Исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Лепилов Владимир Ильич

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МАССИВНЫХ ЭКРАНОВ

Специальность 01 04 14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника (технические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ООЭ1Т4613

Астрахань - 2007

Работа выполнена в Волгоградском государственном архитектурно-строительном университете (кафедра «Энергоснабжение и теплотехника»)

Научный руководитель доктор технических наук, доцент

Фокин Владимир Михайлович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Руднев Виталий Петрович

доктор технических наук, профессор Шишкин Николай Дмитриевич

Ведущая организация Ростовский государственный

строительный университет

Защита диссертации состоится « ^ » ноября 2007 г в 10-00 час на заседании диссертационного совета Д 307 001 03 при Астраханском государственном техническом университете (АГТУ) по адресу 414025, г Астрахань, ул Татищева, 16, АГТУ, корпус 5, ауд 5 308

Тел 8 (8512) 54-62-43, факс 8 (8512) 25-73-68

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке АГТУ

Автореферат разослан « S » октября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат техн наук, доцент

Виноградов С В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Тепловая изоляция имеет широкое применение во всех отраслях промышленности и хозяйственной деятельности человека Её правильное применение в значительной мере определяет возможность поддержания требуемых технологических процессов и в конечном итоге оказывает решающее влияние на показатели энергоэффективности и эксплуатации оборудования

Улучшение теплофизических свойств (ТФС) и теплофизических характеристик (ТФХ) теплоизоляционных материалов, является задачей первостепенной важности, так как напрямую связано с энергоэффективностью, энергосбережением ресурсов и состоянием экологии

Постоянно ведется научный поиск новых теплоизоляционных материалов и средств тепловой защиты, в первую очередь для теплоэнергетического оборудования, зданий промышленных холодильников, хладоагрегатов, гражданского и промышленного строительства Разрабатываются и совершенствуются методики теплотехническою расчета Перед учеными поставлены важные задачи экономии невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов, снижение тепловых потерь в окружающую среду, оздоровление экологической обстановки Для решения этих проблем необходимо создавать новые теплоизоляционные материалы и улучшать ТФС и ТФХ традиционных материалов

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью решения проблемы усиления теплозащитных свойств и характеристик традиционных теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов для более эффективного применения в теплотехнической, теплоэнергетической и строительной отрасли промышленности, а также экономии энергоресурсов и снижения тепловых потерь в окружающую среду

Диссертационная работа выполнена в соответствии с научным направлением ВолгГАСУ «Научно-методические основы экспериментального определения теплофизических свойств материалов» (код по ГРНТИ 67 03) Цель диссертационной работы

Разработка мероприятий по усилению теплозащитных свойств и характеристик традиционных теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов, путем использования массивных экранов с воздушными прослойками, в которых отсутствует конвективный теплообмен Разработка методик расчета теплофизических свойств и характеристик систем массивной экранной изоляции Задачи исследования

1 Разработка математической модели передачи теплоты через систему массивных экранов

2 Разработка методов расчета коэффициентов эффективной температуропроводности, теплопроводности, объемной теплоемкости и времени прогрева систем массивной экранной изоляции

3. Экспериментальная проверка основных теоретических и расчетных положений передачи теплоты через систему массивных экранов

4. Разработка теоретических основ и практических рекомендаций по применению систем массивных экранов для определения теплофизических свойств и характеристик теплоизоляционных и строительных материалов

5 Разработка теоретических и практических предложений по применению систем массивного экранирования в технике и строительной индустрии

Объект исследования

Системы массивных экранов, их свойства и характеристики

Методы исследования

Аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физико-математическое моделирование, экспериментальные исследования, математическая обработка результатов эксперимента, разработка методов расчета

Достоверность и обоснованность научных положений и полученных в работе результатов основана на применении законов физики, математики и теплотехнического эксперимента, обеспечивается удовлетворительным совпадением расчетов с данными, полученными при экспериментах на опытных установках в лабораторных и промышленных условиях, а также достаточно широкой публикацией результатов и их обсуждением на конференциях

Научная новизна

1 Проведены теоретические и экспериментальные исследования теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов

2 Разработана методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и эффективной объемной теплоемкости систем массивных экранов для изделий нз теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов

3. Проведено математическое исследование времени прохождения температуры и теплового потока через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума

4 Впервые для системы массивных экранов получены зависимости теплового потока от. степени черноты поверхностей массивных экранов, количества экранов и их толщины, толщины воздушной прослойки, эффективной объемной теплоемкости.

5 Уточнены зависимости коэффициента теплопроводности воздушной прослойки от ее толщины для отрицательных температур

6 Для системы шаровых массивных экранов впервые разработана методика определения коэффициента эффективной температуропроводности и теплопроводности по времени сквозного прогрева

7 Впервые предложена формула коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированного изделия

8 Экспериментально подтверждена возможность применения систем массивных экранов для определения температуропроводности теплоизоляционных, сгроительных и конструкционных материалов

Практическая значимость

Результаты диссертационной работы предназначены для применения технологии массивного экранирования в производстве изделий из теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов с повышенными ТФС и ТФХ, для уменьшения потерь тепла от оборудования и ограждающих конструкций Применение экранированных изделий в качестве ограждающих конструкций в гражданском, административном, промышленном строительстве, для возведения стен холодильников и противопожарных перегородок, кладке теплотрасс, дает экономию тепловой энергии Экранированные изделия из огнеупорных материалов можно применять для усиления теплозащитных свойств печей, сушильных камер, оборудования в теплоэнергетике и в теплотехнологиях различных отраслей промышленности Экранирование теплоизоляционных материалов, например, пенопласт и газобетон, уменьшает коэффициент теплопроводности и позволяет экономить 20 30 % материала

Системы с массивными металлическими экранами и воздушными прослойками можно использовать в качестве корпусной тепловой защиты техники в чрезвычайных ситуациях, например, при борьбе с пожарами, а с вакуумными прослойками - в исследовании космоса Методики расчета используются при проектировании и разработке теплозащитных систем в различных отраслях промышленности, а также для определения ТФХ строительных и теплоизоляционных материалов

Практическое использование

Результаты выполненных работ использованы в учебном процессе Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГАСУ) по дисциплине «Теоретические основы теплотехники», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Строительная теплофизика», а также организациями г Волгограда (ООО «СК-Строй», ЗАО Теплосервис», ОАО «Волгоградтрансгаз») при испытаниях теплоизоляционных, строительных материалов, изготовленных по новой технологии Личный вклад автора

В диссертации изложены результаты исследований выполненных лично автором разработка математических и физических моделей систем массивных экранов, организация, планирование и проведение экспериментальных исследований на лабораторных установках, обработка, анализ и обобщение результатов, участие в проектировании и монтаже стендов и установок

Апробация работы Основные положения и результаты работы представлялись и докладывались на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГАСУ, на международной научной практической конференции «Энергосберегающие технологии Проблемы эффективного использования», всероссийской научной конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона», на V Международной научной конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды»

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и эффективной объемной теплоемкости систем массивных экранов для теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов

2. Аналитический расчет времени прохождения температуры и теплового потока через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума

3 Зависимость прохождения теплового потока через системы массивных экранов от степени черноты поверхностей экранов, количества экранов и их толщины, толщины воздушной прослойки, эффективной объемной теплоемкости

4 Методика определения коэффициента эффективной температуропроводности и теплопроводности по времени сквозного прогрева

5 Формула коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированного изделия

6 Предложения по применению системы массивных экранов для определения ТФХ теплоизоляционных, строительных и конструкционных материалов

Публикации

По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе в журналах по списку ВАК, в материалах международных и российских конференций

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, включающего 114 наименований, приложений, изложенных на 147 страницах машинописного текста, в том числе 47 рисунков и 24 таблицы

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Условные обозначения

Г, г-текущая температура, К, °С, Т,, Т2 - температуры экранов, К, гс - температура граничных условий первого рода, °С, т - время, с, Л - толщина пакета экранов, м, 5ВШ, 5МК - толщина воздушной и вакуумной прослойки, м, У0, Уат, У„ - соответственно, объем всей системы экранов, м3; общий объем воздушных прослоек, м3, объем материала экранов, м3, q - плотность теплового потока, Вт/м2; (ер) - объемная удельная теплоемкость, Дж/(м3 К), а - коэффициент температуропроводности, м2/с, X - коэффициент теплопроводности, Вт/(м К), Хлуч -коэффициент лучистой теплопроводности, Вт/(м К), а - коэффициент конвективного теплообмена Вт/(м2 К), £„ - приведенная степень черноты системы, \х.п - характеристические числа; с0 = 5,67 - константа излучения абсолютно черного тела, Вт/См2 К4), п - количество слоев материала (экранов, воздушных и вакуумных прослоек), шт, Ко — число Фурье

Структура работы

Общая характеристика работы Введение

Условные обозначения

1 Состоите вопроса и обзор эксиеримен гальных методов определения геплофизических свойств и характеристик экранной изоляции и материалов Цель и задачи исследования

1 1 Обзор предшествующих исследований теплофизических свойств и характеристик экранной изоляции

1 2. Обзор методов экспериментального определения теплофизических характеристик материалов

1 3 Выводы Цели и задачи исследования

2 Определение теплофпзическлх свойств и характеристик систем массивных экранов из металлических материалов

2 1 Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через

систему массивных экранов с воздушными прослойками 2 2 Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных экранов из нержавеющей стали с воздушными прослойками, с учетом степени черноты их поверхности 2 3 Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему

массивных экранов, в зависимости от их количества 2 4 Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему

массивных экранов, в зависимости от толщины эгранов 2 5 Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему

массивных экранов, в зависимости от толщины воздушных прослоек 2 6 Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных эгранов из нержавеющей стали с вакуумными прослойками, с учетом степени черноты их поверхности 2 7 Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через

систему массивных алюминиевых экранов с воздушными прослойками 2 8 Экспериментальное определение времени сквозного прогрева и эффективной

температуропроводности шаровой экранной изоляции, в зависимости от плотности теплового потока

2 9 Выводы

3 Определение теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов из строительных и теплоизоляционных материалов

3 1 Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем

массивных экранов изготовленных из цементно-песчапого раствора. 3 2 Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем

массивных экранов изготовленных то пеностекла 3 3 Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов изгоювленных из пенополистирота

3 4 Выводы

4 Практическое использование систем массивных экранов для определения теплофизических свойств и производства ограждающих строительных материалов с повышенными теплоизоляционными свойствами

4 1 Использование технологии массивного экранирования для повышения

теплозащитных свойств сшшкатио! о кирпича 4 2 Применение экранированных теплоизоляционных материалов 4 3 Экспериментальное определение теплофизических характеристик строительных и

теплоизоляционных магериалов с использованием массивных экрчнов 1 4 Выводы

5 Метрологические характеристики и погрешности определения теплофизических свойств материалов

5 1 Классификация погрешностей 5 2 Погрешность и надежность измерений 5 3 Выводы Заключение Библиографический список Приложения (справки об использовании результатов работы)

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель, задачи и основная идея работы Научная новизна и практическая значимость представлены в основных положениях и результатах выносимых на защиту Приведены сведения о публикациях и апробации работы

В первой главе проведен обзор проведенных исследований теплофизических свойств и характеристик тонкостенной экранной изоляции В различное время изучением теплофизических свойств и характеристик тонкостенной экранной изоляции с воздушными, газовыми, вакуумными прослойками, с экранами из алюминиевой, стальной, гофрированной, мятой фольги, занимались ученые В И Ковалевский, Г П Бойков, Каммерер И С, Боярин-цев Д И, Наринский Д А, Шейнин Б.И , Самохвалов Г В , Хижияков С В , Аркадьев Л В , Поволоцкий В А, Коршаков А И, Богданов Ф.Ф и многие другие Во многих работах указывалось на хорошие эксплуатационные свойства тонкостенной экранной изоляции в условиях высоких температур, но не рассматривались свойства массивных экранов

Во второй главе проведено физико-математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему плоских металлических массивных экранов с воздушными и вакуумными прослойками (п 1. 7) Экспериментально определены коэффициенты эффективной температуропроводности и теплопроводности массивной экранной изоляции шаровой формы (п 8)

Представлена математическая модель (рис 1), для исследования теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов, состоящая из листов стали и воздушных прослоек между ними (п 1 7)

Рис.1. Схема массивной

экранной изоляции 7 - удельный тепловой поток, Вг/м2; /с - температура стенки, °С,

1 — воздушная прослойка,

2 — стальной лист;

3 - образец (тело).

Математическим экспериментом бычи получены следующие соотношения и формулы для систем массивного экранирования с воздушными прослойками и в условиях вакуума

• коэффициент эффективной теплопроводности и термическое сопротивление пакета экранов

Л Г,-Г,

- -П-!=---!-

X,

^Ф

Ь. 100

т

1 г 100

- + п

эф

м-

юо;

• эффективная объемная теплоемкость

(ср),ф Уо = (ср)воз Ко-, + , (ср),ф Л = (с'р)воз ¿б^ + (ср)„ ,

1 I

• условный коэффициент лучистой теплопроводности

^•луч

100

100

Г,-Г,

1 _

' "-луч —

100

' 2

100

т -т

• коэффициент эффективной температуропроводности а . =

(Ф):

'эф

1 время прогрева системы экранов т = Ио, ■ безразмерная температура центра тела

Ё-ИГ' е"'1"Ро, 0Ц =

К

-•эф

Г -Г

* Г * II

Математическое моделирование и математические эксперименты были проведены для различных тепловых и температурных режимов и процессов (п 1 7, таблицы 1 4 и рисунки 2 7, в качестве примера) Физический эксперимент определения ТФХ массивной экранной изоляции проведен на экспериментальной установке шаровой формы (п 8)

1 Проведено математическое исследование коэффициентов теплопроводности, температуропроводности, объемной теплоемкости и времени прохождения теплового потока через систему массивных стальных экранов с воздушными прослойками при /с = 100 °С Выполнено сравнение полученных ТФХ с монолитной стальной пластиной, бетоном, шлакобетоном и воздухом с таким же размером 7?, м Результаты расчета приведены в табл 1

Таблица 1

Сравнение тсил(¡физических характеристик системы массивных экранов (четыре стальных экрана) при ¡с = 100 °С, с монолитными: стальной пластиной, бетоном, шлакобетоном, воздухом с таким же размером Я, м

Наименование материалов Вт/(м-К) (ср), Дж/(м3-К) а, м2/с т, час

Система массивных экранов с воздушными прослойками 0,085 1,95-10* 0,044-10"6 2,59

Стальная пластина 45,24 ЗД-106 12,5-КГ6 0,01

Бетон 1,28 2,6 10й 0,5-10"6 0,23

Шлакобетон 0,43 1,9-106 0,24-10"6 0,47

Пенополистирол 0,05 0,2-106 0,25-Ю"6 0,45

Воздух 0,032 955 33,6-10"6 0,0034

Из сравнения (табл. 1) видно, что коэффициент эффективной теплопроводности системы массивного экранирования (стальные экраны) меньше значений коэффициентов теплопроводности всех рассматриваемых материалов, кроме воздуха и пенополистирола. Коэффициент эффективной температуропроводности системы массивных стальных экранов с воздушными прослойками на порядок ниже, чем у бетона, шлакобетона и пенополистирола. Время прогрева системы массивных экранов больше чем у шлакобетона и пенополистирола в 5,5 раза.

2. Рассчитывались ТФХ и время прохождения теплового потока через систему массивных экранов из нержавеющей стали с воздушными прослойками с учетом степени черноты их поверхности (табл. 2 и рис. 2).

1,Вф»К)

0,3

| ; Н ( 1 Хэф _____!.. . -

_——

—*—^^— ! ; !

Рис. 2. Зависимость коэффициента лучистой теплопроводности Яду, и коэффициента эффективной теплопроводности системы массивного экранирования из нержавеющей

стали с воздушными прослойками от степени черноты их поверхности е„ при I, = 500°С в начальный период прогрева

0,2

0,3

0,4

0.6

Анализ времени прохождения теплового потока через систему массивных экранов позволяет говорить о влияния степени черноты поверхностей экранов на коэффициенты тепло- и температуропроводности и возможности применения данной системы экранирования в качестве корпусной тепловой защиты объектов от высоких и низких температур.

Таблица 2

Коэффициенты эффективной теплопроводности, температуропроводности и время прогрева системы плоских экранов из нержавеющей стали (четыре экрана) с воздушными прослойками в зависимости от Е при /<■ = 500 °С

№ п/п £ £.1 Вт/(м-К) ^эф, Вт/(мК) а,ф-Ю7, м2/с т, час

1 0,02 0,010 0,097 0,095 0,396 2,87

2 0,03 0,015 0,15 0,097 0,405 2,81

3 0,05 0,025 0,24 0,1 0,417 2,73

4 0,10 0,052 0,5 0,107 0,446 2,55

5 0,20 0,111 1,1 0,123 0,513 2,22

6 0,40 0,250 2,4 0,157 0,655 1,74

7 0,60 0,428 4Д 0,203 0,847 1,34

8 0,80 0,666 6,5 0,267 1,113 1,02

3. Анализировалось время прохождения теплового потока через систему плоских стальных массивных экранов с воздушными прослойками в зависимости от количества экранов п = 4, 6, 8, 10 (рис. 3).

Рис. 3. Время прохождения теплового потока т через систему

плоских массивных стальных

экранов с воздушными прослойками в зависимости от количества экранов в начальный период прогрева (*с = 500 °С, г = 0,02)

Увеличением количества экранов можно повысить теплозащитные свойства, то есть значительно увеличить время прохождения теплового потока через систему массивных экранов.

4. Исследовалось время прохождения теплового потока через систему плоских стальных массивных экранов (при = 0 °С, = 100 °С) в зависимости от толщины экранов в пределах 5СТ = 0,001...0,01 м (рис. 4, 5).

Увеличение толщины экранов в пределах 8„ = 0,001 ...0,01 м позволяет замедлить время прохождения теплового потока через систему массивных экранов.

- ... -------

У —.....-

Рис. 4. Зависимость времени прохождения теплового потока т через систему из четырех массивных стальных экранов с воздушными

прослойками от толщины экранов бет в начальный период прогрева (/с = 100 °С)

Рис. 5. Время прохождения

теплового потока х через систему из четырех массивных стальных экранов с воздушными прослойками в зависимости от коэффициента эффективной температуропроводности йэф в начальный период прогрева (/с = 100 °С)

5. Исследовалось время прохождения теплового потока и ТФХ через систему из четырех массивных стальных плоских экранов толщиной 0,01 м (при = 0 °С, 100 °С) в зависимости от толщины воздушных прослоек 6ВШ = 1, 2, 3, 4, 5 и 6 мм (табл. 3).

Таблица 3

Исследование времени и ТФХ системы массивных стальных плоских экранов в зависимости от толщины воздушных прослоек 5В03 (ес- 100 °С)

№ Оцеп я, '"^эф. (срЬф. Яэф,

п/п М м Вт.'(м-К) Дж/(м3-К) м'-/с с час

1 ПОД)! 0,044 0,349 2,83-Ю6 1,23-10"7 1570 0,44

2 0,002 0,048 0,191 2,60-106 0,73-10"' 3129 0,87

3 0,003 0,052 0,138 2,39-Ю6 0,57-10"' 4692 1,30

4 0,004 0,056 0,112 2,22-Ю6 0,50-10"' 5368 1,49

5 0,005 0,060 0,096 2,07-106 0,46-10"' 7826 2,17

б 0.006 0,064 0,085 1,95-106 0,43-10"' 9376 2,60

С увеличением толщины воздушной прослойки 0,001 ...0,006 м коэффициенты эффективной теплопроводности и температуропроводности уменьшаются, а время прохождения теплового потока увеличивается. Изменяя толщину воздушной прослойки, можно изменять ТФС и характеристики системы массивных экранов.

6 Исследовалось время прохождения теплового потока через систему плоских массивных экранов из нержавеющей стали (при ¡с = 500 °С) с вакуумными прослойками с учетом степени черноты их поверхности (рис 6)

Рис 6 Время т прохождения теплового потока через систему из четырех стачьных птоских экранов в условиях вакуума в зависимости от приведенной степени черноты поверхностей

.»кранов е„ при = 500°С в начальный период прогрева

10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 100 110 120 т час

Время прохождения теплового потока в условиях вакуума при приведенной степени черноты менее 0,1 может исчисляться десятками часов

7 Исследовалось прохождение теплового потока через систему массивных плоских алюминиевых экранов (при гс =100 °С) с воздушными прослойками (табл 4) Расчеты проводились с цепью выявления ТФХ систем массивной экранной изоляции для металлов с высокими значениями коэффициентов тепло- и температуропроводности, а также для сравнения с данными, полученными в результате физического эксперимента на установке массивной экранной изоляции со сферическими экранами

Таблица 4

Сравнение ТФХ спермы Массивных экрдиов с алюминиевыми экранами с монолитным алюминием с таким ;кс размером Д, м

Наименование материалов X, Вт/(м К) (ср), Дж/(м3 К) а, м2/с То 09, с ТО 95, С

Система массивных алюминиевых экранов 0,065 1,5 106 0,43 10 7 5715 9526

Монолитный алюминий 204 2,4 106 0,913 10"4 2,7 4,5

Изменение параметров в и раз 3138 1,6 2123 2117 2117

Выявлено значительное понижение коэффициентов эффективной тепло- и температуропроводности, значительное увеличение времени прохождения теплового потока через систему массивных экранов, что связано с большой объемной теплоемкостью материалов экранов и высоким термическим сопротивлением воздушной прослойки

8 Проводились экспериментальные исследования времени прогрева шаровой экранной изоляции (наружный диаметр сферы 504 мм) с семью алюминиевыми экранами в зависимости от мощности электронагревателя, установленною внутри меньшей сферы (диаметром 292 мм) На рис 7 приведена схема экспериментальной установки шаровой экранной изоляции

Рис. 7. Принципиальная схема экспериментальной установки шаровой экранной изоляции: 1 - JIATP; 2 - измерительный комплекс К-505; 3 - самописец КСП; 4 - воздушные прослойки ишп = 6 мм;

5 - электронагреватель; 6 - алюминиевые экраны 6ал = 10 мм

Зазор между сферами составляет 6 мм и поддерживается прокладками из асбошифера. В качестве датчиков использовались хромель-алюмеливые термопары с диаметром термоэлекгродов 0,25 мм, которые устанавливались в экваториальной зоне шара. До выхода из сфер термопары прокладывались по изотермам (между экранами) в двухканальных фарфоровых изоляторах диаметром 2,85 мм. Внутри меньшей сферы установлен проволочный электронагреватель мощностью 250 Вт, выполненный в виде керамического шара с каналами для укладки нихромовой проволоки. Нагреватель на тягах подвешен в середине сферы, а его питание осуществляется по проводам, проложенным в фарфоровых изоляторах. Ввод питающего провода проведен через отверстия, в полюсной части шара. Напряжение подавалось от сети переменного тока напряжением 220 В лабораторным автотрансформатором через измерительный комплекс К-505. Фото шаровой экранной изоляции приведено на рис. 14. На рис. 8 приведен график времени сквозного прогрева шаровой экранной изоляции в зависимости отмощности нагревателя.

Рве. 8. ■ Время сквозного прогрева шаровой j экранной изоляции при мощности нагревателя 100,150,200 и 250 Вт

[

250 Вт !

По экспериментальным данным получены следующие ТФХ экранной изоляции: аЭф = 0,42-10"7 м2/с, = 0,07 Вт/(м-К), что совпадает с теоретическими расчетами с погрешностью до ± 5 %. Проведенные экспериментальные исследования позволяют сделать вывод о правильности аналитического расчета системы массивной экранной изоляции и о перспективности применения систем массивных экранов с металлическими экранами для сдерживания прохождения теплового потока как в стационарном режиме, так и в начальный период нагрева.

Третья глава посвящена математическому моделированию прохождения теплового потока через массивные экраны, изготовленные из строительных материалов цементно-песчаного раствора (табл. 5), теплоизоляционных материалов - пеностекло и пенополистирол

Таблица 5

Сравнение ТФХ и времени прогрева системы массивных экрапов из цемептпо-песчаного раствора и мополптного цемептпо-песчаного раствора

Наименование к (ср), о, т,

материалов Вт/(м К) Дж/(м3 К) м2/с с

Система массивных экрапов из 0,062 0,95 106 0,065 10"6 6301

цементно-песчаного раствора

Монолитный цементпо-песчапый 0,76 1,5 106 0,5 10"6 819

раствор

Изменение параметров, в и раз 12,3 1,58 7,69 7,61

Разделение экранов воздушными прослойками, в которых отсутствует конвективная передача теплоты, приводит к резкому уменьшению коэффициентов эффективной теплопроводности и температуропроводности и увеличению времени прохождения теплового потока через систему массивных экранов Экранирование теплоизоляционных материалов при значительном понижении коэффициента теплопроводности позволяет экономить до 30 % теплоизоляционного материала или уменьшать слой теплоизоляции

В четвертой главе проведены дополнительные исследования и даны рекомендации по практическому применению технологии массивного экранирования при производстве строительных материалов с повышенными теплозащитными свойствами (п 1) и использованию систем массивных экранов для определения теплофизических характеристик изоляционных и строительных материалов (п 2)

1 Схема экранированного силикатного кирпича приведена на рис 9

\ У 1

О а? 1

* ч £

Рис. 9. Схема силикатного кирпича

с массивными экранами 1 — корпус силикатного кирпича;

2 — воздушные прослойки;

3 — массивные силикатные

перегородки

Для коэффициента эквивалентной теплопроводности экранированного

кирпича и кирпича в кладке Хэкв.кл. получена обобщенная формула:

_

^ЭКВ й '

1

а для частных примеров коэффициент теплопроводности равен:

, л ^Эф.к. • ^Эф + ^С.К. • ^С + ^р.ХЛ. " \

ЭКВ.К. - -р--> ЛаК8-|Ш' =-р---•

к ^К.КЛ.

Толщина воздушной прослойки определяется по известным критериальным уравнениям: Огж-Ргж <1000; ОгжРгж >1000; ек = ОД8(Огж Ргж )0'25; £к= ^шАвои- Графики зависимостей коэффициента эквивалентной теплопроводности Лэю,, воздушной прослойки от ее толщины приведены на рис. 10.

Рис. 10. Зависимость коэффициента эквивалентной теплопроводности /,жв воздушной прослойки от ее толщины 5 при /с = - 30 °С и перепаде температур А >„; равных: 1- 10 "С, 2 -20 °С.,3- 30 °С, 4 - 40 °С, 5 - 50 °С, 6 - 100 °С

Вт/(мК)

0.06

0,055 0,05 0,045 0,04 0,035 0,03 0,025 0,02

5, мм

Результаты исследований (рис. 10) показывают, что самой надежной воздушной прослойкой является прослойка толщиной 4 мм, в которой даже при перепаде температур в 100 °С отсутствует конвективная составляющая теплопроводности. Если взять воздушную прослойку больших размеров, то при том же перепаде температуры произойдет резкое возрастание эквивалентной теплопроводности (линия графика 6, на отрезке с 5 = 4...12 мм) за счет конвективной составляющей.

Используя выше приведенные формулы и графики, выполнен расчет коэффициентов теплопроводности экранированной зоны силикатного кирпича, силикатного кирпича как единичного изделия, силикатного кирпича смонтированного в ограждающую конструкцию (в кладку). Результаты расчета, в виде графической зависимости представлены на рис. 11.

14

0.5

0,05

1

„2

3

Рис. 11. Зависимость коэффициента эквивалентной теплопроводности от количества воздушных прослоек и

2 - экранированного силикатного кирпича как единичного изделия;

3 - экранированного силикатного

при бВ03д = 4 мм: 1 — экранированной зоны силикатного кирпича;

кирпича в кладке

о

о

2

0

8

10

12 п. ЦП

Экранирование силикатного кирпича по сравнению с полнотелым кирпичом \ = 0,76 Вт/(м-К) позволяет снизить коэффициент эквивалентной теплопроводности изделия в кладке в 2,5 раза. При экранировании более крупных изделий (строительные блоки) теплотехнические характеристики резко улучшаются. Применение технологии экранирования в ограждающих конструкциях поможет снизить мощность систем отопления и кондиционирования, а значит, приведет к экономии используемых в них материалов и электроэнергии. Использование экранированных огнеупорных и термостойких материалов позволит усиливать теплозащитные характеристики оборудования в теплоэнергетике, в теплотехнологиях, что в свою очередь приведет к экономии энергии и снижению себестоимости выпускаемой продукции.

2. Для определения коэффициента температуропроводности строительных, теплоизоляционных материалов и металлов разработана и изготовлена экспериментальная установка с толстостенными экранами. Схема экспериментальной установки с массивными экранами из цементно-песчаного раствора приведена на рис. 12.

Исследуемый образец 1 и система экранов 2 зажимается между двух электронагревателей 3 с помощью струбцин. Питание электронагревателей осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В через автотрансформатор 6 и измерительный комплекс К-505 по проводам 9. Датчики термопар 4 установлены в центре и на торцевой поверхности стержня (образца) 1. Выводы термопар 10 присоединены к потенциометру КС11. После включения нагревателей фиксируется время нагрева и температура в центре и на торцевой поверхности стержня. Фото экспериментальной установки с толстостенными экранами для определения коэффициента температуропроводности приведено на рис. 15.

jLI_____

Рис. 12. Экспериментальная уст ановка с толстостенными экранами для определении коэффициента температуропроводности: 1 — образец (цилиндр); 2 — толстостенные экраны; 3 —- торцевые нагреватели (электроплитгш); 4 — места установки термопар; 5 -—воздушные прослойки; 6 — ЛАТР; 7— измерительный комплекс К-505; S — КСП; 9 — провода к нагревателям; 10 — вывод термопар к КСП

На рис. 13. приведены полученные на установке результаты экспериментального распределения температур центра /ц (середина стержня) и поверхности Гп (торцевая поверхность стержня) при нагревании образца из це-ментно-песчаного раствора, а также построены графики температурного комплекса Ф, вычисленного по формуле

Ф = 1п(/П-/Ц)

- dt -1,23 j——15-

720 1200 1560 Время, с

Рас. 13. Нагрев образца из цементно-песчаного раствора с одним толстостенным экраном: (ц — температура центра (середина

стержня); ¿и — температура поверхности(торневан поверхность стержня); Ф — температурный комплекс

Используя графические построения температурного комплекса Ф и усреднения полученного углового коэффициента ДФ/Дт (рис. 13), расстояние между термопарами Я,, подсчитывался коэффициент температуропроводности материала по формуле:

АФ R.1

а—-

Ат 2,47

По результатам серии экспериментов при нагреве стержня с толстостенными экранами в количестве oi одного до трех доказано, что для определения коэффициента температуропроводности достаточно наличие двух экранов Получены следующие значения коэффициентов температуропроводности. цементно-песчаный раствор а = 0,56 10~6, м2 /с, дуб (вдоль волокон) а ~ 0,62 Ю-6, м2 /с, фторопласт а = 0,125 10~6, м2 /с Полученные экспериментальные данные сопоставимы с табличными, что подтверждает возможность использования системы массивных экранов для определения коэффициента температуропроводности материалов и изделий Постановка опытов не требует измерений таких параметров как температура окружающей среды, коэффициент теплообмена, степень черноты, тепловой поток Нет необходимости в создании чисто конвективной или чисто лучистой окружающей среды, чю значительно упрощает экспериментальные установки для определения ТФХ материалов Не нужен учет потерь теплоты за счет теплообмена с окружающей средой, а также контактным сопротивлением между образцом и нагревателем Эти преимущества значительно упрощают условия проведения эксперимента (экспериментальные установки) и повышают метролотческий уровень результатов измерения

В пятон главе дана оценка погрешности, надежности и степени точности при экспериментальном определении коэффициента температуропроводности материалов абсолютным методом, коэффициента теплопроводности систем массивных экранов Оценка погрешности, надежности, степени точности, проводилась для полученных теоретических закономерностей и формул, а также результатов экспериментального определения коэффициентов температуропроводности и теплопроводности материалов Суммарная погрешность определения коэффициента температуропроводности при использовании систем массивных экранов, определяемого абсолютным методом, не превышает 3,1 % Надежность метода составляет 0,85 0,91

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Получены следующие результаты, определяющие научную новизну работы и ее практическую значимость

1 Проведены теоретические и экспериментальные исследования ТФХ и ТФС систем массивных экранов Впервые разработана методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости системы массивных экранов теплоизоляционных, строительных и конструкционных материалов

2 Впервые приведен аналитический расчет времени прохождения температуры через систему массивных экранов При увеличении температурного воздействия на систему экранов увеличиваются коэффициенты эффективной теплопроводности Х^,, температуропроводности а,^ и снижается время температурного прохождения

3. Впервые проведено математическое исследование времени прохождения теплового потока (теплового эффекта) через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума. В системах массивного экранирования с металлическими экранами время теплового прохождения можно регулировать изменением степени черноты поверхностей экранов как с вакуумными, так и с воздушными прослойками. В этой связи перспективным направлением является разработка технологий по созданию покрытий с высокой и стойкой к температурному воздействию отражательной способностью.

4. Впервые в системе массивных экранов получена зависимость теплового потока: от степени черноты поверхностей массивных экранов; от количества экранов и их толщины; от толщины воздушной прослойки; от эффективной объемной теплоемкости. С увеличением воздушной прослойки от 1 до 6 мм происходит улучшение ТФХ массивной экранной изоляции: коэффициенты эффективной теплопроводности Х^ и температуропроводности аЭф уменьшаются, а время температурного прохождения увеличивается.

5. Впервые проведено математическое исследование коэффициента теплопроводности воздушной прослойки от ее толщины для отрицательных температур.

6. Для системы шаровых массивных экранов впервые разработана методика определения коэффициента эффективной температуропроводности по времени сквозного прогрева.

7. Выведена и применена формула по определению коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированных изделий.

8. Подтверждены возможности применения систем массивных экранов в качестве массивной изоляции для определения теплофизических характеристик теплоизоляционных и строительных материалов.

Рис. 14. Фото экспериментальной Рис. 15. Фото экспериментальной установки

установки шаровой с толстостенными экранами для определения

экранной изоляции коэффициента температуропроводности

цемеитпо-песчаного раствора

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1 Лепилов В И, Фокин В М , Бойков Г П Исследование температуропроводности материалов в условиях экранирования Вестник ВолгГАСУ Серия «Строительство и архитектура», 2005 Вып 5(17) С 110. 113 По списку ВАК

2 Лепилов В И , Фокин В М , Бойков Г П Расчет температуропроводности систем экранирования в условиях вакуума Вестник ВолгГАСУ Серия «Технические науки», 2006 Вып 6 (20), С 190 193 По списку ВАК.

3 Лепилов В И, Фокин В М Использование экранной изоляции для снижения тепловых потерь от энергетических установок Материалы Международной научной конф «Энергосберегающие технологии Проблемы эффективного использования» Волгоград ВГСХА, 2006 С 56 59

4 Лепилов В И, Фокин В М Защита строительных конструкций от воздействия высоких температур с использованием экранов Материалы Всероссийской научной конф «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» Волгоград ВолгГАСУ, 2006 С 125 129

5 Лепилов В И, Фокин В М Исследование коэффициента температуропроводности системы экранов для ограждающих конструкций Материалы V Международной научной конф «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды» Волгоград ВолгГАСУ, 2007 С 232 235

6 Лепилов В И, Лихолетов О В , Бойков Г П Экспериментальное определение времени прогрева шарового слоя в зависимости от плотности теплового потока //Интернет- вестник ВолгГАСУ Политематическая серия 2007 Вып 2(3) JSSN 1994-0351 www vestmk vgasu ru

7 Фокин В М, Лепилов В И Исследование температуропроводности при нагреве систем с многослойным экранированием //Интернет- вестник ВолгГАСУ Политематическая серия 2007 Вып 2(3) JSSN 1994-0351 www vestmk vgasu ru

ЛЕПИЛОВ Владимир Ильич ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МАССИВНЫХ ЭКРАНОВ

АВТОРЕФЕРАТ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 03 октября 2007 г Формат 60х84'/|б Печать трафаретная Бумага офсетная Уел печ л 1,4 Уч-изд л 1,6 Гарнитура Times New Roman Тираж 100 Заказ Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Сектор оперативной полиграфии ЦИТ 400074, Волгоград, ул Академическая, 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ХАРАКТЕРИСТИК ЭКРАННОЙ ИЗОЛЯЦИИ И МАТЕРИАЛОВ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Обзор предшествующих исследований теплофизических свойств и характеристик экранной изоляции.

1.2. Обзор методов экспериментального определения теплофизических характеристик материалов.

1.3. Выводы. Цели и задачи исследования.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

И ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МАССИВНЫХ ЭКРАНОВ

ИЗ МЕТАЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ.

2.1. Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных экранов с воздушными прослойками.

2.2 Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных экранов из нержавеющей стали с воздушными прослойками, с учетом степени черноты их поверхности.

2.3. Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему массивных экранов, в зависимости от их количества.

2.4. Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему массивных экранов, в зависимости от толщины экранов.

2.5. Моделирование процесса проникновения теплового потока через систему массивных экранов, в зависимости от толщины воздушных прослоек.

2.6. Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных экранов из нержавеющей стали с вакуумными прослойками, с учетом степени черноты их поверхности.

2.7. Математическое моделирование процесса прохождения теплового потока через систему массивных алюминиевых экранов с воздушными прослойками.

2.8. Экспериментальное определение эффективной температуропроводности шаровой экранной изоляции и времени сквозного прогрева.

2.9. Выводы.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И

ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМ МАССИВНЫХ ЭКРАНОВ ИЗ СТРОИТЕЛЬНЫХ И ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов изготовленных из цементно-песчаного раствора.

3.2. Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов изготовленных из пеностекла.

3.3. Математическое исследование теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов изготовленных из пенополистирола.

3.4. Выводы.

4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ МАССИВНЫХ ЭКРАНОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ПРОИЗВОДСТВА ОГРАЖДАЮЩИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОВЫШЕННЫМИ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМИ СВОЙСТВАМИ.

4.1. Использование технологии массивного экранирования для повышения теплоизоляционных свойств силикатного кирпича.

4.2. Применение экранированных теплоизоляционных материалов. j

4.3. Экспериментальное определение теплофизических характеристик теплоизоляционных и строительных материалов с использованием массивных экранов.

4.4. Выводы. U

5. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ.

5.1. Классификация погрешностей.

5.2. Погрешность и надежность измерений.

5.3. Выводы.

Актуальность работы

Тепловая изоляция имеет широкое применение во всех отраслях промышленности и хозяйственной деятельности человека. Её правильное применение в значительной мере определяет возможность поддержания требуемых технологических процессов и в конечном итоге оказывает решающее значение на показатели энергоэффективности и эксплуатации оборудования.

Улучшение теплофизических свойств (ТФС) и теплофизических характеристик (ТФХ) теплоизоляционных материалов, является задачей первостепенной важности, так как напрямую связано с энергоэффективностью, энергосбережением энергоресурсов и состоянием экологии.

Постоянно ведется научный поиск новых теплоизоляционных материалов и средств тепловой защиты, в первую очередь для теплоэнергетического оборудования, зданий промышленных холодильников, хладоагрегатов, гражданского и промышленного строительства. Разрабатываются и совершенствуются методики теплотехнического расчета. Перед учеными поставлены важные задачи экономии невозобновляемых топливно-энергетических ресурсов, снижение тепловых потерь в окружающую среду, оздоровление экологической обстановки. Для решения этих проблем необходимо создавать новые теплоизоляционные материалы и улучшать ТФС и ТФХ традиционных материалов.

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью решения проблемы усиления теплозащитных свойств и характеристик традиционных теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов для более эффективного применения в теплотехнической, теплоэнергетической и строительной отрасли промышленности, а также экономии энергоресурсов и снижения тепловых потерь в окружающую среду.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с научным направлением ВолгГАСУ «Научно-методические основы экспериментального определения теплофизических свойств материалов» (код по ГРНТИ 67.03).

Цель диссертационной работы

Разработка мероприятий по усилению теплозащитных свойств и характеристики традиционных теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов, путем экранирования воздушными прослойками. Предложить методики расчета теплофизических свойств и характеристик систем массивной экранной изоляции.

Задачи исследования

1. Разработка математической модели передачи теплоты через систему массивных экранов.

2. Разработка методов расчета коэффициентов эффективной температуропроводности, теплопроводности, объемной теплоемкости и времени прогрева систем массивной экранной изоляции.

3. Экспериментальная проверка основных теоретических и расчетных положений передачи теплоты через систему массивных экранов.

4. Разработка теоретических основ и практических рекомендаций по применению систем массивных экранов для определения теплофизических свойств и характеристик теплоизоляционных и строительных материалов.

5. Разработка теоретических и практических предложений по применению систем массивного экранирования в технике и строительной индустрии.

Объект исследования

Системы массивных экранов, их свойства и характеристики.

Методы исследования

Аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физико-математическое моделирование, экспериментальные исследования, математическая обработка результатов эксперимента, разработка методов расчета.

Достоверность н обоснованность научных положений и полученных в работе результатов основана на применении законов физики, математики и теплотехнического эксперимента; обеспечивается удовлетворительным совпадением расчетов с данными, полученными при экспериментах на опытных установках в лабораторных и промышленных условиях; а также достаточно широкой публикацией результатов и их обсуждением на конференциях.

Научная новизна

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования теп-лофизических свойств и характеристик систем массивных экранов.

2. Разработана методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и эффективной объемной теплоемкости систем массивных экранов для теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов.

3. Проведено математическое исследование времени прохождения температуры и теплового потока через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума.

4. Впервые для системы массивных экранов получены зависимости теплового потока от: степени черноты поверхностей массивных экранов; количества экранов и их толщины; толщины воздушной прослойки; эффективной объемной теплоемкости.

5. Уточнены зависимости коэффициента теплопроводности воздушной прослойки от ее толщины для отрицательных температур.

6. Для системы шаровых массивных экранов впервые разработана методика определения коэффициента эффективной температуропроводности и теплопроводности по времени сквозного прогрева.

7. Впервые предложена формула коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированного изделия.

8. Экспериментально подтверждена возможность применения систем массивных экранов для определения температуропроводности теплоизоляционных, строительных и конструкционных материалов.

Практическая значимость

Результаты диссертационной работы предназначены для применения технологии массивного экранирования в производстве изделий из теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов с повышенными ТФС и ТФХ, для уменьшения потерь тепла от оборудования и ограждающих конструкций. Возможно применение экранированных изделий в качестве ограждающих конструкций в гражданском, административном, промышленном строительстве, для возведения стен холодильников и противопожарных перегородок, кладке теплотрасс, с целью экономии тепловой энергии. Экранированные огнеупорные материалы могут применяться для усиления теплозащитных свойств печей, сушильных камер, оборудования в теплоэнергетике и в теплотехнологиях различных отраслей промышленности. Экранирование теплоизоляционных материалов (например, пенопласт и газобетон) дает увеличение теплоизоляционных свойств и позволяет экономить 20.30 % материала.

Системы с массивными металлическими экранами и воздушными прослойками могут использоваться в качестве корпусной тепловой защиты техники для чрезвычайных ситуаций (при борьбе с пожарами), а с вакуумными прослойками - в исследовании космоса и исследовательских аппаратов. Методики расчета используются при проектировании и разработке теплозащитных систем в различных отраслях промышленности, а также для определения ТФХ строительных и теплоизоляционных материалов.

Практическое использование

Результаты выполненных работ использованы: в учебном процессе Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГАСУ), по дисциплине «Теоретические основы теплотехники», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Строительная теплофизика», а также организациями г. Волгограда при испытаниях теплоизоляционных, строительных материалов, изготовленных по новой технологии: ООО «СК-Строй», ЗАО Теплосервис», ОАО «Волгоградтрансгаз».

Личный вклад автора

В диссертации изложены результаты исследований выполненных лично автором: разработка математических и физических моделей систем массивных экранов; организация, планирование и проведение экспериментальных исследований на лабораторных установках; обработка, анализ и обобщение результатов; участие в проектировании и монтаже стендов и установок.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлялись и докладывались: на ежегодных научно-технических конференциях ВолгГАСУ; на международной научной практической конференции «Энергосберегающие технологии. Проблемы эффективного использования»; всероссийской научной конференции «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона»; V Международной научной конференции. «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды».

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и эффективной объемной теплоемкости систем массивных экранов для теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов.

2. Аналитический расчет времени прохождения температуры и теплового потока через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума.

3. Зависимости теплового потока системы массивных экранов от: степени черноты поверхностей экранов; количества экранов и их толщины; толщины воздушной прослойки; эффективной объемной теплоемкости.

4. Методика определения коэффициента эффективной температуропроводности и теплопроводности по времени сквозного прогрева.

5. Формула коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированного изделия.

6. Предложения по применению системы массивных экранов для определения ТФХ теплоизоляционных, строительных и конструкционных материалов.

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе в журналах по списку ВАК, в материалах международных и российских конференций.

1. Лепилов В.И., Фокин В.М., Бойков Г.П. Исследование температуропроводности материалов в условиях экранирования. Вестник ВолгГАСУ. Серия «Строительство и архитектура», 2005. Вып. 5 (17). С. 110.113. По списку ВАК.

2. Лепилов В.И., Фокин В.М., Бойков Г.П. Расчет температуропроводности систем экранирования в условиях вакуума. Вестник ВолгГАСУ. Серия «Технические науки», 2006. Вып. 6 (20), С. 190. 193. По списку ВАК.

3. Лепилов В.И, Фокин В.М. Использование экранной изоляции для снижения тепловых потерь от энергетических установок. Материалы Международной научной конф. «Энергосберегающие технологии. Проблемы эффективного использования». Волгоград. ВГСХА, 2006. С. 56.59.

4. Лепилов В.И., Фокин В.М. Защита строительных конструкций от воздействия высоких температур с использованием экранов. Материалы Всероссийской научной конф. «Социально-экономические и технологические проблемы развития строительного комплекса и жилищно-коммунального хозяйства региона» Волгоград: ВолгГАСУ, 2006. С. 125. 129.

5. Лепилов В.И., Фокин В.М. Исследование коэффициента температуропроводности системы экранов для ограждающих конструкций. Материалы V Международной научной конф. «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Волгоград: ВолгГАСУ, 2007. С. 232.235.

6. Лепилов В.И., Лихолетов О.В., Бойков Г.П. Экспериментальное определение времени прогрева шарового слоя в зависимости от плотности теплового потока. //Интернет- вестник ВолгГАСУ. Политематическая серия. 2007. Вып. 2(3). JSSN 1994-0351. www.vestnik.vgasu.ru.

7. Фокин В.М., Лепилов В.И. Исследование температуропроводности при нагреве систем с многослойным экранированием. //Интернет- вестник

ВолгГАСУ. Политематическая серия. 2007. Вып. 2(3). JSSN 1994-0351. www.vestnik.vgasu.ru.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка, включающего 114 наименований, приложений, изложенных на 147 страницах машинописного текста, в том числе 47 рисунков и 24 таблицы.

5.3. ВЫВОДЫ

Дана оценка погрешности, надежности и степени точности при экспериментальном определении коэффициента температуропроводности материалов абсолютным методом, объемной теплоемкости и коэффициента теплопроводности систем массивных экранов. Оценка погрешности, надежности, степени точности, проводилась для полученных теоретических закономерностей и формул, а также результатов экспериментального определения коэффициентов температуропроводности, теплопроводности и объемной теплоемкости материалов.

Суммарная погрешность определения коэффициента температуропроводности при использовании систем массивных экранов, определяемого абсолютным методом, не превышает 3,1 %.

Надежность метода неразрушающего контроля составляет 0,85.0,91.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты диссертационной работы предназначены для применения технологии массивного экранирования в производстве изделий из теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов с повышенными теплозащитными свойствами и характеристиками, в практике теплофизических измерений, строительной и технической теплотехнике. Возможно применение экранированных изделий в качестве ограждающих конструкций в промышленном, административном и гражданском строительстве, для возведения стен холодильников и противопожарных перегородок, кладке теплотрасс. Возможно применение экранированных материалов в теплоэнергетике, в теплотехнологиях и в технике.

Получены следующие результаты, определяющие научную новизну работы и ее практическую значимость.

1. Проведены теоретические и экспериментальные исследования теплофизических свойств и характеристик систем массивных экранов. Впервые разработана методика определения коэффициентов эффективной теплопроводности, температуропроводности и объемной теплоемкости системы массивных экранов теплоизоляционных, огнеупорных, строительных и конструкционных материалов.

2. Впервые приведен аналитический расчет времени прохождения температуры через систему массивных экранов. При увеличении температурного воздействия на систему экранирования увеличиваются коэффициенты эффективной теплопроводности Хэф, температуропроводности аэф и снижается время температурного прохождения.

3. Впервые проведено математическое исследование времени прохождения теплового потока (теплового эффекта) через систему массивных экранов с воздушными прослойками, а также в условиях вакуума. В системах массивного экранирования с металлическими экранами время теплового прохождения можно регулировать изменением степени черноты поверхностей экранов как с вакуумными, так и с воздушными прослойками. В этой связи перспективным направлением является разработка технологий по созданию покрытий с высокой и стойкой к температурному воздействию отражательной способностью.

4. Впервые в системе массивных экранов получены зависимости прохождения теплового потока от: степени черноты поверхностей массивных экранов, количества экранов и их толщины, толщины воздушной прослойки, эффективной объемной теплоемкости. С увеличением воздушной прослойки от 1 до 6 мм происходит улучшение ТФХ массивной экранной изоляции. Коэффициент эффективной теплопроводности уменьшается, коэффициент эффективной температуропроводности аэф уменьшается, время температурного проникновения увеличивается.

С увеличением толщины экранов увеличивается время прохождения теплового потока через систему массивных экранов при одновременном увеличении коэффициента эффективной теплопроводности и уменьшении коэффициента эффективной температуропроводности аэф.

Значение при тонкостенном экранировании значительно ниже, а аэф - больше. Это говорит о том, что массивные экраны из металлических материалов желательно применять как средство защиты в начальный период нагрева, а тонкостенные - в стационарном режиме. В частности, возможно применение систем массивного экранирования, из легких металлов и их сплавов, в качестве корпусной защиты от теплового воздействия для машин используемых в чрезвычайных ситуациях (пожары складов химических реагентов, нефтяных и газовых скважин, топливных хранилищ, лесных пожаров).

Выпуск изделий с тонкостенными экранами из строительных материалов (бетонные смеси, силикатная масса, керамика) для тепловой защиты объектов в стационарном режиме, является желательным, но не всегда выполнимым делом в связи с фракционным составом и хрупкостью материала. Поэтому экраны выполняются массивными и могут быть использованы как тепловая защита при стационарном режиме, так и в начальный период нагрева.

Количеством экранов и воздушных прослоек можно регулировать время проникновения теплового потока и термическое сопротивление системы в целом. Толщина воздушной прослойки должна приниматься в зависимости от конкретного теплового режима по критериальным уравнениям. Чем больше величина суммарной воздушной прослойки, тем больше ее термическое сопротивление и тем меньше коэффициент эффективной теплопроводности Хэф. Коэффициент эффективной температуропроводности аэф плотных строительных материалов в системах экранирования понижается, а пористых имеет тенденцию к незначительному понижению или даже увеличению (пенопо-листирол, пенопласт). В соответствии с этим и время проникновения теплового потока через систему массивных экранов из плотных материалов увеличивается, а пористых изменяется незначительно или уменьшается.

5. Впервые проведено математическое исследование коэффициента теплопроводности воздушной прослойки от ее толщины для отрицательных температур.

6. Для системы шаровых массивных экранов впервые разработана методика определения коэффициента эффективной температуропроводности по времени сквозного прогрева.

7. Выведена и применена формула по определению коэффициента эквивалентной теплопроводности для экранированного изделия в целом и в кладке. Экранирование силикатного кирпича (по сравнению с полнотелым) позволяет снизить коэффициент эквивалентной теплопроводности изделия более чем в четыре раза, а в кладке в 2,5 раза. При экранировании более крупных изделий (строительные блоки) теплотехнические характеристики значительно улучшаются. Применение формулы не отменит дорогостоящих промышленных испытаний по определению коэффициента теплопроводности экранированных изделий в климатической камере, но позволит уже на стадии проектирования и разработки получать требуемые результаты с достаточной степенью точности, что приведет к экономии сил и средств.

Применение технологии экранирования в ограждающих конструкциях поможет снизить мощность систем отопления и кондиционирования, а значит, приведет к экономии используемых в них материалов и электроэнергии.

Использование экранированных огнеупорных и термостойких материалов позволит усиливать теплозащитные характеристики оборудования в теплоэнергетике, в теплотехнологиях, что в свою очередь приведет к экономии энергии и снижению себестоимости выпускаемой продукции.

8. Подтверждены возможности применения систем массивных экранов в качестве массивной изоляции при определении теплофизических характеристик строительных и теплоизоляционных материалов. Постановка опытов не требует измерений таких параметров, как температура окружающей среды, коэффициент теплообмена, степень черноты, тепловой поток. Нет необходимости в создании чисто конвективной или чисто лучистой окружающей среды, что значительно упрощает экспериментальные установки для исследования и определения ТФХ материалов. Не нужен учет потерь теплоты за счет теплообмена с окружающей средой, а также контактным сопротивлением между образцом и нагревателем. Эти преимущества значительно упрощают условия проведения эксперимента (экспериментальные установки) и повышают метрологический уровень результатов измерения.

9. Представлены метрологические характеристики и погрешности при экспериментальном определении ТФХ материалов. Суммарная погрешность определения коэффициента температуропроводности при использовании систем массивных экранов, определяемого абсолютным методом, не превышает 3,1 %; надежность метода — 0,85.0,91.

10. Экспериментальное и производственное подтверждение полученных на опытных установках, стендах в лабораторных и промышленных уеловиях ТФХ цементно-песчаного раствора, фторопласта, дуба, пенобетона согласуются с результатами исследований других авторов, опубликованных в справочной и технической литературе.

Результаты выполненных работ использованы: в учебном процессе Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета (ВолгГАСУ) по дисциплинам «Теоретические основы теплотехники», «Энергосбережение в теплоэнергетике и теплотехнологиях», «Строительная теплофизика», организациями г. Волгограда при испытаниях строительных, теплоизоляционных материалов, изготовленных по новой технологии: ООО «СК-Строй», ЗАО Теплосервис», ОАО «Волгоградтрансгаз»; суммарный экономический эффект от реализации разработанных методик составил 137 тыс. руб.

Проведенные исследования позволяют сделать вывод о перспективности возможного применения систем массивного экранирования в теплоэнергетике, в теплотехнологиях, в технике, в гражданском и промышленном строительстве, в проектировании систем тепловой защиты, в практике теплофизических измерений, в технической и строительной теплотехнике.

1. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. М.: Стройиздат, 2003.

2. Защита покрытий холодильников от солнечной радиации / И.Ф. Душин, А.И. Проник, JI.A. Долгова // Обзорная информация. Сер.: Холодильная промышленность и транспорт.: М., 1973.

3. Крылов Ю.С., Пирог П.И., Васютович В.В., Дементьева А.И., Карпов А.В. Проектирование холодильников. М., Пищевая промышленность, 1972.

4. В.И. Ковалевский, Т.П. Бойков. Методы теплового расчёта экранной изоляции. «Энергия». М., 1974.

5. Малышева Л.А. Исследование массивной экранной изоляции с термическим сопротивлением экранов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. ВИИГХ. Волгоград, 1973.112с.

6. Каммерер И.С. теплоизоляция в промышленности и строительстве. М., Стройиздат, 1965.

7. Бояринцев Д.И. теплоизоляция через газовые и жидкие прослойки. -«ЖТФ», 1950, т. XX выпуск 9.

8. Наринский Д.А., Шейнин Б.И. Эффективная теплопроводность сталь-фолевой изоляции. «ТВТ», 1969, т. 7, №3

9. Самохвалов Г.В. экранирование в промышленных печах. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новокузнецк. 1962.

10. Хижняков С.В. Практические расчеты тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов. М., «Энергия», 1964.

11. И. Умняков П.Н. Применение отражательной теплоизоляции в ограждающих конструкциях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. М., 1958.

12. Аркадьев Л.В., Поволоцкий В.А. Исследования многоэкранной изоляции. Известия вузов. Серия Энергетика, 1964, №1.

13. Коршаков А.И., Богданов Ф.Ф. Экспериментальное исследование экранной металлической изоляции в среде воздуха и гелия. «ТВТ», 1967, т.5, выпуск 5.

14. Коршаков А.И., Богданов Ф.Ф. Экспериментальное исследование экранной металлической изоляции из мятой стальной и алюминиевой фольги в среде воздуха. «ТВТ», 1967, т.5,выпуск 5.

15. Олейников П.П. Исследование теплозащитных свойств экранируемых наружных стен зданий промышленных холодильников в условиях юга России. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Волгоград, 2006. 184с.

16. Александровский С. В. Прикладные методы теории теплопроводности и влагопроводности бетона. М.: Компания спутник, 2001. 186 с.

17. Аметистов Е. В. Основы теории теплообмена. М.:Изд. МЭИ, 2000. 242 с.

18. Андреев А. А. Автоматические показывающие, самопишущие и регулирующие приборы. JL, Машиностроение, 1973. 286 с.

19. А.с. № 1377695 СССР, МКИ G 01 N 25/18. Способ неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Т. И. Чернышева, В. Н. Чернышов, В. А. Попов. № 4055693/31 —25; Заявл. 14.04.86; Опубл. 29.02.88, Бюл. № 8. 6 с.

20. Беляев Н. М., Рядно А. А. Методы теории теплопроводности. I и 2-я ч. М. Высшая школа. 1982. 671 с.

21. Богословский В. Н. Строительная теплофизика. М.: Стройиздат. 1982.

22. Бойков Г. П., Видин 10. В., Журавлев В. Н. Основы тепломассообмена / Красноярск, 2000. 272 с.

23. Бойков Г. П., Видин Ю. В., Фокин В. М. Определение теплофизических свойств строительных материалов // Изд-во Красноярского университета. 1992.172 с.

24. Вавилов В. П. Тепловые методы неразрушающего контроля: Справочник. М.: Машиностроение, 1991.240 с.

25. Варганов И. С., Геращенко О. А. Тепловой метод неразрушающего контроля с помощью датчика теплового потока // Промышленная теплотехника. 1987. №4. С. 77 — 80.

26. Волькенштейн B.C. Скоростной метод определения теплофизических характеристик материалов. Д.: Энергия. 1971.145 с.

27. Видин Ю. В. Инженерные методы расчетов процессов теплопереноса. Красноярск, 1974. 144 с.

28. Видин Ю. В. Иванов В. В. Расчет температурных полей в твердых телах, нагреваемых конвекцией и радиацией одновременно / Красноярск, 1965. 95 с.

29. Видин Ю. В., Воронков Г. В., Кондратьев Е. А. Законы распределения тепла в телах конечных размеров и их приложение к нагреву суммарным тепловым потоком // Теплофизика высоких температур. 1969. № 4. С.795. 798.

30. Власов В. В. Автоматические устройства для определения теплофизических характеристик твердых материалов. М.: Машиностроение, 1977. С. 168.

31. Гагарин В. Г. Теория состояния и переноса влаги в строительных материалах и теплозащитные свойства ограждающих конструкций зданий // Докторская диссертация, НИИСФ, М., 2000.

32. Геращенко О. А. Современное состояние теплометрии в СССР. // ИФЖ, 1990. Том 59, №3. С. 516 —522.

33. Геращенко О. А., Гордов А. Н., Jlax В. И. Температурные измерения: Справочник. Киев: Наукова думка, 1984. 496 с.

34. Геращенко О.А., Гриценко Т.Г. Теплометрический метод определения комплекса теплофизических свойств вещества при гармоническом теплопо-точном воздействии // Теплофизика и теплотехника. Выпуск 36. 1979. Киев: Наукова думка. С. 19—22.

35. Горяйнов К. Э., Горяйнова С. К. Технология теплоизоляционных материалов и изделий /М.: Стройиздат, 1982.375 с.

36. ГОСТ 23789 — 79. Метод испытаний. М.: Издательство стандартов, 1980. 12 с.

37. ГОСТ 310.4 — 81. Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии. М.: Издательство стандартов. 1981. 18 с.

38. Грановский В. А., Сирая Т. Н. Методы обработки экспериментальных данных при измерениях. Л.: Энергоатомиздат, 1990. 287с.

39. Гурьев М. Е. Тепловые измерения в строительной теплофизике. Киев. 1976. С. 93 — 105.

40. Данилов Н. Д. Способ определения теплофизических характеристик материалов. Авт. св. СССР № 293209.

41. Дмитрович А. Д. Определение теплофизических свойств строительных материалов. М.—JL: Госстройиздат, 1963,204 с.

42. Дульнев Г. Н., Заричняк Ю. П. Теплопроводность смесей и композиционных материалов. Л.: Энергия, 1974,264 с.

43. Дульнев Г. Н., Сигалов А. В. Температуропроводность неоднородных систем // ИФЖ. 1980. Т. 39, № 5. С. 859.

44. Зайдель А. Н. Ошибки измерений физических величин. JL: Наука, 1974.108 с.

45. Иванова Г. М., Кузнецов Н. Д., Чистяков В. С. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984. С. 140.

46. Исаченко В. П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача. М.: Энергия, 1975.488 с.

47. Кассандрова О. Н., Лебедев В. В. Обработка результатов наблюдений М.: Наука, 1970. 109 с.

48. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964. 487 с.

49. Кондратьев Г. М. Регулярный тепловой режим. М.: Гостехиздат, 1954. 408 с.

50. Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации. Каталог продукции компании ОВЕН, 2003 г. 152 с.

51. Крейт О., Блек У. Основы теплопередачи. М.: Мир, 1983. 256 с.

52. Лепилов В.И., Лихолетов О.В., Бойков Г.П. Экспериментальное определение времени прогрева шарового слоя в зависимости от плотности теплового потока, http/vak.gov/news/depat/381/

53. Курепин В. В., Платунов Е. С., Белов Е. А. Энтальпийный термозонд для неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов // Промышленная теплотехника. 1982. № 4. С. 78.

54. Кутателадзе С. С. Основы теории теплообмена. Новосибирск, Наука, 1970. 659 с.

55. Лепилов В.И., Фокин В.М., Бойков Г.П. «Расчет температуропроводности систем экранирования в условиях вакуума». Вестник ВолгГАСУ: серия Технические науки. Выпуск 6 (20), 2006 г., с. 190. 193.

56. Лепилов В.И., Фокин В.М., Бойков Г.П. «Исследование температуропроводности материалов в условиях экранирования». Вестник ВолгГАСУ: серия Строительство и архитектура. Выпуск 5 (17), 2005 г., с. 110. 113.

57. Литовский Е. Я., Пучкелевич Н. А. Теплофизические свойства огнеупоров: Справочник. М.: Металлургия, 1982.152 с.

58. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, 1967.599 с.

59. Лыков А. В. Теоретические основы строительной теплофизики. Минск, Наука и техника, 1961. 519 с.

60. Лыков А. В. Тепломассообмен. Справочник. М.: Энергия, 1978.480 с.

61. Мак Адаме В. X. Теплопередача. М.: Металлургия, 1961. 686 с.

62. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. Под редакцией А.В. Лыкова. М.: Энергия, 1973. 336 с.

63. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973.319 с.

64. Мецик М. С. Методы обработки экспериментальных данных и планирование эксперимента по физике. Иркутск: Иркутский государственный университет. 1981. 111с.

65. Фокин В.М., Лепилов В.И. «Исследование температуропроводности при нагреве систем с многослойным экранированием». http/vak/gov/news/depart/3 81 /

66. Нестационарный теплообмен / В. К. Кошкин, Э. К. Калинин, Г. А. Дрейцер и др. М.: Машиностроение, 1973. 328 с.

67. Новицкий П. В. Динамика погрешностей средств измерений. Л.: Энергоатоиздат, 1990. 192 с.

68. Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991. 301 с.

69. Осипова В. А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена. М.: Энергия, 1979.319 с.

70. Патент РФ № 99117106. Способ бесконтактного контроля теплофизических характеристик материалов / В. Н. Чернышов, Т. И. Чернышева, Э. В. Сысоев. Заявл. 04.08.97; Опубл. 26.12.2000.

71. Перехоженцев А. Г. Потенциал переноса влаговлажных капилярно-пористых материалов // Докторская диссертация, НИИСФ, М., 1998.

72. Петров В. Г., Денисов В. Г., Масленников Л. А. Процессы тепло- и влагообмена в промышленной изоляции. М.: Энергоатомиздат, 1983. 192 с.

73. Пехович А. И., Жидких В. М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л.: Энергия, 1976. 352 с.

74. Платунов Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме. Л.: Энергия, 1973.143 с.

75. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергия, 1978. 704 с.

76. Рабинович С. Г. Погрешности измерений. Л.: Энергия. 1978.262 с.

77. Сергеев О. А. Метрологические основы теплофизических измерений. М.: Изд-во стандартов, 1972, 170 с.

78. Сперроу Э. М., Теплообмен излучением. Л.: Энергия, 1971. 294 с.

79. СНиП II — 3 —19* Строительная теплофизика. М.: Стройиздат, 1996.

80. Табунщиков Ю. А., Хромец Д. Ю. Тепловая защита ограждающих конструкций зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1986.

81. Теоретические основы хладотехники. Тепломассообмен / Под ред. проф. Э.И. Гуйго. М.: Агропромиздат, 1986. 320 с.

82. Теория тепломассообмена / Под ред. А.И. Леонтьева. М.: Высшая школа, 1979. 567 с.

83. Теплотехника. Под общ. ред. Луканина В. Н. М.: Высшая школа, 2002.

84. Тепло и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник / Под общ. ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982. 512 с.

85. Теплотехнический справочник. Т. 2. / Под общей ред. В. И. Юренева и П. Д. Лебедева. М.: Энергия, 1975. 896 с.

86. Теплопроводность твердых тел: Справочник / А. С. Охотин, Р. П. Боровикова Т. В. Нечаева и др.; Под ред. А. С. Охотина. М.: Энергоатом-издат, 1984.320 с.

87. Теплофизические измерения и приборы / Е. С. Шатунов, С. Е. Бура-вой, В. В. Курепин и др.; JL: Машиностроение, 1986. 256 с.

88. Факторович Л. М. Тепловая изоляция. Справочное руководство. Д.: Недра, 1966. 456 с.

89. Фокин В. М. Научно-методологические основы определения теплофизических свойств материалов методом неразрушающего контроля: Монография. М.: Издательство «Машиностроение-1». 2003. 140 с.

90. Фокин В. М., Бойков Г. П., Видин Ю. В. Основы технической теплофизики: Монография. М.: Издательство «Машиностроение-1». 2004.172 с.

91. Фокин В. М. Определение температуропроводности строительных материалов. Монография. Волгоград. ВолгГАСА. 2002. 127 с.

92. Фокин В. М., Чернышов В. Н. Неразрушающий контроль теплофизических характеристик строительных материалов: Монография. М.: Машиностроение-!, 2004. 212 с.

93. Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973.

94. Филиппов Л. П. Измерения теплофизических свойств веществ методом периодического нагрева. М.: Энергоатомиздат, 1984.

95. Физические величины: Справочник / Под ред. И. С. Григорьева, Е. 3. Мейлихова. М.: Энергоатомиздат, 1991. 232 с.

96. Франчук А. У. Таблицы теплотехнических показателей строительных материалов. М.: Госстрой СССР, НИИ Стройфизики, 1969. 128 с.

97. Харламов А. Г. Измерение теплопроводности твердых тел. М.: Атом-издат, 1973.151 с.

98. Цветков Э. И. Методические погрешности статистических измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1984. 144 с.

99. Чернышов В. Н. Разработка теоретических основ и алгоритмического обеспечения неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов с метрологическим анализом полученных результатов: Дис. докт. техн. наук. Л., 1997.496 с.

100. Чернышева Т. И., Чернышов В. Н. Методы и средства контроля теплофизических свойств материалов. М.: Издательство «Машиностроение». 2001.240 с.

101. Черпаков П. В. Теория регулярного теплообмена. М.: Энергия, 1975. 225 с.

102. Чиркин В. С. Теплопроводность промышленных материалов. М.: Машгиз, 1962. 247 с.

103. Чистяков С. Ф., Радун Д. Б. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Высшая школа, 1972.392 с.

104. Шашков А. Г., Волохов Г. М., Абраменко Т. М. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. М.: Энергия, 1973. С. 165-178.

105. Шевельков В. А. Теплофизические характеристики изоляционных материалов. М. 1958. 96 с.

106. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Мир, 1972. 381 с.

107. Шорин С. Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1964. 490 с.

108. Эталонные и образцовые измерительные приборы и установки: Справочник. «Интерэталонприбор». М.: Изд-во стандартов, 1990. 135 с.

109. Эккерт Э. Р., Дрейк Р. М. Теория тепло- и массообмена. М. — JI.: Госэнергоиздат, 1961. 680 с.

110. Ярышев Н. А. Теоретические основы измерения нестационарной температуры. 2-е изд., перераб. JL: Энергоатомиздат, 1990.256 с.

111. Лепилов В.И., Фокин В.М. Исследование коэффициента температуропроводности системы экранов для ограждающих конструкций. Материалы V Международной научной конф. «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». Волгоград: ВолгГАСУ, 2007. С. 232.235.