Zavod za anorg. kem. tehn. i nemetale
Download
1 / 38

Određivanje toplinskih svojstava građevnih materijala Neven Ukrainczyk - PowerPoint PPT Presentation


  • 108 Views
  • Uploaded on

Zavod za anorg. kem. tehn. i nemetale Fakultet kemijskog inženjerstva i tehnologije Sveučilište u Zagrebu. Određivanje toplinskih svojstava građevnih materijala Neven Ukrainczyk ZAGREBAČKI ENERGETSKI TJEDAN 2010. Toplinska svojstva. primjena materijala prijenos topline (proračuni)

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' Određivanje toplinskih svojstava građevnih materijala Neven Ukrainczyk' - menefer


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Zavod za anorg. kem. tehn. i nemetaleFakultet kemijskog inženjerstva i tehnologijeSveučilište u Zagrebu

Određivanje toplinskih svojstava građevnih materijala

NevenUkrainczyk

ZAGREBAČKI ENERGETSKI TJEDAN 2010


Toplinska svojstva
Toplinska svojstva

  • primjena materijala

    • prijenos topline (proračuni)

    • ušteda energije

    • Kontrola kvalitete

Q


Prijenos topline
Prijenos topline

  • heterogeni i višefazni materijali (l, s, v):

  • Mehanizmi prijenosa topline

    • Kondukcija

    • Konvekcija

    • Radiacija

    • Prijenos latentne topline

    • Praktično - model kondukcije

      • Prividni (efektivni) parametri λ, a


Metode
METODE

  • Metode u ustaljenom stanju (statičke)

    • Prednost: jednostavni model

    • Nedostatak

      • dugo vrijeme mjerenja, transport vode

  • Dinamičke metode

  • Radijalni ili aksijalni 1D tok topline

    • Metoda vruće žice, ploče, sonde...

T(x,y,z,) = Konst.

T(x,y,z,) = f(t)


1 metoda vru e ice
1. Metoda vruće žice

  • Tri osnovne izvedbe metode vruće žice:

    • paralelna (mjerna nesigurnost>4%)

    • poprečna žica

    • otpornička žica (mjerna nesigurnost~2%)





1 model vru e ice
1. Model vruće žice

  • Idealni linearni izvor topline:

    • l →∞

    • m→ 0

  • Porast temperature:


1 eksperimentalni postav
1. Eksperimentalni postav

2r = 76 μm

l = 176.0 mm

2R = 51 mm


1 reprezentativni odziv
1. Reprezentativni odziv

  • t<120 s

  • Konačne dimenzije ispitivanog uzorka

  • Rubni uvjet plašta uzorka utječe na

  • temp. žice

t<0.5s

Realna žica

- konačne duljine, mase i cp




2 metoda sonde
2. Metoda sonde

  • Dva tipa:

    • prodiru u materijal (npr. praškasti ili kapljeviti materijali)

    • na površini (kruti materijali)

  • Prednosti

    • Terenska ispitivanja (realni uvjeti)

  • Nedostaci

    • Utjecaj sonde (složeni model)

    • Prijelazni otpor

    • Kalibracija

    • Točnost > 5 %


2 metoda sonde1
2. Metoda sonde

Uvjeti modela

1D: ls > 100d

ws > 1.5ls

Okolina: ds > 20 d

ws – mjerna zona

ls – aktivna duljina sonde

Фd – promjer sonde

Фs – promjer uzorka


3 metoda vru e plo e ustaljeno stanje
3. Metoda vruće ploče:ustaljeno stanje

  • Zaštićena vruća ploča (eng. guarded hot plate)

  • Točnost 2-3 %

  • suhi homogeni uzorci

    • ~ 0,5 x 0,5 m

  • ustaljeno stanje!

    • Dugotrajno, transport vlage


3 metoda vru e plo e ustaljeno stanje1
3. Metoda vruće ploče: ustaljeno stanje





4 reprezentativni temperaturni odziv
4. Reprezentativni temperaturni odziv

  • Reprezentativni temperaturni odziv

    • Početni dio odziva: kontaktni otpor, cp, masa grijaća

    • Realna pobuda (kašnjenje u isporučivanju snage grijanja)

    • Gubitak topline kroz izvode za napajanje grijača

    • Konačne dimenzije uzorka (gubici u okolinu)


4 impulsna pobuda1
4. Impulsna pobuda

Heterogeni materijali:

h > 10 dim. karakter. Heterogenosti

Uklanjanje utjecaja okoline:

w > 5h

h alfa /λ < 0.1

Beskonačni uzorak u smjeru Q:

l > 1.4h

Dirac toplinski impuls:

tm > 10t0


5 skokovita pobuda gusstafson
5. Skokovita pobuda: Gusstafson

  • Prednosti

    • mali i tanki uzorci (filmovi)

    • a[m2/s]i λ[W/mK]

    • mj. nesig. λ 2-5%, a 5-10%

      • bez nesigurnosti h (grijač – temp. osjetilo)

  • Nedostaci

    • Složena analiza (model)


5 gusstafson
5. Gusstafson

Rs – promjer grijača

R – promjer uzorka

w – debljina uzorka

tmax- trajanje grijanja

Uvjet beskonačnosti uzorka:


5 gusstafson1
5. Gusstafson

  • bifilarno motani grijač

  • Model: aproksimacija s m koncentričnih grijača, m > 10



6 mjerenje a materijala
6. Mjerenje a materijala

pri nagloj promjeni temperature stijenke materijala

praćen temperaturni odziv u osi valjkastog uzorka


6 1d model
6. 1D model

Idealna skokovita pobuda

Analitičko rješenje:


6 toplinska difuzivnost
6. Toplinska difuzivnost

Primjer procjene toplinske difuzivnosti materijala


6 mjerenje a poroznih materijala
6. Mjerenje aporoznih materijala

  • Unaprijeđena metoda određivanja a poroznih materijala

    • utjecaj kalupa

    • mjeri se i temp. ruba materijala

    • numerička obrada rezultata

      • Rješavanje PDJ

      • LM algoritam optimiranja




1 6 vrednovanje metoda referentni materijali
1-6. Vrednovanje metoda-> referentni materijali

  • NIST SRM

    • Pyrex 7740, Pyroceram 9606

    • PMM (plexiglass) =f(ro)~0,190W/mK

  • Glicerol (higroskopan!)

  • ~ Stiropor

  • Gelirana voda (Agar gel 0.7%)

    • Spriječena prirodna konvekcija

  • Quartz (Ottawa) sand

    • Sferična zrna 600 um – 850 um



7 ukupni koeficijent prolaza topline u vrijednost w m 2 k
7. Ukupni koeficijent prolaza toplineU-vrijednost [W/m2K]

  • Serijski vezani otpori

    • kondukcija, konvekcija i radijacija


Zaklju ak
ZAKLJUČAK

  • Metode u ustaljenom stanju (statičke)

    • Prednost: jednostavni model

    • Nedostatak

      • dugo vrijeme mjerenja, transport vode

  • Dinamičke metode

    • Grijač/temp. osjetilo -> bolja mj. nesig.

  • Radijalni ili aksijalni 1D tok topline

    • Metoda vruće žice, ploče, sonde...


Zaklju ak1
ZAKLJUČAK

  • Uklanjanje sustavnih pogrešaka:

    • Reprezentativni temperaturni odziv

    • kritični odabir eksperimentalnog postava

      • Dimenzije (uzorka, osjetila,...), t, snaga,...

    • približni model vs. realni sustav

      • Neidealnost grijača (x, m, cp)

      • Konačne dimenzije uzorka

      • kontaktni otpor

      • stvarna snaga grijača (gubici)



ad