ГОСТ 30256-94 Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом

ГОСТ 30256-94

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

МАТЕРИАЛЫ
И ИЗДЕЛИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ

МЕТОД ОПРЕД ЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ
ЦИЛИНДРИЧЕСКИМ ЗОНДОМ

МЕЖГОСУДАРСТ ВЕ ННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
ПО СТАНДА РТИ ЗАЦИИ И ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)

Москва

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Научно-иссл едовательским и проектным институтом (НИПИТеплопроект) и н аучно- исследо вательским институтом строител ьной ф изики (НИИСФ) Российской Федерации

В НЕСЕН Минстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научн о-техн ический комиссией по стандартизации и техническому нормированию в стро ительстве (МНТКС) 17 ноября 1994 г.

За принятие проголосовали:

Наименование госу дарс тва	Наименование органа госу дарст ве нного управления строительством
Республика Армен ия	Госупрархитектуры Рес публик и Арм ения
Республика Б еларусь	Госстрой Республики Беларусь
Республика Казахста н	Минстрой Республики Казахста н
Кыргызс кая Республика	Госстрой Кыргызско й Республики
Российская Фед ерация	Минстро й России
Республика Таджикистан	Госстрой Республики Таджикистан
Ре с публ ика Узбекиста н	Госкомархитектстрой Республики Узб екистан

3 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 января 1990 г. в кач естве государств енного стандарта Российской Ф едерации Постановлением Минстроя России от 6 апреля 1995 г. № 18-31

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Содержание

1 Область применения

2 Средства испытаний и вспомогательные устройства

3 Порядок подготовки к проведению испытания

4 Порядок проведения испытаний

Приложение А Устройство цилиндрического зонда и электрическая схема соединения приборов

Приложение Б Основные требования к проверке цилиндрического зонда

Приложение В Форма таблицы для ведения записей в журнале регистрации измерений

Приложение Г Значения коэффициентов

Приложение Д Программа расчета теплопроводности

МЕЖГОСУДАРСТ ВЕННЫЙ СТ АНДА РТ

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ СТ РОИТЕЛЬНЫЕ

М ето д опр ед еле ния теплопроводности цилиндр ическим зондом

Building materials and products.

Method of thermal conductivity determination by cylindrical probe

Да та введ ения 1996-01-01

1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕ НЕН ИЯ

Настоящий стандарт рас пространяется на строительные мат ер иалы и изд елия теплопроводностью от 0,01 до 2 Вт/(м ·К) и устанавливает метод определения те пло проводност ь цилиндрическим зондом при нестационарном те пловом режиме в д иапазон е температуры 90-573 К, основанный на зависимост и т ем пературы внедренного в материа л нагреваемого тела (ц илиндрического зонда) от те пл опроводности окружающего зонд мат ериала.

2 СРЕДСТВА ИС ПЫТАНИЙ И ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

2.1 Для испытаний применяют:

- цилиндрическ ие зонды следующих типоразм еро в:

а) диаметром (1 ±0,1 ) мм и дл иной (200±10) мм - для теплоизоля ционных материалов теплопроводностью от 0,01 до 0,2 Вт/(м ·К) и диапазон е температуры 90-573 К;

б) диаметром (3±0,1) мм и дл иной (300±10) мм - для материалов теплопроводностью от 0,1 до 1 Вт/(м ·К) в диапазон ы температуры 20 0-350 К;

в) диам етром (5±0,1) мм и длиной (420 ±10) мм - для материалов теплопро водностью от 0,2 до 2 Вт/(м ·К) в д иапазоне темпер атуры 200-350 К;

- микровольтметр для регистрации ЭДС т ермопары зонда в пр ед елах 10-1000 мкВ с погрешностью не более 1 %;

- амперм етр для измерения силы тока нагрева зонда в пределах 0,05-1 А с погрешностью не более 0,5 %;

- стабилизатор напря жения для нагрева цилиндрического зонда. Стабильность в ыходного напряж ения должна быть не хуже 0,1 % от теку щего знач ения;

- секундомер для регистрации моментов вр ем ени измер ения ЭДС термопары зонда;

- элем енты коммутации для по дключения зондов. Контакты элем ентов коммутации тока нагр ева должны надежно работать при значениях коммутируемого тока до 1 А, контакты эл ементов коммутации ЭДС должны обесп ечи вать надежное п ереключ ени е при значении тока 1 мкА;

- термокамера дл я термостатирования образцов. Допустимая погрешность задания т емпературы термостатирования в термокамере не должна пр евышать 5 К, допустимая погрешность поддержания заданной т емп ера туры не должна быть более 0,5 К, допустимый гради ент по термостатируемому объему - не бол ее 0,2 К/см.

В рабоч ем объеме термокамеры должно размещаться не менее двух образцов. Принудительное перемешивание воздуха для выравнивания т емпературы в рабочем объеме не допускается.

2.2 Устройство зон да и электрическая схема соед инения приборов при ведены в Прилож ении А .

3 ПОРЯДОК ПОДГОТОВКИ К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ

3.1 Зондами диаметрами 1 и 3 мм определяют теплопроводность на образцах и изделиях, зондами диам етром 5 мм - только на издел иях.

3.2 Для определ ен ия теплопроводности изготавливают образцы материала в виде бруска размером не м енее 50 х50х200 мм или цилиндра диаметром не менее 50,0 мм и длиной не менее 200 мм для зонда д иаметром 1 мм, размером не м енее 65х65х250 мм - для зон да диам етром 3 мм.

3.3 Образ ец рыхлого, сы пучего и л исто вого материала размещают в форме , имею щей размеры в соответствии с 3.2 и изгот овл енной из н ем еталлических материало в толщиной не бол ее 2 мм.

Степ ень уплотнения волокнистых материало в при укладке в формах ука зывают в нормативных докум ентах на конкретную продукцию.

3.4 Разм ер зерен сыпучих материалов, заполнителя или пустот в мат ериале не должен превышать пяти диаметров зонда.

3.5 Образцы допускается набирать в виде пакета (для листовых мат ериалов) или изготавл ивать из двух идентичных полов инок, при этом контакт ирующие поверхности половинок или средних слоев образца должны быть хорошо притерт ы и в них выбраны канавки для размеще ния зонда.

3.6 В образец б етона при изготовл ении необходимо заформовать по центру образца надетую на ж есткий стальной пруток м еталлическую трубку (гильзу). Т олщ ина стенки гильзы должна быть не более 0,05 мм, зазор между гильзой и введ енным в н ее зо ндом д олжен быть не боле е 0,1 мм, длина гильзы д олжна быть не мен ее длины образца бетона.

3.7 В изделии из б етона в зависимости от его разм ера заформовывают одну или две м еталлическ ие г ильзы длиной не менее длины зонда. Расстояние между двумя гильзами должно быть не менее 1 м.

Для зонда диаметром 5 мм толщина стенки гильзы и зазор м ежду гильзой и зондом должны быть не более 0,1 мм, для зо нда диаметром 3 мм - соотв етст во вать требованиям 3.6.

В железобетонных изделиях допускается кре плен ие гильз к арматур е при помощи вязальной проволоки, укрепл енной на обо их концах гильзы не далее 10 мм от конца; в местах крепл ен ия проволоки к гильзе необходимо осуществить их т епловую развязку за счет намотки слоя хлопчатобумажной или полихлор виниловой электроизоляции толщиной 5 мм.

Гильза должна быть окружена слоем контролируемого бетона толщиной не менее 5 см и не содержащего металлических включ ений.

Гильзы следует устанавл ивать со стороны торцевых поверхностей изделия.

3.8 В образец или изделие из бетона зо нд вводят в заформованную г ильзу. П еред вв ед ен ием зонда в гильзу ее н еобход имо прочистить и смазать машинным маслом.

3.9 При определении теплопроводности т еплоизоляционных матер иалов зонд в водят в обра зец или издели е путем их прокалывания или и пр едварит ельно подготовл енное отверстие диаметром 1 мм с уч етом требований 3.2.

При размещ ении в изделии двух зондов расстоя ние между ними должно быть не м енее 0,8 мм.

3.10 Для повышения точности измер ений рекомендуется зонды, объединенны е одн им разъ емом, вводить в идент ичные образцы или изделия.

3.11 Образцы с введенными в них зондам и размещают в термокамере, устанавливая кажды й образец на д не неметалл ич ески е опоры. Рассто яни е между соседними образ цами и поверхностями рабочего объ ема термокамеры должно быть не мене е 1 см.

При определении теплопроводности в изделиях их сл едует размещать в закрытом помещении, не под вергающе мся воздействию сквозняков и прямых солнечных лучей.

3.12 Образцы и изд елия с зондами должны быть выдержа ны пр и заданной темп ературе измерений не мен ее 2 ч для тепло изоляц ионных мат ериалов и 4 ч - для друг их материалов.

3.13 Теплопроводность определяют не м енее чем на д вух образ ах или изд елиях и на одном изд ел ии в случа е размещения в нем двух зондов.

4 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИ Й

4.1 Од новременно с пуском секундомера на зо нд А ( пр иложен ие А ) под ают ток нагрева. Значение тока нагр ева должно выб ираться таким образом, чтобы за вр емя измерений (12 м ин) пр ирост температуры зо нда не превышал:

5 К - при опред елени и т еплопроводности влажных мат ер иалов или при о пределении теплопроводности при темп ератур е н иж е 280 К;

15 К - в остальных случаях.

За время испытаний силу тока изм еряют не мене е пяти раз с и нтервалом не мен ее 5 с.

4.2 Р егистрируют з начение ЭДС т ермопары данного зонда в промежутках вр емени 4-6 и 8-12 м ин с момента начала испытаний. В указан ны х пром ежутках, включая их границы, должно быть проведено не мене е пяти изм ер ен ий ЭДС с ра вными инт ервалами вр ем ени в каждом пром ежутке. При этом интервалы между моментами регистрац ии ЭДС t₂ в промежутке 8-12 мин должны удо влетворять услов ию

(1)

гд е t₁ - инт ервал м ежду моментами р егистрации ЭДС в промежутке 4-6 мин.

4.3 О пределени е т еплопроводности зондом Б ( приложение А) осуществляют не ран ее, ч ем ч ер ез 2 ч посл е окончан ия измер ений зо ндом А для т еплоизоляционных ма териалов и 4 ч - дл я других мат ериалов.

4.4 По вторное опред ел ен ие т еплопроводности зондом А прово дят с интервалом, указанным в 4.3.

5 ПРАВИЛА ОБ РАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТА НИЙ

5.1 Вычисляют теплопроводность l_л матер иала в ват тах на метр-кельвин по формул е для л инейного источн ика т епла постоянной мощности

(2)

где I - с ила тока нагр ева зонда, A;

R - со противление нагреват еля зонда, Ом/м;

Е₀ - чувствит ельность термопары зонда, мкВ/К;

DЕ - прирост ЭДС термопары зонда, мкВ.

В еличи ну DЕ рассчитывают как разность между средними арифметическими значениям и ЭДС, измеренными в пром ежутках врем ени 8-12 и 4-6 мин.

5.2 С применени ем средств вычислительной техн ики определ яют уточненное значение тепло проводности l материала в ваттах на метр-кельвин по формулам (3)-(5) для зонда д иаметром 1 мм и по формулам (3), (4) - для зондов диаметрами 3 и 5 мм:

( 3)

(4)

(5)

где i = 1, 2, 3, 4; j = 1, 2 , ..., 5;

Т - т емпература, при которой определялась теплопроводность, К;

С - р (с + 42 W) — об ъемная теплоемкость материала, Д ж/(м³ ·К);

с - удельная теплоемкость материала в сухом состоянии, Дж/(кг ·К);

р - плотность материала в сухом состоянии, кг/м³;

W - влажность материала, % по массе.

При проведении расчетов значение объемно й теплоемкости С умень шают в 10³ раз для зонда диаметром 1 мм и в 10⁵ раз - для зондов диаме трами 3 и 5 мм.

5.3 Значения ко эффициентов d₁-d₄, использу емые для расчета коэффициента b при определении теплопроводности зондом диаметром 1 мм, и знач ения коэффициентов b₁ -b₅, используемые для расч ета коэффициента а при определении теплопроводности зондами диаметрами 3 и 5 мм, приведены в приложении Г.

Программа расчета теплопроводности на языке Б ейсик при ведена в приложен ии Д .

5.4 Значени е уд ельной теплоемкости мат ериала допускается задавать с погр ешностью до 30 %.

5.5 За результат испытания принимают среднее арифм етич еско е значение р езультатов четыр ех параллельн ых изм ер ений. Полученно е значение тепло проводности округляют до второй значащей цифр ы.

5.6 Данные об образцах материала и результаты определения теплопроводности заносят в журнал р егистрации измерений по формуле, приведенной в приложении В.

5.7 Погр ешность м етода определения теплопроводности при доверительной вероятности 0,9 составляет 7 %.

ПРИЛОЖЕ НИЕ А

(рек оме ндуемое )

УСТРОЙСТВО ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ЗОНДА
И ЭЛЕКТ РИЧЕСКАЯ СХЕМА СОЕДИНЕНИЯ ПРИБО РОВ

Устройство зо нда и электрическая схем а соединения пр иборов пр и определении теплопроводности представлены на рису нк е 1.

Рисунок 1 - устройство зонда и электрическая схема соединения приборов

З онд со ст оит из кор пуса (м еталл ической трубки), рукоя тки, электронагревателя в виде слож енног о по пол ам эмалированного провода из сплава сопротивления и проволочной тер мопар ы.

Корпус зонда диам етром 1 мм изготавливают из никелевой трубки 1 ´0,1 5 мм. Нагревате ль и т ермопару изготавливают из эмалиро ва нной проволоки ди ам етром 0,2 мм. Толщина эмалевого покрытия должна быть в предел ах 10-20 мкм.

Кор пус зондов диаметрами 3 и 5 мм изготавливают из трубок 3 ´0,2 и 5 ´1 мм из н ержа веющей стали, нагре ватели и т ермоп ар ы - из эмалированных медных и константановых проволок диаметром 0,35 мм.

Эле ктронагреватель размещен в корпусе по все й его длине, в зоне рукоятки к н ему присоедине ны м едные вы вод ные про вода того же диаметра, что и нагр еват ель. Термопара введена в кор пус до середины для зондов диам етрами 1 и 3 мм и не доходя 75 мм до его конца - для зонд а диаметром 5 мм. Свободно е внутри кор пуса пространство для зондо в диаметр ами 3 и 5 мм должно быть за полнено с плавом Вуда или Розе. Если рукоятка зонда вы полнена из металла, м ежду корпусом зонда и рукоят кой долж ен быть размещ ен слой неметаллического мат ериала толщиной не мен ее 2 мм.

Для удобства измер ений зонды А и Б должны быть объединены в пару с дифференциально соединенной термо парой и иметь общий вывод электронагр евателей. Д ва вывода термо пар (ТА и ТБ) и три вывода нагрев ател ей (НА, НБ и НО - общий) присо еди няют к электроразъему Ш1. Длина вывод ных проводов от рукоятк и зонда до разъема должна быть 1-2 м. Вы водные про вода с леду ет размещать в металлической о плетке с выводом ее на кл емму «З емля». Для образо вания дифференциальной т ермопары одноим ен ные эл ектроды об еих термо пар зонда необходимо со единить у электроразъема Ш1.

Выход стабилизатора напряж ения ( постоя нного или переме нного тока) СН с посл едователь но подсоеди ненным амперм етром А по дключ ен посредст вом разъ ема Ш2 к од ному из нагреват елей пиры зондов. Выбор зонда (А или Б) осуществляют при п омощи пер еключателя В3, который одновр еме нно меняет полярность подключения термоп ары к микровольтметру МКВ в случае работы зо нда Б. Резистор R1 является эквивалентным нагревателю зо нда сопротивлением; на него замк нут стаб ил изатор напряж ения СН на вр емя прогр ева пр иборов и между измере ниям и. Переклю че нием В1 осуществ ляют подачу тока на нагреватель зонда.

Вход микровольтметра постоян ного тока МКВ подключе н посредством п ереключател ей В2, В3 и контактов разъ ема Ш2 к т ермопаре зонда . При помощи переключателя В2 микровольтметр переводят в режим настройки нуля.

П Р ИЛОЖЕН ИЕ Б

(обязатель ное)

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПОВЕРКЕ Ц ИЛ ИНДРИЧЕСКОГО ЗОНДА

Пр и по вер ке зонда определяют величину относит ел ьно й погрешно сти изм ер ения теплопроводности, вычисленную экспериментально по ста ндартным образцам теплопроводности (СО), атт есто ван ным в установленном порядке. Общ ие тр ебова ния к СО - по ГОСТ 8.315-91 ГСИ. Ста ндартные образцы. Осно вные полож ен ия, порядок разработк и, аттестации, утверждения, р егистра ци и и прим енения.

По вер ку зонда н еобходимо проводить при участии Государств енных м етрологич еских служб, Межповерочный инт ер вал долж ен быть не бол ее 3 л ет.

Поверка зонда во всем диапазон е изм ер ений должна осущ ествляться не менее ч ем по тр ем СО с различным и знач ен иями т еплопро водност и, изготовленным, наприм ер, из пенополистирола, полиметилметакрилата, квар цевого ст екл а. По верка зонда по СО одного знач ени я теплопроводности l_СО д аст пра ва аттестации зонда в диапазоне тепло про водности l₁ = 0,33 l_СО - 3 l_СО.

До пуска ется при ис по ль зован ии зонда в уз ком д иа пазо не изм ер ений поверку выполнять по СО одного знач ен ия теплопроводности.

Во вс ем т ем пературном диапазоне изм ере нии т еплопро водности по верка зонда должна про водиться не мен ее ч ем в трех т емператур ных точках; в сред ней зо не диапазона и по его краям в 20 % от з начен ий гран иц диапазона.

Есл и зонд пр едназначен для опред еления т епл опровод ности при нормальной т емператур е, допускается его поверка только при т емпературе (298 ± 5 ) К.

Если пов ерка проводилась при одной температур е изм ерен ий по СО разл ичной теплопроводности, за относительную погреш ность измерений следует прин имать наибольше е знач ение погрешности измерений каждого СО.

Если поверка про водилась при нескольких темп ературах измер ений, за погр еш ность результата прин има ется ср едне е арифм етическое значение погрешностей при каждой температуре измерений.

Погрешность результата четырех определ ений теплопровод ности СО не должна пр евышат ь 4 %, разброс р езультато в единичных измерений долже н быть не б олее 7 % от аттестованного значения теплопроводности СО.

ПРИЛОЖЕН ИЕ В

(инф ормацио нное)

ФОРМА ТАБЛИЦЫ ДЛЯ ВЕДЕНИЯ ЗАП ИСЕЙ В ЖУРНАЛЕ
РЕГИСТРАЦИИ ИЗМЕРЕНИЙ

Номера зондо в	Поставщик образцов	Наимено-вание и марка м атер иала	Темп ер ату-ра ис пытаний Т, К	Плотность матер иала r , кг/м³	Удельная теплоемк о сть материала с, Дж/(кг · К)	Влажность материала W , %	Теплопро-водность материала l , В т/ (м · К)	Приме-чание
1	2	3	4	5	6	7	8	9

ПР ИЛОЖЕНИЕ Г

(обязательно е)

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИ ЕНТОВ d ДЛЯ ЗОНДА ДИ АМЕТРОМ 1 мм

	d₁	d₂	d₃	d₄
а₁	b₁ – 5,264912 · 10^–⁴	9,298950 · 10^–⁸	7,460507 · 10^–⁹	– 1,258118 · 10^–¹¹
	b₂ 8,1928 84 · 10^–⁵	– 2,208323 · 10^–⁷	– 6,92456 1 · 10^–¹⁰	1,543708 · 10^–¹²
	b₃ 2,908496 · 10^–⁷	– 7,439792 · 10^–⁸	1,944416 · 1 0^–¹⁰	– 2,000361 · 10^–¹³
	b₄ 4,8014 13 · 10^–⁹	2,011094 · 10^–¹¹	– 2,966512 · 10^–¹³	5,147135 · 10^–¹⁶
	b₅ 1,466467 · 10^–¹²	– 1,108187 · 10^–¹³	7,5726 01 · 10^–¹⁶	– 1,072936 · 10^–¹⁸
a₂	b₁ 7,529694 · 1 0^–²	– 1,233433 · 10^–³	2,085300 · 10^–⁶	– 1,093406 · 10^–⁹
	b₂ – 1,119937 · 10^–²	3,067699 · 10^–⁴	– 5,824644 · 10^–⁷	3,848859 · 10^–¹⁰
	b₃ – 5,3281 11 · 10^–⁴	4,140791 · 10^–⁵	– 1,012855 · 10^–⁷	8,990343 · 10^–¹¹
	b₄ – 5,595799 · 10^–⁷	– 6,642407 · 10^–⁸	1,875572 · 10^–¹⁰	– 1,885517 · 10^–¹³
	b₅ – 1,214982 · 10^–⁹	7,600441 · 10^–¹¹	– 2,394873 · 10^–¹³	2,520323 · 10^–¹⁶
a₃	b₁ – 3,106465	1,176927 · 10^–²	– 3,431803 · 10^–⁵	3,304641 · 10^–⁸
	b₂ 3,598126 · 10^–¹	– 1,912008 · 10^–³	4,340167 · 10^–⁶	– 3,495677 · 10^–⁹
	b₃ 1 ,003886	1,190298 · 10^–⁴	– 2,732335 · 10^–⁷	2,090454 · 10^–¹⁰
	b₄ 1,992789 · 10^–⁵	– 3,347174 · 10^–⁹	– 2,250579 · 10^–¹⁰	4,974324 · 10^–¹³
	b₅ – 3,178875 · 10^–⁸	– 1,076759 · 10^–¹⁰	8,858746 · 10^–¹³	– 1,349945 · 10^–¹⁵
a₄	b₁ 1,873263 · 10^–¹	– 3,948442 · 10^–²	1,395332 · 10^–⁴	– 1,613696 · 10^–⁷
	b₂ – 2,948 81 1	5,377334 · 10^–³	– 1,368204 · 10^–⁵	1,387906 · 10^–⁸
	b₃ 4,81791 1 · 10^–²	– 2,601051 · 10^–⁴	5,785622 · 10^–⁷	– 4,683022 · 10^–¹⁰
	b₄ – 2,444594 · 10^–⁴	6,468640 · 10^–⁸	5,316976 · 10^–¹⁰	– 1,164867 · 10^–¹²
	b₅ 3,342744 · 10^–⁷	3,241060 · 10^–¹⁰	– 2,837465 · 10^–¹²	4,0668 18 · 10^–¹⁵

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТОВ b ДЛЯ ЗОНДА ДИАМЕТРОМ 3 мм

	b₁	b₂	b₃	b₄	b₅
a₁	– 1, 140412 · 10^–³	1,970453 · 10^–³	– 2,248353 · 10^–³	1,881465 · 10^–⁴		– 5,603005 · 10^–⁶
a₂	– 7,850611 · 10^–⁵	1,487609 · 10^–²	5,14551 1 · 10^–²	– 4,23268 · 10^–³		1,009902 · 10^–⁴
a₃	7,231279 · 10^–³	– 2,141416 · 10^–²	1,08263	– 1,650732 · 10^–³		1 ,877744 · 10^–⁵
a₄	– 3,064699 · 10^–⁴	– 1,855334 · 10^–²	7,882954 · 10^–⁶	– 2,672207 · 10^–³		1,249825 · 10^–⁴

ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИ ЕНТОВ b ДЛЯ ЗОНДА ДИАМЕТРОМ 5 мм

	b₁	b₂	b₃	b₄	b₅
a₁	0,2719263	– 0,1214019	7,948724 · 10^–³	– 2,248915 · 10^–⁴	– 2,121039 · 10^–⁶
a₂	1,776974	8,976666 · 10^–³	1,606757 · 10^–³	4,189064 · 10^–³	– 2,181071 · 10^–⁴
a₃	– 41,63453	13,39313	– 1,488281 · 10^–³	5,453655 · 10^–³	1,062015 · 10 – 3
a₄	– 0,0178708	– 1,389932 · 10^–²	– 8,105834 · 10^–²	5,701583 · 10^–³	– 1,278 852 · 10^–⁴

ПРИЛ О ЖЕНИЕ Д

(информационное)

ПРОГРАММА РАСЧЕТА ТЕПЛОПРО ВОДНОСТИ

10 REM

20 REM	Программа расчета теплопроводности по формулам (3) - (5) для зонда диаметром 1 мм и по формулам (3), (4) - для зондов диаметрами 3 и 5 мм
30 REM
40 REM

50 REM

60 OPTION BASE 1

70 REM Ввод в операт ивную память коэффиц иентов d и b

80 DIM A[4], B1[20], B3[4,5], B5[4,5], D[20,4]

90 FOR К=1 ТО 20 Ввод d для зонда д иам етром 1 мм

100 FOR J=1 TO 4

110 READ D[ К ,J]

12 0 N Е X T J

130 NEXT К

140 FOR К =1 TO 4

150 FOR J=1 ТО 5 Ввод b для зонда диам етром 3 мм

1 60 READ В3 [К , J]

170 NEXT J

180 NEXT К

190 FOR К=1 ТО 4 Ввод b для зонда д иаметром 5 мм

200 FOR J=1 ТО 5

210 READ В5[К, J]

220 NEXT J

230 NEXT К

240 REM

250 REM

Ввод исходных данных

2 60 REM

270 PRINT:PRINT

280 LPRINT:LPRINT

2 90 PRINT "ИСХОД НЫЕ ДА ННЫЕ"

300 LPRINT "ИСХО ДНЫЕ д анные"

3 10 INPUT "Д ИАМЕТР ЗОНД А, мм"; DP

320 LPRINT "ДИАМЕТР ЗОНДА, мм"; DP

330 INPUT "ТЕМ ПЕР АТУР А ИС ПЫТ АНИЙ, К"; Т

340 LPRINT "ТЕМ ПЕР АТУР А ИСПЫТ АНИЙ, К"; Т

350 INPUT "ВЛАЖНОСТЬ М АТЕРИАЛ А, % ”; W

360 LPRINT "ВЛАЖНОСТЬ М АТЕРИ АЛ А, %"; W

370 INPUT "ПЛОТНОСТЬ М АТЕРИ АЛ А, кг/м³"; RO

380 LPRINT "ПЛОТНОСТЬ М АТЕРИ АЛ А, кг/м³"; RО

390 INPUT "ТЕ ПЛОЕМКО СТЬ М АТ ЕРИ АЛ А, Дж/( кг ·К )"; С

400 LPRINT "ТЕПЛОЕМКОСТЬ М АТЕРИАЛ А. Дж/(кг ·К)"; С

410 INPUT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1), Вт/ (м ·К)"; LL

42 0 LPRINT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1), В т/ (м ·К) " ; LL

430 REM

440 REM

Расчет объемной теплоемкости материала

450 REM

4 60 СО= RО * (С + 42 * W)/ 1000

470 IF D Р =3 THEN 620

480 IF DP=5 Т HЕ N 690

490 REM

500 REM

Расчет теплопроводности по формулам (3) - (5)

510 REM

520 FOR К=1 ТО 20

530 B [1,К]= D [К,1 ] + D [К.2 ]*Т + D[К,3] *Т ^2 + D[К,4 ]*Т ^3

540 NEXT К

550 N=0

560 FOR М=1 ТО 4

570 A[М ]=В1 [М + N]/СО ^2 + В1[М+N+1]/СО+B1[М+N+2]

580 A[ М ]=A[М ]+В I [М +N+3]*CO+В 1[М +N+4]*CO ^ 2

590 N=N+4

600 NEXT М : GOTO 750

610 REM

620 REM

Расчет теплопроводности по формулам (3), (4) для зонда диаметром 3 мм

630 REM

640 СО=СО/100

650 FOR К =1 TO 4

660 A[К] = B3 [К,1]/С O ^ 2 + В3[К,2]/СО + В3[К,3] + B3 [К, 4]*СО + В3[К, 5]*С O ^2

670 NEXT К: GОТО 750

680 REM

690 REM

Расчет теплопроводности по формулам (3), (4) для зонда диаметром 5 мм

700 REM

710 СО=СО/100

720 FOR К=1 ТО4

730 A[К ] = B5 [К,1]/ СО ^2 + B5 [К,2]/СО + В5 [К.3] + В5 [К,4 ]*СО + В5 [К,5] * СO ^2

740 NEXT К

750 L=A[1]/LL + A[2 ] + A[3] *LL + A[4] + LL ^ 2

760 PRINT

770 LPRINT

780 LPRINT " РЕ ЗУЛ ЬТ АТ Р АСЧЕТ А :"

790 LPRINT "РЕЗУЛЬТ АТ РАСЧЕТА :"

800 PRINT "ТЕПЛОПРОВОД НО СТЬ ="

810 LPRINT "ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ="

820 PRINT USING "#.# # #"; L;

830 LPRINT USING "#.# # #";L;

840 PRINT "Вт/(м ·К)"

850 L PRINT " Вт/(м ·К)"

860 GOTO 270

870 REM Знач ения коэфф ициенто в а и b:

880 DATA -5,2 64912Е -04 ; 9,29 895 Е -08; 7,460507Е -09; -1,258118Е -11

890 data 8.192 884Е—05 ' и т.д. в соот ветствии с дан ными прилож ения Г

1150 END

ДАН НЫ Е ДЛЯ ТЕСТ ИРОВАНИЯ ПРОГРАММЫ

Пр им ер 1

И СХОДНЫЕ Д АННЫЕ

Д ИАМ ЕТР ЗОНДА 1 мм

Т ЕМПЕРАТУР А ИСПЫТ АНИЙ 95 К

ВЛАЖНОСТЬ М АТ ЕРИ АЛА 3 %

ПЛОТНОСТЬ М АТЕ РИ АЛА 30 кг/м ³

ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛ А 1100 Дж/( кг ·К)

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,0089 Вт/(м ·К)

РЕЗУЛЬТАТ Р АСЧЕТА:

ТЕПЛОПРО ВОД НОСТЬ = 0,011 Вт/(м ·К)

Прим ер 2

ИСХОДНЫЕ ДА ННЫЕ

ДИ АМЕТР ЗОНД А 1 мм

ТЕМПЕР АТУР А ИСПЫТ АН ИЙ 573 К

ВЛАЖНОСТЬ МАТЕРИ АЛА 0 %

ПЛОТНОСТЬ М АТЕРИАЛ А 300 кг/м³

ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИАЛА 1000 Д ж/( кг ·К )

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,29 Вт/(м ·К)

РЕЗУЛЬТАТ Р АСЧЕТА:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,298 Вт/(м ·К)

Пр имер 3

ИСХОДНЫЕ Д АННЫЕ

ДИ АМЕТР ЗОНД А 3 мм

ТЕМПЕРАТУР А ИСПЫТАНИЙ 293 К

ВЛАЖНОСТЬ М АТЕРИ АЛА 0 %

ПЛОТНОСТЬ М АТЕРИ АЛА 11 80 кг/м³

ТЕПЛОЕМКОСТЬ М АТЕРИ АЛ А 1450 Дж/ (кг ·К )

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,165 Вт/(м ·К)

РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,180 Вт/(м ·К)

Пр имер 4

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

ДИАМЕТР ЗОНДА 3 мм

ТЕМПЕРАТУРА ИС ПЫТАНИ Й 200 К

ВЛ АЖНОСТЬ М АТЕРИАЛА 5 %

ПЛОТНОСТЬ М АТЕРИ АЛА 400 кг/м ³

ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИ АЛА 800 Дж/(кг ·К)

ТЕПЛОПРОВОД НОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,097 Вт/(м ·К)

РЕЗУЛЬТАТ РАСЧЕТА:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,132 Вт/ (м ·К)

Пр им ер 5

ИСХОДНЫЕ Д АННЫЕ

ДИ АМЕТР ЗОНДА 5 мм

ТЕМПЕР АТУР А ИСПЫТ АНИЙ 293 К

ВЛ АЖНОСТЬ М АТЕРИ АЛА 12 %

ПЛОТНОСТЬ МАТЕРИ АЛА 1 100 кг/м³

ТЕПЛОЕМКОСТЬ МАТЕРИ АЛ А 840 Дж/( кг ·К)

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ПО ФОРМУЛЕ (1) 0,43 Вт/(м ·К)

РЕЗУЛЬТ АТ Р АСЧЕТА:

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ = 0,455 Вт/(м ·К)

_____________________________________________________________________________

Ключ евы е с лова: т еплопроводность, цил индрический зонд, нестационарный т еплово й реж им, строит ельные материалы и изделия