Wykonali członkowie koła fizycznego FIZYKOMANIA działającego w Publicznym Gimnazjum Nr 8 w Łodzi:

1. Wyznaczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego termoizolacji naziemnych sieci ciepłowniczych RISO 50 Wykonali członkowie koła fizycznego FIZYKOMANIA działającego w Publicznym Gimnazjum Nr 8 w Łodzi: Krystian Bąk Michał Hajdan Wiktor Szadowiak Mateusz Skwarski

2. Przedmiot badańPrzedmiotem badań jest izolacja termiczna do rurociągów i urządzeń centralnego ogrzewania ciepłej i zimnej wody w budynkach mieszkalnych, biurowych oraz zastosowaniach przemysłowych RISO 50produkowanych przez firmę MAT Charakterystyka materiału izolacyjnego Rodzaj materiału – poliuretan spieniony Gęstość – 20kg/m3 Skuteczność izolacji -  = 0,035W/m•K przy 40oC Odporność temperaturowa – do 135oC

3. Opis zestawu pomiarowego Do badań został użyty fragment (15cm długości) izolacji rur prostych o średnicy wewnętrznej 5cm i średnicy zewnętrznej 10,7cm. Badana próbka została zamknięta z dwóch stron poprzez przyklejenie płytek termoizolacyjnych o grubości 4cm (sztywna pianka poliuretanowa) tworząc swoisty rodzaj kalorymetru. • W górnej pokrywie kalorymetru • zrobiono dwa otwory: • wlewowy do napełniania ciepłą wodą • -do wprowadzenia czujnika temperatury wewnętrznej kalorymetru. • Do ścianki zewnętrznej przymocowano • drugi czujnik do pomiaru temperatury • zewnętrznej. Temperaturę mierzono • przy użyciu termoelementów. Mierniki • pokazują temperaturę mierzoną w ºC.

4. Układ pomiarowy Wykonywano pomiary spadku temperatury wewnątrz kalorymetru (co 3 minuty), kontrolując jednocześnie temperaturę ścianki zewnętrznej. ,,Kalorymetr’’ zrobiony z badanej izolacji termicznej Miernik temperatury wewnętrznej Miernik temperatury zewnętrznej

5. Pomiary Badany „kalorymetr” został wypełniony wodą o temperaturze około 50ºC. W odstępach 3 minutowych mierzono temperatury Twew i Tzew kalorymetru. Wyniki pomiarów ilustruje powyższa tabela.

6. Obliczenia Q – ilość ciepła przepływającego przez ciało λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego S – pole powierzchni przekroju przez które przepływa ciepło t – czas przepływu ciepła ∆T – różnica temperatur ∆T = Twew - Tzew d – grubość przegrody Dla ciała przewodzącego ciepło w warunkach stanu stabilnego, które stanowi przegrodę dla przepływu ciepła ilość przekazywanej energii wyraża się wzorem:

7. Współczynnik przewodnictwa cieplnego -  λ – współczynnik przewodnictwa cieplnego Q – ilość ciepła przepływającego przez ciało S – pole powierzchni przekroju przez które przepływa ciepło t – czas przepływu ciepła ∆T – różnica temperatur d – grubość przegrody Współczynnik przewodnictwa cieplnego wyznaczamy z poprzedniej zależności :

8. Obliczanie ilości ciepła Q przenikającego przez ścianki „kalorymetru” • mw - masa wody w kalorymetrze • Cw - ciepło właściwe wody • ∆T1 - spadek temperatury wewnętrznej w okresie między dwoma pomiarami • Czas pomiaru t = 60 minut • ∆T1 = 46,5˚C – 39,7 ˚C = 6,8 ˚C

9. Obliczanie pola przekroju przez które przepływa ciepło S = Sb + Sp • Sb – powierzchnia ścian bocznych • Sp – powierzchnia podstaw • Rwew = 0,025m • Rzew = 0,054m • Rśr ≈ 0,04m h Rwew Rzew Rśr

10. Obliczanie współczynnika przewodnictwa cieplnego badanej próbki d= Rzew-Rwew=0,029m Tw1=47,5ºC-27ºC=20,5ºC Tw2=40,5ºC-25ºC=15,5ºC Tśr= (20,5ºC+ 15,5ºC)/2=18ºC Q=7580J S=0,041m2 t=3600s

11. Obliczanie niepewności pomiarów

12. Dziękujemy za uwagę