์" กำหนดทิศทางการไหลของอากาศเกือบจะตั้งฉากกับการไหลของความร้อน (ไปทางเล็กน้อย) - เลียนแบบม่านอากาศ ใช้มิเตอร์วัดอุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้ "โบลเวอร์" และ "โบลเวอร์"

สร้างกราฟประสิทธิภาพการป้องกัน "โบลเวอร์" ตามสูตร (4)

ผลการวัดและการตีความ

(ในตัวอย่างของห้องปฏิบัติการในหัวข้อ "การวิจัยวิธีการป้องกันรังสีอินฟราเรด" ในมหาวิทยาลัยเทคนิคแห่งใดแห่งหนึ่งในมอสโก)

โต๊ะ.
เตาไฟฟ้า EXP-1,0/220
ชั้นวางสำหรับวางหน้าจอแบบเปลี่ยนได้
ชั้นวางสำหรับติดตั้งหัววัด
เครื่องวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน
ไม้บรรทัด.
เครื่องดูดฝุ่น Typhoon-1200

ความเข้ม (ความหนาแน่นของฟลักซ์) ของรังสีอินฟราเรด q ถูกกำหนดโดยสูตร:

q \u003d 0.78 x S x (T 4 x 10 -8 - 110) / r 2 [W / m 2]

โดยที่ S คือพื้นที่ของพื้นผิวที่แผ่รังสี ม. 2 ;

T คืออุณหภูมิของพื้นผิวที่แผ่รังสี K;

r - ระยะทางจากแหล่งกำเนิดรังสี m.

หนึ่งในประเภทการป้องกันรังสีอินฟราเรดที่พบบ่อยที่สุดคือการป้องกันพื้นผิวที่เปล่งแสง

หน้าจอมีสามประเภท:

ทึบแสง;

โปร่งใส;

โปร่งแสง.

ตามหลักการทำงาน หน้าจอแบ่งออกเป็น:

สะท้อนความร้อน;

ดูดซับความร้อน;

ระบายความร้อน

ประสิทธิภาพของการป้องกันรังสีความร้อนด้วยความช่วยเหลือของเกราะ E ถูกกำหนดโดยสูตร:

E \u003d (q - q 3) / q

โดยที่ q คือความหนาแน่นฟลักซ์ของรังสีอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้การป้องกัน W / m 2

q3 - ความหนาแน่นฟลักซ์ของรังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน W/m 2 .

ประเภทของหน้าจอป้องกัน (ทึบแสง):

1. สกรีนแบบผสม - เมลลูกโซ่

อีเมลลูกโซ่ \u003d (1550 - 560) / 1550 \u003d 0.63

2. หน้าจอโลหะที่มีพื้นผิวดำคล้ำ

E al+cover \u003d (1550 - 210) / 1550 \u003d 0.86

3. หน้าจออลูมิเนียมสะท้อนความร้อน

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0.99

ลองพล็อตการพึ่งพาความหนาแน่นของฟลักซ์ IR กับระยะทางสำหรับแต่ละหน้าจอ

ดังที่เราเห็น ประสิทธิภาพของการป้องกันหน้าจอแตกต่างกันไป:

1. ผลการป้องกันขั้นต่ำของหน้าจอผสม - จดหมายลูกโซ่ - 0.63;

2. หน้าจออลูมิเนียมที่มีพื้นผิวดำคล้ำ - 0.86;

3. หน้าจออะลูมิเนียมสะท้อนความร้อนมีผลป้องกันสูงสุด - 0.99

การอ้างอิงเชิงบรรทัดฐาน

เมื่อประเมินประสิทธิภาพเชิงความร้อนของเปลือกอาคารและโครงสร้างและกำหนดการใช้ความร้อนจริงผ่านเปลือกอาคารภายนอก หลักดังต่อไปนี้ กฎระเบียบ:

· GOST 25380-82 วิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านซองจดหมายของอาคาร

ในการประเมินประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวิธีการป้องกันรังสีอินฟราเรดแบบต่างๆ เอกสารข้อกำหนดหลักต่อไปนี้จะถูกนำมาใช้:

· GOST 12.1.005-88 เอสบีที พื้นที่ทำงาน แอร์. ข้อกำหนดด้านสุขอนามัยและสุขอนามัยทั่วไป

· GOST 12.4.123-83 เอสบีที หมายถึงการป้องกันรังสีอินฟราเรด การจำแนกประเภท. ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไป

· GOST 12.4.123-83 “ระบบมาตรฐานความปลอดภัยแรงงาน หมายถึงการป้องกันโดยรวมจากรังสีอินฟราเรด ข้อกำหนดทางเทคนิคทั่วไป"

I. การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคาร GOST 25380-82

ฟลักซ์ความร้อน - ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทผ่านพื้นผิวอุณหภูมิความร้อนต่อหน่วยเวลา การไหลของความร้อนวัดเป็นวัตต์หรือ kcal / h (1 W \u003d 0.86 kcal / h) ฟลักซ์ความร้อนต่อหน่วยของพื้นผิวไอโซเทอร์มอลเรียกว่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนหรือภาระความร้อน มักจะแสดงด้วย q วัดใน W / m2 หรือ kcal / (m2 × h) ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนคือเวกเตอร์ ซึ่งส่วนประกอบใดๆ ก็ตามที่มีค่าเท่ากับปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นที่หนึ่งหน่วยในแนวตั้งฉากกับทิศทางของส่วนประกอบที่ถ่าย

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านเปลือกอาคารนั้นดำเนินการตาม GOST 25380-82 "อาคารและโครงสร้าง วิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนที่ไหลผ่านซองจดหมายของอาคาร"

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนวัดจากมาตราส่วนของอุปกรณ์พิเศษ ซึ่งรวมถึงตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน หรือคำนวณจากผลการวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า บนทรานสดิวเซอร์ฟลักซ์ความร้อนที่สอบเทียบล่วงหน้า

แผนภาพสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนแสดงอยู่ในภาพวาด

1 - โครงสร้างปิด; 2 - ตัวแปลงความร้อน 3 - เครื่องวัดแรงเคลื่อนไฟฟ้า;

ทีวี, tn - อุณหภูมิของอากาศภายในและภายนอก;

τн, τв, τ"в — อุณหภูมิของพื้นผิวด้านนอก, ด้านในของโครงสร้างที่ล้อมรอบใกล้และใต้ตัวแปลงตามลำดับ;

R1, R2 - ความต้านทานความร้อนของเปลือกอาคารและตัวแปลงฟลักซ์ความร้อน

q1, q2 คือความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนก่อนและหลังการติดตั้งทรานสดิวเซอร์

ครั้งที่สอง รังสีอินฟราเรด แหล่งที่มา การป้องกัน

ป้องกันรังสีอินฟราเรดในที่ทำงาน

λmax = 2.9-103 / T [µm] (1)

โดยที่ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของร่างกายที่แผ่รังสี K

รังสีอินฟราเรดแบ่งออกเป็นสามส่วน:

คลื่นสั้น (X = 0.7 - 1.4 ไมครอน);

คลื่นปานกลาง (k \u003d 1.4 - 3.0 ไมครอน):

ความยาวคลื่นยาว (k = 3.0 μm - 1.0 mm)

คลื่นไฟฟ้าของช่วงอินฟราเรดส่วนใหญ่มีผลต่อความร้อนต่อร่างกายมนุษย์ ในกรณีนี้ จำเป็นต้องคำนึงถึง: ความเข้มและความยาวคลื่นที่มีพลังงานสูงสุด พื้นที่ผิวที่แผ่รังสี ระยะเวลาการรับสัมผัสต่อวันทำงานและระยะเวลาการรับสัมผัสต่อเนื่อง ความรุนแรงของการใช้แรงงานทางกายภาพและการเคลื่อนย้ายทางอากาศในที่ทำงาน คุณภาพของชุดเอี๊ยม ลักษณะเฉพาะของคนงาน

รังสีของช่วงคลื่นสั้นที่มีความยาวคลื่น λ ≤ 1.4 μm มีความสามารถในการเจาะเนื้อเยื่อ ร่างกายมนุษย์โดยไม่กี่เซนติเมตร รังสีอินฟราเรดดังกล่าวสามารถแทรกซึมผ่านผิวหนังและกะโหลกศีรษะเข้าไปในเนื้อเยื่อสมองได้ง่าย และอาจส่งผลต่อเซลล์สมอง ทำให้สมองถูกทำลายอย่างรุนแรง ซึ่งมีอาการอาเจียน อาการวิงเวียนศีรษะ การขยายตัวของหลอดเลือดในผิวหนัง ความดันโลหิตลดลง และการไหลเวียนของโลหิตบกพร่อง . และการหายใจ, ชัก, บางครั้งหมดสติ. เมื่อฉายรังสีอินฟราเรดคลื่นสั้น อุณหภูมิของปอด ไต กล้ามเนื้อ และอวัยวะอื่นๆ จะเพิ่มขึ้นด้วย สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่เฉพาะเจาะจงปรากฏในเลือด, น้ำเหลือง, น้ำไขสันหลัง, ความผิดปกติของการเผาผลาญและสถานะการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางเปลี่ยนไป

รังสีของช่วงคลื่นกลางที่มีความยาวคลื่น λ = 1.4 - 3.0 ไมครอน จะถูกเก็บไว้ในชั้นผิวของผิวหนังที่ความลึก 0.1 - 0.2 มม. ดังนั้นผลกระทบทางสรีรวิทยาต่อร่างกายส่วนใหญ่เกิดจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิผิวและความร้อนของร่างกาย

ความร้อนที่รุนแรงที่สุดของผิวมนุษย์เกิดขึ้นจากการแผ่รังสี IR ที่มี λ > 3 µm ภายใต้อิทธิพลของมัน กิจกรรมของหัวใจและหลอดเลือดและ ระบบทางเดินหายใจรวมทั้งสมดุลความร้อนของร่างกายซึ่งนำไปสู่โรคลมแดดได้

ความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนถูกควบคุมโดยพิจารณาจากความรู้สึกส่วนตัวของพลังงานรังสีโดยบุคคล ตาม GOST 12.1.005-88 ความเข้มของการสัมผัสกับความร้อนของผู้ปฏิบัติงานจากพื้นผิวที่อุ่นของอุปกรณ์เทคโนโลยีและอุปกรณ์ให้แสงสว่างไม่ควรเกิน: 35 W / m2 โดยสัมผัสกับพื้นผิวมากกว่า 50%; 70 วัตต์/ตร.ม. เมื่อสัมผัสกับพื้นผิวร่างกาย 25 ถึง 50%; 100 วัตต์/ตร.ม. เมื่อฉายรังสีไม่เกิน 25% ของผิวกาย จากแหล่งเปิด (โลหะร้อนและแก้ว เปลวไฟ) ความเข้มของการได้รับความร้อนไม่ควรเกิน 140 W / m2 โดยเปิดรับไม่เกิน 25% ของพื้นผิวร่างกายและการใช้อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็นรวมถึงการป้องกันใบหน้าและ ดวงตา.

อุณหภูมิพื้นผิวของอุปกรณ์ภายในซึ่งมีอุณหภูมิใกล้ 100 0C ไม่ควรเกิน 35 0C

q = 0.78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2] (2)

ประเภทหลักของการป้องกันรังสีอินฟราเรด ได้แก่ :

1. การป้องกันเวลา

2. ป้องกันระยะทาง;

3. การป้องกัน ฉนวนกันความร้อน หรือการระบายความร้อนของพื้นผิวร้อน

4. เพิ่มการถ่ายเทความร้อนของร่างกายมนุษย์

5. อุปกรณ์ป้องกันภัยส่วนบุคคล

6. การกำจัดแหล่งความร้อน

การป้องกันเวลาเป็นการจำกัดเวลาที่ใช้โดยรังสีที่ทำงานอยู่ในพื้นที่ของการแผ่รังสี เวลาที่ปลอดภัยของบุคคลที่อยู่ในโซนการกระทำของรังสีอินฟราเรดขึ้นอยู่กับความเข้ม (ความหนาแน่นของฟลักซ์) และถูกกำหนดตามตารางที่ 1

ตารางที่ 1

เวลาอยู่อย่างปลอดภัยของคนในโซนรังสีอินฟราเรด

ระยะปลอดภัยถูกกำหนดโดยสูตร (2) ขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่อยู่ในพื้นที่ทำงานและความหนาแน่นที่อนุญาตของรังสีอินฟราเรด

พลังของรังสีอินฟราเรดสามารถลดลงได้ด้วยการออกแบบและเทคโนโลยีการแก้ปัญหา (การเปลี่ยนโหมดและวิธีการของผลิตภัณฑ์ทำความร้อน ฯลฯ ) รวมทั้งการเคลือบพื้นผิวทำความร้อนด้วยวัสดุฉนวนความร้อน

หน้าจอมีสามประเภท:

ทึบแสง;

· โปร่งใส;

โปร่งแสง.

ในหน้าจอทึบแสง พลังงานของการสั่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ทำปฏิกิริยากับสารของหน้าจอจะเปลี่ยนเป็นความร้อน ในกรณีนี้ หน้าจอจะร้อนขึ้นและเหมือนกับร่างกายที่ร้อน กลายเป็นแหล่งกำเนิดของการแผ่รังสีความร้อน การแผ่รังสีของพื้นผิวหน้าจอที่อยู่ตรงข้ามกับแหล่งกำเนิดนั้นถือเป็นการแผ่รังสีของแหล่งกำเนิดแบบมีเงื่อนไข ตะแกรงโปร่งแสง ได้แก่ โลหะ อัลฟ่า (จากอลูมิเนียมฟอยล์) รูพรุน (คอนกรีตโฟม แก้วโฟม ดินขยายตัว หินภูเขาไฟ) ใยหิน และอื่นๆ

ในหน้าจอโปร่งใส การแผ่รังสีภายในนั้นเป็นไปตามกฎของออปติกเรขาคณิต ซึ่งช่วยให้มองเห็นได้ชัดเจนผ่านหน้าจอ ม่านเหล่านี้ทำจากกระจกชนิดต่างๆ ม่านน้ำแบบฟิล์ม (ฟรีและไหลลงมาจากกระจก) นอกจากนี้ยังใช้

หน้าจอโปร่งแสงรวมคุณสมบัติของหน้าจอโปร่งใสและไม่โปร่งใส ได้แก่ ตาข่ายโลหะ ม่านลูกโซ่ ฉากกระจกเสริมด้วยตาข่ายโลหะ

· สะท้อนความร้อน;

· ดูดซับความร้อน;

กระจายความร้อน

การแบ่งส่วนนี้ค่อนข้างจะเป็นไปตามอำเภอใจ เนื่องจากแต่ละหน้าจอมีความสามารถในการสะท้อน ดูดซับ และขจัดความร้อน การกำหนดหน้าจอให้กับกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งนั้นพิจารณาจากความสามารถของมันที่เด่นชัดกว่า

หน้าจอสะท้อนความร้อนมีระดับความดำที่พื้นผิวต่ำ อันเป็นผลมาจากการสะท้อนส่วนสำคัญของการแผ่รังสีพลังงานที่ตกกระทบบนตัวมันในทิศทางตรงกันข้าม Alfol, แผ่นอลูมิเนียม, เหล็กชุบสังกะสีใช้เป็นวัสดุสะท้อนความร้อน

ตะแกรงดูดซับความร้อนเรียกว่าตะแกรงที่ทำจากวัสดุที่มีความต้านทานความร้อนสูง (ค่าการนำความร้อนต่ำ) อิฐทนไฟและฉนวนความร้อน แร่ใยหิน และใยหินใช้เป็นวัสดุดูดซับความร้อน

ม่านน้ำใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะที่เป็นตะแกรงดูดความชื้น ตกได้อิสระในรูปแบบของฟิล์ม หรือการชลประทานพื้นผิวการคัดกรองอื่น (เช่น โลหะ) หรือปิดล้อมด้วยแก้วหรือโลหะพิเศษ

E \u003d (q - q3) / q (3)

E \u003d (t - t3) / t (4)

q3 คือความหนาแน่นฟลักซ์ของรังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน W/m2

เสื้อ คืออุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้การป้องกัน° C;

t3 คืออุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน°С

การไหลของอากาศที่พุ่งตรงไปยังผู้ปฏิบัติงานช่วยเพิ่มการระบายความร้อนออกจากร่างกายของเขาสู่สิ่งแวดล้อม การเลือกอัตราการไหลของอากาศขึ้นอยู่กับความรุนแรงของงานที่ทำและความเข้มของรังสีอินฟราเรด แต่ไม่ควรเกิน 5 m / s เนื่องจากในกรณีนี้ผู้ปฏิบัติงานรู้สึกไม่สบาย (เช่น หูอื้อ) ประสิทธิภาพของฝักบัวลมจะเพิ่มขึ้นเมื่ออากาศที่ส่งไปยังที่ทำงานเย็นลงหรือเมื่อผสมน้ำที่พ่นละเอียดลงไป (ฝักบัวแบบน้ำ-ลม)

ในฐานะอุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคล ใช้ชุดเอี๊ยมที่ทำจากผ้าฝ้ายและผ้าขนสัตว์ ผ้าเคลือบโลหะ (สะท้อนรังสีอินฟราเรดได้ถึง 90%) Goggles, Shields พร้อมแว่นตาพิเศษออกแบบมาเพื่อปกป้องดวงตา - ฟิลเตอร์แสงสีเหลืองเขียวหรือน้ำเงิน

มาตรการการรักษาและป้องกันจัดให้มีระบบการทำงานและการพักผ่อนที่มีเหตุผล ระยะเวลาพักงานและความถี่ขึ้นอยู่กับความเข้มของรังสีอินฟราเรดและความรุนแรงของงาน นอกจากการตรวจร่างกายตามระยะแล้ว ยังมีการตรวจสุขภาพเพื่อป้องกันโรคจากการทำงาน

สาม. เครื่องมือที่ใช้.

พื้นที่ใช้งาน:

อุปกรณ์ของซีรีย์ IPP-2 นั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง องค์กรทางวิทยาศาสตร์ ที่โรงงานพลังงานต่างๆ และในอุตสาหกรรมอื่นๆ มากมาย

การวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนซึ่งเป็นตัวบ่งชี้คุณสมบัติของฉนวนความร้อนของวัสดุต่างๆ ดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์ซีรีส์ IPP-2 ที่:

การทดสอบโครงสร้างปิดล้อม

การหาค่าการสูญเสียความร้อนในเครือข่ายการทำน้ำร้อน

ขาตั้งมีแหล่งกำเนิดรังสีความร้อนในรูปแบบของแผ่นสะท้อนแสงในครัวเรือน โดยติดตั้งแผงป้องกันความร้อนที่ทำจากวัสดุต่างๆ (ผ้า แผ่นโลหะ ชุดโซ่ ฯลฯ) ด้านหลังหน้าจอในระยะห่างต่างๆ จากมันภายในรุ่นห้อง จะวางอุปกรณ์ IPP-2 ซึ่งวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน เครื่องดูดควันพร้อมพัดลมวางอยู่เหนือรุ่นห้อง อุปกรณ์วัด IPP-2 มีเซ็นเซอร์เพิ่มเติมที่ให้คุณวัดอุณหภูมิอากาศภายในห้องได้ ดังนั้น ขาตั้ง BZhZ 3 ทำให้สามารถวัดประสิทธิภาพของการป้องกันความร้อนประเภทต่างๆ และระบบระบายอากาศในพื้นที่ได้

ขาตั้งทำให้สามารถวัดความเข้มของการแผ่รังสีความร้อนโดยขึ้นอยู่กับระยะห่างจากแหล่งกำเนิด เพื่อตรวจสอบประสิทธิภาพของคุณสมบัติการป้องกันของตะแกรงที่ทำจากวัสดุต่างๆ

IV. หลักการทำงานและการออกแบบอุปกรณ์ IPP-2

โครงสร้างหน่วยวัดของอุปกรณ์ทำในกล่องพลาสติก

ในโหมดการทำงาน อุปกรณ์จะทำการวัดค่าพารามิเตอร์ที่เลือกแบบวนซ้ำ การเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นระหว่างโหมดการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนและอุณหภูมิ ตลอดจนระบุการชาร์จแบตเตอรี่เป็นเปอร์เซ็นต์ 0% ... 100% เมื่อสลับระหว่างโหมด คำจารึกที่สอดคล้องกันของโหมดที่เลือกจะแสดงบนตัวบ่งชี้ อุปกรณ์ยังสามารถบันทึกค่าที่วัดได้โดยอัตโนมัติเป็นระยะในหน่วยความจำแบบไม่ลบเลือนโดยอ้างอิงตามเวลา การเปิด/ปิดการบันทึกสถิติ การตั้งค่าพารามิเตอร์การบันทึก การอ่านข้อมูลที่สะสมจะดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ที่จัดมาให้ตามคำสั่ง

ลักษณะเฉพาะ:

ความเป็นไปได้ในการตั้งค่าเกณฑ์สำหรับเสียงและสัญญาณเตือนไฟ เกณฑ์คือขีดจำกัดบนหรือล่างของการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตในค่าที่สอดคล้องกัน หากมีการละเมิดค่าเกณฑ์บนหรือล่าง อุปกรณ์จะตรวจจับเหตุการณ์นี้และไฟ LED จะสว่างขึ้นที่ไฟแสดงสถานะ หากอุปกรณ์ได้รับการกำหนดค่าอย่างเหมาะสม การละเมิดเกณฑ์จะมาพร้อมกับสัญญาณเสียง

· ถ่ายโอนค่าที่วัดได้ไปยังคอมพิวเตอร์บนอินเทอร์เฟซ RS 232

การดัดแปลงโพรบสำหรับการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน:

ลักษณะของโพรบวัดการไหลของความร้อน

— PTP-2.0P: ตั้งแต่ 10 ถึง 2000 W/m2;

— PTP-9.9P: ตั้งแต่ 10 ถึง 9999 W/m2

ช่วงการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: ตั้งแต่ 10 ถึง 2000 W/m2

การปรับเปลี่ยนหัววัดอุณหภูมิ:

ลักษณะของหัววัดอุณหภูมิ

1. เทอร์โมคัปเปิลแบบจุ่ม TPP-A-D-L ที่ใช้เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ Pt1000 (เทอร์โมคัปเปิลความต้านทาน) และเทอร์โมคัปเปิล ТХА-А-D-L ที่ใช้เทอร์โมคัปเปิล XА (เทอร์โมคัปเปิลไฟฟ้า) ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของสื่อของเหลวและก๊าซต่างๆ เช่นเดียวกับวัสดุจำนวนมาก

ช่วงการวัดอุณหภูมิ:

- สำหรับหอการค้าและอุตสาหกรรม A-D-L: จาก -50 ถึง +150 °С;

- สำหรับ ТХА-А-D-L: ตั้งแต่ -40 ถึง +450 °С

ขนาด:

- D (เส้นผ่านศูนย์กลาง): 4, 6 หรือ 8 มม.

- L (ยาว): ตั้งแต่ 200 ถึง 1,000 มม.

2. เทอร์โมคัปเปิล ТХА-А-D1/D2-LП ที่ใช้เทอร์โมคัปเปิล XA (เทอร์โมคัปเปิลไฟฟ้า) ออกแบบมาเพื่อวัดอุณหภูมิของพื้นผิวเรียบ

ขนาด:

- D1 (เส้นผ่านศูนย์กลางของ "หมุดโลหะ"): 3 มม.

- D2 (เส้นผ่านศูนย์กลางฐาน - "แพทช์"): 8 มม.

- L (ความยาวของ "หมุดโลหะ"): 150 มม.

ช่วงการวัดอุณหภูมิ: ตั้งแต่ -40 ถึง +450 °С

ขนาด:

- D (เส้นผ่านศูนย์กลาง) - 4 มม.

- L (ความยาวของ "หมุดโลหะ"): 180 มม.

- ความกว้างเทป - 6 มม.

ชุดส่งมอบอุปกรณ์สำหรับวัดความหนาแน่นของภาระความร้อนของตัวกลางประกอบด้วย:

2. หัววัดสำหรับวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน*

3. หัววัดอุณหภูมิ*

4. ซอฟต์แวร์.**

5. สายเคเบิลสำหรับเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล **

6. ใบรับรองการสอบเทียบ

7. คู่มือการใช้งานและหนังสือเดินทางสำหรับอุปกรณ์ IPP-2

9. Passport สำหรับโพรบวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน

10. อะแดปเตอร์เครือข่าย

* - ช่วงการวัดและการออกแบบโพรบถูกกำหนดในขั้นตอนการสั่งซื้อ

** - ตำแหน่งจะถูกจัดส่งโดยคำสั่งพิเศษ

V. การเตรียมอุปกรณ์สำหรับการใช้งานและการวัด

กำลังเตรียมอุปกรณ์สำหรับการทำงาน

นำอุปกรณ์ออกจากบรรจุภัณฑ์ หากนำอุปกรณ์เข้าห้องอุ่นจากห้องเย็น จำเป็นต้องปล่อยให้อุปกรณ์อุ่นเครื่องที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ชาร์จแบตเตอรี่ให้เต็มภายในสี่ชั่วโมง วางโพรบในสถานที่ที่จะทำการวัด เชื่อมต่อโพรบเข้ากับเครื่องมือ หากต้องใช้อุปกรณ์ร่วมกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล จำเป็นต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์กับพอร์ต COM ที่ว่างของคอมพิวเตอร์โดยใช้สายเชื่อมต่อ เชื่อมต่ออะแดปเตอร์เครือข่ายกับอุปกรณ์และติดตั้งซอฟต์แวร์ตามคำอธิบาย เปิดเครื่องโดยกดปุ่มสั้นๆ หากจำเป็น ให้ปรับอุปกรณ์ตามวรรค 2.4.6 คู่มือการใช้งาน เมื่อทำงานกับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล ให้ตั้งค่าที่อยู่เครือข่ายและอัตราแลกเปลี่ยนของอุปกรณ์ตามวรรค 2.4.8 คู่มือการใช้งาน เริ่มวัด.

ด้านล่างเป็นไดอะแกรมของการสลับในโหมด "งาน"

การเตรียมการและการวัดระหว่างการทดสอบความร้อนของโครงสร้างปิดล้อม

อนุญาตให้วัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากด้านนอกของโครงสร้างที่ปิดล้อมได้หากไม่สามารถวัดจากภายในได้ (สภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว ความผันผวนของพารามิเตอร์อากาศ) โดยจะต้องรักษาอุณหภูมิบนพื้นผิวให้คงที่ การควบคุมสภาวะการถ่ายเทความร้อนดำเนินการโดยใช้หัววัดอุณหภูมิและวิธีการวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: เมื่อทำการวัดเป็นเวลา 10 นาที การอ่านต้องอยู่ภายในข้อผิดพลาดในการวัดของเครื่องมือ

5. ในระหว่างการตรวจวัดความหนาแน่นของการไหลของความร้อน พื้นผิวที่หลวมของหัวโซน่าร์จะถูกติดกาวด้วยชั้นของวัสดุหรือทาสีทับด้วยสีที่มีระดับการแผ่รังสีเท่ากันหรือใกล้เคียงกัน โดยมีค่าความแตกต่าง 0.1 เป็นวัสดุของชั้นผิวของ โครงสร้างที่ปิดล้อม

การเตรียมและการวัด

(ระหว่างงานห้องปฏิบัติการกับตัวอย่างงานห้องปฏิบัติการ "การวิจัยวิธีการป้องกันรังสีอินฟราเรด")

เชื่อมต่อแหล่งสัญญาณ IR เข้ากับซ็อกเก็ต เปิดแหล่งที่มาของรังสีอินฟราเรด (ส่วนบน) และเครื่องวัดความหนาแน่นฟลักซ์ความร้อน IPP-2

สร้างกราฟการพึ่งพาความหนาแน่นของฟลักซ์อินฟราเรดในระยะทาง

ทำซ้ำการวัดตามย่อหน้า 1 — 3 พร้อมข้อมูลการวัดที่แตกต่างกันเพื่อป้อนในรูปแบบของตาราง 1 สร้างกราฟของการพึ่งพาความหนาแน่นฟลักซ์ของการแผ่รังสี IR ตามระยะทางสำหรับแต่ละหน้าจอ

แบบตาราง 1

ประเมินประสิทธิผลของการป้องกันหน้าจอตามสูตร (3)

สร้างกราฟประสิทธิภาพของการป้องกันการระบายอากาศเสียและไม่มี

แก้ไขท่อของเครื่องดูดฝุ่นบนชั้นวางใดชั้นวางหนึ่งแล้วเปิดเครื่องดูดฝุ่นในโหมด "โบลเวอร์" กำหนดทิศทางการไหลของอากาศเกือบจะตั้งฉากกับการไหลของความร้อน (ไปทางเล็กน้อย) - เลียนแบบม่านอากาศ ใช้มิเตอร์ IPP-2 วัดอุณหภูมิของรังสีอินฟราเรดโดยไม่ต้องใช้ "โบลเวอร์" และ "โบลเวอร์"

สร้างกราฟประสิทธิภาพการป้องกัน "โบลเวอร์" ตามสูตร (4)

หก. ผลการวัดและการตีความ

โต๊ะ. เตาไฟฟ้า EXP-1,0/220 ชั้นวางสำหรับวางหน้าจอแบบเปลี่ยนได้ ชั้นวางสำหรับติดตั้งหัววัด เครื่องวัดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน IPP-2M ไม้บรรทัด. เครื่องดูดฝุ่น Typhoon-1200

ความเข้ม (ความหนาแน่นของฟลักซ์) ของรังสีอินฟราเรด q ถูกกำหนดโดยสูตร:

q = 0.78 x S x (T4 x 10-8 - 110) / r2 [W/m2]

โดยที่ S คือพื้นที่ของพื้นผิวที่แผ่รังสี m2;

T คืออุณหภูมิของพื้นผิวที่แผ่รังสี K;

r คือระยะห่างจากแหล่งกำเนิดรังสี m

หน้าจอมีสามประเภท:

ทึบแสง;

· โปร่งใส;

โปร่งแสง.

ตามหลักการทำงาน หน้าจอแบ่งออกเป็น:

· สะท้อนความร้อน;

· ดูดซับความร้อน;

กระจายความร้อน

ตารางที่ 1

ประสิทธิภาพของการป้องกันรังสีความร้อนด้วยหน้าจอ E ถูกกำหนดโดยสูตร:

E \u003d (q - q3) / q

โดยที่ q คือความหนาแน่นของฟลักซ์การแผ่รังสีอินฟราเรดโดยไม่มีการป้องกัน W/m2

q3 คือความหนาแน่นของฟลักซ์การแผ่รังสีอินฟราเรดโดยใช้การป้องกัน W/m2

ประเภทของหน้าจอป้องกัน (ทึบแสง):

1. สกรีนแบบผสม - เมลลูกโซ่

อีเมล = (1550 - 560) / 1550 = 0.63

2. หน้าจอโลหะที่มีพื้นผิวดำคล้ำ

E al+cover = (1550 - 210) / 1550 = 0.86

3. หน้าจออลูมิเนียมสะท้อนความร้อน

E al \u003d (1550 - 10) / 1550 \u003d 0.99

ลองพล็อตการพึ่งพาความหนาแน่นของฟลักซ์ IR กับระยะทางสำหรับแต่ละหน้าจอ

ไม่มีการป้องกัน

ดังที่เราเห็น ประสิทธิภาพของการป้องกันหน้าจอแตกต่างกันไป:

1. ผลการป้องกันขั้นต่ำของหน้าจอผสม - จดหมายลูกโซ่ - 0.63;

2. หน้าจออลูมิเนียมที่มีพื้นผิวดำคล้ำ - 0.86;

3. หน้าจออะลูมิเนียมสะท้อนความร้อนมีผลป้องกันสูงสุด - 0.99

ในการประเมินประสิทธิภาพการระบายความร้อนของเปลือกอาคารและโครงสร้างและกำหนดการใช้ความร้อนจริงผ่านเปลือกอาคารภายนอก เอกสารกำกับดูแลหลักต่อไปนี้จะถูกนำมาใช้:

ปริมาณความร้อนที่ผ่านพื้นผิวที่กำหนดต่อหน่วยเวลาเรียกว่า ฟลักซ์ความร้อน Q, ว .

ปริมาณความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ต่อหน่วยเวลาเรียกว่า ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนหรือฟลักซ์ความร้อนจำเพาะและกำหนดลักษณะความเข้มของการถ่ายเทความร้อน

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน q, ถูกนำไปตามแนวปกติไปยังพื้นผิวไอโซเทอร์มอลในทิศทางตรงกันข้ามกับการไล่ระดับอุณหภูมิ นั่นคือ ในทิศทางของอุณหภูมิที่ลดลง

หากทราบการกระจาย qบนพื้นผิว Fแล้วปริมาณความร้อนทั้งหมด คิวτ ผ่านพื้นผิวนี้ในช่วงเวลา τ หาได้จากสมการดังนี้

และกระแสความร้อน:

ถ้าค่า qมีค่าคงที่เหนือพื้นผิวที่พิจารณา ดังนั้น:

กฎหมายฟูริเยร์

กฎหมายฉบับนี้กำหนดปริมาณการไหลของความร้อนเมื่อถ่ายเทความร้อนผ่านการนำความร้อน นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส เจ.บี. ฟูริเยร์ในปี ค.ศ. 1807 เขาได้กำหนดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนผ่านพื้นผิวไอโซเทอร์มอลเป็นสัดส่วนกับการไล่ระดับอุณหภูมิ:

เครื่องหมายลบ (9.6) แสดงว่ากระแสความร้อนมุ่งไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการไล่ระดับอุณหภูมิ (ดูรูปที่ 9.1)

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนในทิศทางใดก็ได้ lแสดงถึงการฉายภาพไปยังทิศทางของการไหลของความร้อนในทิศทางปกติ:

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน

ค่าสัมประสิทธิ์ λ , W/(m·K) ในสมการกฎฟูริเยร์จะเท่ากับความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนเป็นตัวเลขเมื่ออุณหภูมิลดลงหนึ่งเคลวิน (องศา) ต่อความยาวหน่วย ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของสารต่างๆ ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของสารเหล่านั้น สำหรับวัตถุบางตัว ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนขึ้นอยู่กับโครงสร้างของร่างกาย น้ำหนักเชิงปริมาตร ความชื้น องค์ประกอบทางเคมี, ความดัน, อุณหภูมิ. ในการคำนวณทางเทคนิค ค่า λ นำมาจากตารางอ้างอิงและจำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าเงื่อนไขที่กำหนดค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนในตารางสอดคล้องกับเงื่อนไขของปัญหาที่คำนวณได้

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิอย่างยิ่ง สำหรับวัสดุส่วนใหญ่ ตามที่แสดงจากประสบการณ์ การพึ่งพาอาศัยกันนี้สามารถแสดงได้ด้วยสูตรเชิงเส้น:

ที่ไหน λ o - ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนที่ 0 °C;

β - ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ

ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของก๊าซและโดยเฉพาะอย่างยิ่งไอระเหยขึ้นอยู่กับความดันอย่างมาก ค่าตัวเลขของค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนสำหรับสารต่างๆ จะแปรผันตามช่วงกว้างมาก - จาก 425 W / (m K) สำหรับเงิน ไปจนถึงค่าลำดับ 0.01 W / (m K) สำหรับก๊าซ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากลไกการถ่ายเทความร้อนโดยการนำความร้อนในตัวกลางทางกายภาพที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกัน

โลหะมีค่าการนำความร้อนสูงสุด ค่าการนำความร้อนของโลหะจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและลดลงอย่างรวดเร็วเมื่อมีสิ่งเจือปนและธาตุผสม ดังนั้นค่าการนำความร้อนของทองแดงบริสุทธิ์คือ 390 W / (m K) และทองแดงที่มีสารหนูคือ 140 W / (m K) ค่าการนำความร้อนของเหล็กบริสุทธิ์คือ 70 W / (m K) เหล็กที่มีคาร์บอน 0.5% - 50 W / (m K) เหล็กอัลลอยด์ที่มีโครเมียม 18% และนิกเกิล 9% - เพียง 16 W / (m K)

การพึ่งพาการนำความร้อนของโลหะบางชนิดกับอุณหภูมิแสดงในรูปที่ 9.2.

ก๊าซมีค่าการนำความร้อนต่ำ (ตามลำดับ 0.01...1 W/(m K)) ซึ่งจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น

ค่าการนำความร้อนของของเหลวเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ข้อยกเว้นคือน้ำและ กลีเซอรอล. โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของของเหลวหยด (น้ำ น้ำมัน กลีเซอรีน) จะสูงกว่าค่าของแก๊ส แต่ต่ำกว่าค่าของของแข็งและอยู่ในช่วง 0.1 ถึง 0.7 W/(m K)

ข้าว. 9.2. ผลกระทบของอุณหภูมิต่อการนำความร้อนของโลหะ

1 แนวคิดพื้นฐานและคำจำกัดความ - สนามอุณหภูมิ, การไล่ระดับสี, ฟลักซ์ความร้อน, ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน (q, Q), กฎฟูริเยร์

สนามอุณหภูมิ– ชุดค่าอุณหภูมิทุกจุดของพื้นที่ศึกษาในแต่ละช่วงเวลา..gif" width="131" height="32 src=">

ปริมาณความร้อน W ผ่านต่อหน่วยเวลาผ่านพื้นผิวไอโซเทอร์มอลของพื้นที่ F เรียกว่า การไหลของความร้อนและถูกกำหนดจากนิพจน์: https://pandia.ru/text/78/654/images/image004_12.gif" width="15" height="32">, W/m2 ถูกเรียก ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน: .

ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณความร้อน dQ, J ซึ่งในช่วงเวลา dt ผ่านพื้นที่เบื้องต้น dF ซึ่งอยู่บนพื้นผิวที่มีอุณหภูมิความร้อนคงที่ และการไล่ระดับอุณหภูมิ dt/dn ถูกกำหนดโดยกฎฟูริเยร์:

2. สมการการนำความร้อน สภาวะเฉพาะตัว

สมการเชิงอนุพันธ์สำหรับการนำความร้อนได้มาจากสมมติฐานดังต่อไปนี้:

ร่างกายเป็นเนื้อเดียวกันและเป็นไอโซโทรปิก

พารามิเตอร์ทางกายภาพเป็นค่าคงที่

การเปลี่ยนรูปของปริมาตรที่พิจารณาซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมินั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรเอง

แหล่งความร้อนภายในร่างกาย ซึ่งโดยทั่วไปสามารถกำหนดได้ดังนี้ มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกัน

https://pandia.ru/text/78/654/images/image009_5.gif" width="195" height="45 src=">

สมการเชิงอนุพันธ์ของการนำความร้อนสร้างความสัมพันธ์ระหว่างการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ ณ จุดใดๆ ในร่างกายที่เกิดกระบวนการนำความร้อน

หากเราใช้ค่าคงที่ลักษณะทางอุณหพลศาสตร์ซึ่งสันนิษฐานเมื่อได้สมการแล้ว difur จะอยู่ในรูปแบบ: https://pandia.ru/text/78/654/images/image011_4.gif" width="51" height=" 44"> - ค่าสัมประสิทธิ์การกระจายความร้อน

และ , ที่ไหน เป็นตัวดำเนินการ Laplace ในระบบพิกัดคาร์ทีเซียน

แล้ว .

เงื่อนไขเฉพาะหรือเงื่อนไขขอบเขตรวมถึง:

แง่เรขาคณิต

3. ค่าการนำความร้อนในผนัง (เงื่อนไขขอบเขตประเภทที่ 1)

ค่าการนำความร้อนของผนังชั้นเดียว

พิจารณาความหนาของผนังเรียบที่เป็นเนื้อเดียวกัน d. อุณหภูมิ tc1 และ tc2 ที่คงที่ในเวลาจะคงอยู่ที่พื้นผิวด้านนอกของผนัง ค่าการนำความร้อนของวัสดุผนังจะคงที่และเท่ากับ l

ในโหมดหยุดนิ่ง นอกจากนี้ อุณหภูมิจะเปลี่ยนเฉพาะในทิศทางตั้งฉากกับระนาบของสแต็ก (แกน 0x): ..gif" width="129" height="47">

ให้เรากำหนดความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนผ่านผนังเรียบ ตามกฎหมายฟูริเยร์โดยคำนึงถึงความเท่าเทียมกัน (*) เราสามารถเขียนได้ว่า:

เพราะเหตุนี้ (**).

ความแตกต่างของอุณหภูมิในสมการ (**) เรียกว่า ความแตกต่างของอุณหภูมิ. จากสมการนี้จะเห็นได้ว่าความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อน q แปรผันตามสัดส่วนโดยตรงกับการนำความร้อน l และความแตกต่างของอุณหภูมิ Dt และแปรผกผันกับความหนาของผนัง d

อัตราส่วนนี้เรียกว่าค่าการนำความร้อนของผนัง และส่วนกลับของมันคือ https://pandia.ru/text/78/654/images/image023_1.gif" width="213" height="25">

ค่าการนำความร้อน l ควรใช้ที่อุณหภูมิผนังเฉลี่ย

ค่าการนำความร้อนของผนังหลายชั้น

สำหรับแต่ละชั้น: ; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image027_1.gif" width="433" height="87 src=">

เพื่อเปรียบเทียบคุณสมบัติการนำความร้อนของผนังเรียบหลายชั้นกับคุณสมบัติของวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน แนวคิดนี้จึงถูกนำมาใช้ ค่าการนำความร้อนที่เท่ากันนี่คือค่าการนำความร้อนของผนังชั้นเดียว ซึ่งมีความหนาเท่ากับความหนาของผนังหลายชั้นที่พิจารณา นั่นคือ " width="331" height="52">

ดังนั้นเราจึงมี:

4. การถ่ายเทความร้อนผ่านผนังเรียบ (เงื่อนไขขอบเขตประเภทที่ 3)

การถ่ายเทความร้อนจากตัวกลางเคลื่อนที่หนึ่ง (ของเหลวหรือก๊าซ) ไปยังอีกตัวหนึ่งผ่านผนังทึบที่มีรูปร่างใดๆ แยกจากกัน เรียกว่า การถ่ายเทความร้อน คุณสมบัติของกระบวนการที่ขอบเขตของผนังระหว่างการถ่ายเทความร้อนนั้นมีลักษณะตามเงื่อนไขขอบเขตประเภทที่สามซึ่งกำหนดโดยค่าอุณหภูมิของเหลวที่ด้านหนึ่งและอีกด้านหนึ่งของผนังรวมถึง ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่สอดคล้องกัน

พิจารณากระบวนการถ่ายเทความร้อนที่อยู่กับที่ผ่านผนังเรียบที่มีความหนาเป็นเนื้อเดียวกันไม่มีที่สิ้นสุด ค่าการนำความร้อนของผนัง l อุณหภูมิแวดล้อม tl1 และ tl2 ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a1 และ a2 จำเป็นต้องหาฟลักซ์ความร้อนจากของเหลวร้อนไปยังของเหลวเย็น และอุณหภูมิบนพื้นผิวผนัง tc1 และ tc2 ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนจากตัวกลางที่ร้อนถึงผนังถูกกำหนดโดยสมการ: . ฟลักซ์ความร้อนเดียวกันถูกถ่ายเทโดยการนำความร้อนผ่านผนังทึบ: และจากพื้นผิวผนังที่สองสู่สภาพแวดล้อมที่หนาวเย็น: DIV_ADBLOCK119">

จากนั้น https://pandia.ru/text/78/654/images/image035_0.gif" width="128" height="75 src="> - ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน,ค่าตัวเลข k แสดงปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านหน่วยของพื้นผิวผนังต่อหน่วยเวลา pr ความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างตัวกลางที่ร้อนและเย็นคือ 1K และมีหน่วยวัดเดียวกันกับสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน J / (s * m2K) หรือ W / (m2K)

ส่วนกลับของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเรียกว่า ความต้านทานความร้อนต่อการถ่ายเทความร้อน:.

https://pandia.ru/text/78/654/images/image038_0.gif" width="37" height="25"> ความต้านทานความร้อนของการนำความร้อน

สำหรับแซนวิชวอลล์ .

ความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนผ่านผนังหลายชั้น: .

ฟลักซ์ความร้อน Q, W ผ่านผนังเรียบที่มีพื้นที่ผิว F เท่ากับ: .

อุณหภูมิที่ขอบของสองชั้นใด ๆ ภายใต้เงื่อนไขขอบเขตของประเภทที่สามสามารถกำหนดได้โดยสมการ . คุณยังสามารถกำหนดอุณหภูมิแบบกราฟิกได้

5. ค่าการนำความร้อนในผนังทรงกระบอก (เงื่อนไขขอบเขตประเภทที่ 1)

ให้เราพิจารณากระบวนการนำความร้อนที่อยู่กับที่ผ่านผนังทรงกระบอก (ท่อ) ที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งมีความยาว l ที่มีรัศมีภายใน r1 และรัศมีภายนอก r2 ค่าการนำความร้อนของวัสดุผนัง l เป็นค่าคงที่ อุณหภูมิคงที่ tc1 และ tc2 ตั้งไว้ที่พื้นผิวผนัง

ในกรณี (l>>r) พื้นผิวอุณหภูมิความร้อนจะเป็นทรงกระบอก และสนามอุณหภูมิจะเป็นแบบหนึ่งมิติ นั่นคือ t=f(r) โดยที่ r คือพิกัดปัจจุบันของระบบทรงกระบอก r1£r£r2..gif" width="113" height="48">

การแนะนำตัวแปรใหม่ช่วยให้เราสามารถนำสมการมาสู่รูปแบบ: https://pandia.ru/text/78/654/images/image047.gif" width="107" height="25"> เรามี :

https://pandia.ru/text/78/654/images/image049.gif" width="253" height="25 src=">

แทนค่า C1 และ C2 ลงในสมการ , เราได้รับ:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image051.gif" width="277" height="25 src=">

นิพจน์นี้คือสมการของเส้นโค้งลอการิทึม ดังนั้น ภายในผนังทรงกระบอกที่เป็นเนื้อเดียวกันที่ค่าการนำความร้อนคงที่ อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงตามกฎลอการิทึม

ในการหาปริมาณความร้อนที่ไหลผ่านพื้นผิวผนังทรงกระบอก F ต่อหน่วยเวลา คุณสามารถใช้กฎฟูริเยร์ได้ดังนี้

แทนสมการของกฎฟูริเยร์เป็นค่าการไล่ระดับอุณหภูมิตามสมการ เราได้รับ: (*) ค่า ® Q ไม่ได้ขึ้นอยู่กับความหนาของผนัง แต่ขึ้นกับอัตราส่วนของเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกต่อค่าภายใน

หากคุณอ้างอิงฟลักซ์ความร้อนต่อความยาวหน่วยของผนังทรงกระบอก สมการ (*) สามารถเขียนได้เป็น https://pandia.ru/text/78/654/images/image056.gif" width="67" height ="52 src="> คือค่าความต้านทานความร้อนของค่าการนำความร้อนของผนังทรงกระบอก

สำหรับผนังทรงกระบอกหลายชั้น https://pandia.ru/text/78/654/images/image058.gif" width="225" height="57 src=">

6. การถ่ายเทความร้อนผ่านผนังทรงกระบอก (เงื่อนไขขอบเขตประเภทที่ 3)

ให้เราพิจารณาผนังทรงกระบอกที่มีความยาวเท่ากันซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน d1 เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก d2 และค่าการนำความร้อนคงที่ ค่าอุณหภูมิของตัวกลาง tl1 ร้อน และ tl2 เย็น และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a1 และ a2 สำหรับโหมดเครื่องเขียนเราสามารถเขียน:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image060.gif" width="116" height="75 src=">.gif" width="157" height="25 src=">

ที่ไหน - ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเชิงเส้น,กำหนดลักษณะความเข้มของการถ่ายเทความร้อนจากของเหลวหนึ่งไปยังอีกของเหลวหนึ่งผ่านผนังที่แยกออกจากกัน เท่ากับปริมาณความร้อนที่ส่งผ่านจากตัวกลางหนึ่งไปยังอีกตัวกลางผ่านผนังท่อยาว 1 ม. ต่อหน่วยเวลา โดยมีความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพวกมันที่ 1 K

ส่วนกลับของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนเชิงเส้นเรียกว่า ความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อการถ่ายเทความร้อน

สำหรับผนังที่มีหลายชั้น ความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อการถ่ายเทความร้อนคือผลรวมของความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อการถ่ายเทความร้อน และผลรวมของความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อค่าการนำความร้อนของชั้น

อุณหภูมิที่ขอบระหว่างชั้น: https://pandia.ru/text/78/654/images/image065.gif" width="145" height="29">; ; https://pandia.ru/text/78/654/images/image068.gif" width="160" height="25 src=">

ที่ไหน – ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสำหรับผนังลูก.

ส่วนกลับของสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนของผนังทรงกลมเรียกว่า ความต้านทานความร้อนต่อการถ่ายเทความร้อนของผนังทรงกลม

เงื่อนไขชายแดนฉันใจดี

ให้มีลูกที่มีรัศมีพื้นผิวด้านในและด้านนอก r1 และ r2 มีค่าการนำความร้อนคงที่ และให้อุณหภูมิพื้นผิวที่กระจายสม่ำเสมอ tc1 และ tc2

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ อุณหภูมิจะขึ้นอยู่กับรัศมี r เท่านั้น ตามกฎฟูริเยร์ ความร้อนไหลผ่านผนังทรงกลมเท่ากับ: .

การรวมสมการทำให้เกิดการกระจายอุณหภูมิในชั้นทรงกลมดังต่อไปนี้:

https://pandia.ru/text/78/654/images/image073.gif" width="316" height="108">;

เพราะเหตุนี้ , d - ความหนาของผนัง

การกระจายอุณหภูมิ: ® ที่ค่าการนำความร้อนคงที่ อุณหภูมิในผนังทรงกลมจะเปลี่ยนตามกฎไฮเปอร์โบลิก

8. ความต้านทานความร้อน

ผนังเรียบชั้นเดียว:

เงื่อนไขขอบเขตของประเภทที่ 1

อัตราส่วนนี้เรียกว่าค่าการนำความร้อนของผนัง และส่วนกลับของมันคือ https://pandia.ru/text/78/654/images/image036_0.gif" width="349" height="55">

ผนังทรงกระบอกชั้นเดียว:

เงื่อนไขขอบเขตของประเภทที่ 1

ค่า https://pandia.ru/text/78/654/images/image076.gif" width="147" height="56 src=">)

เงื่อนไขขอบเขตประเภทที่ 3

ความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อการถ่ายเทความร้อน: https://pandia.ru/text/78/654/images/image078.gif" width="249" height="53"> (ผนังหลายชั้น)

9. เส้นผ่านศูนย์กลางฉนวนที่สำคัญ

ให้เราพิจารณากรณีที่ท่อหุ้มด้วยฉนวนความร้อนชั้นเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก d3 สมมติว่าค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนคงที่ a1 และ a2 อุณหภูมิของของเหลวทั้งสอง tl1 และ tl2 ค่าการนำความร้อนของท่อ l1 และฉนวน l2

ตามสมการ การแสดงออกของความต้านทานความร้อนเชิงเส้นต่อการถ่ายเทความร้อนผ่านผนังทรงกระบอกสองชั้นมีรูปแบบ: https://pandia.ru/text/78/654/images/image080.gif" width="72" height=" 52 src="> จะเพิ่มขึ้น และระยะลดลง กล่าวอีกนัยหนึ่ง การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของฉนวนจะทำให้ความต้านทานความร้อนต่อค่าการนำความร้อนของฉนวนเพิ่มขึ้น และความต้านทานความร้อนต่อการถ่ายเทความร้อนลดลงบน พื้นผิวด้านนอกของมัน อันหลังเกิดจากการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวด้านนอก

ฟังก์ชั่นสุดขั้ว Rl – – เส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤตแสดงเป็น dcr ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ความเหมาะสมของวัสดุสำหรับใช้เป็นฉนวนกันความร้อนสำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่กำหนด d2 ที่ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่กำหนด a2

10. การเลือกฉนวนกันความร้อนตามเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤต

ดูคำถามที่ 9 เส้นผ่านศูนย์กลางของฉนวนต้องเกินเส้นผ่านศูนย์กลางวิกฤตของฉนวน

11. การถ่ายเทความร้อนผ่านผนังยาง ปัจจัยทางการเงิน

พิจารณาผนังยางที่มีความหนา d และค่าการนำความร้อน l ด้านเรียบ พื้นที่ผิวคือ F1 และด้านที่เป็นยางคือ F2 อุณหภูมิ tl1 และ tl2 คงที่ในเวลา เช่นเดียวกับค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a1 และ a2 ถูกตั้งค่าไว้

ให้เราแสดงอุณหภูมิของพื้นผิวเรียบเป็น tc1 สมมติว่าอุณหภูมิของพื้นผิวของครีบและผนังนั้นเท่ากันและเท่ากับ tc2 สมมติฐานดังกล่าวโดยทั่วไปแล้วไม่สอดคล้องกับความเป็นจริง แต่ช่วยลดความยุ่งยากในการคำนวณและมักใช้

เมื่อ tl1 > tl2 สามารถเขียนนิพจน์ต่อไปนี้สำหรับฟลักซ์ความร้อน Q:

;;https://pandia.ru/text/78/654/images/image086.gif" width="148" height="28 src=">

ที่ไหน – ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสำหรับผนังยาง.

เมื่อคำนวณความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนต่อหน่วยของพื้นผิวผนังที่ไม่มีซี่โครง เราได้รับ: . k1 คือค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนที่เกี่ยวข้องกับพื้นผิวผนังที่ไม่มีครีบ

อัตราส่วนของพื้นที่ผิวยางต่อพื้นที่ผิวเรียบ F2/F1 เรียกว่า ค่าสัมประสิทธิ์ครีบ

12. การนำความร้อนที่ไม่คงที่ จุดนำทาง. ความหมายทางกายภาพของ Bi, Fo

ค่าการนำความร้อนแบบไม่คงที่เป็นกระบวนการที่อุณหภูมิ ณ จุดที่กำหนดของของแข็งเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และชุดของอุณหภูมิที่ระบุจะสร้างสนามอุณหภูมิที่ไม่คงที่ การกำหนดซึ่งเป็นงานหลักของความร้อนที่ไม่คงที่ การนำไฟฟ้า กระบวนการนำความร้อนแบบชั่วคราวมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งเครื่องทำความร้อน การระบายอากาศ การปรับอากาศ การจ่ายความร้อน และการสร้างความร้อน เปลือกหุ้มของอาคารได้รับผลกระทบจากความร้อนที่เปลี่ยนแปลงตามเวลาทั้งจากด้านข้างของอากาศภายนอกและจากด้านข้างของห้อง ดังนั้น กระบวนการของการนำความร้อนที่ไม่คงที่จึงดำเนินการในอาร์เรย์ของซองอาคาร ปัญหาในการค้นหาสนามอุณหภูมิสามมิติสามารถกำหนดได้ตามหลักการที่ระบุไว้ในหัวข้อ "สูตรทางคณิตศาสตร์ของปัญหาการถ่ายเทความร้อน" การกำหนดปัญหารวมถึงสมการการนำความร้อน: โดยที่ค่าการกระจายความร้อน m2/s และสภาวะเฉพาะตัวที่ทำให้สามารถแยกแยะโซลูชันเดียวจากชุดของคำตอบของสมการที่มีค่าต่างกันได้ ของค่าคงที่การรวม

เงื่อนไขไม่ซ้ำกันรวมถึงเงื่อนไขเริ่มต้นและขอบเขต เงื่อนไขเริ่มต้นตั้งค่าของฟังก์ชันที่ต้องการ เสื้อ ในช่วงเวลาเริ่มต้นทั่วทั้งภูมิภาค D เนื่องจากภูมิภาค D ซึ่งจำเป็นต้องค้นหาฟิลด์อุณหภูมิ เราจะพิจารณาสี่เหลี่ยมด้านขนานที่มีมิติ 2d 2ly, 2lz ตัวอย่างเช่น องค์ประกอบของโครงสร้างอาคาร จากนั้นเงื่อนไขเริ่มต้นสามารถเขียนได้ดังนี้: สำหรับ t =0 และ - d£x£d; - ly£y£ly; -lz£z£lz เรามี t = t(x, y, z, 0) = t0(x, y, z) จากรายการนี้จะเห็นได้ว่าจุดกำเนิดของระบบพิกัดคาร์ทีเซียนอยู่ที่จุดศูนย์กลางสมมาตรของเส้นขนาน

เรากำหนดเงื่อนไขขอบเขตในรูปแบบของเงื่อนไขขอบเขตประเภทที่สามซึ่งมักจะพบในทางปฏิบัติ เงื่อนไขขอบเขตของชนิด III ที่กำหนดไว้สำหรับช่วงเวลาใดๆ บนขอบเขตของภูมิภาค D ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนและอุณหภูมิแวดล้อม ในกรณีทั่วไป ค่าเหล่านี้อาจแตกต่างกันในส่วนต่าง ๆ ของพื้นผิว S ของภูมิภาค D ในกรณีของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน a บนพื้นผิวทั้งหมด S และทุกที่ที่มีอุณหภูมิแวดล้อม tzh เท่ากัน เงื่อนไขขอบเขตของประเภทที่สามที่ t > 0 สามารถเขียนได้ดังนี้: ; ;

ที่ไหน . S คือพื้นผิวที่ล้อมรอบพื้นที่ D

อุณหภูมิในสมการทั้งสามแต่ละสมการนำมาที่หน้าที่สอดคล้องกันของรูปสี่เหลี่ยมด้านขนาน

ให้เราพิจารณาวิธีแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์ของปัญหาที่กำหนดไว้ข้างต้นในเวอร์ชันหนึ่งมิติ นั่นคือ ภายใต้เงื่อนไข ly, lz »d ในกรณีนี้ จะต้องค้นหาสนามอุณหภูมิของแบบฟอร์ม t = t(x, t) มาเขียนคำสั่งปัญหากัน:

สมการ ;

เงื่อนไขเริ่มต้น: ที่ t = 0 เรามี t(x, 0) = t0 = const;

เงื่อนไขขอบเขต: สำหรับ x = ±d, t > 0 เรามี https://pandia.ru/text/78/654/images/image095.gif" width="141" height="27"> ปัญหาอยู่ใน เพื่อให้ได้สูตรเฉพาะ t = t(x, t) ซึ่งทำให้สามารถหาอุณหภูมิ t ที่จุดใดก็ได้ของจานในช่วงเวลาที่ต้องการ

ให้เรากำหนดปัญหาในตัวแปรไร้มิติ ซึ่งจะลดรายการและทำให้การแก้ปัญหาเป็นสากลมากขึ้น อุณหภูมิไร้มิติคือ พิกัดไร้มิติคือ X = x/d..gif" width="149" height="27 src=">.gif" width="120" height="25"> โดยที่ – หมายเลขไบโอต.

การกำหนดปัญหาในรูปแบบไร้มิติประกอบด้วยพารามิเตอร์เดียว - หมายเลข Biot ซึ่งในกรณีนี้เป็นเกณฑ์เนื่องจากประกอบด้วยเฉพาะปริมาณที่รวมอยู่ในเงื่อนไขเอกลักษณ์ การใช้หมายเลข Biot เกี่ยวข้องกับการค้นหาสนามอุณหภูมิในของแข็ง ดังนั้นตัวส่วน Bi คือค่าการนำความร้อนของของแข็ง Bi เป็นพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าและเป็นเกณฑ์

หากเราพิจารณา 2 กระบวนการของการนำความร้อนที่ไม่คงที่ด้วยหมายเลข Biot เดียวกัน ดังนั้นตามทฤษฎีบทความคล้ายคลึงที่สาม กระบวนการเหล่านี้จะคล้ายกัน ซึ่งหมายความว่า ณ จุดที่คล้ายกัน (เช่น ที่ X1=X2; Fo1=Fo2) อุณหภูมิที่ไม่มีมิติจะเท่ากับตัวเลข: Q1=Q2 ดังนั้น เมื่อทำการคำนวณในรูปแบบไร้มิติแล้ว เราจะได้ผลลัพธ์ที่ถูกต้องสำหรับคลาสของปรากฏการณ์ที่คล้ายกันที่อาจต่างกันในพารามิเตอร์มิติ a, l, d, t0 และ tl

13. ค่าการนำความร้อนแบบไม่คงที่สำหรับผนังเรียบไม่จำกัด

ดูคำถามที่ 12

17. สมการพลังงาน เงื่อนไขสำหรับความไม่ชัดเจน

สมการพลังงานอธิบายกระบวนการถ่ายเทความร้อนในตัวกลางของวัสดุ ในขณะเดียวกัน การกระจายก็สัมพันธ์กับการแปรสภาพเป็นพลังงานรูปแบบอื่น กฎการอนุรักษ์พลังงานที่สัมพันธ์กับกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงนั้นกำหนดขึ้นในรูปแบบของกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการได้มาซึ่งสมการพลังงาน สื่อที่ความร้อนแพร่กระจายจะถือว่าต่อเนื่อง มันสามารถอยู่กับที่หรือเคลื่อนย้ายได้ เนื่องจากกรณีของตัวกลางเคลื่อนที่นั้นกว้างกว่า เราจึงใช้นิพจน์สำหรับกฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์สำหรับการไหล: (17.1) โดยที่ q คือความร้อนที่ป้อนเข้า J/kg; h คือเอนทาลปี J/kg; w คือความเร็วของตัวกลางที่จุดพิจารณา m/s; g คือความเร่งการตกอย่างอิสระ z คือความสูงที่องค์ประกอบที่พิจารณาของสื่อตั้งอยู่ m; ltr ทำงานกับแรงเสียดทานภายใน J/kg

ตามสมการที่ 17.1 ความร้อนที่ป้อนเข้าไปจะถูกใช้ในการเพิ่มเอนทาลปี พลังงานจลน์ และพลังงานศักย์ในสนามโน้มถ่วง เช่นเดียวกับการทำงานต้านแรงหนืด..gif" width="265 height=28" height= "28"> (17.2) .

ที. ถึง. (17.3) .

ให้เราคำนวณปริมาณความร้อนขาเข้าและขาออกต่อหน่วยเวลาสำหรับองค์ประกอบขนาดกลางในรูปแบบของสี่เหลี่ยมด้านขนานซึ่งมีขนาดที่เล็กพอที่จะถือว่าการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นในความหนาแน่นของฟลักซ์ความร้อนภายในขอบเขตของมัน..gif" ความกว้าง ="236" height="52 ">; ความแตกต่างคือ.

การดำเนินการที่คล้ายกันสำหรับแกน 0y และ 0z เราได้รับความแตกต่างตามลำดับ: ความแตกต่างที่เราได้รับปริมาณความร้อนที่จ่าย (หรือนำออก) ให้กับองค์ประกอบต่อหน่วยเวลา

เราจำกัดตัวเองไว้เฉพาะกรณีของการไหลด้วยความเร็วปานกลาง จากนั้นปริมาณความร้อนที่จ่ายจะเท่ากับการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี หากเราคิดว่าการขนานเบื้องต้นได้รับการแก้ไขในอวกาศและใบหน้าสามารถซึมผ่านกระแสได้อัตราส่วนที่ระบุสามารถแสดงเป็น: https://pandia.ru/text/78/654/images/image114.gif" width ="18" height="31"> – อัตราการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปีที่จุดคงที่ในอวกาศที่ล้อมรอบด้วยเส้นขนานพื้นฐาน เครื่องหมายลบถูกนำมาใช้เพื่อให้ตรงกับการถ่ายเทความร้อนและการเปลี่ยนแปลงของเอนทาลปี: ผลลัพธ์การไหลเข้าของความร้อน<0 должен вызывать увеличение энтальпии.

(17.10) .

ที่มาของสมการพลังงานเสร็จสมบูรณ์โดยการแทนที่นิพจน์ (17.6) และ (17.10) เป็นสมการ (17.4) เนื่องจากการดำเนินการนี้มีลักษณะเป็นทางการ เราจะทำการแปลงสำหรับแกน 0x เท่านั้น: (17.11) .

ด้วยพารามิเตอร์ทางกายภาพคงที่ของตัวกลาง เราได้รับนิพจน์ต่อไปนี้สำหรับอนุพันธ์: (17.12) . หลังจากได้รับนิพจน์ที่คล้ายกันสำหรับการฉายภาพบนแกนอื่น ๆ เราจะรวมผลรวมที่อยู่ในวงเล็บทางด้านขวาของสมการ (17.4) และหลังจากการเปลี่ยนแปลงบางอย่าง เราก็จะได้ สมการพลังงานสำหรับตัวกลางที่ไม่สามารถบีบอัดได้ที่อัตราการไหลปานกลาง:

(17.13) .

ด้านซ้ายของสมการแสดงลักษณะอัตราการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของอนุภาคของของไหลเคลื่อนที่ ด้านขวาของสมการคือผลรวมของอนุพันธ์ของรูปแบบ ดังนั้น จะเป็นตัวกำหนดการจ่ายความร้อนที่เกิดขึ้น (หรือการกำจัด) ที่เกิดจากการนำความร้อน

ดังนั้น สมการพลังงานจึงมีความหมายทางกายภาพที่ชัดเจน: การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของอนุภาคของเหลวที่เคลื่อนที่แต่ละอนุภาค (ด้านซ้าย) ถูกกำหนดโดยความร้อนที่ไหลเข้าสู่อนุภาคนี้จากของไหลที่อยู่รอบๆ เนื่องจากการนำความร้อน (ด้านขวา)

สำหรับสภาพแวดล้อมที่ไม่เคลื่อนที่ สมาชิกหมุนเวียน https://pandia.ru/text/78/654/images/image128.gif" width="168" height="51">.gif" width="76" height="20 src= ">.

เงื่อนไขสำหรับความไม่ชัดเจน

สมการเชิงอนุพันธ์มีคำตอบเป็นอนันต์ ความจริงข้อนี้สะท้อนให้เห็นเมื่อมีค่าคงที่ของการบูรณาการตามอำเภอใจ ในการแก้ปัญหาทางวิศวกรรมเฉพาะ ควรเพิ่มเงื่อนไขเพิ่มเติมบางอย่างในสมการที่เกี่ยวข้องกับสาระสำคัญและคุณลักษณะเฉพาะของปัญหานี้

ฟิลด์ของฟังก์ชันที่ต้องการ - อุณหภูมิ ความเร็ว และความดัน - พบได้ในบางพื้นที่ ซึ่งต้องระบุรูปร่างและขนาด และในช่วงเวลาหนึ่ง เพื่อให้ได้มาซึ่งแนวทางแก้ไขปัญหาเดียวจากชุดของปัญหาที่เป็นไปได้ จำเป็นต้องตั้งค่าของฟังก์ชันที่ต้องการ: ในช่วงเวลาเริ่มต้นในพื้นที่ทั้งหมดที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ได้ตลอดเวลาในขอบเขตของพื้นที่ที่พิจารณา