Çözgü havlı kumaşın kalınlığına ve atkı ipliklerinin lifli bileşimine bağlı olarak ısıl iletkenliğinin incelenmesi. "Çeşitli tekstil malzemelerinin termal iletkenliğinin incelenmesi. Termal iletkenliğin araştırılması

Eserin metni, resim ve formüller olmadan yerleştirilmiştir.
Çalışmanın tam sürümü "İş Dosyaları" sekmesinde PDF formatında mevcuttur.

Bugün, termal ve enerji kaynaklarının rasyonel kullanımı konusu çok keskin. Hem ülke hem de her bir aile için ekonominin gelişiminin enerji güvenliğini sağlamak için ısı ve enerji tasarrufu yolları sürekli olarak çalışılmaktadır.

Ev, bina kabuğu (duvarlar, pencereler, çatı, temel), havalandırma ve kanalizasyon yoluyla ısı kaybeder. Ana ısı kayıpları bina kabuğundan geçer - tüm ısı kayıplarının %60-90'ı.

Doğru kazanı seçmek için en azından evde ısı kaybının hesaplanması gerekir. Ayrıca planlanan evde ısınmaya ne kadar para harcanacağını da tahmin edebilirsiniz. Hesaplamalar sayesinde yalıtımın finansal verimliliğini analiz etmek de mümkündür, yani. Yalıtımı kurmanın maliyetinin, yalıtımın ömrü boyunca yakıt tasarrufu sağlayıp sağlamayacağını anlayın.

Malzemelerin ısıl iletkenliği kavramı okulda 8. sınıfta incelenir. Termal iletkenlik, bir malzemenin sıcak kısmından bu malzemenin soğuk kısmına (yani moleküller) enerji aktarımı sürecidir.

Termal iletkenliği araştırmaya karar verdik. çeşitli maddeler ve malzemelerin yanı sıra hangi modern ısıtıcıların en etkili olduğunu belirlemek.

Böylece çalışmamızın temasını belirledik.

Başlık:Çeşitli maddelerin termal iletkenliğinin incelenmesi.

Bu çalışmanın amacı:

Çeşitli maddelerin ısıl yayılma katsayısını belirleyin ve modern bina yalıtımından en iyi ısı yalıtkanlarını belirleyin.

Araştırma Yöntemleri:

• Teorik (edebiyat çalışması, İnternet siteleri, Rusya Federasyonu Cumhurbaşkanı Kararnameleri vb.).

  Ampirik (sıcaklık ölçümü, zaman).

  Matematiksel (katsayının hesaplanması, ısıtıcı fiyatlarının belirlenmesi)

Çalışmanın amacı:Çeşitli maddeler ve bina ısı yalıtım malzemeleri.

Çalışma konusu: Maddelerin ısıl iletkenliği.

Hipotez:

Bir maddenin sıcaklığı belirli bir süre içinde önemsiz derecede değişiyorsa, bu maddenin termal iletkenliği zayıftır, yani. ısıyı iyi tutar.

Etkili ısı yalıtkanları, düşük bir termal yayılım katsayısına sahiptir.

2. Ana kısım.

Artan yakıt fiyatlarının modern koşullarında, binaların ısıl korunmasına yönelik yaklaşımlar da değişti ve yapı malzemelerine olan gereksinimler arttı. Her evin izolasyona ve ısıtma sistemine ihtiyacı vardır. Bu nedenle, kapalı yapıların ısı mühendisliği hesabında, ısıl iletkenlik indeksinin hesaplanması önemlidir.

Termal iletkenlik- bu, vücudun içindeki termal enerjinin en sıcak kısmından daha soğuk olana geçtiği malzemenin böyle bir fiziksel özelliğidir. Termal iletkenlik endeksinin değeri, konutlarda ısı kaybının derecesini gösterir.

Termal iletkenlik katsayısı - dır-dir fiziksel parametre maddedir ve genellikle sıcaklığa, basınca ve maddenin cinsine bağlıdır. Çoğu durumda, çeşitli malzemeler için termal iletkenlik katsayısı, deneysel olarak kullanılarak belirlenir. çeşitli metodlar. Bunların çoğu, incelenen maddedeki ısı akısı ve sıcaklık değişimlerinin ölçümüne dayanmaktadır.

Okul koşullarında yüzeyden geçen enerjiyi belirlemek zordur. Bu nedenle çalışmamızda enerjiyi değil, birim zamandaki sıcaklıktaki değişimi belirlemeye karar verdik. Bu katsayıya termal yayılma katsayısı denir.

termal yayılım(a) - gözenekli bir ortamın sıcaklık değişimini birim zaman başına bir noktadan diğerine aktarma hızının bir ölçüsü olarak hizmet eder.

Katsayıyı belirlemek için basit bir kurulum, tripod, tutucu ve termometre, numune tutucu, ısıtma kaynağı olarak 100 W akkor lamba monte ettik.

2.1. Gazların termal iletkenliğinin incelenmesi.

Hedef: Gazların termal yayılım katsayısının belirlenmesi.

Bildiğiniz gibi, gazlar zayıf ısı iletkenleridir. Moleküller arasındaki mesafenin büyük olması nedeniyle molekülden moleküle enerji aktarımı uzun süre devam eder, yani sıcaklık değişim süresi uzun olacaktır.

deney koşulları: bir deney tüpü aldık, deney tüpündeki havayı aşağıdan bir akkor lamba ile ısıttık ve bir termometre ile deney tüpündeki sıcaklığı ölçtük. Termometrenin ilk t'si 20°C'dir.

Lambanın etrafındaki sıcaklık 65 °C'dir.

Çözüm: Hesaplanan termal yayılım = 0,8 °C/dak ile kanıtlandığı gibi, hava zayıf bir ısı iletkenidir.

Duvarların, zeminlerin vb. bitirme malzemeleri arasında küçük hava boşlukları bırakırsak, enerji kayıplarını azaltırız.

2. 2 .Bir sıvının ısıl iletkenliğinin incelenmesi.

Hedef:Çeşitli sıvıların ısıl iletkenliklerinin incelenmesi ve ısıl yayılımlarının belirlenmesi.

deney koşulları: Test tüpüne su, ayçiçek yağı ve alkol döktük, alttan akkor lamba ile ısıttık ve test tüpündeki sıcaklığı bir termometre ile ölçtük.

Deneysel verileri etkileyen dış faktörler: ortam sıcaklığı.

Termometrenin ilk t'si 16°C, lambanın yanında t 65°C'dir.

Çözüm: Su, bu sıvıların en büyük ısı kapasitesine sahiptir, yani. ısıtıldığında çok fazla enerji tüketir. Bu, deneyin sonuçlarını açıklar: su, yağ ve alkolden daha yavaş ısınır, bu nedenle ortalama termal yayılımı en küçüktür ve 2.6 ° C / dak'ya eşittir, yağ için 3.7 ° C / dak, alkol için 5.1 ° C / dk.

En iyi ısı iletkeni, en yüksek termal yayılma katsayısına sahip olan alkoldür.

Su en iyi ısı yalıtkanıdır.

1. Katıların ısıl iletkenliğinin incelenmesi.

Hava ve su ısıyı iyi iletmez; iyi bir ısı kalkanıdır. Örnekleri biliyoruz: kar altında kış ekmeği, kürk manto, çok odalı çift camlı pencereler vb. Ancak evin ısı yalıtımı için apartmanlarda masif gövdeler kullanılır.

Isıyı evin içinde tutmaya yardımcı olan katılardır - ısıtıcılardır.

2.3.1. Termal yayılımın belirlenmesi Çeşitli türler cam ve diğer malzemeler.

İnşaatta en yaygın olarak kullanılan malzemelerin ısıl iletkenliğini inceledik.

Çözüm: En düşük termal yayılım üç tip cam, verilerimize göre basit cama sahiptir. Çift camlı pencerelerde ısı yalıtımı amacıyla kullanılan düz camdır.

Duvar ve zemin kaplaması için popüler yapı malzemeleri - alçıpan ve laminat - 1,4 °C / dak ve 1,2 °C / dak gibi düşük ısı yayılımına sahiptir, bu nedenle incelenen tüm katı malzemelerin ısı yalıtımında lider olmaları tesadüf değildir.

Galvanizli demirin ısıl yayılımı = 1.0'dır; bu, çatılar bu malzemeyle kaplandığında, evin ısı kaybını önemli ölçüde azaltabileceğimiz anlamına gelir.

2.3.2 Çeşitli maddelerin termal yayılımının belirlenmesi Yapı malzemeleri.

Bu çalışmayı tamamlamak için Alex-stroy yapı malzemeleri mağazasına gittik. Mineral yün, cam yünü, jüt elyafı, isolon, penoplex ve germaflex gibi modern ısı yalıtım malzemelerinin örnekleri tarafımıza verildi.

Bu örnekleri bina duvarlarını kaplamak için kullanılan alçıpan ile birleştirerek en iyi ısı yalıtkanını belirlemeye karar verdik. Alçıpan ile yalıtımı birleştirerek eviniz için etkili bir termal koruma elde edebilirsiniz.

İlk t termometre=16°C, t lambanın etrafında =65°C.

Çözüm: Tablodaki verilerden bina yalıtımının termal yayılım katsayısını önemli ölçüde azalttığı görülebilir. 1.0 °C/dk'lık en küçük termal yayılım katsayısı, alçıpan ile mineral yün veya 1.1 °C/dk köpük kombinasyonuna sahiptir. Böylece, bina duvarlarının en etkili termal koruması, mineral yün veya köpük ile yalıtım olacaktır.

2.3.3 En karlı ısı yalıtkanının 1 metrekare başına bir fiyata belirlenmesi.

Çözüm: En uygun maliyetli ısı yalıtkanıdır - ...., ancak ısı yalıtımının etkinliği göz önüne alındığında, seçmek daha iyidir ...

3. Sonuç.

Çeşitli maddelerin ısıl iletkenliği - 8. sınıfta incelediğimiz bu konunun önemli pratik uygulamaları vardır.

Büyük ısıtma fiyatları ile her insan ısıyı evde nasıl tutacağını düşünmeye başlar.

Malzemelerin ısı yalıtım seviyesini değerlendirmek için yeni bir değer ekledik - bir kronometre ve bir termometre ile zaman ve sıcaklık ölçülerek hesaplanan termal yayılma katsayısı.

Termal yayılım katsayısını hesaplayarak, en iyi ısı yalıtkanlarının hava ve su olduğunu belirledik. Ancak kullandıkları evlerin yalıtımı için sert malzemeler. Modern üretim, çeşitli ısıtıcılar sunar. Alex-stroy yapı malzemeleri mağazasında sadece sık karşılaşılan ısı yalıtkanlarını seçtik. Bunlardan en iyi ısı yalıtkanının alçıpan ve laminat olduğunu ve mineral yün, izolon veya köpük ile kombinasyon halinde daha da iyi olduğunu belirledik.

En iyi ısı yalıtkanlarının düşük bir termal yayılım katsayısına sahip olduğu hipotezimiz doğrulandı.

Böylece ısıyı ev içinde tutma konusunun alaka düzeyi bizleri hayatta kullanabileceğimiz önemli sonuçlara ulaştırmıştır. Yapı malzemeleri için yalıtım maliyetinin Kısa bir zaman evlerimizde sıcaklık ve konfor.

4. Referans listesi.

https://ru.wikipedia.org/wiki/

www.rg.ru/ 2010 /12/31/deti-inform-dok.htm

Termal iletkenlik --ısı yalıtım kaplamalarının performans özellikleri. Bu kaplamalar, ana metali korumanın yanı sıra, ısı kayıplarını azaltmayı ve ana metali ısı akışının etkilerinden korumayı mümkün kılar.

Termal iletkenliği belirlemek için sabit yöntemler yaygın olarak kullanılmaktadır; burada farklı, ancak araştırma sürecinde değişmemiş olsa da, sıcaklıklar, geçen ısı akışına dik katmanlama yönü ile kaplamanın belirli noktalarında muhafaza edilir.

Bu yöntemler mutlak ve bağıl olarak ikiye ayrılır. Birinci grubun yöntemlerinde, kaplamanın herhangi bir noktasının sıcaklığı zamana değil, yalnızca konumuna bağlıdır. Kaplamadaki sıcaklık dağılımını ve aktarılan ısı miktarını bilerek, termal iletkenliği hesaplamak mümkündür.

Göreceli yöntemlerde, incelenen kaplamadaki sıcaklık alanları ve örneğin KV kuvars camı gibi önceden incelenen bir referans malzeme ile karşılaştırılır.

Termal iletkenlik doğrudan değerlendirilmez, standartla karşılaştırılarak yeniden hesaplama ile belirlenir.

Pirinç. 2.6.1. Kaplamaların ısıl iletkenliğini mutlak yöntemle belirlemek için kurulum:

1 - ısıtıcılar; 2 - örneklem; 3 - elektrikli fırın; 4 - potansiyometre KSP4; 5 - röle bloğu BR101; 6 - görev bloğu BZ-02; 7 - karşı örnek; 8 - termos; 9 - termos iç fincan

Sabit mutlak yöntemle termal iletkenliği tahmin etmek için kurulum, şekil 2'de gösterilmiştir. 2.6.1.

Baz metal-kaplama-karşı-numune sisteminde bir ısı akışı oluşturmak için, numunenin sadece fırının üst yarısında ısıtılacağı şekilde ısıtıcıların (bobinlerin) yerleştirildiği boru şeklinde bir elektrikli fırın kullanılır. spiral ısıtıcılar bulunurken, alt yarısında asbestli ısı yalıtımı ve uzunluğu boyunca numune sıcaklığını ölçmek için ısıl dönüştürücüler bulunur.

Karşı numunenin soğutulması ve kaplamadan geçen ısı akışının belirlenmesi için gerekli termos, iki adet izoleli kaptan oluşmaktadır.

İç cama su verilir.

Termosun giriş ve çıkışındaki su sıcaklığı bakır-konstantan termokupllar ile ölçülebilir. Karşı numunenin ve numunenin çalışma uç yüzeylerinin yeterli temasını sağlamak için, numuneye bir kuvvet uygulanır. R en az 500 N

Termal iletkenlik, numunenin uç yüzeyine aynı teknolojik modda uygulanan, aynı yapıya ve aynı kaplama kalınlığına sahip aynı boyutta en az üç numune üzerinde belirlenir (Şekil 2.6.2).



Pirinç. 2.6.2 Termal iletkenlik test parçası

Her noktada her numune için her 20 dakikada bir en az üç sıcaklık belirlenir.

Aynı zamanda giriş ve çıkıştaki suyun sıcaklığı da kaydedilir.

Numunenin gerekli ısınmasını ve ısı akışının durağanlığını sağladıktan sonra, tüm termal dönüştürücülerin okumalarını almak mümkündür.

Her noktada her numune için her 20 dakikada bir en az üç sıcaklık belirlenir. Aynı zamanda giriş ve çıkıştaki suyun sıcaklığı da kaydedilir.



Pirinç. 2.6.3 Uzunluk boyunca ana metal kaplama-karşı-numune sisteminde sıcaklık dağılımı:

1 - karşı örnek; 2 - termal dönüştürücülerin kurulum yerleri; 3 - ana metal; 4 - kaplama

Araştırmanın sonuçlarına dayanarak, sistem ana metal - kaplama - karşı numunedeki sıcaklık dağılımının bir grafiği oluşturulmuştur (Şekil 2.6.3). Grafiğe göre ekstrapolasyon yöntemi, kaplamanın iç ve dış yüzeylerindeki sıcaklıkları belirler. Termal iletkenlik, W / (m-K) şu formülle hesaplanır:



nerede Q -- kaplamadan geçen ısı akısı, W; c\u003d 4.19 - - suyun özgül ısı kapasitesi, J / (kgK); V- termostan geçen suyun kütlesel debisi, kg/s; - bir termosta su sıcaklığındaki artış, °С; -- termosun giriş ve çıkışındaki su sıcaklığı, °С; S -- kapsama alanı, m2; -- kaplamanın iç ve dış yüzeylerindeki sıcaklık, °C.

Mutlak yöntemle termal iletkenliği tahmin etmek için başka tesisler de vardır. Yani, V. M. Ivanov ve ark. Şekil 1'de gösterilen kurulumu kullanarak ana metalden ayrılan alüminyum oksit ve zirkonyum dioksitin plazma kaplamalarının termofiziksel özelliklerini inceledi. 2.6.4. 100 mm uzunluğunda ve 1 mm et kalınlığına sahip bir silindir şeklinde bir numune, uçlarından birinin üstten ısıtılması için yerleştirildi. elektrikli ısıtıcılar ve diğeri ötektik erimedeydi. Güvenlik cihazları, ekranlar, silika elyaf yalıtımı, nispeten uzun bir uzunluk boyunca ısı akışını ölçme yeteneği - tüm bunlar, durağanlık koşullarının yerine getirilmesindeki yanlışlığı ortadan kaldırdı. Sıcaklık gradyanı, termal dönüştürücüler tarafından belirlendi.



Pirinç. 2.6.4 Silindirik numuneler üzerinde mutlak yöntemle kaplamaların ısıl iletkenliğini ölçmek için kurulum:

1 - örnek test; 2 - güvenlik aleti; 3 - ekranlar; 4- ısıtıcılar; 5 - ötektik eriyik; 6- ısı yalıtımı; 7-termokupl

T. B. Buzovkin ve ark. kaplamaların termal iletkenliği, bağıl ölçüm yöntemleri kullanılarak belirlendi. Bu durumda test ve referans kaplamalardaki sıcaklık alanları karşılaştırılarak sadeleştirme sağlanmıştır. Daha önce çalışılan materyal standart olarak seçilmiştir. Toplam ısı akışını ölçmek için referans numune kullanıldı. Kaplamaların ısıl iletkenliğini değerlendirirken, tekrar tekrar belirlenmiş bir termal iletkenliğe sahip kaynaşmış kuvars standart olarak hizmet etti. Yüksek stabiliteye sahiptir ve 100 ila 1700 K sıcaklık aralığında çalışabilir.

Deney düzeneğinde (Şekil 2.6.5), kaynaşmış kuvars standartları arasına 3-4 mm kalınlığında ve 23-25 ​​mm çapında bir disk numunesi yerleştirildi.



Pirinç. 2.6.5 Göreceli yöntemle termal iletkenliği ölçmek için kurulum:

1 - örneklem; 2 - standartlar (erimiş kuvars); 3 - termal dönüştürücüler; 4 - silikat çubuklar; 5- buzdolabı; 6- kapak; 7- kargo; 8- yüzükler

Numune, her iki tarafı da öğütülerek ana metalden ayrılan bir kaplamadan yapılmıştır. Termal iletkenlik, silikat çubuklardan radyan ısıtma koşulları altında ölçülmüştür. Radyal ısı tahliyesini azaltmak için, numune ve kuvars disklerin sistemi, üç koruyucu eşmerkezli asbestli çimento halkası ve bir kuvars kumu dolgusu ile çevrelenmiştir. Kararlı durumdaki sıcaklık farkları, dört platin-platin-rodyum termokupl ile kaydedildi. Numune ve termokuplların sistemi bakır bir buzdolabına yerleştirildi ve numune, standartlar ve termokupllar arasındaki temas direncini azaltmak için bir ağırlıkla bastırıldı. Isı yalıtımı birinci ve ikinci referans numuneler aracılığıyla ısı akısı değerleri arasındaki farkın% 4'ten fazla olmamasını sağladı. 200–900°C aralığı için, termal iletkenliğin sıcaklığa bağımlılığının bir eğrisi oluşturuldu ve mikro çatlakların, parçacıklar arasındaki temas noktalarının, parçacık boyutlarının ve diğer yapısal parametrelerin termal iletkenlik üzerindeki etkisi bir bilgisayar kullanılarak analiz edildi.

rockwell sertlik kaplama

Khairullin A, Salimov I

Bilimsel-pratik konferansın materyali

İndirmek:

Ön izleme:

YAPI MALZEMELERİNİN ISI İLETKENLİĞİ VE YANGINA DAYANIKLILIKLARININ ÇALIŞMASI

Araştırma çalışması

1. Giriş………………………………………………………………………...3
2. Teorik kısım………………………………………………………....3-12

2.1 Malzemelerin fiziksel özellikleri………………………………………….3-5

2.2 Isı iletkenliği ve ısı yalıtımı kavramı…………………………..6-7

1. İnşaatta ısı transferi……………………………………………..8-9

2.4 Isı yalıtım malzemelerinin sınıflandırılması…………………………………………………………………………………10-11

2.5 Malzemelerin ısı yalıtım özellikleri……………………………….11-12

3.Pratik kısım. Materyaller ve araştırma metodolojisi……………..12-13

4. Malzemelerin yangına dayanıklılığı………………………………………………....14

5.Sonuç ve Sonuçlar……………………………………………………………..15

6.Edebiyat……………………………………………………………………..15

İşin alaka düzeyi:yapı malzemelerinin özelliklerini incelemek ve yangına dayanıklılıklarını incelemek için acil ihtiyaç nedeniyle.

Sorun:

Evinizi nasıl sıcak, çevre dostu ve yanmaz hale getirirsiniz?

amaç Bu çalışma, doğal ve yapay yapı malzemelerinin ısıl iletkenliği ve yangına dayanıklılıkları üzerine bir çalışmadır.

Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevler belirlendi:

1. Isı iletkenliği ve ısı yalıtımı konusundaki literatürü incelemek.
2. Malzemelerin termal iletkenliğinin belirlenmesini incelemek için metodolojide ustalaşın.
3. Sıcaklık değişiminin bu değişimin meydana geldiği zamana oranı olarak numunelerin iletken özelliklerinin nicel bir değerlendirmesini yapın.
4. Malzemelerin ısıl iletkenliğinin deneysel ve tablo değerlerini karşılaştırın.

6. Keşfet yangın Güvenliği Yapı malzemeleri.

1. Giriş

Soğuk, yağmurlu, rüzgarlı havalarda, her zaman geri dönmeye çalışıyoruz. sıcak ev montunuzu çıkarıp kendinizi sıcak ve rahat hissedebileceğiniz bir yer. Dış duvarlar, pencereler, çatı evimizi dış etkenlerden korur. Düşük sıcaklık, kuvvetli rüzgar, yağmur ve kar şeklinde yağış ve diğer atmosferik etkiler. Aynı zamanda, ısının içeri girmesini önlerler. iç mekanısı transferine karşı direnci nedeniyle dışarıda.

Neyden bir ev inşa edilir? Duvarları aşırı nem, küf ve soğuk olmadan sağlıklı bir mikro iklim sağlamalıdır. Fiziksel ve mekanik özelliklerine bağlıdır.

20. yüzyılda, dünyada önceki bin yılın tamamında olduğu kadar çok malzeme üretildi. Bilimsel araştırmalar, halihazırda bilinen malzemelerin optik, kimyasal, termal ve diğer özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmeyi ve doğanın bilmediği binlerce yeni malzeme yaratmayı mümkün kılmıştır.

21. yüzyılda Rusya'daki inşaat patlaması, ısı yalıtım malzemeleri ve yapıları için bir talep yarattı. Ek olarak, 2000 yılının başından itibaren, kapalı yapıların termal koruması için yeni gereksinimler yürürlüğe girmiştir. Binaların modern yapı malzemeleriyle yalıtılması, ısı kaybını önemli ölçüde azaltabilir. Tabii ki, düşük ısı iletkenliğine sahip malzemelerden inşa etmek en iyisidir.

2. Teorik kısım.

2.1 Malzemelerin fiziksel özellikleri.

Yoğunluk - bir maddenin kütlesinin işgal edilen hacme oranıyla ölçülen miktar.

Nem - malzemedeki suyun kütle oranı, yüzde olarak ifade edilir.

Nem içeriğini belirlemek için numune önce ıslak, ardından tamamen kuru olarak tartılır. Malzemeyi, nemi tamamen giderilene kadar laboratuvar koşullarında (kurutma kabininde) 110°C sıcaklıkta kurutun. Nemi 0'a eşit olan bir malzemeye mutlak kuru, çevresindeki havanın nemine eşitse hava kurusu denir.

su geçirgenliği,yani, 1 cm'den geçen su miktarı ile ölçülen, bir malzemenin basınç altında suyu geçme yeteneği 2 sabit basınçta 1 saat boyunca malzemenin yüzey alanı. Özellikle yoğun malzemeler (bitüm, cam, çelik vb.) ve ayrıca küçük gözenekli (özel beton) yeterince yoğun malzemeler pratik olarak su geçirmezdir, geri kalanı geçirgendir.

donma direnci- Suya doygun haldeki malzemenin tekrarlanan ve "dönüşümlü donma ve çözülmeye dayanma yeteneği. Malzeme", testten sonra ufalanma, çatlak, katmanlara ayrılma, ağırlık kaybından daha fazla değilse dona dayanıklı olarak kabul edilir. %5 ve gücü %25'ten fazla.

Termal iletkenlik- bir malzemenin ısıyı bir yüzeyden diğerine aktarma yeteneği. Isı birimi 1 joule'dür (J). Malzemenin nemi ve yoğunluğu arttıkça ısıl iletkenliği artar.

Isı kapasitesi - herhangi bir cismi 1 kelvin ısıtmak için gereken ısı miktarı "(K).

Malzemelerin mekanik özellikleri.

Kuvvet - bir malzemenin yüklerin veya diğer faktörlerin etkisi altında kırılmaya direnme özelliği. Çekme mukavemeti, malzeme numunesinin yok edilmesinden önceki en yüksek yüke karşılık gelen koşullu strestir. Çekme mukavemeti, malzeme numunelerinin preslerde veya çekme makinelerinde kırılmaya kadar yüklenmesiyle belirlenir. Gevrek malzemeler esas olarak basınçta, sünek malzemeler ise çekmede test edilir.

Birçok yapı malzemesi ile karakterize edilir: özellikler Nihai mukavemet (sıkıştırmada) ile büyüklük olarak çakışan sözde kaliteler. Örneğin, ağır beton (M) 100, 150, 200, 300, 400, 500 ve 600 tuğla-50, 75, 100, 125, 150 vb.

Sertlik - bir malzemenin, daha katı bir başka cismin içine girmesine direnme yeteneği. Bir malzemenin sertliği her zaman gücüne karşılık gelmez. Farklı çekme dayanımlarına sahip malzemeler aynı sertliğe sahip olabilir. Bir malzemenin sertliğini belirlemenin birkaç yolu vardır. Örneğin, homojen sertlik taş malzemeler artan sertlik sırasına göre düzenlenmiş on mineralden oluşan özel bir ölçekte belirlenir. Test malzemesi kireç mineralleri ile çizilir, sonuçlar standartla karşılaştırılır. Çelik bilye belirli bir yük ile metal, beton ve ahşaba preslenir. Malzemenin sertliği, girintinin derinliği veya girintinin çapı ile belirlenir.

esneklik - bir malzemenin bir yükün etkisi altında şekil değiştirme ve yük kaldırıldıktan sonra eski haline getirme özelliği. Orijinal formun restorasyonu tam ve kısmi olabilir. Şeklin restorasyonu eksikse, malzemede sözde kalıntı deformasyonlar vardır. Elastik sınır, kalıntı deformasyonların ilk kez bu malzeme için teknik özelliklerde belirtilen değere ulaştığı gerilme olarak kabul edilir.

kırılganlık - bir malzemenin mekanik stres altında gözle görülür bir plastik deformasyon olmaksızın çökme özelliği. Gevrek malzemeler arasında dökme demir, beton, tuğla bulunur. Darbe üzerine kolayca yok edilirler ve yüksek yerel gerilimlere (içlerinde çatlaklar oluşur) dayanmazlar, bu nedenle çekme ve eğilme kuvvetlerine maruz kalan yapıların yapımında kullanılmazlar.

Malzemelerin yangın özellikleri.

yanıcılık - malzemenin ateş etkisi altında yanabilme veya yanmama özelliği. Yanıcılığa göre, malzemeler yanıcı olmayan (yanıcı olmayan), yavaş yanan (yanması zor) ve yanıcı (yanıcı) olarak ayrılır. Yanmaz malzemeler, ateşe maruz kaldığında tutuşmayan, için için için yanmayan veya kömürleşmeyen malzemelerdir. Yüksek sıcaklık. Ateşin veya yüksek sıcaklığın etkisi altında malzeme veya yapılar tutuşursa, için için yanarsa veya kömürleşirse ve ancak bir tutuşturma kaynağı varsa ve bu kaynağın uzaklaştırılmasından sonra yanma işlemi veya için için için için için için yanma durduğunda yanmaya devam ederse veya için için için için yanarsa yavaş olarak sınıflandırılır. -yanma.Ateşin veya yüksek sıcaklığın etkisi altındaki yanıcı maddeler tutuşur ve tutuşturucu kaynağın uzaklaştırılmasından sonra yanmaya veya için için için için için yanan madde sürmeye devam eder.

Tüm yapı malzemeleri inorganik kökenli yanıcı olmayan ve organik - yanıcı olarak sınıflandırılır.

2.2 Isı iletkenliği ve ısı yalıtımı kavramı.

Isı transferi veya ısı transferiiş yapmadan ısıl temas (temas) sonucu bir cisimden diğerine iç enerjinin aktarılmasına denir.

Termal iletkenlik- vücudun daha ısıtılmış kısımlarından daha az ısıtılmış olanlara ısı transferi türlerinden biri (mikropartiküllerin termal hareketinin enerjisi), vücut sıcaklığının eşitlenmesine yol açar.

Bu tür ısı transferi ile ısı, evin duvarından dışarıya aktarılır. kış zamanı. Evin içindeki sıcaklık dışarıya göre daha yüksek olduğu için en yoğun termal salınım hareketi duvarın iç yüzeyini oluşturan parçacıklar tarafından gerçekleştirilir. Komşu soğuk katmanın parçacıklarıyla çarpışarak, enerjinin bir kısmını kendilerine aktarırlar, bunun sonucunda bu katmanın parçacıklarının hareketi, salınımlı kalırken daha yoğun hale gelir. Böylece, katmandan katmana, parçacık salınımlarının yoğunluğu ve dolayısıyla iç enerjileri artar. Böylece ısıl iletkenlik ile vücuttaki enerji aktarımı, enerjinin daha yüksek enerjiye sahip parçacıklardan (moleküller, atomlar, elektronlar) daha düşük enerjili parçacıklara doğrudan aktarılması sonucu gerçekleşir.

Termal iletkenlik sayesinde katı, sıvı ve gaz halindeki cisimlerde ısı aktarılabilir. Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Bu, moleküllere ek olarak burada iç enerjinin taşıyıcılarının serbest elektronlar olduğu gerçeğiyle açıklanmaktadır. Daha kötü davranış odun, cam, hayvanlar ve Bitki dokusu; sıvılar daha da düşük termal iletkenliğe sahiptir

(nın istisnası ile sıvı metaller, örneğin cıva): ve gazlar. Böylece hava, ısıyı demirden binlerce kat daha kötü iletir.Binaların sözde kapalı yapılarının yapımında kullanılan malzemelerin ısıl iletkenliğini bilmek çok önemlidir.

(yani dış duvarlar, üst katlar, alt katta dolu) ve özellikle odalarda ve ısı tesisatlarında ısıyı tutmak için tasarlanmış ısı yalıtım malzemeleri.

Isı transferinin düzenlenmesi ana görevlerden biridir. yapı ekipmanı. Soğuk mevsimde, duvarların termal iletkenliği ve içlerinden hava sızması nedeniyle oda tarafından ısı kaybedilir, ısınan hava ile birlikte yapraklar havalandırma kanalları ve çatlaklar. Böylece konutlardaki sıcaklık ve endüstriyel tesisler insan yaşamının ve faaliyetinin normal koşullarına tekabül ediyorsa, bu kayıpları azaltmak gerekir. Bu amaçla, evlerin duvarları düşük ısı iletkenliğine sahip malzemelerden yapılmıştır - doğal (ahşap, sazlık, çeşitli turba, pomza, mantar türleri) veya yapay (tuğla, beton, köpük vb.). Bu malzemelerin ısı yalıtım özellikleri farklıdır.

Çerçeve binalar artık yaygın olarak kullanılmaktadır ve yapımı çok fazla zaman gerektirir. daha az malzeme diğer bina türlerinden daha fazla. Bir çerçeve yapının temeli, iskeletin hayvan vücudunda gerçekleştirdiği binada aynı rolü oynayan metal veya betonarme bir çerçevedir: yükü alır. Isı yalıtımlı gözenekli malzemelerden yapılmış duvarlar çerçeve üzerinde güçlendirilmiştir. Bu tür malzemelerin gözenekleri hava ile doldurulur, bu nedenle ağırlıkları nispeten hafiftir ve havanın termal iletkenliği çok düşük olduğundan ve gözenekli malzemelerde hava konveksiyonu mümkün olmadığından ısıyı zayıf iletirler.

Isı yalıtım malzemelerinin imalatında, hazırlanan kütleye hava kabarcıkları verilir. Bunu yapmak için çırpılır veya özel köpük veya hazırlanan karışımla kimyasal reaksiyona girerek gaz kabarcıkları yayan maddeler eklenir. Bazı gözenekli ısı yalıtımlı yapı malzemeleri tarafından üretilmektedir. termal olarak. Örneğin köpük cam üretiminde cam tozu az miktarda kırılmış kalker ile karıştırılarak metal kalıplara dökülerek ısıtılır. 550-600 ° C sıcaklıkta, cam tozu erir ve sürekli bir kütle oluşturur. Sıcaklık 750-780 °C'ye ulaştığında, gazların salındığı kireçtaşının ayrışması başlar. Erimiş kütleyi şişirirler, ona gözeneklilik verirler. Katılaşmadan sonra tüm özelliklerini koruyan bir malzeme oluşur. sıradan cam: yanmazlık, neme ve asitlere karşı direnç, vb. Aynı zamanda, bu malzeme yeni dikkat çekici niteliklere sahiptir: dayanıklıdır, işlenmesi kolaydır - kesilir, planyalanır, içine çivi çakıldığında çatlamaz. Endüstriyel ve sivil yapılarda ısı yalıtım malzemelerinin kullanılması sadece maliyeti düşürmekle kalmaz, aynı zamanda binaların kullanılabilir alanını arttırır, yangına dayanıklılıklarını ve ses geçirmezliğini arttırır.

2.3 İnşaatta ısı transferi.

Çatı, duvarlar ve pencereler, konutu düşük sıcaklıklar, güneş radyasyonu, nem ve rüzgarın çeşitli atmosferik etkilerinden korudukları için binanın dış çevre yapıları olarak adlandırılır. Çitin iç ve dış yüzeyleri arasında sıcaklık farkı oluşması ile çit malzemesinde sıcaklığı düşürme yönünde yönlendirilen bir ısı akışı oluşur. Şu anda, çit az çok direnç R sağlar 0 ısı akışı. Daha yüksek termal dirençli tasarımlar daha iyi termal koruma sağlar. Duvarın ısı koruma özellikleri, kalınlığına ve yapıldığı malzemenin ısıl iletkenliğine bağlı olacaktır. Duvar birkaç katmandan oluşuyorsa (örneğin, tuğla-yalıtım-tuğla), ısıl direnci, her bir katmanın malzemesinin kalınlığına ve ısıl iletkenliğine bağlı olacaktır. Bina zarflarının ısı koruma özellikleri, büyük ölçüde malzemenin nem içeriğine bağlıdır. Hemen hemen tüm yapı malzemeleri, kuruduğunda havayla dolan küçük gözenekler içerir. Nemin artmasıyla, gözenekler, ısıl iletkenliği havanınkinden 20 kat daha yüksek olan nem ile doldurulur ve bu, hem malzemelerin hem de yapıların ısı yalıtım özelliklerinde keskin bir azalmaya yol açar. Bu bağlamda, tasarım ve inşaat sürecinde yapıların atmosferik yağış, yeraltı suyu ve su buharının yoğuşmasından kaynaklanan nem ile ıslanmasını engelleyecek tedbirlerin alınması gerekecektir. Evlerin işletilmesi sırasında, iç ve dış ortamın bina kabuğu üzerindeki etkisinden dolayı, malzemeler tamamen kuru durumda olmayıp, biraz farklılık göstermektedir. yüksek nem. Bu kaçınılmaz olarak malzemelerin termal iletkenliğinde bir artışa ve ayrıca ısı yalıtım yeteneklerinde bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, yapıların ısı koruma özelliklerini değerlendirirken, termal iletkenlik katsayısının gerçek değerini kuru halde değil, çalışma koşullarında kullanmak önemlidir. Sıcak iç havanın nem içeriği soğuk dış havadan daha yüksektir ve sonuç olarak su buharının çitin kalınlığından difüzyonu her zaman aşağıdakilerden kaynaklanır. ılık oda soğuğa. Çitin dış tarafına, su buharını iyi geçmeyen yoğun bir malzeme yerleştirilirse, nemin bir kısmı, dışarı çıkamaz, yapının kalınlığında birikmeye başlar. Ve dış yüzeye yakın bir yerde su buharının yayılmasını engellemeyen bir malzeme bulunursa, tüm nem çitten oldukça serbestçe çıkarılacaktır.

Bir ev tasarlama aşamasında bile, 400-650 mm kalınlığında tuğlalardan, küçük hücresel beton bloklardan (veya genişletilmiş kil betondan) veya seramik taşlardan yapılmış tek katmanlı duvarların nispeten düşük bir performans sağladığı gerçeğini dikkate almak gerekir. termal koruma seviyesi (gerekenden yaklaşık 3 kat daha az). yükseltilmiş ısı yalıtım özellikleri modern gereksinimleri karşılayan, üç katmanlı kapalı yapılara sahip. Aralarında bir ısı yalıtım malzemesi tabakası bulunan tuğla veya bloklardan yapılmış iç ve dış duvarlardan oluşurlar. Dış ve iç duvarlar bağlantılı esnek bağlantılar yatay duvar derzlerine yerleştirilmiş takviye çubukları veya çerçeveler şeklinde, yapıya güç verirler ve iç (yalıtım) tabaka gerekli ısı koruma parametrelerini sağlar. Yalıtım tabakasının kalınlığı, iklim koşullarına ve yalıtım tipine bağlı olarak seçilir. Üç katmanlı duvarın yapısının heterojenliği ve farklı ısı koruma özelliklerine sahip malzemelerin kullanılması ve buhar bariyeri özellikleri yapının kalınlığında yoğuşma oluşabilir. İkincisinin varlığı, çitin ısı yalıtım özelliklerini önemli ölçüde azaltır. Bu nedenle, üç katmanlı duvarlar inşa ederken, nem korumalarını sağlamak gerekir. Daha yakın zamanlarda, ısı tasarrufuna ilişkin yeni düzenleyici belgeler kabul edilmiştir. Bu nedenle konut binalarının ısı yalıtımı, günümüzde inşaatta en önemli sorunlardan biri haline geliyor. Isı yalıtımı sorunu özellikle yazlık ve yazlık inşaatta akuttur, çünkü doğru yapıldığında ısıtma maliyetlerini 3 hatta 4 kat azaltmanıza izin verir.

Şekil, çeşitli yollarla ısı kaybının dağılımının bir örneğini göstermektedir. yapısal elemanlar 120 m2 alana sahip evler 2

2.4 Isı yalıtım malzemelerinin sınıflandırılması.

Tüm ısı yalıtım malzemeleri birkaç büyük gruba ayrılır:

• mineral yün;
• cam yünü ve cam elyafı;
• gaz dolgulu polimerler - köpük plastikler: poliüretan ve poliüretan köpük, polistiren ve polistiren köpük, polietilen, fenol köpük, polyester;
• doğal malzemelerden ve bunların işlenmesinden elde edilen ürünlerden ısı yalıtımı: mantar, kağıt, turba blokları vb.;
• sentetik kauçuğa dayalı ısı yalıtımı;
• silikon üretim atıklarından ısı yalıtımı;
• ısı yalıtım panelleri ve yapıları;
• modifiye beton: polistiren beton, hücresel beton (köpük beton).

Tabii ki, yeterince yüksek ısı yalıtım özelliklerine sahip malzemelerden inşa etmek en iyisidir.

Ve yine de, çok daha sık olarak, yeni inşa edilen bir tuğla kulübenin veya uzun zaman önce inşa edilmiş bir evin ısı yalıtımı sorunu vardır. Kuşkusuz, yüksek verimli ısı yalıtım malzemeleri en büyük ilgiyi çekiyor. Bunlar genellikle ortalama yoğunluğu 200 kg / m2 olan malzemeleri içerir. 3 ve K sıcak 0,06 Wdm "K'den az). Bu tür malzemeler yeterince hızlı, 5-10 yıllık kullanımda, enerji maliyetlerinden tasarruf etmenizi sağlayarak karşılığını verir.

Yalıtım malzemeleri yoğunluk ve ebat olarak farklı rulo ve yumuşak, yarı rijit ve rijit mat ve levhalar şeklinde üretilmektedir.

Son birkaç yılda, “taş” yünü veya daha doğrusu bazalt yünü giderek daha popüler hale geldi. Bu tür pamuk yünü, yüksek su itici özelliklere sahip, ancak aynı zamanda buhar geçirgenliği ile karakterize edilen, yanmaz, çevre dostu bir malzemedir. Bazalt malzemeler, ısı yalıtım özellikleri açısından geleneksel cam yününden önemli ölçüde üstündür, ancak ne yazık ki ikincisinden daha pahalıdırlar. Bu malzemeler yanmaz grubuna aittir. Polimer veya kağıttan yapılmış ısı yalıtım ürünleri yangında 5 dakika içinde yanar. Oda içinde normal bir yangın sırasında sadece 7 dakikada ulaşılan 650 °C sıcaklıkta cam yününden yapılan yalıtımlar, içinde eritilir ve sinterlenir. cam kase. gelince mineral yün bazalt bazında - 1000 ° C sıcaklıkta bile erimez ve orijinal şeklini kaybetmez.

Tüm yalıtım malzemeleri, önerilen çalışma teknolojisine tabi olarak hem üretim hem de kullanım için güvenlidir.

Bazalt yalıtım malzemeleri, daha akılcı ve mantıklı olmaları için çeşitli boyut ve tiplerde (rulo, sert ve yumuşak, paspas ve levha) mevcuttur. etkili uygulama. Yoğunluğa bağlı olarak termal iletkenlik katsayısı 0,034 ila 0,042 W / (m * K) arasında değişir. Son zamanlarda Rusya pazarında ortaya çıktı bazalt ısı yalıtımıçatıların, zeminlerin ve duvarların yalıtımında, bölmelerin doldurulmasında, çatı katlarının düzenlenmesinde kullanılır, levhalar, profil ürünleri ve tabii ki rulolar şeklinde üretilir.

Gaz dolgulu polimerler en yaygın olanlardan biridir. etkili tiplerısı yalıtımı. Bunlardan en yaygın ve yaygın olarak kullanılanı polistiren köpüktür (genişletilmiş polistiren). Köpük plastiklerin düşük ısı direnci ve yanıcılığı, tuğla veya beton ile birlikte katmanlı yapılarda kullanıldığında bir engel oluşturmaz. Genişletilmiş polistiren, pressiz yöntemle üretilir.

2.5 Malzemelerin ısı yalıtım özellikleri.

Malzemenin ısı yalıtım özelliklerinin ana göstergesi, ısıl iletkenlik katsayısıdır. Bu gösterge büyük ölçüde içindeki nem içeriğine bağlıdır, içeriğin her bir yüzdesi katsayıyı% 4 azaltır. Ayrıca kışın polistiren köpük levhalarda bulunan, donarak buza dönüşen nem, sonunda malzemeyi ayrı granüllere ayırır ve bu da pressiz köpüğün dayanıklılığını keskin bir şekilde azaltır. Preslenmemiş köpük plastik, geleneksel olarak Rusya'da üretilmektedir.

Ekstrüde polistiren köpük bu eksikliklerden yoksundur. Kapalı hücre yapısı ve yüksek mekanik mukavemeti nedeniyle çok düşük su emilimi (% 0,3'ten az) olan paneller, ekstrüde polistiren köpük Yeraltı suyunun kılcal yükselmesi nedeniyle diğer ısıtıcıların çoğunun kullanılmasının imkansız olduğu binaların, temellerin, bodrumların, duvarların yeraltı bölümlerinin ısı yalıtımı için harici ısı yalıtımı için kullanılabilir.

Isı iletkenlik katsayısı daha düşük olan ısı yalıtım malzemeleri

0,06 W/(m-K) enerji tasarrufu sayesinde ortalama 5-7 yıllık çalışma süresinde kendini amorti eder.

Aşağıdaki tablo yapı malzemelerinin ısıl iletkenlik katsayılarını göstermektedir.

Yalıtım türü	Termal iletkenlik katsayısı,
katı tuğla
fiber çimento	0,55
Otoklavlanmamış köpük beton	0,45
Kuru kum
sert ahşap	0,25
Isı yalıtımlı hücresel beton	0,12
bitümlü asfalt
seramik	0,07
mantar yalıtımı	0,047
Ecowool (kağıt)	0,046
"Penoizol" (köpük)	0,04
Bazalt yün.	0,039
cam yünü	0.038
polietilen köpük	0,035
Low-E köpük yalıtımı	0,027
strafor	0,027

Bu malzemeler, nem emilimini azaltan maddeler, malzemeyi yanmaz hale getirmek için alev geciktiriciler ve antiseptikler ile emprenye edilir. Oldukça iyi ısı yalıtım özelliklerine sahiptirler (K t gl \u003d 0.078 W / (m-K) ve harici ve iç duvarlar, tavanlar. Malzemeler panel şeklinde veya ecowool şeklinde üretilmektedir.

3. Pratik kısım.

Malzemeler ve araştırma metodolojisi.

Çalışmalar oda sıcaklığında yapıldı

Çalışmalar elektronik termometre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ekipman: elektrikli soba. bir tripod, sıcaklık sensörlü birleşik bir dijital cihaz ve test malzemeleri. Zamanla sıcaklıktaki değişimi gözlemledik ve bir tabloya kaydettik, ardından çizdik.

Bu çalışmada, çeşitli malzemelerin ısı iletme özellikleri araştırılmıştır.ahşap, tuğla, gaz beton ve ayrıca ısıtıcıların yanıcılığı açısından araştırılmıştır. teknik , Strafor Ve İnşaat Köpüğü.Elde edilen eğrilerin dikliği, sıcaklık değişiminin bu değişimin meydana geldiği zamana oranı olarak malzemelerin termal iletkenliğini karakterize eder.

27,6

23,7

21,6

24,3

Elde edilen sıcaklık büyümesinin grafiklerini analiz ederek, hesapladık

sıcaklık değişiminin bu değişimin meydana geldiği zamana oranı olarak malzemelerin termal iletkenliği

	Malzeme	Termal iletkenlik deneysel 0 s / s	Termal iletkenlik Tablo W/(m*K)
	Tuğla	0,079	0,56
	gaz beton	0,062	0,45
	Odun	0,055	0.25

Grafiklerin ve ölçüm sonuçlarının analizi, ürünün ne tür benzersiz ısı yalıtım yetenekleri olduğunu gösterdi. modern malzemeler.

4. Malzemelerin yangına dayanıklılığı

inşaat için modern evler adam kullanır çeşitli malzemeler: tuğla, gazbeton, ahşap ve ahşap ürünler - sunta (sunta), lif levha (sunta), kontrplak vb.

Polistiren karolar, PVC ve sunta paneller, duvar kağıdı, filmler, seramik karolar, fiberglas dahil olmak üzere bitirme, bitirme ve kaplama malzemeleri kullanılır. polimer malzemeler, sentetik ve plastik ürünler vb. Bitirme malzemeleri, dumana neden olarak, toksik yanma ürünleri salarak ve alevlerin hızla yayılmasına katkıda bulunarak insanların yaşamı ve sağlığı için ek bir tehdit oluşturur.

deneysel kısım

Burada yanıcılık için inceledikyangın önleyici antiseptikler, teknonikol yalıtımı, polistiren köpük ve inşaat köpüğü ile emprenye edilmiş ahşap.

Çözüm: Yapı köpüğü çok iyi tutuşur ve boğucu gaz ve siyah duman üretir.

Technonicol yalıtımı çok kötü tutuşur, hiç yanmadığı söylenebilir.

Antiseptiklerle emprenye edilmiş ahşapta yanıcılık çok azalır.

Strafor iyi yanar ve büyük miktarda kurum yayar.

5. Sonuç ve sonuçlar:

Araştırma sırasında elde edilen sonuçlar, modern malzemelerin ne tür benzersiz ısı yalıtım yeteneklerine sahip olduğunu göstermekte ve modern yapı malzemelerini nüfus arasında bilgilendirmenin ve hatta tanıtmanın gerekli olduğu sonucuna götürmektedir. Ayrıca, yüksek kaliteli ısı yalıtım malzemeleri, modern inşaat pazarında yaygın olarak temsil edilmektedir. Bu ısıtıcılar çevre dostudur ve yangına dayanıklıdır.

Bu tür malzemeler daha pahalıdır ve bu nedenle inşaatta yaygın olarak kullanılmazlar. İlimizde bu malzemeler halihazırda yeni binaların yapımında ve halihazırda inşa edilmiş binaların yalıtımında kullanılmaktadır. Ayrıca, bu malzemeler hem büyük hem de inşaat siteleri yanı sıra özel evlerin yapımında.

Çalışmadan sonra, evimizin güvenli olmaktan uzak olduğu sonucuna vardık, çünkü yangın hızla başlayabilir, birçok madde ve nesne oldukça yanıcı olduğundan, buna güçlü duman ve yüksek konsantrasyonda toksik maddeler eşlik edecektir.

Evlerinizde "G2", "G3" ve "T4" işaretli malzemeleri kullanmayınız. Bu, son derece yanıcı ve yüksek derecede toksik oldukları anlamına gelir.

Unutma! Sentetik malzemeler yandığında oldukça zehirli duman yayar.

Evi temiz ve düzenli tutun. Sloganınız temizlik ve düzen olmalıdır.

Basit kurallar, evi rahat ve en önemlisi - güvenli hale getirmeye yardımcı olacaktır!

1. Edebiyat
1. Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Isı transferi. - M.:

Energoizdat, 1981. -416s.

1. Filippov L.P. Yapı malzemelerinin ısıl iletkenliğinin incelenmesi. -M.: Moskova Devlet Üniversitesi Yayınevi, 2000. –240 sn.
2. Osipova V.A. Isı transferi proseslerinin deneysel olarak incelenmesi. -M.: Enerji, 2001. –318s.
3. İnternet kaynakları.

~ ~

Mordovya Cumhuriyeti Eğitim Bakanlığı

Saransk Şehir Bölgesi İdaresi Eğitim Bölümü

belediye Eğitim kurumu

"Ortaokul No. 13"

Araştırma çalışması

fizik bölümü

"Çeşitli tekstil malzemelerinin termal iletkenliğinin incelenmesi"

Lipasov Mihail Pavloviç

Bilim danışmanı: Fizik öğretmeni

Palaeva Nina Pavlovna

Saransk 2015

İçindekiler

Giriiş.

Mordovia'nın iklimi, soğuk ve soğuk kışlar ve orta derecede sıcak yazlar ile karakterize edilen ılıman karasaldır.

Temel olarak, cumhuriyetin toprakları, hakim batı hava akımları tarafından taşınan ılıman enlemlerdeki hava kütlelerinin etkisi altındadır. Hava genellikle Karadeniz, Akdeniz ve Hazar Denizi'nden gelen güney siklonlarla gelen sıcak hava kütleleri tarafından belirlenir. Nispeten sıklıkla cumhuriyet, güneydoğudan getirilen kuru karasal hava kütlelerinin etkisi altına girer. Soğuk hava kütleleri İskandinavya ve Barents Denizi'nden istila ediyor.

Yıllık ortalama hava sıcaklığı +4.1…+4.4 °C'dir. En soğuk ay Ocak'tır: aylık ortalama hava sıcaklığı -11,1 ile -11,6 °C arasında değişir. Mutlak minimum –42…–47 °C idi. En sıcak ay Temmuz'dur. Ortalama sıcaklığı +18.7…+19.1 °C'dir. Mutlak maksimum +37…+39 °С'ye ulaştı, 2010 – +39…+41 °С, MP MGU – +42 °С'de.

Mevsimlerin başlangıcı, bitişi ve süresi şartlıdır. Ortalama günlük sıcaklığın 0 ve +15 °C arasında kararlı geçiş tarihlerine göre belirlenirler.

Yıl iki döneme ayrılır: sıcak ve soğuk. Yılın ılık dönemi, ortalama günlük sıcaklığın 0 °C'den geçtiği andan itibaren kurulur. pozitif değerler. 31 Mart - 2 Nisan'da başlar, 4-6 Kasım'da biter, süresi 217-221 gündür. Yılın soğuk dönemi, ortalama günlük hava sıcaklığının 0 ° C'den sabit bir geçiş anından itibaren başlar. negatif değerler. Yaklaşık 5 ay (144-148 gün) sürer.

Kışın, hafif donlu (-10 ... -15 ° C) bulutlu hava hakimdir, ancak çok soğuk kışlarda şiddetli donların olduğu dönemler vardır. Bazı yıllarda, ılık ve kararsız kışlarla, +4 ... +7 ° С'ye varan yoğunlukta çözülmeler görülür. Ayda çözülen gün sayısı 3-4 ila 7-8 arasındadır. olumsuz olaylara kış dönemi kuvvetli rüzgarlar ve kar fırtınaları, buz don oluşumları, sisleri içerir. Ortalama sisli gün sayısı soğuk dönem yıl 15 ila 25 arasında değişmektedir, ortalama süreleri 72-118 saattir.

Bahar Mart ayı sonlarında - Nisan başında başlar. Habercisi kalelerin gelişidir; Nisan ayı başlarında sığırcıklar ve toygarlar gelir. Kuş kirazları Mayıs ortasında çiçek açar ve leylaklar ayın sonunda çiçek açar. Bahar, ortalama günlük hava sıcaklığının +15 ° С'ye (27–29 Mayıs) geçişiyle sona erer, bahar süresi 57-58 gündür. advers olaylar bahar dönemi soğuk hava ve don, kuraklık ve kuru rüzgarların getirileridir. İkincisi her yıl kutlanır. Kuru rüzgar işaretleri bağıl nem+25 °C'nin üzerindeki bir hava sıcaklığında ve en az 5 m/s rüzgarda %30'dan az hava.

Ortalama günlük hava sıcaklığı +15 ° C ve üzeri olan dönem yaz olarak kabul edilir, süresi 91-96 gündür, 28-31 Ağustos'ta sona erer. Yaz aylarında olumsuz olaylar şiddetli sağanaklar, dolu, gök gürültülü fırtınalar, fırtınalar, kuraklıklar, sıcak rüzgarlardır. Şiddetli yağmurlar üst verimli toprak tabakasını aşındırır, değerli toprak materyalini vadilere, nehirlere taşır ve bitki örtüsünün yerleşmesine neden olur. Her ay, şiddetli yağışlı (10 mm'den fazla) ortalama gün sayısı 1-2, orta şiddetli kuru rüzgarlar - 3-8'dir.

Sonbahar 29 Ağustos - 1 Eylül'de gelir, Kasım ayının ilk on yılında sona erer. Süresi 65-69 gündür. Eylül ayının başlarında, kavakta, Eylül ortasına kadar yaprak dökümü başlar - huşta, akçaağaçta. Sonbahardaki hava rejimi kararsız, yağışlar genellikle karışık. Olumsuz sonbahar olayları: toprak yüzeyinde ve havada erken donlar, sis, buz.

Bölüm ben .Çalışmaya genel bakış

1. Gerekçe iş :

8. sınıf fizik dersinde "Termal olaylar" bölümü özellikle ilgimi çekti. Bu çalışma sonucunda fiziğin bu bölümünde var olan bilgileri derinleştirmek ve pekiştirmek istedim.

Bu konuyu seçtim çünkü bu fiziksel süreci daha detaylı anlamak istedim.

2. alaka iş :

3. Bu çalışmanın amacı: içinde

İş görevleri:

4. Araştırma yöntemleri: "Termal iletkenlik" konulu literatür çalışması, araştırma için kumaş seçimi, deney sistemi, değerlerin karşılaştırılması, tablo ve grafiklerin oluşturulması.

5. Ekipman:

Ölçüm silindirleri (beherler) 3 adet;

Deneysel malzeme (doku örnekleri);

Termometreler 3 adet;

İzlemek;

Mezura.

6. Teorik gerekçeler.

Termal iletkenlik - bu, termal hareket sürecinde maddenin yapısal parçacıkları (moleküller, atomlar, elektronlar) tarafından ısı transferidir.Termal iletkenlik -vücudun daha fazla ısınan kısımlarından daha az ısıtılan kısımlara ısı transferi türlerinden biri, sıcaklık eşitlenmesine yol açar. Isı iletkenliği ile vücuttaki enerji transferi, enerjinin daha fazla enerjiye sahip parçacıklardan (moleküller, atomlar, elektronlar) daha az enerjili parçacıklara doğrudan aktarılması sonucu gerçekleşir.Bu tür bir ısı transferi, homojen olmayan bir sıcaklık dağılımına sahip herhangi bir vücutta meydana gelebilir, ancak ısı transferinin mekanizması, maddenin kümelenme durumuna bağlı olacaktır. Termal iletkenlik olgusu, bir cismin sıcaklığını belirleyen atomların ve moleküllerin kinetik enerjisinin etkileşimleri sırasında başka bir cisme aktarılması veya vücudun daha sıcak bölgelerinden daha az ısıtılmış bölgelerine aktarılması gerçeğinde yatmaktadır.

Bazen termal iletkenliğe, belirli bir maddenin ısı iletme yeteneğinin nicel bir değerlendirmesi de denir.

Tarihsel olarak, transferin bir vücuttan diğerine kalori akışını içerdiği düşünülüyordu. Bununla birlikte, daha sonraki deneyler, özellikle de sondaj sırasında top namlularının ısıtılması, kalorinin bağımsız bir madde türü olarak varlığının gerçekliğini ispatladı. Buna göre, şu anda, termal iletkenlik olgusunun, sıcaklık eşitlemesinde ifade edilen termodinamik dengeye daha yakın bir durumu işgal etme arzusundan kaynaklandığına inanılmaktadır.

Isıl iletkenlik katsayısı, karşı yüzeylerinde 1 derece sıcaklık farkı olan 1 m3 malzemeden birim zamanda geçen ısı miktarıdır.

Isıl iletkenlik katsayısı ne kadar düşükse, malzemenin ısı yalıtım özellikleri o kadar iyi olur.

Isı yalıtkan ve ısı ileten malzemeleri ayırt eder.

7. İncelenen doku türlerinin özellikleri.

Farklı amaçlı kumaşlar farklı fiziksel özellikler ve özellikleri: mukavemet, ezilmeye karşı direnç, aşınmaya karşı dayanıklılık (çeşitli nesnelerde, insan vücudunda), büzülme, sağlamlık, nefes alabilirlik, buhar geçirgenliği, su direnci, ısı direnci. Çok önemli özellikler ev kumaşları termal iletkenliktir, yani. bir kumaşın ısıyı iletme yeteneği. Soğuğa karşı koruma sağlamak için tasarlanan kumaşlar minimum ısı iletkenliğine sahip olmalıdır. Bu nedenle, örneğin itfaiyeci kıyafetlerinin imalatında kullanılan teknik kumaşlar için yüksek ısı direnci ve su direnci önemlidir.

Lifler, tüm malzemelerin ve kumaşların temelini oluşturur. Lifler kimyasal bileşim, yapı ve özellikler bakımından birbirinden farklıdır. Tekstil liflerinin mevcut sınıflandırması iki ana özelliğe dayanmaktadır - üretim (menşei) yöntemi ve kimyasal bileşim, çünkü ana fiziksel, mekanik ve ana özellikleri belirleyen onlardır. Kimyasal özellikler sadece liflerin kendileri değil, aynı zamanda onlardan türetilen ürünler.

termal özelliklerürünlerin kış dönemi için en önemli hijyenik özellikleridir. Bu özellikler kumaşı oluşturan liflerin ısıl iletkenliğine, kumaşın yoğunluğuna, kalınlığına ve apre tipine bağlıdır. Keten, yüksek ısı iletkenliğine sahip olduğu için “en soğuk” lif olarak kabul edilir ve yün “en sıcak” olanıdır. Isı koruma özelliklerinin en yüksek oranları, yapağı ile kalın, yoğun yünlü kumaşlara sahiptir. Giysilerdeki malzeme katmanlarının sayısı, giysilerin ısı koruma özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Malzeme katmanlarının sayısındaki artışla toplam termal direnç artar. Çeşitli yalıtım türleri kullanılır: doğal vesentetik.

Örneklerini inceleyeceğimiz dört kumaş türünü ele alalım.

takım elbise kumaşları - itibaren doğal lifler- yün.

Yün koyun, keçi, deve ve diğer hayvanların kıllarıdır. Tekstil endüstrisi için yünün büyük kısmı (%94-96) koyun yetiştiriciliği ile sağlanmaktadır.

Yünün bir özelliği, yüzeyinde pullu bir tabakanın varlığı, liflerin önemli kıvrımı ve yumuşaklığı ile açıklanan keçeleşme kabiliyetidir. Bu özelliğinden dolayı yünden oldukça yoğun kumaşlar, kumaş, perdeler, keçe ile keçe ve keçeli ürünler üretilmektedir. Yün düşük ısı iletkenliğine sahiptir ve bu da onu kaban, takım elbise ve elbise kumaşları ile kışlık triko üretiminde vazgeçilmez kılmaktadır.

Doğal ısıtıcılar

vat ve n - yarım yün izolasyontek taraflı veya iki taraflı polar ile örme kumaş. Vuruş, pamuklu, yünlü, yarı yünlü olarak üretilir ve sıcak giysiler dikerken pamuğun yerini alır.

Geçen yüzyılın ortalarından sonuna kadar, Sovyet giyim endüstrisinde, tulumları dikmek ve kışlık montlar için bir ısıtıcı olarak kullanıldı.

Vuruş, bileşim (pamuk, yün), ağın kalınlığı, kalıpları sabitleme yönteminde farklılık gösterir.



Şu anda, vuruş daha az popüler.

Dezavantajları: yüksek ağırlık ve nispeten yüksek su tutma özellikleri.

sentetik yalıtım

Sintepon - en yaygın sentetik ısıtıcılardan biridir. Karışımın (ikincil yapay ve doğal, tekstil üretim atıkları dahil) iğne delinmesi, yapıştırıcı (emülsiyon) veya termal yöntemle sabitlendiği hafif, hacimli, elastik.



Son zamanlarda, sentetik kışlayıcı çoğunlukla geri dönüştürülmüş polyester hammaddelerinden (sec-PET), yeniden eritilmiş plastik atıklardan (PET şişeler, çantalar, tek kullanımlık sofra takımları vb.) yapılır. Bu, ürünün maliyetini önemli ölçüde azaltır, ancak kalite ve performans özelliklerini önemli ölçüde azaltır.

Sintepon- sentetik liflerden elde edilen dokunmamış kumaş. Vuruştan çok daha hafiftir, elastiktir, şeklini kaybetmez ve düşmez. Sentetik kışlayıcı higroskopik değildir, bu sayede fazla ıslanmaz ve kolayca kurur. Üstelik serbest bırakılıyor Beyaz renk ve yalıtımlı şeyleri yıkarken üst kumaşta dökülme yapmaz ve leke bırakmaz. Ürün yıkandıktan sonra şeklini korur ve hacim kaybetmez.

Sentetik kışlayıcının avantajları, hafiflik, iyi ısı koruma özellikleri ve düşük ağırlığın yanı sıra insanlara göreceli olarak zararsızlığıdır. Çocuklar da dahil olmak üzere her türlü yalıtım için ve ayrıca üretim için sentetik bir kışlayıcı kullanılır. , kapaklar, çantalar ve diğer ürünler.Hafif, sıcak, hacimli, ucuz - bir zamanlar böyle bir ısıtıcı popülerliğin zirvesindeydi.

Bununla birlikte, zamanın gösterdiği gibi, sentetik kışlayıcının bir takım dezavantajları vardır: artan nem geçirgenliği, hava sızdırmazlığı, malzemenin hızlı deformasyonu ve kırılganlığı - tüm bunlar, sentetik kışlayıcının üretim için bir ısıtıcı olarak kullanılmasına yol açmıştır. daha ucuz demi-sezon ve kışlık giysiler.

İçi boş elyaf İçi boş elyaf (içi boş elyaf) - spiraller, toplar, yaylar vb. şeklinde sentetik liflerle doldurulmuş dokunmamış bir kumaş. Lifler arasında çok fazla hava depolandığından, şeyi sıcak yapan bu yapıdır.



Doğru olarak, 21. yüzyılın bir ısıtıcısı olarak kabul edilir. Hafif, sıcak, neme ve şekle dayanıklı, hipoalerjenik - kışlık giysiler için mükemmel yalıtım üretimi için mükemmel bir malzemedir.

Çeşitler - polifiber, termofiber, fiber deri, fibertek, vb.

Bölüm II . deneysel araştırma çalışması

İş ilerleyişi:

Bu araştırma çalışması sırasında, farklı doku türleri ile altı deney yapıldı. Tüm numuneler aynı boyutlara sahiptir: uzunluk, genişlik ve alan (fotoğraf 1). Numunelerin alanı, ölçüm silindirinin yüzey alanı ile çakışmaktadır (Tablo No. 1)



fotoğraf 1

Tablo 1

örtü

Takım elbise yün kumaş 1

Takım elbise yün kumaş 2

holofiber

Sintepon (ince)

Sintepon (kalın)

vuruş

Kalınlık

0,4 cm

0.1 cm

0.1 cm

2cm

1 cm

2 cm

0,5 cm

Genişlik

12 cm

12 cm

12 cm

12 cm

12 cm

12 cm

12 cm

Uzunluk

13 cm

13 cm

13 cm

13 cm

13 cm

13 cm

13 cm

Meydan

156 cm 2

156 cm 2

156 cm 2

156 cm 2

156 cm 2

156 cm 2

156 cm 2

2.1 Çeşitli tekstil malzemelerinin ısıl iletkenliklerinin karşılaştırılması.

Ekipman: Sıcak su ile ölçüm silindirleri, deney malzemeleri, cıva termometreleri - 3 adet, elektronik termometre, kumpas.

Deneyi gerçekleştirmek için ölçüm silindirlerini doku örnekleriyle sardık ve pimlerle sabitledik.

Deney için seçilen bir çift sarılı silindir ve bir sarılı olmayan silindir aynı sıcaklıktaki ılık su ile dolduruldu. Düzenli aralıklarla (5 dakika), her bir kaptaki su sıcaklığı ölçüldü (fotoğraf 2), okumalar bir tabloya kaydedildi ve karşılaştırma için grafikler oluşturuldu.







fotoğraf 2

2.1.1. 1. deney

İlk deney için iki tür yünlü kumaş seçtik.

İncelenen kumaş türleri:

İlk örnek ceket, pantolon, etek dikmek için kullanılan ince takım elbise kumaşıdır.

İkinci örnek, kaban ve ceket dikmek için kullanılan daha kalın yünlü kumaştır (örtü).

Kumaşların farklı kalınlıkları vardır.

Oda sıcaklığı (fiziksel oda 20ºС)

Çalışmanın sonuçları tabloya girilecektir.

75

9:35

9:40

9:45

9:50

Karşılaştırma için grafikler çizelim.

Üç beherin su sıcaklığını karşılaştırarak ve grafikleri çizerek, ilk örneğin ısıyı iyi tutmadığını, dolayısıyla iyi bir termal iletkenliğe sahip olduğunu gördük. İkinci numunenin (kalın yünlü kumaş) ısıl iletkenliği, ısıyı daha iyi koruduğu için daha kötüdür.

2.1.2. 2. Deney

İkinci deneyde ısıtıcıları inceledik. Sentetik bir kışlayıcı genellikle giysi yalıtımı olarak kullanılır.Kalın bir sentetik kışlayıcı ısıyı iyi tutar.

uzunluk-13cm

Genişlik-12cm

Kalınlık-2cm

Alan: 156 cm

74

10:05

10:10

10:15

10:20

Bir grafik oluşturalım

2.1.3. Deney #3

İkinci örnek siyah keçedir - doğal pamuklu malzeme, tek taraflı yapağılı örme kumaş.

Sonuçlar tabloya girilecektir.

74

11:05

11:10

11:15

11:20

Bir grafik oluşturalım

Deney sonucunda, sentetik kışlayıcının termal iletkenliğinin, vuruştan daha kötü olduğu ortaya çıktı.

2.1.4. 4. deney

Isıtıcıların termal iletkenliğini incelemek için ilk örneği seçtik -vuruş grisi (pamuk). İkinci örnek siyah keçedir (yünlü).

İncelenen nesnelerin parametreleri

vuruş grisi

siyah vuruş

Kalınlık

0,6 cm

0,5 cm

Genişlik

12 cm

12 cm

Uzunluk

13 cm

13 cm

Meydan

156 cm 2

156 cm 2

41

13:50

39,5

38,5

13:55

14:00

36,5

14:05

35,3

34,5

14:10

33,1

Bir grafik oluşturalım



Tabakanın termal iletkenliği hemen hemen aynıdır, ancak gri tabakanın daha kalın olduğu dikkate alınmalıdır.

2.1.5. Deney #5

Farklı kalınlıklarda sentetik bir kışlayıcının termal iletkenliğini araştırdık.

İncelenen nesnelerin parametreleri

İnce sentetik kışlık

Kalın dolgu polyester

Kalınlık

1 cm

2 cm

Genişlik

12 cm

12 cm

Uzunluk

13 cm

13 cm

Meydan

156 cm 2

156 cm 2

32

14:31

31,9

31,7

14:36

30,5

14:41

29,7

29,3

14:46

29,5

28,7

Bir grafik oluşturalım



Grafik, kalın bir dolgu polyesterinin termal iletkenliğinin ince olandan çok daha az olduğunu göstermektedir..

2.1.6. Deney #6

Çalışma için ilk örneği seçtik - kalın bir sentetik kışlayıcı (sentetik malzeme, hafif, hacimli, elastik, dokuma olmayan malzeme)

İkinci Örnek- Xallofiber(spiraller, toplar, yaylar şeklinde sentetik liflerle doldurulmuş dokunmamış kumaş).

Sonuçlar tabloya girilecektir.

74

15:05

15:10

15:15

15:20

Bir grafik oluşturalım

Deney sonucunda, holofiberin termal iletkenliğinin sentetik bir kışlayıcıdan daha kötü olduğu ortaya çıktı.

Böylece, bir okul fizik laboratuvarı koşullarında tekstil kumaşlarının karşılaştırmalı bir analizinin yapılabileceğine ikna olduk.

2.2 Vuruş, sentetik kışlık ve hollafiberin ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

Formüle göre: termal iletkenlik katsayısı hesaplanır, burada

P, ısı kaybının toplam gücüdür, S, paralel yüzün kesit alanıdır, ΔT, yüzlerin sıcaklık farkıdır, h, paralel yüzün uzunluğu, yani yüzler arasındaki mesafedir.

Termal iletkenlik W/(m K) cinsinden ölçülür.

Termal iletkenlik katsayısına benzeterek hesapladıkısı yalıtım katsayısı. deneyimizde

P=Q1 - Q2/t, malzemenin sahip olduğu güç. Burada: Q1, t süresi boyunca "giysi" olmayan bir ölçüm silindirinde suyun verdiği ısı miktarıdır;

Q2, t süresi boyunca “kıyafetli” bir ölçüm silindirinde suyun verdiği ısı miktarıdır;

S, doku örneğinin alanıdır;

h yüzler arasındaki mesafedir.

2.2.1. Siyah kaplamanın ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=88 cm; h=0.5 cm;ΔT=22,2°С-21.2°С=1°С

Q2=4200*0.12*(38.5-37)=756(J),

c = (Q1-Q2)*h/t*SΔT

c=(1008 -756)*0,005/(300*0,0088*1)=1,26/2,64=0,48(G/m*K)

2.2.2. Işık tabakasının ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=88 cm2; h=0.6 cm;ΔT=24.3°С-22.5°С=1.8°C

Q1=cmΔt=4200*0,12*(38-36)=1008(J)

Q2=4200*0,12*(39.5-38)=756(J)

c= (Q1-Q2)*h/t*SΔT

c= (1008 -756)*0,006/ (300*0,0088*1,8) =1,512/4,752=0,32 (W/m*K)

Çözüm:siyah kaplamanın ısı yalıtım katsayısı 0,48(G/m*K)

0,32(G/m*K)

2.2.3. İnce bir sentetik kışlayıcının ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=156 cm2; h=0.4 cm; ΔT=23,8°С-22,5°С=1,3°C

Q2=4200*0.12*(29.3-28.7)=307.2(J)

c=(Q1-Q2)*h/t*SΔT

c=(512-307.2)*0,004/(300*0.0273*1.3)=0.82/10.647=0.077(G/m*K)

2.2.4. Kalın bir sentetik kışlayıcının ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=156 cm2; h=1,3 cm; ΔT=23,2°С-22°С=1,2°C

Q1=cmΔt=4200*0,12*(28-27)=512(J)

Q2=4200*0.12*(29.7-29.5)=102.4(J)

c=(Q1-Q2)*h/t*SΔT

c=(512-102.4)*0.013/(300*0.0273*1.2)=5.32/9.83=0.54(W/m*K)

ince bir sentetik kışlayıcının ısı yalıtım katsayısı 0.077(G/m*K)

hafif vuruşun ısı yalıtım katsayısı 0,54(G/m*K)

2.2.5. Hollafiberin ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=156 cm2; h=2 cm; ΔT=23,8°С-22,5°С=1,3°C

Q1=cmΔt=4200*0.12*(55-52)=1512(J)

Q2=4200*0.12*(61-60)=504 (J)

c=(Q1-Q2)*h/t*SΔT

c=(1512-504)*0.02/(300*0.0156*1.3)=0.82/840=0.024(W/m*K)

Böylece, koşullar altında okul laboratuvarıçeşitli tekstil kumaşlarının ısıl iletkenliğinin karşılaştırmalı bir analizini yapmak ve ısı yalıtım katsayısını deneysel olarak belirlemek mümkündür.

Modern tekstil endüstrisi giderek artan bir şekilde büyük ölçekte sentetik lifler kullanıyor. Bu amaçla modern üretimin birçok dalında olduğu gibi tekstil sektörüne de nanoteknolojiler gelmektedir.

Nanomalzemeler nanopartiküller, nanolifler ve diğer katkı maddeleri içerebilir. Örneğin, Nano-Tex, nanoteknoloji ile geliştirilmiş kumaşları başarıyla üretmektedir. Bu kumaşlardan biri mutlakSu direnci: liflerin moleküler yapısındaki değişiklik nedeniyle, su damlaları aynı anda “nefes alan” kumaştan tamamen yuvarlanır. Mart 2004'te AspenAerogels, yeni bir nanomalzemeden ayakkabılar için yalıtkan tabanlık üretimine başladı. Yeni yalıtkan, ısıyı mevcut herhangi bir modern malzemeden daha iyi korur. Onlarla karşılaştırıldığında, numunelerin aynı kalınlığındaki termal özellikleri 3 ila 20 kat arasında iyileşti. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu tür göstergelerle, yeni ısı yalıtkanından gelen ürünler minimum malzeme tüketimine sahiptir.

Nanokaplamalar izin verirMEMS'in yanı sıra mikro ve nano elektroniğin tekstillere entegrasyonu, bir iletişim aracı olarak kullanılabilecek ve hatta bir iletişim aracı olarak kullanılabilecek günlük kıyafetlerin olanaklarını önemli ölçüde genişletiyor. kişisel bilgisayar. Ve yerleşik sensörlere sahip tekstillerin üretimi, insan vücudunun durumunun izlenmesine izin verecektir. Bu kesinlikle tıbbi uygulamalarda, sporda ve ekstrem koşullarda yaşam desteğinde yeni fırsatlar yaratacaktır.

Bir kişiyi hipotermiden korumak için, şu anda geliştirilentermal içlik. Termal iç çamaşırı özel bir iç çamaşırıdır., özel bir kesimin gövdesine yakın. Ana avantajlardan biri, pratik olarak gerilmemesidir. Yan dikişlerin olmaması veya yalnızca birkaç düz dikişin bulunması, vücuda sürtünme riskini ortadan kaldırır.Isı tasarrufu sağlayan termal iç çamaşırı. Başka bir deyişle, ısınma termal iç çamaşırları, serin, soğuk veya çok soğuk dış ortam sıcaklıklarında düşük ve orta düzeyde fiziksel aktivite için tasarlanmıştır. Herhangi bir havada, yani ısıyı korumanız gerekiyorsa kullanılması önerilir. insan vücudunun bireysel toleransına bağlı olarak ısınmanız gerektiğinde.

Nem emici (fonksiyonel) termal iç çamaşırı. Bu termal iç çamaşırı görüntüleme yeteneğine sahiptir. aşırı nem(ter) cilt yüzeyinden. Kural olarak, bu tip termal iç çamaşırları %100 sentetikten yapılır. Özel tip sentetiklerin kullanılması, termal iç çamaşırların özelliklerini nem giderme açısından iyileştirir. Bu tür özelliklere sahip tüm sentetik türlerini listelemenin bir anlamı yoktur. Bunların sadece en ünlülerini adlandıracağız: Coolmax, QuickDry, ThermoliteBase, Polipropilen, Viloft ve daha birçokları.

Isı tasarrufu + nem emici termal iç çamaşırı (hibrit).Yukarıdaki iki özelliği birleştiren termal iç çamaşırı, yani. ve ısınma ve nem çekme.

Nem emici fonksiyonel termal iç çamaşırı



Isı tasarrufu sağlayan termal iç çamaşırı



Hibrit termal iç çamaşırı



Termal iç çamaşırı birçok işlev türüyle başa çıkıyor- ısıtın, nemi alın veya her ikisini birden yapın. Termal iç çamaşırı, en sevdiğiniz aktif sporları farklı şekillerde yapmanızı sağlar. iklim koşulları, rahatsızlık hissi yaratmadan hem de ısı enerjinizden tasarruf sağlar.

Tekstil kumaşlarının ısıl iletkenliği, insan giyiminde ve özellikle iklimimizde önemli bir rol oynar. Bu nedenle, kıyafet seçimi için bazı önerilerde bulunmak istiyoruz:

1) Daima havaya uygun giyinin.

2) katmanlama ilkesini kullanın: "üç ince tişört, bir kalın tişörtten daha iyidir."

3) doğal liflerden yapılmış giysileri tercih etmek, bilimin durmadığını ve yapay liflerin daha düşük olmadığını ve bazen ısı iletme özelliklerinde doğal lifleri aştığını unutmayın.

Bölüm III Sonuç ve Sonuçlar

Doğal ve sentetik olmak üzere sadece birkaç kumaş türünü inceledik. Modern endüstri daha çok sentetik elyaftan yapılmış kumaşları kullanır. Bu kumaşların hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Bu tür kumaşların avantajı, zayıf termal iletkenlikleridir, bu nedenle ısımızı iyi tutarlar.Sentetik kışlayıcı, ortalama ısı yalıtım performansına sahiptir. Dolgulu polyesterli dış giyim sadece çok ılıman kışlar için uygundur. Sert bir iklim için sentetik kışlayıcı kabul edilemez. Ancak holofiber mükemmel bir ısı yalıtımına sahiptir (doğal tüylere yakın) ve soğuk havalar için çok uygundur. Isıyı güvenilir bir şekilde tutarak cildin nefes almasını sağlar. Sentetik kışlayıcı havayı daha kötü geçirir.

Çözüm:

holofiber,holofiber,

pratik önemi

Liste Edebiyat

Galakhova E.N.Mordovya iklimive havadaki Kara Dünya Dışı bölgenin ilgili bölgeleri (Mordovya ASSR'sindeki araştırmaya dayalı): Tezin özeti. dis. ... cand.../

Büyük sovyet ansiklopedisi, cilt 43. sayfa 473 .-M .: TSB. 1954

Smorodinsky A.Ya. Sıcaklık. Kuantum Kitaplığı. Sayı 12-M.: "Bilim", fiziksel ve matematiksel literatürün ana baskısı, 1981-159 s.

Çocuklar için ansiklopedi "AVANTA". Fizik.v.16.ch.2.-M.: "Avanta + ", 2002 - 432'ler.


özetler

Çeşitli tekstil malzemelerinin ısıl iletkenliğinin incelenmesi»

MOU "13 Nolu Ortaokul", Saransk

Bölüm: fizik

Danışman: Palaeva N.P., fizik öğretmeni.

Soğuk, soğuk kışlar ve orta derecede sıcak yazlar ile karakterize ılıman bir karasal iklimde yaşıyoruz.

2009'un sonunda, Dünya ile ilgili bir tartışma başladı. Dünyadaki iklimin ısınmaya başladığı ve bunun bizim medeniyetimiz olduğu konusunda birçok bilimsel gerçek aktarıldı. "Küresel ısınma" teorisinin yanlış olduğu yönünde görüşler de vardı. Doğa da ağır sözünü kış donlarıyla söylemeye karar verdi. Birçok Avrupa ülkeleri karla kaplıydı ve bu ülkelerin sakinleri gardıroplarını sıcak giysilerle acilen doldurdu.

Farklı sıcaklıkların baskın olduğu koşullarda, sıcak değilse de ısıyı iyi tutan uygun giysi sorunu ortaya çıkar. Giysiler düşük ısı iletkenliğine sahip olmalıdır. Ve böylece termal iletkenlik için bazı kumaş türlerini araştırmaya karar verdik.

Bu çalışmanın amacı : tekstil malzemelerinin termal iletkenliğini araştırmakiçindebir okul fizik sınıfında.

İş görevleri: keşfetmek teorik temel termal iletkenlik kavramı; tekstil malzemelerinin ısıl iletkenliğini deneysel olarak araştırmak; tekstil malzemelerinin ısı yalıtım katsayısını deneysel olarak belirlemek,malzemelerin termal iletkenliğinin deneysel ve tablo değerlerini karşılaştırın, bir sonuç çıkarın.

Malzemenin ısı yalıtım özelliklerinin ana göstergesi, ısıl iletkenlik katsayısıdır.

İşin alaka düzeyi:

• Daha iyi özelliklere sahip yeni ısı yalıtım malzemeleri elde etme imkanı.

Isı yalıtımı, sağlık sorunlarının çözümünde en önemli rollerden birini oynar.

Ilıman bir iklimde, ısıyı iyi tutması gereken uygun giysiler sorunu ortaya çıkar, bunun için düşük ısı iletkenliğine sahip olması gerekir.

Giysi dikerken çeşitli yalıtım türlerinin kullanılması, vücudun termoregülasyonu durumunda hastalığın büyümesini azaltabilir.

Bu tür çalışmalar, tekstil malzemelerinin termal iletkenliğinin anlaşılmasını kökten derinleştirmeye ve hangi malzemenin en etkili şekilde faydalı olduğunu bulmaya olanak tanır.

Çalışmanın amacı: Bu araştırma çalışması sırasında, çeşitli kumaş ve yalıtım türleri ile deneyler yapıldı.Çalışmanın sonuçlarına göre, anasonuçlar . Araştırma konusuyla ilgili literatürü incelemek ve deneysel olarak elde edilen sonuçları tablo değerleriyle karşılaştırmak, küçük ölçüm hatasını yargılamamızı sağlar.Böylece, okul fizik laboratuvarı koşullarında, giysilerimizi yapmak için kullanılan kumaşların termal iletkenliğinin karşılaştırmalı bir analizini yapmanın mümkün olduğuna ikna olduk.Deneyler yapma sürecinde, iki tip takım elbise kumaşının (ince ve dökümlü) ve yalıtımın ısıl iletkenliğini inceledim.holofiber,sentetik kışlık ve vuruş. Deneyler sonucunda, en düşük termal iletkenliğin sahip olduğuna ikna oldum.holofiber,sentetik kışlık, ardından vatka, drape ve ince takım elbise yünlü kumaş en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Yani drapeden yapılmış, hollafiber ve sentetik kışlık ile yalıtılmış dış giyim, sıcağımızı iyi tutacak ve bu nedenle bizi kışın soğuğundan koruyacaktır.

Araştırma sırasında elde edilen sonuçlar, modern tekstil malzemelerinin ne tür benzersiz ısı yalıtım özelliklerine sahip olduğunu göstermekte ve yeni tekstil malzemelerinin nüfus arasında bilgilendirilmesinin ve hatta tanıtılmasının gerekli olduğu sonucuna götürmektedir. Modern tekstil endüstrisi giderek artan bir şekilde büyük ölçekte sentetik lifler kullanıyor. Bu amaçla modern üretimin birçok dalında olduğu gibi tekstil sektörüne de nanoteknolojiler gelmektedir.

Nanomalzemelere dayalı tekstiller, benzersiz su direnci, kir tutmama, termal iletkenlik, elektrik iletme yeteneği ve diğer özellikler kazanır.

pratik önemi

Dokuların ısıl iletkenliği insan giyiminde ve dolayısıyla yaşamında önemli bir rol oynar. Bir kişi fiziksel sağlığını korumak için her zaman hava durumuna uygun giyinmelidir.

çalışmanın amacı

Teorik malzemenin ısı transferi "Isı İletkenliği" bölümünde asimilasyonu ve konsolidasyonu, termal iletkenlik katsayısının deneysel olarak belirlenmesi yöntemine hakim olmak; ölçüm becerilerinin kazanılması, sonuçların analizi.

Isı yalıtım malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısını deneysel olarak belirleyin.

İncelenen malzemenin termal iletkenliğinin tablo değerini kaydedin.

Deneyde bulunan termal iletkenlik katsayısı değerinin tabloya göre hatasını hesaplayın.

İş yerinde bir sonuca varın.

METODOLOJİK TALİMATLAR

Teknik hesaplamalar yapılırken çeşitli malzemelerin ısıl iletkenlik katsayılarının değerlerine sahip olunması gerekmektedir.

Termal iletkenlik katsayısı, bir malzemenin ısı iletme yeteneğini karakterize eder. Katı malzemelerin, özellikle ısı yalıtkanlarının sayısal değeri l, genellikle ampirik olarak belirlenir.

Termal iletkenlik katsayısının fiziksel anlamı, özgül ısı akısı için yazılan Fourier denkleminden belirlenir.

g = -l derece t . (bir)

Durağan veya durağan olmayan termal koşullar teorisine dayalı olarak, l değerinin deneysel olarak belirlenmesi için birkaç yöntem vardır.

Sabit ısı iletiminde ısı akışı Q, W için diferansiyel denklem şu şekilde yazılabilir:

Q = -lF derece t . (2)

İnce duvarlı bir silindiri ele alırsak, l/d > 8 olduğunda silindirik bir koordinat sisteminde sıcaklık alanının sıcaklık gradyanı şu şekilde yazılacaktır:

derece t = dt / dr ,

ve bu durumda denklem (2)

burada d 1, d 2 sırasıyla silindirin iç ve alt çaplarıdır, m;

l silindirin uzunluğudur, m;

(t 2 - t 1) \u003d Dt - silindirin iç ve dış yüzeylerindeki sıcaklıklar arasındaki sıcaklık farkı, 0 C;

l - silindirin yapıldığı malzemenin ısıl iletkenlik katsayısı, W / (m 0 С);

grad t - ısı değişim yüzeyinin normali boyunca sıcaklık gradyanı, 0 С/m.

Eğer (3) denklemi termal iletkenlik katsayısı l, W/(m 0 C) ile ilgili olarak çözülürse, o zaman

l = Qln(d 2 /d 1) / (2plDt). (dört)

Denklem (4), silindirin yapıldığı malzemenin ısıl iletkenliğinin değerini deneysel olarak bulmak için kullanılabilir.

Deney sırasında, sabit bir termal rejimin başlangıcında, ısı akısı Q, W ve (t 2 - t 1) = Dt 0 С değerlerinin değerini belirlemek gerekir.

DENEYSEL KURULUM

Deney düzeneği (şekil), iç boşluğuna bir elektrikli ısıtıcının 2 yerleştirildiği bir silindir 1'den oluşur, gücü bir ototransformatör (geçişli anahtar) 3 tarafından düzenlenir ve bir ampermetre 4 ve bir voltmetre okumaları ile belirlenir. 5. Silindirin iç ve dış yüzeylerinin sıcaklığı, bir mikroişlemci sıcaklık ölçere 6 bağlı kromel-copel termokuplları 7 kullanılarak ölçülür. Sabit bir termal modda bu sıcaklıklar arasındaki fark, incelenen malzemenin termal iletkenlik katsayısını belirler. silindirin yapıldığı.



Resim . Silindir malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısını belirlemek için deney düzeneğinin şeması.

DENEY PROSEDÜRÜ

Kalkan üzerindeki düğmeyi 1 konumuna çevirerek ekipmanı açın.

Ototransformatörün (tambur) kolunu çevirerek öğretmen tarafından ayarlanan ısıtıcı gücünü ayarlayın.

Sıcaklık ölçerin okumalarını gözlemleyerek, sabit bir termal rejimin kurulmasını bekleyin.

Ölçüm sonuçlarını tabloda sunun:

Masa

Deneyim numarası

nerede U, ben - ısıtıcıdaki voltaj ve akım;

t 2 , t 1 - silindirin iç ve dış yüzeylerinin sıcaklığı.

DENEYSEL VERİLERİN İŞLENMESİ

İncelenen malzemenin termal iletkenliğini hesaplayın, l, W/(m 0 С)

l eq \u003d Q ln (d 2 / d 1) / (2plDt),

burada Q = UI – ısıtıcı gücü, W;

d 1 \u003d 0.041 m, d 2 \u003d 0.0565 m - silindirin iç ve dış çapları;

l = 0,55 m silindirin uzunluğudur.

Tablo değerini l, W / (m 0 С) kaydedin.

3. Referans değeri l,% ile ilgili olarak l ek hatasını belirleyin.

D \u003d (l eq - l) 100 / l.

BAĞIMSIZ EĞİTİM İÇİN SORULAR

Kararlı ve kararsız termal rejimler.

Sıcaklık alanı, durağan ve durağan olmayan, sabit alan üç boyutlu, iki boyutlu ve tek boyutlu.

sıcaklık gradyanı.

Isı iletim sürecinin fiziksel özü.

Fourier denklemi, analizi.

Isıl iletkenlik katsayısı, ısıl iletkenlik katsayısının değerini etkileyen faktörler.

Bazı malzemeler için ısıl iletkenlik katsayısının sayısal bir değerini verin.

Isı yalıtım malzemeleri nelerdir?

Kartezyen ve silindirik koordinat sistemlerinde tek boyutlu bir sıcaklık alanı için sıcaklık gradyanının değerini kaydedin.

Düz ve silindirik tek katmanlı ve çok katmanlı duvarların ısı akışını Q, W belirlemek için formülleri yazın.

Düz ve silindirik tek katmanlı ve çok katmanlı duvarlar için g 1, W / m 2, g 2, W / m spesifik ısı akışlarını belirlemek için formülleri yazın.

REFERANSLAR

Mikheev M.A., Mikheeva I.M. Isı transferinin temelleri - M.: Enerji, 1977.

Baskakov A.P. vb. Isı mühendisliği.- M.: Energoizdat, 1991.

Nashchokin V.B. Teknik termodinamik ve ısı transferi - M.: Yüksek Okul, 1980.

Isachenko V.P., Osipova V.A., Sukomel A.S. Isı transferi - M.: Enerji, 1981.

İŞ #8

KATI BİR CİSİMİN SİYAHLIK DERECESİNİN BELİRLENMESİ

çalışmanın amacı

Isı transferi "Radyant ısı transferi" teorisinin temelleri bölümünde teorik materyalin özümsenmesi ve konsolidasyonu ve ayrıca katı bir cismin emisyonunun ve emisyonunun deneysel olarak belirlenmesi yönteminde ustalaşma.

1. Katı bir cismin emisyonunu ve emisyonunu deneysel olarak belirleyin.

2. Elde edilen emisyon değerinin referans değerine göre hatasını bulun (yüzde olarak).

3. Çalışma hakkında bir sonuç çıkarın.

METODOLOJİK TALİMATLAR

Tüm cisimler sürekli olarak termal enerji yayar ve emer. Radyan termal enerjinin taşıyıcısı, dalga boyu 0,8 ila 800 mikron arasında olan elektromanyetik salınımlardır. Radyan ısı transferi işlemi, farklı sıcaklıklara sahip ve gazlı bir ortamla ayrılmış cisimler arasında gerçekleşir.

Bir cisimden başka bir cisme çarpan radyan ısı akısı kısmen emilir, kısmen yansıtılır ve kısmen vücuttan geçer. Vücut tarafından emilen radyan enerjinin bir kısmı tekrar termal enerjiye dönüştürülür. Yansıyan enerjinin bu kısmı diğer (çevreleyen) cisimlere düşer ve onlar tarafından emilir. Aynı şey, enerjinin vücuttan geçen kısmı için de olur. Böylece, bir dizi absorpsiyondan sonra, vücut tarafından yayılan enerji, çevreleyen cisimler arasında tamamen dağıtılır. Sonuç olarak, her vücut sadece sürekli olarak yaymakla kalmaz, aynı zamanda sürekli olarak radyan enerjiyi de emer.

Vücut tarafından yayılan ışıma akısını (W) belirlemek için formül kullanılır.

, (1)

burada C gri gövde emisyonudur, W / (m 2 K 4),

C \u003d C hakkında  ;

Co - siyah cisim emisyonu, W / (m 2 K 4),

 - test edilen cismin siyahlık derecesi;

F, test tüpünün yüzey alanıdır, m 2 ;

T1, test tüpünün yüzeyinin mutlak sıcaklığıdır, K;

T in - odadaki havanın mutlak sıcaklığı, K.

Formül (1)'den, test gövdesinin emisyon değeri belirlenir, W / (m 2 K 4),

. (2)

Radyant ısı transferi göz önüne alındığında, hesaplama formüllerinde yer alan bazı miktarlar ampirik olarak belirlenir; örneğin, vücudun siyahlık derecesi. Cismin emisyon derecesinin sayısal değerini ampirik olarak belirlemek için deneysel kurulumu kullanabilirsiniz.

DENEYSEL KURULUM

Deney düzeneği (şekil), uzunlamasına tüpler şeklinde yapılmış test 1 ve referans 2 gövdelerinden oluşur. ben dikey olarak monte edilmiştir. Tüplerin dış çapları aynıdır: d = 0.025 m.

Bu nedenle, test (gri) ve referans (siyah) gövdeler, aynı boyutta ısı değişim yüzeyleri F'ye sahiptir. Referans tüp şunlarla kaplanmıştır: bilinen bir siyahlık derecesine sahip siyah vernik ( et = 0.97). Elektrikli ısıtıcılar 3, boruların uzunluğu boyunca eşit ısı salınımı sağlayan boruların içine monte edilmiştir. Isıtıcılara alternatif akım şebekesinden güç verilir, güçleri laboratuvar ototransformatörleri 4 tarafından düzenlenir ve wattmetreler 5 ile ölçülür. Elektrikli ısıtıcı tarafından oluşturulan ve boru duvarından ortam havasına geçen ısı akısı, elektriğin gücü ile belirlenir. ısıtıcı. Tüplerin uçlarına ısı yalıtım tapaları takılarak ortam havasına ısı kaçağının önlenmesi sağlanır.

Tüplerin yüzeyindeki sıcaklık, kromel-copel termokuplları 6 ve bir mikroişlemci sıcaklık ölçeri 7 kullanılarak ölçülür.

Laboratuvardaki hava sıcaklığı, tesisten uzağa monte edilmiş bir termometre ile belirlenir. Odadaki cisimlerin (1 ve 2 numaralı cisimler hariç) sıcaklığının, içindeki havanın sıcaklığına eşit olduğu varsayılır.

Deneyde belirlenen boru yüzeyinden havaya ısı akısı, taşınım ve radyan ısı akılarının (W) toplamıdır.

Q \u003d Q k + Q l, (3)

Q l \u003d Q - Q k (4)

Q to değeri konvektif ısı transferi formülleriyle hesaplanabilir, ancak bilinen bir emisyon derecesine sahip bir referans gövde kullanarak bu değeri değerlendirmeden çıkarmak daha uygundur. Bu deneysel kurulum için ve 0.97.



Resim. Deneysel kurulum şeması

Referans cismin radyasyonu formülle belirlenecektir.

. (5)

Test ve referans gövdelerinin şekli, boyutu ve sıcaklığı aynıysa, konvektif bileşenler eşitlenebilir, yani.

,

S l \u003d S -
+
. = (S -
) +F[( /100) 4 – (T olarak /100) 4 ] . (6)

(6)'yı (2)'de değiştirerek hesaplama formülünü elde ederiz.

. (7)