Malzemelerin termal iletkenliğinin incelenmesi. Katı bir cismin ısıl iletkenliğinin silindirik tabaka yöntemiyle incelenmesi. Termal iletkenlik hakkında ilginç gerçekler

Eserin metni resimsiz ve formülsüz olarak yerleştirilmiştir.
Çalışmanın tam versiyonu "İş Dosyaları" sekmesinde PDF formatında bulunmaktadır.

Bugün soru çok keskin rasyonel kullanım Termal ve enerji kaynakları. 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 evdeki ısı kaybının hesaplanması gerekir. 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 ile kendini amorti edip etmeyeceğini anlayın.

Malzemelerin termal iletkenliği kavramı okulda 8. sınıfta incelenir. Termal iletkenlik, bir malzemenin sıcak kısmından bu malzemenin soğuk kısmına (yani moleküllere) enerji aktarımı işlemidir.

Çeşitli madde ve malzemelerin termal iletkenliğini araştırmaya ve hangi modern ısıtıcıların en etkili olduğunu belirlemeye karar verdik.

Böylece çalışmamızın temasını belirledik.

Ders:Çeşitli maddelerin termal iletkenliğinin incelenmesi.

Bu çalışmanın amacı:

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

Araştırma Yöntemleri:

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

  Ampirik (sıcaklık, zaman ölçümü).

  Matematiksel (katsayının hesaplanması, ısıtıcı fiyatlarının belirlenmesi)

çalışmanın amacı:Çeşitli maddeler ve yapı ısı yalıtım malzemeleri.

Çalışma konusu: Maddelerin termal iletkenliği.

Hipotez:

Bir maddenin sıcaklığı belirli bir süre içinde önemsiz bir şekilde değişirse, o zaman verilen madde zayıf termal iletkenliğe sahiptir, yani ısıyı iyi tutar.

Etkili ısı yalıtkanları, düşük bir termal yayılma katsayısına sahiptir.

2. Ana kısım.

İÇİNDE modern koşullar Yakıt fiyatları yükseldikçe, binaların ısıl korumasına yönelik yaklaşımlar da değişti ve yapı malzemelerine olan gereksinimler arttı. Her evin yalıtıma 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 en soğuk kısmına geçtiği malzemenin fiziksel bir özelliğidir. Termal iletkenlik endeksinin değeri, konut binalarının ısı kaybı derecesini gösterir.

termal iletkenlik katsayısı - bir maddenin fiziksel parametresidir ve genel durumda sıcaklığa, basınca ve maddenin türüne bağlıdır. Çoğu durumda, çeşitli malzemeler için termal iletkenlik katsayısı deneysel olarak belirlenir. çeşitli metodlar. Çoğu, incelenen maddedeki ısı akışının ve sıcaklık değişimlerinin ölçülmesine dayanır.

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

Termal yayılma(a) - gözenekli bir ortamın sıcaklıktaki bir değişikliği birim zamanda bir noktadan diğerine aktarma hızının bir ölçüsü olarak hizmet eder.

Katsayıyı belirlemek için topladık kolay kurulum, tripod, tutucu ve termometre, numune tutucu, ısıtma kaynağı olarak 100 W akkor lamba.

2.1. Gazların termal iletkenliğinin incelenmesi.

Hedef: Gazların termal yayılma katsayısının belirlenmesi.

Bildiğiniz gibi, gazlar zayıf ısı iletkenleridir. yüzünden uzun mesafe moleküller arasında enerji molekülden moleküle uzun süre geçer, yani sıcaklık değişim süresi uzun olur.

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

Lambanın etrafındaki sıcaklık 65°C'dir.

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

Duvar, zemin vb. kaplama malzemeleri arasında küçük hava boşlukları bırakırsak, enerji kayıplarını azaltırız.

2. 2 .Bir sıvının termal iletkenliğinin incelenmesi.

Hedef:Çeşitli sıvıların termal iletkenliğinin incelenmesi ve termal yayınmalarının belirlenmesi.

Deney koşulları: Bir test tüpüne su, ayçiçek yağı ve alkol döktük, akkor lambayla aşağıdan ısıttık ve test tüpündeki sıcaklığı bir termometre ile ölçtük.

Deneysel verileri etkileyen dış faktörler: sıcaklık çevre.

Termometrenin ilk t'si 16°C'dir, 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 / dk, yağ için 3,7 ° C / dk, alkol için 5,1 ° C / dk'ya eşittir.

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

Su en iyi ısı yalıtkanıdır.

1. Katıların termal iletkenliğinin incelenmesi.

Hava ve su ısıyı iyi iletmez; iyi bir ısı kalkanıdır. Örnekleri biliyoruz: kar altında kış ekmeği, bir kürk manto, çok odacıklı çift camlı pencereler vb. Ancak evin ısı yalıtımı için daireler sağlam gövdeler kullanır.

Evdeki ısıyı korumaya yardımcı olan katılar - ısıtıcılar.

2.3.1. Termal yayınım tayini Çeşitli türler cam ve diğer malzemeler.

İnşaatta en yaygın olarak kullanılan malzemelerin ısı iletkenliğini inceledik.

Çözüm: Verilerimize göre, düz cam, üç cam türü arasında en düşük termal difüzyona sahiptir. Isıcamlı 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 bir termal yayılma katsayısına sahiptir, bu nedenle incelenen tüm katı malzemelerin ısı yalıtımında lider olmaları tesadüf değildir.

Galvanizli demirin termal yayılımı = 1,0'dır, bu da çatılar bu malzemeyle kaplandığında evden ısı kaybını önemli ölçüde azaltabileceğimiz anlamına gelir.

2.3.2.Çeşitli yapı malzemelerinin termal yayılımının belirlenmesi.

Bu çalışmayı tamamlamak için Alex-stroy yapı malzemeleri mağazasına gittik. Bize modern ısı yalıtım malzemelerinin numuneleri verildi: taş yünü, cam yünü, jüt elyafı, izolon, penoplex ve germaflex.

Bu örnekleri binaların 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 lamba etrafında =65°C.

Çözüm: Tablodaki verilerden, bina yalıtımının termal yayılma katsayısını önemli ölçüde azalttığı görülebilir. 1,0 °C/dk'lık en küçük termal difüzyon katsayısı, mineral yünlü alçıpan veya 1,1 °C/dk köpük kombinasyonuna sahiptir. Böylece, bina duvarlarının en etkili ısıl koruması, mineral yün veya köpük ile yalıtım olacaktır.

2.3.3 1 m2 başına en karlı ısı yalıtkanının belirlenmesi.

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

3. Sonuç.

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

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

Malzemelerin ısı yalıtım seviyesini değerlendirmek için yeni bir değer - bir kronometre ve bir termometre ile zaman ve sıcaklığın ölçülmesiyle hesaplanan termal yayılma katsayısı - getirdik.

Termal yayılma katsayısını hesapladıktan sonra, en iyi ısı yalıtkanlarının hava ve su olduğunu belirledik. Ancak evleri yalıtmak için katı malzemeler kullanılır. Modern üretim, çeşitli ısıtıcılar sunar. Alex-stroy yapı malzemeleri mağazasında yalnızca sık karşılaşılan ısı yalıtkanlarını seçtik. Bunlardan en iyi ısı yalıtkanının alçıpan ve laminat olduğunu ve hatta mineral yün, izolon veya köpük ile kombinasyon halinde daha iyi olduğunu belirledik.

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

Böylece, ısıyı evde tutma konusunun önemi, bizi hayatta kullanabileceğimiz önemli sonuçlara götürdü. Yapı malzemeleri için yalıtım maliyetinin evlerimizde sıcaklık ve konfor ile kısa sürede amorti ettiğine inanıyoruz.

4. Referans listesi.

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

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

Amaç

Isı transferi "Isı İletkenliği" bölümünde teorik malzemenin özümsenmesi ve birleştirilmesi, termal iletkenlik katsayısının deneysel olarak belirlenmesi yöntemine hakim olmak; ölçüm becerilerinin kazanılması, sonuçların analizi.

1. Isı yalıtım malzemesinin termal iletkenliğini deneysel olarak belirleyin.

2. İncelenen malzemenin termal iletkenliğinin tablo değerini kaydedin.

3. Deneyde bulunan termal iletkenlik katsayısı değerinin tabloya göre hatasını hesaplayın.

4. Çalışma hakkında bir sonuca varın.

METODOLOJİK TALİMATLAR

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

Termal iletkenlik katsayısı, bir malzemenin ısı iletme yeteneğini karakterize eder. sayısal değer l sert malzemeler, özellikle ısı yalıtkanları, kural olarak ampirik olarak belirlenir.

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

g = -l derece t . (1)

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

diferansiyel denklemısı akısı Q, W, durağan ısı iletimi şeklinde yazılabilir.

Q = -lF derece t . (2)

İnce cidarlı bir silindir düşünürsek, l/d > 8 olduğunda, silindirik bir koordinat sisteminde sıcaklık alanının sıcaklık gradyanı şu şekilde yazılacaktır:

derece t = dt / dr ,

ve bu durumun denklemi (2)

burada d1, d2 sırasıyla silindirin iç ve alt çaplarıdır, m;

l silindirin uzunluğu, m;

(t 2 - t 1) \u003d Dt - içerideki sıcaklıklar arasındaki sıcaklık farkı ve dış yüzey silindir, 0 С;

l - silindirin yapıldığı malzemenin termal iletkenlik katsayısı, W / (m × 0 C);

grad t - ısı değişim yüzeyine normal boyunca sıcaklık gradyanı, 0 С/m.

Denklem (3), termal iletkenlik katsayısı l, W / (m × 0 C) ile ilgili olarak çözülürse, o zaman

l = Qln(d2 /d1) / (2plDt). (4)

Denklem (4), silindirin yapıldığı malzemenin termal iletkenlik değerini deneysel olarak bulmak için kullanılabilir.

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





DENEYSEL KURULUM

Deney düzeneği (şekil), iç boşluğuna bir elektrikli ısıtıcı 2'nin yerleştirildiği bir silindir 1'den oluşur, gücü bir ototransformatör (tumbler) 3 tarafından düzenlenir ve bir ampermetre 4 ve bir voltmetre 5'in okumalarıyla belirlenir. Silindirin iç ve dış yüzeylerinin sıcaklığı, bir mikroişlemci sıcaklık ölçere 6 bağlı kromel-kopel termokupllar 7 kullanılarak ölçülür. sabit bir termal modda bu sıcaklıklar.



Çizim . Silindir malzemesinin termal iletkenlik katsayısını belirlemek için deney düzeneğinin şeması.

DENEY PROSEDÜRÜ

1. Kart üzerindeki düğmeyi 1 konumuna getirerek ekipmanı açın.

2. Ototransformatörün (tumbler) düğmesini çevirerek, öğretmen tarafından ayarlanan ısıtıcı gücünü ayarlayın.

3. Sıcaklık ölçerin okumalarını izleyerek, sabit termal rejim kurulana kadar bekleyin.

4. Ölçüm sonuçlarını tabloda sunun:

Masa

Tecrübe numarası	sen, ben	ben, bir	t 1, 0 С	t2, 0 С

nerede U, ben - ısıtıcıdaki voltaj ve akım;

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

DENEYSEL VERİLERİN İŞLENMESİ

1. 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 - dahili ve dış çaplar silindir;

l = 0,55 m silindirin uzunluğudur.

2. l, W / (m × 0 С) tablo değerini yazın.

3. l,% referans değerine göre l ek hatasını belirleyin.

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

BAĞIMSIZ EĞİTİM İÇİN SORULAR





1. Kararlı ve kararsız termal rejimler.

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

3. Sıcaklık gradyanı.

4. Isı iletim sürecinin fiziksel özü.

5. Fourier denklemi, analizi.

6. Isıl iletkenlik katsayısı, ısıl iletkenlik katsayısının değerini etkileyen faktörler.

7. Bazı malzemeler için ısıl iletkenlik katsayısı değerini sayısal olarak veriniz.

8. Isı yalıtımı sağlayan malzemeler nelerdir?

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

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

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

REFERANSLAR

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

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

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

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




Mordovya Cumhuriyeti Eğitim Bakanlığı

Saransk Şehir Bölgesi İdaresi Eğitim Departmanı

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.

Mordovya'nın iklimi ılıman karasaldır, soğuk ve soğuk kışlar ve orta derecede sıcak yazlar ile karakterizedir.

Temel olarak, cumhuriyet toprakları, hakim batı hava akımlarının taşıdığı ılıman enlemlerdeki hava kütlelerinin etkisi altındadır. Genellikle hava, Karadeniz, Akdeniz ve Hazar Denizlerinden güney siklonlarıyla gelen sıcak hava kütleleri tarafından belirlenir. Cumhuriyet, nispeten sık olarak, güneydoğudan getirilen kuru karasal hava kütlelerinin etkisi altına girer. Soğuk hava kütleleri İskandinavya ve Barents Denizi'nden geliyor.

Yıllık ortalama hava sıcaklığı +4,1…+4,4 °С'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, 2010'da +37…+39 °С'ye ulaştı – +39…+41 °С, MP MGU – +42 °С'de.

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

Yıl iki döneme ayrılır: sıcak ve soğuk. Yılın sıcak dönemi, ortalama günlük sıcaklığın 0 ° C'yi 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 negatif değerlere istikrarlı bir şekilde geçiş yaptığı andan itibaren başlar. Yaklaşık 5 ay (144–148 gün) sürer.

Kışın, hafif donlarla (-10 ... -15 ° C) bulutlu hava hakimdir, ancak çok soğuk kışlarda şiddetli donların olduğu dönemler vardır. Bazı yıllarda, ılık ve dengesiz kışlarda, +4 ... +7 ° С'ye varan yoğunlukta çözülmeler görülür. Ayda çözülme olan günlerin sayısı 3–4 ile 7–8 arasında değişmektedir. Kış döneminin olumsuz olayları arasında kuvvetli rüzgarlar ve kar fırtınaları, buzlanmalar ve sisler yer alır. Ortalama sisli gün sayısı soğuk dönem yıl 15 ile 25 arasında değişmektedir, ortalama süreleri 72–118 saattir.

Bahar Mart ayı sonlarında - Nisan başında başlar. Habercisi, kalelerin gelişidir, Nisan ayı başlarında sığırcık ve tarla kuşları gelir. Kuş kirazı Mayıs ortasında çiçek açar ve leylaklar ay sonunda çiçek açar. İlkbahar, ortalama günlük hava sıcaklığının +15 ° C'ye (27–29 Mayıs) geçmesiyle sona erer, baharın süresi 57–58 gündür. İlkbahar dönemindeki olumsuz olaylar, soğuk havaların ve donların, kuraklıkların ve kuru rüzgarların geri dönüşüdür. İkincisi her yıl kutlanır. Kuru rüzgar işaretleri bağıl nem+25 °C'nin üzerindeki hava sıcaklığında ve en az 5 m/s rüzgarda %30'dan daha az hava.

Günlük ortalama hava sıcaklığının +15°C ve üzerinde olduğu dönem yaz olarak kabul edilir, süresi 91–96 gündür, 28–31 Ağustos tarihlerinde sona erer. Yaz aylarında olumsuz olaylar şiddetli sağanak yağışlar, dolu, gök gürültülü fırtınalar, fırtınalar, kuraklıklar, sıcak rüzgarlardır. Şiddetli yağmurlar toprağın verimli üst tabakasını aşındırır, değerli toprak malzemesini vadilere, nehirlere taşır ve bitki örtüsünün barınmasına neden olur. Her ay, şiddetli sağanak 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 ayı başlarında, kavakta, Eylül ortasına kadar - huş ağacında, akçaağaçta yaprak dökümü başlar. Sonbaharda hava rejimi kararsızdır, yağışlar genellikle karışıktır. Sonbaharın olumsuz olayları: toprak yüzeyinde ve havada erken donlar, sis, buz.

Bölüm BEN .Çalışmaya genel bakış

1. Gerekçe iş :

8. sınıf fizik dersinde "Isı olayları" bölümü özellikle ilgimi çekmişti. Bu çalışma sonucunda fiziğin bu bölümünde var olan bilgileri derinleştirmek ve pekiştirmek istedim.

Bu konu Bu fiziksel süreci daha detaylı anlamak istediğim için seçtim.

2. alaka iş :

3. Bu çalışmanın amacı: V

İş görevleri:

4. Araştırma yöntemleri: "Isıl iletkenlik" konulu literatürün incelenmesi, araştırma için kumaş seçimi, bir deney sistemi, değerlerin karşılaştırılması, tablo ve grafiklerin oluşturulması.

5. Ekipman:

Ölçüm silindirleri (beherler) 3 adet;

Deneysel malzeme (doku örnekleri);

Termometreler 3 adet;

Kol saati;

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 ısınan kısımlara ısı transferi türlerinden biri, sıcaklık eşitlemesine yol açar. Termal iletkenlik ile vücuttaki enerji transferi, enerjinin daha fazla enerjiye sahip olan parçacıklardan (moleküller, atomlar, elektronlar) daha az enerjiye sahip parçacıklara doğrudan aktarılması sonucunda gerçekleştirilir.Bu tür bir ısı transferi, muntazam olmayan bir sıcaklık dağılımına sahip herhangi bir vücutta meydana gelebilir, ancak ısı transferinin mekanizması, maddenin topaklanma durumuna bağlı olacaktır. Isı iletimi olgusu, kinetik enerji Bir cismin sıcaklığını belirleyen atom ve moleküller, etkileşimleri sırasında başka bir cisme aktarılır veya vücudun daha fazla ısınan bölgelerinden daha az ısınan bölgelerine aktarılır.

Bazen termal iletkenlik, belirli bir maddenin ısı iletme yeteneğinin nicel bir değerlendirmesi olarak da adlandırılır.

Tarihsel olarak, transferin bir vücuttan diğerine kalori akışını içerdiği düşünülüyordu. Bununla birlikte, daha sonraki deneyler, özellikle top namlularının sondaj sırasında ısıtılması, kalorinin bağımsız bir madde türü olarak var olduğu gerçeğini çürüttü. 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, zıt yüzeylerinde 1 dereceye eşit sıcaklık farkı olan 1 m3 malzemeden birim zamanda geçen ısı miktarıdır.

Isı iletkenlik katsayısı ne kadar düşükse, malzemenin ısı yalıtım özellikleri o kadar iyidir.

Isı yalıtan ve ısı ileten malzemeleri ayırt eder.

7. Çalışılan doku türlerinin özellikleri.

Çeşitli amaçlara yönelik kumaşların farklı fiziksel özellikleri ve özellikleri vardır: mukavemet, buruşmaya karşı direnç, aşınmaya karşı direnç (çeşitli nesnelerde, insan vücudunda), çekme, sağlamlık, nefes alabilirlik, buhar geçirgenliği, su direnci, ısı direnci. Ev kumaşlarının çok önemli özellikleri termal iletkenliktir, yani. bir kumaşın ısı iletme yeteneği. Soğuğa karşı korumak 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 malzeme ve kumaşların temelini oluşturur. Lifler kimyasal bileşim, yapı ve özellikler bakımından birbirinden farklıdır. Tekstil elyaflarının mevcut sınıflandırması iki ana özelliğe dayanmaktadır - üretim yöntemi (menşei) ve kimyasal bileşim, çünkü sadece liflerin kendilerinin değil, onlardan elde edilen ürünlerin de temel fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerini belirleyen onlar.

termal özellikler kış dönemi için ürünlerin en önemli hijyenik özellikleridir. Bu özellikler, kumaşı oluşturan liflerin termal iletkenliğine, kumaşın yoğunluğuna, kalınlığına ve bitim tipine bağlıdır. Keten, yüksek ısı iletkenliğine sahip olduğu için "en soğuk" lif olarak kabul edilir ve yün "en sıcak" olandır. Isı koruma özelliklerinin en yüksek oranları, yünlü kalın yoğun yünlü kumaşlara sahiptir. Giysilerdeki malzeme katmanlarının sayısı, giysinin 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 tür kumaşı ele alalım.

takım elbise kumaşları - doğal liflerden - yün.

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

Yünün bir özelliği, yüzeyinde pullu bir tabakanın varlığı, liflerin belirgin kıvrımı ve yumuşaklığı ile açıklanan keçeleşme kabiliyetidir. Bu özelliğinden dolayı yünden oldukça yoğun kumaşlar, kumaşlar, perdeler, keçeler ile keçe ve keçeli ürünler üretilmektedir. Yünün düşük ısıl iletkenliğe sahip olması onu mont, kostüm ve elbiselik kumaşlar ile kışlık triko üretiminde vazgeçilmez kılmaktadır.

Doğal ısıtıcılar

Wat Ve N - yarım yün izolasyontek taraflı veya çift taraflı polar ile örme kumaş. Vuruş pamuklu, yünlü, yarı yünlü olarak üretilir ve sıcak giysiler dikilirken pamuğun yerini alır.

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

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



Şu anda, vuruş giderek daha az popüler.

Dezavantajları: yüksek ağırlık ve nispeten yüksek su tutma özellikleri.

sentetik yalıtım

Sintepon - en yaygın sentetik ısıtıcılardan biridir. Hafif, hacimli, elastik, karışımın (ikincil suni ve doğal, tekstil atıkları dahil) iğne ile zımbalanmış, yapışkan (emülsiyon) veya termal yöntemle tutturulduğu.



Sintepon Son zamanlardaçoğunlukla 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- dokunmamış kumaş sentetik liflerden elde edilir. Vuruştan çok daha hafiftir, elastiktir, şeklini kaybetmez ve düşmez. Sentetik kışlık, fazla ıslanmadığı ve kolayca kuruduğu için higroskopik değildir. Ayrıca beyaz renkte üretilir ve izolasyonlu şeyleri yıkarken tüy dökmez ve üst kumaşta 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 zararsızlıktır. Çocuklar da dahil olmak üzere her türlü yalıtım için ve ayrıca imalat için sentetik bir kışlayıcı kullanılır. , örtüler ve 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, hızlı deformasyon ve malzemenin kırılganlığı - tüm bunlar, sentetik kışlıklaştırıcının daha ucuz demi-sezon ve kışlık giysilerin üretimi için bir ısıtıcı olarak kullanılmasına yol açmıştır.

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 depolandığı için şeyi sıcak yapan bu yapıdır.



Haklı 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, fiberkin, fibertek, vb.

Bölüm III . Deneysel araştırma çalışması

İş ilerleyişi:

bu süreçte Araştırma çalışması farklı doku türleri ile altı deney gerçekleştirildi. 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

Drap

Takım yünlü kumaş 1

Takım yünlü kumaş 2

holofiber

Sintepon (ince)

Sintepon (kalın)

vuruş

Kalınlık

0,4 cm

0.1cm

0,1 cm

2cm

1cm

2cm

0,5 cm

Genişlik

12cm

12cm

12cm

12cm

12cm

12cm

12cm

Uzunluk

13cm

13cm

13cm

13cm

13cm

13cm

13cm

Kare

156cm 2

156cm 2

156cm 2

156cm 2

156cm 2

156cm 2

156cm 2

2.1 Çeşitli tekstil malzemelerinin termal iletkenliklerinin karşılaştırılması.

Ekipman: Sıcak su içeren ölçüm silindirleri, deney malzemeleri, cıvalı termometreler - 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 silindir aynı sıcaklıktaki ılık suyla dolduruldu. Düzenli aralıklarla (5 dakika), her kaptaki suyun sıcaklığı ölçüldü (fotoğraf 2), okumalar bir tabloya kaydedildi ve karşılaştırma için grafikler oluşturuldu.







fotoğraf 2

2.1.1. Deney #1

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, mont ve ceket dikmek için kullanılan daha kalın yünlü kumaştır (drape).

Kumaşların farklı kalınlıkları vardır.

Oda sıcaklığı (fiziksel oda 20ºС)

Çalışmanın sonuçları tabloya girilecek

75

9:35

9:40

9:45

9:50

Karşılaştırma için grafikler çizelim.

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

2.1.2. Deney #2

İkinci deneyde ısıtıcıları inceledik. Sentetik bir kışlık, genellikle giysi yalıtımı olarak kullanılır.Kalın bir sentetik kışlık, 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 dolgu - doğal pamuklu malzeme, tek taraflı yapağılı örme kumaş.

Sonuçlar tabloya girilecek

74

11:05

11:10

11:15

11:20

Bir grafik oluşturalım

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

2.1.4. Deney #4

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

Çalışılan nesnelerin parametreleri

gri vuruş

siyah vuruş

Kalınlık

0,6 cm

0,5 cm

Genişlik

12cm

12cm

Uzunluk

13cm

13cm

Kare

156cm 2

156cm 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 kalınlıklardaki sentetik bir kışlayıcının termal iletkenliğini araştırdık.

Çalışılan nesnelerin parametreleri

İnce sentetik kışlayıcı

kalın dolgu polyester

Kalınlık

1cm

2cm

Genişlik

12cm

12cm

Uzunluk

13cm

13cm

Kare

156cm 2

156cm 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 düşük olduğunu göstermektedir..

2.1.6. Deney #6

Çalışma için ilk örneği seçtik - kalın bir sentetik kışlık (sentetik malzeme, hafif, hacimli, elastik, dokunmamış malzeme)

İkinci Örnek- Xallofiber(spiral, top, yay şeklinde sentetik liflerle doldurulmuş dokunmamış kumaş).

Sonuçlar tabloya girilecek

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 fiziksel laboratuvarı koşullarında üretmenin mümkün olduğuna ikna olduk. Karşılaştırmalı analiz tekstil kumaşları.

2.2 Dolgu, sentetik kışlayıcı ve hollafiberin ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

Formüle göre: termal iletkenlik katsayısı hesaplanır, burada

P, toplam ısı kaybı gücü, S, paralel borunun kesit alanı, ΔT, yüzlerin sıcaklık farkı, h, paralel borunun uzunluğu, yani yüzler arasındaki mesafedir.

Termal iletkenlik W/(m·K) cinsinden ölçülür.

Termal iletkenlik katsayısına benzeterek hesapladıkısı yalıtım katsayısı. bizim denememizde

P=Q1 - Q2/t, malzemenin tuttuğu güç. Burada: Q1, t süresi boyunca "giysiler" olmadan bir ölçüm silindirinde su tarafından verilen ısı miktarıdır;

Q2, t süresi boyunca “giysili” bir ölçüm silindirinde su tarafından verilen ısı miktarıdır;

S, doku örneğinin alanıdır;

h, yüzler arasındaki mesafedir.

2.2.1. Siyah tabakanın ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=88cm; 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. Hafif tabakanın 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 (G/m*K)

Çözüm:siyah tabakanın 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=0.4cm; 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(G/m*K)

ince bir sentetik kışlayıcının ısı yalıtım katsayısı 0,077(G/m*K)

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

2.2.5. Hollafiberin ısı yalıtım katsayısının hesaplanması.

S=156 cm2; h=2cm; 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(G/m*K)

Böylece, bir okul laboratuvarı koşullarında, çeşitli tekstil kumaşlarının ısı iletkenliğinin karşılaştırmalı bir analizini yapmak ve ısı yalıtım katsayısını deneysel olarak belirlemek mümkündür.

Modern tekstil endüstrisi giderek daha fazla kullanıyor Sentetik elyaflar. Bu amaçla birçok sektörde olduğu gibi modern üretim Nanoteknoloji tekstil endüstrisine geliyor.

Nanomalzemeler, nanopartiküller, nanolifler ve diğer katkı maddelerini içerebilir. Örneğin Nano-Tex, nanoteknoloji ile geliştirilmiş kumaşları başarıyla üretiyor. Bu kumaşlardan biri mutlak sağlarSu direnci: Liflerin moleküler yapısındaki değişiklik nedeniyle su damlaları, aynı zamanda "nefes alan" kumaştan tamamen yuvarlanır. Mart 2004'te AspenAerogels, yeni bir nanomateryalden ayakkabılar için yalıtımlı tabanlık üretimine başladı. Yeni yalıtkan, ısıyı mevcut olanlardan daha iyi tutar modern malzemeler. Bunlarla karşılaştırıldığında, numunelerin aynı kalınlığındaki termal özellikleri 3 ila 20 kat arasında iyileşmiştir. Şaşırtıcı olmayan bir şekilde, bu tür göstergelerle, yeni ısı yalıtkanından gelen ürünler minimum malzeme tüketimine sahiptir.

Nano kaplamalar izin verirMikro ve nanoelektroniklerin tekstil ürünlerine ve ayrıca MEMS'e entegrasyonu, bir iletişim aracı ve hatta bir kişisel bilgisayar olarak kullanılabilecek günlük kıyafetlerin olanaklarını önemli ölçüde genişletiyor. Ve yerleşik sensörlere sahip tekstil üretimi, insan vücudunun durumunun izlenmesine izin verecektir. Bu kesinlikle tıbbi uygulama, spor ve aşırı koşullarda yaşam desteğinde yeni fırsatlar açacaktır.

Şu anda geliştirilen hipotermiden bir kişiyi korumak içintermal içlik. Termal içlik özel bir iç giyimdir., gövdeye tam oturan özel kesimdir. Ana avantajlardan biri, pratik olarak gerilmemesidir. Yan dikişlerin olmaması ya da sadece birkaç düz dikişin olması vücudun sürtünme riskini ortadan kaldırır.Isı tasarrufu sağlayan termal içlik. Yani ısıtıcılı termal içlik düşük ve orta seviyelere yöneliktir. fiziksel aktivite soğuk, soğuk veya çok soğuk ortam sıcaklıklarında. Isıyı korumanız gerekiyorsa, örn. insan vücudunun bireysel toleransına bağlı olarak ısınmanız gerektiğinde.

Nem emici (fonksiyonel) termal içlik. Bu termal içlik, cilt yüzeyindeki fazla nemi (teri) uzaklaştırma özelliğine sahiptir. Kural olarak, bu türdeki termal iç çamaşırlar %100 sentetikten yapılır. kullanım özel tipler sentetikler, nemi gidermek için termal iç çamaşırın özelliklerini geliştirir. Bu tür özelliklere sahip olan tüm sentetik türlerini listelemek hiç mantıklı değil. Sadece en ünlülerini adlandıracağız: Coolmax, QuickDry, ThermoliteBase, Polypropylene, Viloft ve daha pek çoğu.

Isı tasarrufu sağlayan + nem emici termal içlik (hibrit).Yukarıdaki iki özelliği birleştiren termal iç çamaşır, yani. ve ısınma ve nem emici.

Nem emici fonksiyonel termal içlik



Isı tasarrufu sağlayan termal içlik



Hibrit termal içlik



Termal iç çamaşırı birçok işlevle başa çıkıyor- ısıtın, nemi alın veya her ikisini aynı anda yapın. Termal iç giyim, sevdiğiniz aktif sporları farklı iklim koşullarında rahatsızlık hissi yaratmadan yapmanızı sağlar ve aynı zamanda ısı enerjinizden tasarruf etmenizi sağlar.

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

1) Her zaman hava durumuna uygun giyinin.

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

3) doğal liflerden yapılmış giysileri tercih etmek, bilimin durmadığını ve suni liflerin daha düşük olmadığını ve bazen ısı iletme niteliklerinde doğal lifleri geride bıraktığını unutmayın.

Bölüm III Sonuç ve Sonuçlar

Sadece birkaç tür doğal ve sentetik kumaş inceledik. Modern endüstri daha çok sentetik elyaflardan yapılan kumaşları kullanır. Bu kumaşların hem avantajları hem de dezavantajları vardır. Bu tür kumaşların avantajı, zayıf termal iletkenlikleridir, bu nedenle ısımızı iyi tutarlar.Sentetik kışlık, ortalama ısı yalıtım performansına sahiptir. Dolgu polyesterli dış giyim yalnızca çok ılıman kış. Sert bir iklim için sentetik kışlayıcı kabul edilemez. Ancak holofiber mükemmel 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'nın İklimive Kara Olmayan Dünya bölgesinin hava durumuyla ilişkili bölgeleri (Mordovya ASSR'deki araştırmaya dayalı): Tezin özeti. dis. ... şeker.../

Büyük Sovyet Ansiklopedisi, cilt 43. sayfa 473 .-M .: TSB. 1954

Smorodinsky A.Ya. Sıcaklık. Kuantum Kitaplığı. Sayı 12-M.: "Bilim" fizik ve matematik literatürünün ana baskısı, 1981-159 s.

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


Özetler

Çeşitli tekstil malzemelerinin termal iletkenliğinin incelenmesi»

MOU "Ortaokul No. 13", Saransk

Bölüm: fizik

Danışman: Palaeva N.P., fizik öğretmeni.

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

2009 yılının sonunda, Dünya hakkında bir tartışma çıktı. Dünyadaki iklimin ısındığına ve medeniyetimizin suçlu olduğuna dair birçok bilimsel gerçek aktarıldı. " teorisinin olduğuna dair görüşler de vardı. küresel ısınma" Hata. Doğa da ağır sözünü kış donlarıyla söylemeye karar verdi. Birçok Avrupa ülkesi karla kaplıydı ve bu ülkelerin sakinleri gardıroplarını acilen sıcak tutan giysilerle doldurdular.

hakimiyet altında farklı sıcaklıklar sıcak değilse ısıyı iyi tutan uygun giysi sorunu vardır. Giysiler düşük ısı iletkenliğine sahip olmalıdır. Bu nedenle, termal iletkenlik için bazı kumaş türlerini araştırmaya karar verdik.

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

İş görevleri: keşfetmek teorik temel termal iletkenlik kavramı; tekstil malzemelerinin termal 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, ısı iletkenlik katsayısıdır.

Çalışmanın 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 giysi 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 iletkenliği anlayışını radikal bir şekilde derinleştirmeye ve hangi malzemenin en etkili şekilde faydalı olduğunu bulmaya olanak tanır.

çalışmanın amacı: Bu araştırma çalışması sırasında, çeşitli kumaş türleri ve yalıtım ile deneyler yapılmıştır.Çalışmanın sonuçlarına göre, anasonuçlar . Araştırma konusuyla ilgili literatürü inceledikten ve deneysel olarak elde edilen sonuçları tablo değerleri ile karşılaştırdıktan sonra, küçük ölçüm hatası hakkında karar verilebilir.Böylece, bir okul fizik laboratuvarı koşullarında, kıyafetlerimizin imalatına giden kumaşların ısıl iletkenliğinin karşılaştırmalı bir analizini yapmanın mümkün olduğuna ikna olduk.Deney yapma sürecinde, iki tür elbise kumaşının (ince ve dökümlü) ısıl iletkenliğini ve yalıtımı inceledim.holofiber,sentetik kışlayıcı ve vuruş. Deneyler sonucunda, en düşük termal iletkenliğin sahip olduğuna ikna oldum.holofiber,sentetik kışlık, ardından keçe, dökümlü ve ince takım yünlü kumaş en yüksek ısı iletkenliğine sahiptir. Yani drapeden yapılmış ve hollafiber ve sentetik kışlık ile izole edilmiş dış giyim, ısımızı iyi tutacak ve bu nedenle bizi kışın soğuğundan koruyacaktır.

Araştırma sırasında elde edilen sonuçlar, modern tekstil malzemelerinin ne kadar benzersiz ısı yalıtım özelliklerine sahip olduğunu göstermekte ve nüfus arasında yeni tekstil malzemelerinin bilgilendirilmesi ve hatta teşvik edilmesi gerektiği sonucuna götürmektedir. Modern tekstil endüstrisi, büyük ölçekte sentetik elyafları giderek daha fazla kullanıyor. Bu amaçla modern üretimin birçok dalında olduğu gibi tekstil endüstrisine de nanoteknolojiler gelmektedir.

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

pratik önemi

Dokuların termal iletkenliği insan giyiminde ve dolayısıyla yaşamında önemli bir rol oynar. Kişi fiziksel sağlığını korumak için her zaman hava şartlarına uygun giyinmelidir.

1

Makale, bir termal görüntüleme ünitesi kullanılarak kesilmemiş bir çözgü havlı kumaşın ısı koruma özelliklerine ilişkin bir çalışmanın sonuçlarını sunmaktadır. Bir ısı yalıtkanı olarak, gerekli özelliklere sahip yapısal bir malzemenin - atkıda pamuk ve naylon iplikler kullanan, kesilmemiş iki keten çözgü kumaşı - kullanılması önerilmektedir. TermaCamTM SC 3000 kızılötesi kamera tabanlı termal görüntüleme ünitesi kullanılarak yapılan çalışmalar sonucunda dokunun temel termofiziksel özellikleri belirlenmiş, doku örneklerinin soğuma sürecinin termogramları elde edilmiş ve ölçüm sonuçlarına göre yarı logaritmik soğuma grafikleri oluşturulmuştur. Deneysel verilerin analizi sonucunda, kesilmemiş iki astarlı çözgü kumaş numunelerinin ısıl direncinin kalınlıklarına bağlı olduğu anlaşılmaktadır. Bu kumaşın kalınlığının artmasıyla ısıl direnci artar, yani atkıdaki kumaşın lifli bileşimi ne olursa olsun ısı koruma özellikleri gelişir.

çözgü kumaşı

ısı yalıtkanı

termal görüntüleyici

ısıl direnç

1. Boyko S.Yu. Bir kişiyi dış etkilerden korumak için kumaş üretimi için en uygun teknolojik parametrelerin geliştirilmesi: Tezin özeti. dis. samimi teknoloji Bilimler. - M., 2004. - 16 s.

2. Vavilov V.P., Klimov A.G. Termal kameralar ve uygulamaları. - M .: "Intel evrensel", 2002 - 88 s.

3. Kolesnikov P.A. Isıya karşı koruyucu giysi tasarlamanın temelleri. L .: "Hafif sanayi", 1971. - 112 s.

4. Nazarova M.V., Boyko S.Yu. İnsanı dış etkilerden korumak için bir kumaş tasarım yönteminin geliştirilmesi // Uluslararası Deneysel Eğitim Dergisi. - 2010. - Sayı 6. - S. 75-79.

5. Nazarova M.V., Boyko S.Yu., Zavyalov A.A. Yüksek mukavemet özelliklerine sahip kumaşların üretimi için en uygun teknolojik parametrelerin geliştirilmesi // Uluslararası Deneysel Eğitim Dergisi. - 2013. - 10 numara (bölüm 2). -S.385-390.

6. Nazarova M.V., Boyko S.Yu., Romanov V.Yu. Isı koruma özelliklerine sahip kumaş üretimi için en uygun teknolojik parametrelerin geliştirilmesi // Uluslararası Deneysel Eğitim Dergisi. - 2013. - 10 numara (bölüm 2). – S.391-396.

Çeşitli iklim koşulları için rasyonel ısıya karşı koruyucu giysi tasarlamak ve çalışma şartları yalnızca fizyoloji, giysi hijyeni, klimatoloji, termal fizik, tekstil malzemeleri bilimi ve giysi tasarımından elde edilen verilerin entegre kullanımı temelinde başarılı bir şekilde çözülebilen büyük ve çok karmaşık bir bilimsel problemdir.

Tekstil kumaşlarının termal iletkenliği, mikropartiküllerin termal hareket enerjisinin vücudun daha ısıtılmış kısımlarından daha az ısıtılmış olanlara aktarılmasıyla ilişkilidir, bu da sıcaklık eşitlenmesine yol açar ve termal iletkenlik katsayısı ile tahmin edilir; ısı transfer katsayısı; ısıl direnç, özgül ısıl direnç.

Malzemenin termofiziksel özelliklerinin incelenmesi üzerine yapılan çalışmaların bir analizi, giyim malzemelerinin ısı koruma özelliklerini değerlendirirken, daha basit ve daha görsel bir değerin termal iletkenlik katsayısı değil, termal direnç adı verilen karşılıklı değeri olarak düşünülmesi gerektiğini göstermiştir. Bir malzemenin termal direncini etkileyen faktörler şunları içerir: yığın yoğunluğu, kalınlık, nem, lifli malzemenin türü, hava geçirgenliği.

Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, aşırı iklim koşullarında kullanılan iş kıyafetlerinin dikilmesine yönelik taban havlı kumaşın termofiziksel özelliklerinin değerini değerlendirmektir.

Bu yazıda, kesilmemiş bir çözgü kumaşının termofiziksel özelliklerini incelerken, incelenen dokudaki referans ve analiz edilen sıcaklık alanlarının karşılaştırılmasını içeren termal teşhis ilkesinin kullanılması önerilmiştir. Sıcaklık anormallikleri, kusurların göstergesi olarak işlev görür ve değer sıcaklık sinyalleri ve zaman içindeki davranışları, belirli doku parametrelerinin nicel tahminlerinin temelini oluşturur.

"Termal görüntüleme" terimi, esas olarak, sıcaklığı nedeniyle vücudun kendi radyasyonundan oluşan katı cisimlerin termal radyasyonunun yanı sıra diğer cisimlerin yansıyan ve iletilen radyasyonunun kaydedilmesine atıfta bulunur. Optik olarak opak nesneler için, termal görüntüleme cihazları yalnızca yüzey etkilerini yakalar: yüzey sıcaklığı ve yayma (soğurma) ve yansımanın büyüklüğü.

Termal kameraların yardımıyla nesneleri incelerken, en yaygın iki dalga boyu aralığı daha sık kullanılır: 3-5,5 mikron ve 8-12 mikron; ve genellikle kısa dalga ve uzun dalga bantları olarak adlandırılırlar.

İsteğe bağlı termal radyasyonu ölçmek için genel şema sağlam vücutŞek. 1. Kontrol nesnesi (1), sırasıyla Тav ve Тext sıcaklıklarına sahip bir ortam (2) ve diğer nesneler (3) ile çevrilidir. Termal radyasyonu kaydetmek için bir termal kamera (4) kullanılır. Test nesnesi, aşağıdaki optik parametrelerle karakterize edilir: emisivite ε; absorpsiyon katsayısı α; yansıma katsayısı r; geçirgenlik t.

Pirinç. 1. devre şeması keyfi bir katı cismin termal radyasyonunun ölçümleri

Malzemelerin ısı koruma özelliklerinin incelenmesinde termal kameranın diğer cihazlara göre ana avantajı:

• yüksek termal hassasiyet;
• Daha kesin değerler sıcaklıklar;
• deney sonuçlarının elde edilmesinde ve işlenmesinde yüksek hız;
• sınırsız sıcaklık aralığı.

Termal görüntüleme sistemi kullanılarak kesilmemiş iki keten taban tüylü bir kumaşın termofiziksel özelliklerini belirlerken, Moskova Devlet Teknik Üniversitesi Endüstriyel Termik Güç Mühendisliği Bölümü'nde A.I. BİR. Kosigin. Termofiziksel özellikleri belirleme yöntemi, gaz halindeki bir ortamda (hava) ısıtılmış bir numunenin serbest soğutma olgusuna dayanan düzenli termal koşullar yöntemiyle giysi malzemelerinin ısı koruma özelliklerinin deneysel olarak değerlendirilmesi için sabit olmayan termal koşullar yöntemlerine dayanmaktadır.

Moskova Devlet Teknik Üniversitesi Endüstriyel Termal Güç Mühendisliği Bölümü laboratuvarında, termal görüntüleme sistemi kullanılarak kesilmemiş iki keten taban tüylü bir kumaşın termofiziksel özelliklerinin incelenmesi gerçekleştirildi. BİR. Kosigin.

Termal görüntüleme sistemini kullanırken, aşağıdaki görevler belirlendi:

• soğuma sırasında incelenen doku örneklerinin yüzeyindeki sıcaklık alanlarının belirlenmesi;
• kesilmemiş iki keten çözgü kumaşının termal iletkenliğinin belirlenmesi.

Deney için laboratuvar düzeni şekil 1'de gösterilmiştir. 2.



Pirinç. 2. Çözgü kumaşının termal iletkenliğini incelemek için termal görüntüleme sistemi: 1 - termal görüntüleme kamerası termocamtmsc 3000; 2 - veri işleme için bilgisayar; 3 - ısı yalıtımlı kabin; 4 - koruyucu ekran; 5 - kabin içindeki sıcaklığı kontrol etmek için termometre; 6 - kumaş örneği

A.P.'nin çalışmalarından bilindiği gibi. Kolesnikov'a göre, bir kumaşın ısı yalıtım özelliği, kalınlığına bağlıdır. Kumaşın ısı yalıtım özelliklerinde kalınlık en büyük öneme sahiptir. Deney için, kök ve hav çözgülerinde pamuk ipliği bulunan kesilmemiş çözgü kumaşı örnekleri kullanıldı. Atkıda 15.4*2 tex lineer yoğunluğa sahip pamuk ipliği (I-seçenek) ve kapron iplik T=15.6 tex (II-seçenek) kullanılmıştır. Seçeneklerin her birinde kumaşın kalınlığı değişti. Deney için çeşitli kalınlıklarda kumaş numuneleri kullanılmıştır: I - atkısında pamuk ipliği olan numune ve II - atkısında naylon iplikli numune. Her iki varyantta da doku örneklerinin kalınlığı b1=7,57 mm, b2=7,62 mm idi.

Kesilmemiş iki keten çözgü havlı bir kumaşın ısı koruma özelliklerini incelemek için algoritma aşağıdaki gibidir:

Isı yalıtımlı bir kabinde sabit bir sıcaklığa t=100 °C (düşük fiber deformasyon sıcaklığı) kadar numune ısıtma;

Kızılötesi kamera ThermaCAM SC 3000 kullanılarak test örneğinin ısınma homojenliğinin izlenmesi;

Numunenin yüzeyinde düzgün bir sıcaklık alanına ulaşıldığında, elektrikli ısıtıcıyı kapatın;

Kızılötesi kamera ThermaCAM SC 3000 kullanarak numunenin soğumasını başlangıç ​​noktasına sabitleme oda sıcaklığı koşullara bağlı olarak;

Test numunesinin (seçenek 1) başka bir numuneyle (seçenek 2) değiştirilmesi ve tüm ölçüm kompleksinin yeniden gerçekleştirilmesi;

Numunelerin soğuma prosesinin termogramları alındıktan sonra deneysel veriler bir bilgisayarda işlenir;

İyi bilinen formülleri kullanarak, kesilmemiş iki astarlı bir çözgü kumaşının ısıl iletkenliğini ve ısıl direncini belirliyoruz.

Deney koşulları:

• nesnenin yayıcılığı (siyahlık derecesi) - 0,95;
• ortam sıcaklığı - 23 °С;
• nesne ile termal kamera arasındaki mesafe - 30 cm;
• bağıl hava nemi - %55.

Bir termal görüntüleme sistemi yardımıyla, doku örneğinin soğuma işleminin termogramları saniyede 1 çerçeve frekansında kaydedilir.

Ölçüm verilerine göre, Şekil 3 ve 4'te gösterilen yarı logaritmik bir soğuma grafiği oluşturulmuştur, eğrinin doğrusal bölümü normal rejime karşılık gelir. Bu düz çizginin denklemi, düzenli rejimin (birinci türden) temel yasasına göre aşağıdaki forma sahiptir:

log υ=-m τ+g(x,z,z), (1)

Düz çizgi üzerinde, soğutma hızının belirlendiği ilgili koordinatlarla altı nokta işaretlenmiştir.

Her bölümdeki soğutma hızı, formüller (2), s -1 ile belirlenir:

burada υ 1, belirli bir noktadaki sıcaklık ile içindeki sıcaklık arasındaki farktır. dış ortam t 1 anında; υ 2 - τ 2 anında belirli bir noktadaki sıcaklık ile dış ortamdaki sıcaklık arasındaki fark;

Ortalama soğutma hızı, formül3, s -1 ile belirlenir:

, (3)

Kumaş numuneleri için form katsayısını aşağıdaki formüle (4) göre belirliyoruz:

Doku örneğinin koşullu olarak paralelyüz şeklini aldığını varsayarsak, o zaman küboid nervürlü L 1 , L 2 , L 3 , mm:

, (4)

burada L 1 - numune genişliği, mm; L2 - numune uzunluğu, mm; L 3 - b 1, b 2, mm'ye eşit numunenin yüksekliği.

Termal yayılım, formül (5), m2/s ile belirlenir:

Numunelerin yığın yoğunluğu formül (6), kg/m3 ile belirlenir:

burada M, numunenin yüzey yoğunluğudur, g/m2; b - numune kalınlığı, mm.



Pirinç. Şekil 3. Atkısında pamuk ipliği bulunan bir çözgü havlı kumaş numunesinin soğuma hızının deneysel eğrisi (I-varyantı)



Pirinç. Şekil 4. Atkıda kapron ipliği bulunan çözgü havlı kumaşın soğuma hızının deneysel eğrisi (varyant II)

Numunelerin özgül ısı kapasitesi, P.A. Kolesnikov tarafından belirlenen deneysel verilerden alınmıştır:

• seçenek I için (pamuk) с1=1,38 kJ/kg derece;
• II için - varyant (pamuk-naylon) ile 2 =1,66 kJ/kg derece;

Malzemenin termal iletkenliği formül (7) ile belirlenir, W/m⋅deg:

Doku örneklerinin termal direnci formül (7), m2 derece/W ile belirlenir:

burada δ katman kalınlığıdır, m; λ - termal iletkenlik katsayısı, W/m derece.

İki varyanttaki sürekli iki keten çözgü havlı kumaş numunelerinin ısıl direnç parametrelerinin hesaplanması bir bilgisayarda gerçekleştirildi ve Tablo'da sunuldu. 2.

Tablo 2

Sürekli iki tabaka çözgü kumaş numunelerinin termal direnç parametrelerinin hesaplanmasının sonuçları

Örnek No.	ben - seçenek		II - seçenek
				Termal direnç, m2 derece/W

Tablodaki verilerin analizi sonucunda, kesilmemiş iki astarlı çözgü kumaş numunelerinin termal direncinin kalınlıklarına bağlı olduğu anlaşılmaktadır. Bu kumaşın kalınlığının artmasıyla ısıl direnci artar, yani atkıdaki kumaşın lifli bileşimi ne olursa olsun ısı koruma özellikleri gelişir.

En iyi ısı koruma özelliklerine şunlar sahiptir: - atkısında pamuk ipliği içeren ve bT = 7.62 mm kalınlığında bir kumaş numunesi; atkısında kapron ipliği bulunan ve kalınlığı bT=7.57 olan bir kumaş numunesi.

Tablo 3

Çözgü havlı kumaş numunelerinin termofiziksel özellikleri

sonuçlar

1. TermaCamTM SC 3000 kızılötesi kameraya dayalı bir termal görüntüleme ünitesi kullanılarak, kumaşın ısı koruma özelliklerine ilişkin bir çalışma yapılmış, ana termofiziksel özellikleri belirlenmiş, doku numunelerinin soğuma sürecinin termogramları elde edilmiş ve ölçüm sonuçlarına göre yarı logaritmik soğuma grafikleri oluşturulmuştur.
2. Sürekli iki keten çözgü havlı bir kumaşın ısı koruma özelliklerini hesaplamak için, kumaşın ana termofiziksel özelliklerinin belirlendiği bir algoritma geliştirilmiştir.

bibliyografik bağlantı

Boyko S.Yu., Nazarova M.V. TEMEL KUMAŞIN ISIL İLETKENLİĞİNİN KALINLIĞINA VE ATKI İPLİKLERİNİN LİFLİ BİLEŞİMİNE BAĞLI OLARAK İNCELENMESİ // International Journal of Applied and Fundamental Research. - 2014. - No.9-2. - S.11-15;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=5821 (erişim tarihi: 16.09.2019). "Academy of Natural History" yayınevi tarafından yayınlanan dergileri dikkatinize sunuyoruz.

Khairullin A, Salimov I

Bilimsel-pratik konferansın materyali

İndirmek:

Ön izleme:

YAPI MALZEMELERİNİN ISIL İLETKENLİKLERİ VE YANGINA DAYANIMLARININ ARAŞTIRILMASI

Araştırma

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

Çalışmanın alaka düzeyi:yapı malzemelerinin özelliklerini ve yangına dayanıklılıklarını incelemeye yönelik acil ihtiyaç nedeniyle.

Sorun:

Evinizi nasıl sıcak, çevre dostu ve yanmaz hale getirebilirsiniz?

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

Bu hedefe ulaşmak için aşağıdaki görevler belirlendi:

1. Isı iletkenliği ve ısı yalıtımı konusunda 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 termal iletkenliğinin deneysel ve tablo değerlerini karşılaştırın.

6. Keşfet yangın Güvenliği Yapı malzemeleri.

1. Giriş

Soğuk, yağmurlu, rüzgarlı havalarda her zaman montlarımızı çıkarıp sıcacık ve rahat hissedebileceğimiz sıcacık bir eve dönmeye çalışırız. Dış duvarlar, pencereler, çatı evimizi düşük sıcaklıklardan korur, güçlü rüzgar, yağmur ve kar şeklinde yağış ve diğer atmosferik etkiler. Aynı zamanda ısı transferine karşı gösterdikleri direnç sayesinde ısının içeriden dışarıya geçmesini engellerler.

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

20. yüzyılda, dünyada önceki milenyum boyunca üretilen kadar çok malzeme üretildi. Bilimsel araştırmalar, halihazırda bilinen malzemelerin optik, kimyasal, termal ve diğer özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmeyi ve doğanın bilmediği binlerce yenisini yaratmayı mümkün kıldı.

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 gereklilikler yürürlüğe girdi. Binaların modern yapı malzemeleri ile 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 oranı ile ölçülen bir miktar.

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

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

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

donma direnci- Malzemenin suya doymuş bir durumda tekrarlanan ve "dönüşümlü donma ve çözülmeye dayanma kabiliyeti. Malzeme", testten sonra ufalanma, çatlak, tabakalara ayrılma, %5'ten fazla ağırlık kaybı ve %25'ten fazla mukavemet göstermiyorsa donmaya dayanıklı olarak kabul edilir.

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 örneğinin yok edilmesinden önceki en yüksek yüke karşılık gelen koşullu strestir. Çekme mukavemeti, malzemenin numunelerinin preslerde veya germe makinelerinde kırılmaya kadar yüklenmesiyle belirlenir. Gevrek malzemeler esas olarak sıkıştırmada, sünek malzemeler çekmede test edilir.

Birçok yapı malzemesi aşağıdaki özelliklere sahiptir: özellikler büyüklük olarak nihai güçle (sıkıştırmada) çakışan sözde dereceler. Örneğin, ağır beton (M) 100, 150, 200, 300, 400, 500 ve 600 tuğla-50, 75, 100, 125, 150, vb.

Sertlik - bir malzemenin içine başka, daha katı bir cismin girmesine direnme yeteneği. Bir malzemenin sertliği her zaman mukavemetine karşılık gelmez. Farklı çekme dayanımlarına sahip malzemeler aynı sertliğe sahip olabilir. Bir malzemenin sertliğini belirlemenin birkaç yolu vardır. Örneğin, homojen sertliği taş malzemeler artan sertlik sırasına göre düzenlenmiş on mineralden oluşan özel bir ölçekte belirlenir. Test malzemesi tufal mineralleri ile çizilir, sonuçlar standart ile karşılaştırılır. Çelik bir bilye belirli bir yük ile metal, beton ve ahşaba bastırılır. 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 artık deformasyonlar vardır. Elastik sınır, artık deformasyonların bu malzeme için teknik şartnamede belirtilen değere ilk kez ulaştığı gerilim olarak kabul edilir.

kırılganlık - Bir malzemenin, gözle görülür bir plastik deformasyon olmadan mekanik baskı altında çökme özelliği. Kırılgan malzemeler arasında dökme demir, beton, tuğla bulunur. Çarpma anında kolayca yok olurlar ve yüksek yerel gerilimlere dayanmazlar (içlerinde çatlaklar oluşur), bu nedenle çekme ve eğilme kuvvetlerine maruz kalan yapı yapılarında kullanılmazlar.

Malzemelerin yangın özellikleri.

Yanıcılık - malzemenin yangının etkisi altında yanma veya yanmama kabiliyeti. Yanabilirliğe göre, malzemeler yanmaz (yanmaz), yavaş yanan (yanması zor) ve yanıcı (yanıcı) olarak ayrılır. Yanmaz malzemeler, ateşin veya yüksek sıcaklığın etkisi altında tutuşmayan, için için yanmayan veya kömürleşmeyen malzemelerdir. Malzemeler veya yapılar, ateşin veya yüksek sıcaklığın etkisi altında tutuşur, için için yanar veya kömürleşir ve yalnızca bir tutuşturma kaynağının mevcudiyetinde yanmaya veya yanmaya devam ederse ve çıkarıldıktan sonra, yanma işlemi veya için için yanma durursa, bunlar yavaş yanma olarak sınıflandırılır.

İnorganik kökenli tüm yapı malzemeleri yanmaz ve organik - yanıcı olarak sınıflandırılır.

2.2 Isı iletkenliği ve ısı yalıtımı kavramı.

Isı transferi veya ısı transferisonucunda iç enerjinin bir cisimden diğerine aktarılmasına denir. termal temas(iletişim) iş yapmadan

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

Bu tür ısı transferi sayesinde, kışın ısı evin duvarından aktarılır. Evin içindeki sıcaklık, dışına göre daha yüksek olduğundan, en yoğun termal salınım hareketi, oluşan parçacıklar tarafından gerçekleştirilir. iç yüzey duvarlar. Komşu daha soğuk katmanın parçacıklarıyla çarpışarak, enerjinin bir kısmını onlara aktarırlar, bunun sonucunda bu katmanın parçacıklarının salınımlı kalırken hareketi daha yoğun hale gelir. Böylece katmandan katmana parçacık salınımlarının yoğunluğu ve dolayısıyla iç enerjileri artar. Böylece ısı iletimi ile vücuttaki enerji transferi, enerjinin daha yüksek enerjiye sahip parçacıklardan (moleküller, atomlar, elektronlar) daha düşük enerjili parçacıklara doğrudan aktarılması sonucunda gerçekleştirilir.

İletim yoluyla, ısı katılara, sıvılara ve gazlı cisimler. Metaller en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Bu, moleküllere ek olarak buradaki iç enerji taşıyıcılarının serbest elektronlar olmasıyla açıklanmaktadır. Tahta, cam, hayvan ve bitki dokuları ısıyı daha kötü iletir; sıvılar daha da düşük termal iletkenliğe sahiptir

(cıva gibi sıvı metaller hariç): ve gazlar. Böylece hava, ısıyı demirden binlerce kat daha kötü iletir.Binaların sözde kapalı yapılarının yapımında kullanılan malzemelerin ısıl iletkenliklerinin bilinmesi çok önemlidir.

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

Isı transferinin düzenlenmesi ana görevlerden biridir. yapı ekipmanı. Soğuk mevsimde, duvarların ısıl iletkenliği ve içlerinden havanın sızması nedeniyle oda tarafından ısı kaybedilir, havalandırma kanalları ve yuvalarından ısıtılmış hava ile birlikte ayrılır. Böylece konuttaki sıcaklık ve endüstriyel tesisler insan yaşamının ve faaliyetinin normal koşullarına karşılık geldiğinden, bu kayıpların azaltılması gerekmektedir. Bu amaçla, evlerin duvarları düşük ısı iletkenliğine sahip malzemelerden yapılır - doğal (ahşap, saz, çeşitli turba, pomza, mantar) veya yapay (tuğla, beton, köpük vb.). Bu malzemelerin ısı yalıtım özellikleri farklıdır.

İnşaatı diğer bina türlerine göre çok daha az malzeme gerektiren çerçeve binalar artık yaygın olarak kullanılmaktadır. temel çerçeve yapı iskeletin hayvan vücudunda gerçekleştirdiği rolün aynısını binada oynayan metal veya betonarme bir çerçeve oluşturur: yükü algılar. Isı yalıtımlı gözenekli malzemelerden yapılmış duvarlar çerçeve üzerinde güçlendirilmiştir. Bu tür malzemelerin gözenekleri hava ile doludur, bu nedenle ağırlık olarak nispeten hafiftirler ve havanın termal iletkenliği çok düşük olduğundan ve gözenekli malzemelerde hava konveksiyonu imkansız olduğundan ısıyı kötü iletirler.

Isı yalıtım malzemelerinin imalatında, hazırlanan kütleye hava kabarcıkları verilir. Bunu yapmak için çırpılır veya içine giren özel köpük veya maddeler eklenir. Kimyasal reaksiyon hazırlanan karışım ile gaz kabarcıkları yayar. Bazı gözenekli ısı yalıtım yapı malzemeleri termal bir işlemle üretilir. Örneğin köpük cam üretiminde cam tozu az miktarda kırma kireç taşı ile karıştırılarak metal kalıplara dökülür ve ısıtılır. 550-600 °C sıcaklıkta cam tozu eriyerek sürekli bir kütle oluşturur. Sıcaklık 750-780 °C'ye ulaştığında, gazların salındığı kireçtaşı 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 malzemenin dikkate değer yeni nitelikleri vardır: dayanıklıdır, işlenmesi kolaydır - biçilir, planyalanır, içine çivi çakıldığında çatlamaz. Isı yalıtım malzemelerinin endüstriyel ve sivil inşaatlarda kullanılması sadece maliyeti düşürmekle kalmaz, aynı zamanda binaların kullanım alanını arttırır, yangına dayanıklılıklarını ve ses yalıtımlarını arttırır.

2.3 İnşaatta ısı transferi.

Çatı, duvarlar ve pencereler, konutu düşük sıcaklıklar, güneş radyasyonu, nem ve rüzgar gibi çeşitli atmosferik etkilerden korudukları için binanın dış çevre yapıları olarak adlandırılır. Çitin iç ve dış yüzeyleri arasında sıcaklık farkı oluşması ile çit malzemesinde sıcaklığı düşürme yönünde bir ısı akışı oluşur. Bu sırada, çit az ya da çok direnç sağlar R 0 ısı akışı. Daha yüksek termal dirence sahip tasarımlar daha iyi termal koruma sağlar. Duvarın ısı koruma özellikleri, kalınlığına ve inşa edildiği malzemenin termal iletkenliğine bağlı olacaktır. Duvar birkaç katmandan oluşuyorsa (örneğin, tuğla-yalıtım-tuğla), ısıl direnç her katmanın malzemesinin kalınlığına ve termal iletkenliğine bağlı olacaktır. Bina kabuğunun ısı koruma özellikleri büyük ölçüde malzemenin nem içeriğine bağlıdır. Hemen hemen tüm yapı malzemeleri, kuruduğunda hava ile dolan küçük gözenekler içerir. Nemin artmasıyla birlikte gözenekler, ısıl iletkenliği havanınkinden 20 kat daha yüksek olan nemle dolar ve bu, hem malzemelerin hem de yapıların ısı yalıtım özelliklerinde keskin bir düşüşe yol açar. Bu bağlamda, tasarım ve inşaat sürecinde, yapıların atmosferik yağışlarla ıslanmasını önleyecek önlemlerin alınması, yeraltı suyu ve su buharının yoğunlaşmasından kaynaklanan nem. Evlerin işleyişi sırasında, iç ve dış ortamın bina kabuğu üzerindeki etkisinden dolayı, malzemeler tamamen kuru durumda değildir, ancak biraz farklılık gösterir. yüksek nem. Bu, kaçınılmaz olarak malzemelerin ısıl iletkenliğinde bir artışa ve ayrıca ısı yalıtım yeteneklerinde bir azalmaya yol açar. Bu nedenle, yapıların ısı koruma özelliklerini değerlendirirken, kuru durumda değil, çalışma koşullarında termal iletkenlik katsayısının gerçek değerini kullanmak önemlidir. Sıcak iç havanın nem içeriği, soğuk dış havadan daha yüksektir ve sonuç olarak, su buharının çitin kalınlığı boyunca difüzyonu her zaman aşağıdakilerden kaynaklanır: ılık oda soğuğa. ile ise dış tarafçitler, su buharını iyi geçirmeyen yoğun bir malzeme yerleştirecek, daha sonra nemin bir kısmı dışarı çıkamayacak, yapının kalınlığında birikmeye başlayacaktır. Ve dış yüzeyin yakınında su buharının difüzyonunu engellemeyen bir malzeme bulunursa, o zaman tüm nem çitten oldukça serbest bir şekilde çıkarılacaktır.

Bir ev tasarlama aşamasında bile, 400-650 mm kalınlığında tek katmanlı duvarların tuğladan, küçük gözenekli beton bloklardan (veya genişletilmiş kil betondan) veya seramik taşlar nispeten düşük seviyede termal koruma sağlar (gerekli olandan yaklaşık 3 kat daha az). Geliştirilmiş ısı yalıtım özellikleri, tatmin edici modern gereksinimler, üç katmanlı kapalı yapılara sahiptir. Aralarında bir ısı yalıtım malzemesi tabakası bulunan tuğla veya bloklardan yapılmış iç ve dış duvarlardan oluşurlar. Yatay duvar derzlerinde döşenen takviye çubukları veya çerçeveler şeklinde esnek bağlarla birbirine bağlanan dış ve iç duvarlar yapıya sağlamlık verir ve iç (yalıtım) tabakası gerekli ısı koruma parametrelerini sağlar. Yalıtım tabakasının kalınlığı bağlı olarak seçilir iklim koşulları ve ısıtıcı tipi. Üç katmanlı duvar yapısının heterojen olması ve farklı ısı koruma ve buhar bariyeri özelliklerine sahip malzemelerin kullanılması nedeniyle 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 inşaatın en önemli sorunlarından biri haline gelmektedir. Isı yalıtımı sorunu özellikle kır evinde şiddetlidir ve yazlık inşaat, çünkü doğru yapıldığında, ısıtma maliyetlerini 3 hatta 4 kat azaltmanıza olanak tanır.

Şekil, 120 m alana sahip bir evin çeşitli yapısal elemanlarından ısı kaybının dağılımına bir örnek göstermektedir. 2

2.4 Isı yalıtım malzemelerinin sınıflandırılması.

Tüm ısı yalıtım malzemeleri birkaç ana gruba ayrılmıştır:

• mineral yün;
• cam yünü ve fiberglas;
• gazla doldurulmuş 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 levhaları ve tasarımlar;
• değiştirilmiş 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 görmektedir. Bunlar genellikle ortalama yoğunluğu 200 kg/m içinde olan malzemeleri içerir. 3 ve K ısı 0,06 Wdm "K'den az). Bu tür malzemeler yeterince hızlı, 5-10 yıllık kullanımda kendini amorti ederek enerji maliyetlerinden tasarruf etmenizi sağlar.

Veriliş yalıtım malzemeleri yoğunluk ve boyut bakımından farklı rulolar ve yumuşak, yarı sert ve sert paspaslar ve plakalar şeklinde.

Son birkaç yılda, "taş" olanlar giderek daha popüler hale geldi ve daha kesin olmak gerekirse - bazalt yünü. Bu tür pamuk yünü yanmaz çevre dostudur. saf malzeme, yüksek ile karakterize su geçirmezlik ama yine de buhar geçirgen. Bazalt malzemeleri ısı yalıtım özellikleri açısından geleneksel cam yününden önemli ölçüde üstündür, ancak ne yazık ki ikincisinden daha pahalıdırlar. Bu malzemeler yanıcı olmayanlar grubuna aittir. Polimer veya kağıttan yapılan ısı yalıtım ürünleri yangında 5 dakikada yanar. Oda içerisinde normal bir yangında sadece 7 dakikada ulaşılan 650°C sıcaklıktaki cam yününden yapılan izolasyonlar eritilerek sinterlenir. cam kase. Bazalt esaslı mineral yün ise 1000°C sıcaklıkta bile erimez ve orijinal şeklini kaybetmez.

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

Bazalt yalıtım malzemeleri, daha rasyonel ve pratik olmaları için çeşitli boyut ve tiplerde (rulo, sert ve yumuşak, paspas ve döşeme) de mevcuttur. etkili uygulama. Yoğunluğa bağlı olarak termal iletkenlik katsayıları 0,034 ila 0,042 W / (m * K) arasında değişmektedir. Son zamanlarda Rusya pazarında ortaya çıktı bazalt ısı yalıtımıçatı, zemin ve duvarların yalıtımında, bölmelerin doldurulmasında, çatı aralarının düzenlenmesinde kullanılan, levha şeklinde üretilen, profil ürünleri ve tabii ki rulolar.

Gaz dolu polimerler en çok kullanılanlardan biridir. etkili tiplerısı yalıtımı. Bunlardan en yaygın ve yaygın olarak kullanılanı polistiren köpüktür (genleştirilmiş polistiren). Köpük plastiklerin düşük ısı direnci ve yanabilirliği, tuğla veya beton ile birlikte katmanlı yapılarda kullanıldığında bir engel oluşturmaz. Genişletilmiş polistiren ya pressiz yöntemle üretilir.

2.5 Malzemelerin ısı yalıtım özellikleri.

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

Ekstrüde polistiren köpük bu eksikliklerden yoksundur. Kapalı hücre yapısı ve yüksek mekanik mukavemeti nedeniyle çok düşük su emme (%0,3'ten az) özelliğine sahip paneller ekstrüde polistiren köpük dış ısı yalıtımı için, binaların, temellerin, bodrumların, duvarların yer altı bölümlerinin ısı yalıtımı için kullanılabilir; burada, yeraltı suyunun kılcal yükselmesi nedeniyle diğer birçok ısıtıcının kullanılması imkansızdır.

Isı iletkenlik katsayısı daha düşük olan ısı yalıtım malzemeleri

0,06 W/(m-K) enerji tasarrufu sayesinde ortalama 5-7 yıllık kullanımda 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 ağaç	0,25
Isı yalıtımlı hücresel beton	0,12
bitümlü asfalt
Seramik	0,07
mantar izolasyonu	0,047
Ecowool (kağıt)	0,046
"Penoizol" (köpük)	0,04
Bazalt yünü.	0,039
cam yünü	0.038
polietilen köpük	0,035
Low-E köpük izolasyonu	0,027
strafor	0,027

Bu malzemeler, nem emilimini azaltmak için maddeler, malzemeyi yanmaz hale getirmek için alev geciktiriciler ve antiseptikler ile emprenye edilir. Oldukça iyi ısı yalıtım özelliklerine sahiptirler (K t g \u003d 0,078 W / (m-K) ve dış ve iç duvarların, tavanların yalıtımı için kullanılabilir. Malzemeler panel şeklinde veya ecowool şeklinde üretilmektedir.

3. Pratik kısım.

Materyaller ve araştırma metodolojisi.

Çalışmalar oda sıcaklığında gerçekleştirildi

Araştırma kullanılarak gerçekleştirildi elektronik termometre. ekipman: elektrikli soba. bir tripod, sıcaklık sensörlü birleşik bir dijital cihaz ve test malzemeleri. Zaman içinde sıcaklıktaki değişimi gözlemledik ve bir tabloya kaydettik, ardından çizdik.

Bu çalışmada, çeşitli malzemelerin ısı iletme özellikleri incelenmiştir.ahşap, tuğla, gazbeton ve ayrıca ısıtıcıların tutuşabilirliği araştırılmıştır. teknikol , 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 artışı grafiklerini analiz ederek hesapladık

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

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

Grafiklerin ve ölçüm sonuçlarının analizi, modern malzemelerin ne kadar benzersiz ısı yalıtım özelliklerine sahip olduğunu gösterdi.

4. Malzemelerin yangına dayanıklılığı

Modern evlerin inşası için bir kişi çeşitli malzemeler kullanır: tuğla, gaz beton, ahşap ve ahşap ürünler - sunta (sunta), sunta (DFP), kontrplak vb.

Bitirme, bitirme ve kaplama malzemeleri polistiren karolar, PVC ve sunta paneller, duvar kağıdı, filmler, seramik karolar, fiberglas, polimer malzemeler, sentetik ve plastik ürünler vb. Kaplama malzemeleri, dumana neden olarak, zehirli yanma ürünleri açığa çıkararak ve alevlerin hızla yayılmasına katkıda bulunarak insanların yaşamı ve sağlığı için ek bir tehdit oluşturur.

deneysel kısım

Burada yanıcılık açısından inceledikyangın önleme antiseptikleri, technonikol yalıtımı, polistiren köpük ve bina köpüğü ile emprenye edilmiş ahşap.

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

Technonicol yalıtımı çok zayıf tutuşur, hiç yanmadığı söylenebilir.

Antiseptiklerle emprenye edilmiş ahşapta yanıcılık çok azalır.

Strafor iyi yanar ve yayar çok sayıda is.

5. Sonuç ve sonuçlar:

Araştırma sırasında elde edilen sonuçlar, modern malzemelerin ne kadar benzersiz ısı yalıtım özelliklerine sahip olduğunu göstermekte ve modern yapı malzemelerinin nüfus arasında bilgilendirilmesi ve hatta teşvik edilmesi gerektiği sonucuna varmaktadır. Üstelik, modern dünyada inşaat pazarı yüksek kaliteli ısı yalıtım malzemeleri yaygın olarak temsil edilmektedir. Bu ısıtıcılar çevre dostu ve yangına dayanıklıdır.

Bu tür malzemeler daha pahalıdır ve bu nedenle inşaatta yaygın olarak kullanılmaz. İlimizde bu malzemeler halihazırda yeni binaların yapımında ve halihazırda inşa edilmiş binaların yalıtımında kullanılmaktadır. Üstelik bu malzemeler hem büyük şantiyelerde hem de müstakil evlerin yapımında kullanılmaktadır.

Çalışmadan sonra, evimizin güvenli olmaktan uzak olduğu sonucuna vardık, çünkü birçok madde ve nesne oldukça yanıcı olduğundan, yangına hızlı bir şekilde çıkabileceğinden, buna güçlü duman ve yüksek konsantrasyonda toksik maddeler eşlik edecek.

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

Hatırlamak! Sentetik malzemeler yandığında oldukça zehirli duman çıkarır.

Evi temiz ve düzenli tutun. Temizlik ve düzen sloganınız 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 termal iletkenliğinin incelenmesi. -M.: Moskova Devlet Üniversitesi Yayınevi, 2000. –240 sn.
2. Osipova V.A. Pilot çalışmaısı transferi süreçleri. -M.: Enerji, 2001. –318s.
3. İnternet kaynakları.

~ ~