автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.04, диссертация на тему:Датчики параметров тепломассообмена в изоляции трубопроводов

НАЦЮНАЛЬНА АКАДЕМШ НАУК УКРА1НИ 1нститут rcxriÍ4Ho'i теплоф1зики

На правах рукопису

ГЛУЗДАНЬ Андрш Олекайович

ДАВАЧ1 ПАРАМЕТР1В ТЕПЛОМАСООБМ1НУ В 130ЛЯЦН ТРУБОПРОВОД1В

:пещальшсть 05.11.04 - прилади га методи вим1рювання теплових величин

АВТОРЕФЕРАТ дисертацп на здобуття вченого ступеня кандидата техшчних наук

Кшв - 1996

Дисертащею е рукопис

Робота виконана в Украшському державному ушверситет! харчових технологи!

Науковий кершник: доктор техшчних наук, професор Науковий консультант: кандидат техшчних наук, доцент

В.Г. Федоров

В.М. Пахомов

В.М. Тарасевт

Офщшш опоненти: доктор техшчних наук, старший науковий сшвробгошк кандидат техшчних наук

старший науковий сшвробшшк Г.М. Коваль

Провддний заклад: 1нститут проблем енергозбереження HAH Украин

Захист В1дбудеться "/ff' 0& 1996 р. о .77 год. на зас1данш спещал1зовано1 ради К 50.04.03 у 1нститут1 техшчно! тепле ф1зики HAH Укра'ши за адресою: 252057, Кшв - 57, вул. Желябова, 2а.

3 дисертащею можна ознайомитися у б1блютещ ГГТФ HAH Укра'ши

Автореферат роз^сланий " "_1996 р.

Вчений секретар спещалазовано! ради доктор техшчних наук

Г.Р. Кудрицький

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ.

Актуальтсть теми. Безперервне збиьшення буадвництва трубо-]ротюд1в i3 тепло- чи холодопосшми вимагае пдаищення уваги до стану "ix геплово! ¡золяц]!, особливо i3 впровадженням безканального прокладання геплових мереж - це дозволяе на 30-40% знизити каттальш витрати на i'x :порудження, але зб1дьпгуе ризик зволоження 1золяцп та зростання гепловтрат через Hei'. Особливо! ваги ця проблема набувае на Укра'пп, де зажкий стан паливно-енергетичного господарства потребуе суттевого 31двищення р1вня теплозбереження.

Проблема попршсння тешилзоляцшних властивостей niA час жсплуатаци будь-яких трубопровод!!! не вир^щустъся i3 впровадженням ¡ювих ¡золяцшних MaTepiaAiB типу оргашчних ninoriAacTiB i ретельно! пдро-га паро1золяцп. Зволоження 13оляцп дае pi3Ke збиыпення теплових втрат, а якщо воно супроводжуеться фазовими перетвореннями пари на воду та води на л1д, то призводить ще й до мехатчних руйнувань ¿золяцп.

Отже, теплоперенос в ¡золяцй' пов'язаний та в значшй Mipi залежить влд масообмшу, тому стандартш методи визначення теплових потогав та геплоф1зичних характеристик (ТФХ) не можуть задовольнити метролопчним вимогам, наприклад," застосування "пояов ЦЬндта" на зволожешй 1золяци дае завелику помилку за рахунок гальмування масообмшу.

CryniHb досл]дженост! тематики дисертацн. Методи визначення пара-метр1в тепломасообмпгу в ¿золяцп трубопроводов мають бути локальними, експресними та без выбирания проб на лабораторний анализ. Таю методи можна створити на 6a3i теплометрп - галуз1 теплоф1зики та метрологи, ycnixH ЯК01 у вирйпуванш широкого кола наукових та практичних питань за останш 40 poKiB в значит Mipi визначаються працями О.А.Геращенко i В.Г.Федорова у м.Киевь Практика ву^окремленого визначення кондуктивно!, конвективно! та променисто1 компонент теплопереносу теплометричними засобами призвела до можливост1 визначення ще й масообмшно1 компоненти. В.Г.Федоров створив основи тепломасометри харчових виробницгв, додавши ще густину потоку маси, якщо у м!сщ закладки давача мае м1сце фазовий переход, вологи. В.М.Пахомов вдосконалив теор!ю тепломасопереносу у вологих структурах та вказав на можлив1сть поеднати методи теплометрп та тепловолопснод р!вноваги пористих пл. Дисертац1я автора е складовою частиною ршгення актуально!

проблемы "Тепловологометрш ¡золяцшних конструкцш" 1 результатом розробки, обгрунтування, градуювання 1 впровадження давач1в тепломасообмшу у зволоженш ¡золяцп трубопровод!в.

давач1в густини погогав теплоги, вологовлпсту та потенщалу вологосп, ефективних теплоф1зичних характеристик зволожено! ¡золяца трубопровод1в з тепло- чи холодопосшми.

Для реамзацп ц1о мети перед автором були поставлен! задачг. -вивчити процеси тепломасопереносу у зволоженш ¡золяцн трубопровод1в та Ьс математичш модем;

-провести аналаз наявних метод1в та прилад1в тепловолопсних випробувань цих об'екпв;

-розробити математичш основи вим1рювання основпих парамстр1в тепломасопереносу в щшндричних об'ектах;.

-розробити давач1 вологовкасгу та потенщалу вологосп цшиндричних ¡золяцшних конструкцш;

-вдосконалити теплометричний метод визначення ефективних тенлоф1зичних характеристик волого! ¡золяци;

-впровадити розроблеш методи та давач1 у наукову та виробничу практику досллдження 1 контролю тепломасообмшу в ¡золяци теплотрас та холодопровод1в.

Методи та об'екти досл1джень. При розробщ основ вим1рювання потенщал1вг потоков та теплоф1зичних характеристик використовувалися методи математично1 физики, при рипент задач метрологи та обробщ результайв випробувань давач!в - статистичш методи. Уо давач1 та прилади розроблено на принципах теплометрн. Тх впровадження було реализовано на лабораторних установках та натурних тепло- 1 холодопроводах 13 зволоженою ¡золящею.

Наукова 1говизиа_. В робсп обгрунтовано та розроблено метод вим!рювання густини теплового потоку плоским давачем у цилшдричному температурному пол1 та способи теплометричного визначення пол1в вологовм1С'ху 1 потенщалу вологосп в ¡золяци трубопровод!в; вдосконалено метод визначення ефективних теплоф1зичних характеристик ¡золяцп.

Практична значупдсть роботи полягае в тому, що нов1 давач1 можна використовувати не лише для цилшдричних об'ектчв, але й при наявносп бь\ып складних пол1в температур та вологосп ¡золяци.

РеалЬащя результапв «¡дбулася при лабораторних дослддженнях тепломасообмшу в умовах цилшдричних пол1в потенща/ив та при

. Метою дисертацшно! роботи е створення

фобничих випробуваннях теплотрас та холодопровод1в, а також при )мплексному дооидженш основних ТФХ вологих ¡золяцшних матер1ал1в.

Науков1 положения, що !х автор виносить на захист:

1. Для теплометричних випробувань цшиндричних об'екпв можна 1користовувати плосш давач! ¡3 заданою похибкою вим1рювань.

2. Використання пористих матер1ал1в для допогюжжп стшки шбшованих теплометричних елемеипв дае можлив!сть визначати >логовм1ст та потенщал вологосп ¿золяца трубопровод1в.

Особистий внесок автора полягае у аналЧзЧ сучасних метод1в шробувань ¡золяцп трубопровод1в на теплозахисш властивосп, розробщ 1тематично'1 модел! тепломасопереносу у зволоженш ¡золяцн, шстругованш та градуюванш давач1в теплових та масообмшних 1раметр1в, розробщ методик хх застосування, учасп у лабораторних та юмислових випробуваннях давачЧв.

Апробац1я роботи. Основш положения роботи були предметом 1Пов1дей та обговорення на загальносоюзних нарад1-семшар1 "Новейшие следования в области теплофизических свойств"(Тамбов,1988), »нференци "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений >и низких температурах" (Хабаровск, 1988), конференцй"

Лоделирование систем автоматизированого проектирования, ;томатизированных систем научных исследований и гибких автомати-грованых производств" (Тамбов, 1989), Всеукра'шськш науково-техшчнш »нференци "Розробка та впровадження прогресивних технологш та ¡ладнання у харчову та переробну промисловшть" (КИ1В, 1995), наукових >нференц1ях КТ1ХП-УДУХТ.

Публжацн. По матерЧалах дисертацп е 14 наукових публжащй, в тому гсл! 5 опжлв винаход!В.

Обсяг та структура роботи. Дисертац1я складаеться ¿з вступу, 1Тирьох глав, висновюв, б1блюграфп та додатгав. Основний матер!ал [кладено на 109 стор. машинописного тексту, ¡люстрованого 68 юунками. Б1блюграф1я мктить 121 найменування вттзняних та кордонних автор1в.

ЗМ1СТ ПРАЦ1.

У в с т у п 1 обгрунтована актуальшсть теми дисертацп, эормульовано мету та задач! дооидження. Наведен! нов! науковг

результата та основт пауков! положения, що IX автор виносить на захист. Показана практична значупцсть роботи, результата И впровадження у наукову та промислову практику.

У п е р ш I й глав! проведено аналоз процеав тепломасопереносу у зволо женш ¡золяци грубопровод!В тепло- та холодотрас, обгрунтована необх1дшсть розробки давашв основних парамегр1в цих процес1в на баз1 метод1в теплометрн та тепломасометри.

Розглянуто сучасш матер1али тепловоз 1золяцп трубопроводов, способи прокладання теплотрас, особливосп монтажу ¡золяцшних конструкцш. Показано, що навпъ у матср1алах оз замкненими порами п1д час експлуатаци трубопроводов виникае масоперенос, що призводить до поступового зволоження ¡золяцп та П руйнування. Наведено рекомендаци що до використання найб1лын перспективних 1золяцшних матер!ал1В, розробки техшчних норм на виготовлення та експлуатащю ¡зольованих тепло- та холодопроводов.

Проведено огляд мехатзм1в тепломасопереносу у зволоженш ¡золяцп трубопроводов за р1зних умов 1х експлуатацН, показано, що у вибор1 параметр1в (потенщал1в, потоков, теплоф1зич!шх характеристик ), методик до визначення цих параметр1в, а також давач1в для реалазаци цих методик к:нуе значна розб1жшсть.

Зроблено анатиз гснуючих математичних моделей тепломасопереносу у зволоженш 1золяцй, за найбш,ш об'ективну визнано модель А.Ф.Чудновського у безрозм1рнш форм!, з урахуванням чисел под1бност] Фурье, Коссовича, Поснова та Ликова. Потенщали перенесения в щй модел1 е ф1зично обгруптоваоп, за певних обмежень числа Ликова можне розглядати процеси перенесения теплоги та вологи незалежно одне в^ одного, що спрощуе модель та шляхи п рипення.

Якщо давачо основного потенщалу переносу теплоти - темнератури • с добре розробленими, то навпь для найб1льш розповсюджених потелфалн переносу вологи - вологовм¡сту або вологосп - немае досговорних тг зручних давач]в за умов дослоджеошя зволожено! 1золяцп. Що ж дс потенцоалу вологосп, то його можна вим1рювати лише в1дбираючи досит: велику пробу матер1алу. Приблизно такий самий стан е у справ! : давачами потоюв теплоти та вологи - якщо перпп можна вважат! достатньо розробленими у зв'язку з успехами теплометрй, то други: практично немае.

Аналоз публжацш з метод!в га прилад1в вим1рювання ефективнк ТФХ зволожених 1золяцшних матер1ал1в показав, що найб1лып придатним]

а точними е методи, як! базуються на прямому визначеш густини еплового потоку та температури на поверхнях плоского чи цилшдричного разку або шар1 ¡золяцшно! конструкци. Змют псрпю! глави дозволив >бгрунтувати тему дисертаци та сформулювати задач1 досл1дження.

Друга глава присвячена теоретичним розробкам з >бгрунтуванням метод1в визначення основних параметр1в тепломасообмшу еплотермометричними засобами. Розроблено математичну модель процес1в [еренесення у зволожешй 1золяцп як В1дкригш термодинам!чнш систем!, "[оказана можлив1сть розглядання переносу теплоти та вологи в ¡золяци як гезв'язаних процеав.

За потенщали переносу сл!д брати термодинам1чну температуру та ютенщал вологосп, обидва 1х треба вим1рювати контактним способом. !апропоновано та обгрунтовано два способи вим1рювання потенщалу ¡ологост! на баз'[ визначення густини теплового потоку через шар ¡золяцн а градДенту температури на ньому.

Обгрунтовано можливють вим1рювання густини теплового потоку у !лах ¡з криволшшними температурними полями за допомогою плоских ,авач1в з використанням коригуючого коефщ!енту, який однозначно

в'язуе ¡стинну ст та вим!рювану дван густину теплового потоку:

£

зд2

Одержано та шдтвсрджено експериментом формулу залежноси кк в1д еометричних параметр1в зразка та давача: Л - рад1усу точки розмщення .авача та Н - твширини давача.

Створено теоретичш основи визначення основних ТФХ ¡золяцп рубопровод1в засобами теплотермометр11. Рппення задач! лшшного зв'язку пж факторами га параметрами тепломасопереносу для цилшдричного разка з рад1усами та К2 дало формули для визначення в

лзаз1стацюнар1гому режим1 коефщгснгу теплопров1дност1

Чг с ш= кя9*ш, = кнКв1 = I 1 + 7Б2 V? (1} '

Х = - 1

ч-ч

а об'емно! теплосмноси

к^л - яА)+(чА -

(2),

_ 2{К2дг - /у/,) р" ( )-

г формулах (2) та (3) /2 та </2 - температура та густина теплового

Л ■

ютоку на поверхнях зразка 13 рад1усами Я, та Я2; и = — - швидюсть змши

середньооб'емно! температуры. Одержано формули для визначення середньооб'емно! температури зразка та температури взднесення ТФХ.

Достов!ршсть формул (2) та (3) перев1рено рипенкям нелшшно! задач! для того ж теплового режиму. Пор1вняння цих р1шень подтвердило обгрунтовашсть вих1дних позицш та результатов. На баз! цих ршень запропоновано спос!б вим1рювання ефективних ТФХ, що визнано винаходом.

У трет1й глав! наведено результати конструювання давач1в параметр1В тепломасообмшу та засоб!В !х метролопчного забезпечення.

Як базов! елементи для давач1в теплового потоку, температури та град!енту температур узято решггчасп теплошри розробки кафедри теплотехтки УДУХТ, та м!дь-константанов1 термопари. Градуювання базових елемештв провадили стандартними методами, що е прийнятими у теплотермометрй. Незалежне градуювання було проведено у Сиб1рському науково-дооидному шстшуп метролога.

Теоретична схема тепловологом1ра, що дае можлив1сть втйрювати густину теплового потоку, теплопров1дшсть, волопсть або вологовм1ст, а також потенщал вологоси, та складаеться 1з тсплом!ра та град1ентом1ра, виявилась також реальною конструкщею. Але оскьльки сигнал град!ентом!ра був малим пор1вняно 1з сигналом теплом1ра, довелося розробити гратковий та сорбцшний тепловологом!ри (метод та конструкщю визнано винаходом).

Гратковий тепловологомхр складаеться ¿з теплом1рно'1 та вологом1рно1 секцш, що мають загальний корпус та встановлюються по однш ¡зотерм! у зразку (рис.1). Теплом1рна секц1я - то звичайний репптчастий теплом1р, теплопров!дшсть якого пщбрана р1впою ссрсдшй теплопров1дносп ¡золяци.

Вологом1рна секцш мае гратки - ребра, в яких вмонтовано теплом1рн! стр1чки, а проспр м1ж ребрами заповнюе ¡золяцшний матер!ал. Сигнал посллдовно з'еднаних ребер е пропорцшним густиш теплового потоку через заповнювач за рахунок "стягування" лшш току ребрами, бо Хр (ребра) значно б1лыне за X; (¡золяцК). ГуКра цього стягування залежить в1д висоти та товщини ребра, а якщо IX зафжсувати - то лише В1д ХррI,. Осюльки Хр для конкретно! конструкцн не змшюеться, лишаеться X,, а разом з нею -шукаш волопсть Щ або потенщал вологосп В .

В робот! одержано формулу для вспоено! градуювалыю! характеристики тспловологом1ра

Гут кч - градуговалыга характеристика тепловологом1ра по густиш теплового ютоку через вологом1рну секфю, а кв - умовний робочий коефщ!ент ще! :екцГ1; а' = а/(а + Ь) - в1дносна ширина ребра; Ь' = Ь/(а + Ь) - в!дносна ширина щлини гратки (¡золяцшпого матер1алу); бг та б,- товщини теплом1'рно'1 та юлогом1рно1 секцш.

Ця формула дае можлив1сть оптитзувати конструкцию граткового ■епловологомфа по критерио максимально! чутливосп щодо або 9.

Потреба у розробщ нового тепловологом1ра виникла у зв'язку 13 •руднощами заповнення деякими з в ид ¡в ¡золяцп щишн граткового фистрою так, щоб гарантувати незмшшсть ц густини, а отже й ТФХ, У ■епловологом1р1 1з сорбуючим еталоном обидв1 секцп мають заповнювачем :талонний матер1ал 1з чп-кою залежшстю м1ж Х,1У та потенщалом юлогосп 6, а також ¡з великою сорбцшною здатшстю. Теплом^рна секфя I ушх боив вкриваеться ицльпого пдро1золящею, вологом1рна секц1я шсля )озм1щенггя давача у шар! дооиджуваноГ ¡золяцй' швидко приходить хз него т тепловолопсну р1вновагу, змша вологосп еталону 1Уе призводить до змши гого Хг, отже 1 дгаЛ на вологопршй секцп.

Якщо у гратковому тепловологом1р1 волопсть ще! секцп та потенщал ^,ор1внювали вологост1 та потенщалу моляца, тепер лише потенгцали 1х )Днаков1, М1Ж 1Уе га Щ маемо однозначний зв'язок

Вологоемшсть ст капшфно-пористих т1л, як 1 1х теплоемшсть с-габульоваш характеристики, 1 тут для користування остантм гепловологом1ром, як давачем потенщалу вологосп, немае перешкод.

Метролопчне забезпечення тепловологом1р1в здшсшовали георетичним та дооидним шляхом. Встановлений однозначний зв'язок лпж Щ,в, та сигналами секцш давача. Для градуювання пристроГв зикористовували термостатоват камери плоского ТФХ-приладу, м1ж якими эозм!щували касету ¡з зразком. Ця касета була спещалыго розроблена для зведення в зразок розрахунково! к1\ькост1 води та р1вном1рного розпод1лу 1 по зразку ( визнана як винах1д). На рис. 2 наведено результата градуювання граткового тепловологом1ра у вигляд! функционального зв'язку вологоси та потенщалу вологосп мшсого кварцевого шску 0 ¡з градуювальною характеристикою давача по тепловому потоку кч.

Достиджений д!апазон О =50...650°М в1дпов1дас вологосп шску Щ майже В1д нуля до 15%, тобто е досить широким для практичного використання.

Даваш 1з р!зними сорбцшними еталонами градуювалися на тш самш установц! також 1з кварцевим тском молких фракцш. Момент досягнення волопсно! р1вноваги м!ж еталоном та 1золящею контролювався за сигналом вологом1рно! секцн - вш ставав практично постшним, як 1 сигнали теплом1рно1 секци ( вона була заклеена епоксидним компаундом), термопар та теплом1р1в ТФХ-установки. На рис.3 наведен! результата у вигляд1 залежност1 вздношення електричних сигна/ив вологом1рно1 та теплом1рио1 секцш еБ/ет в1д Щ для давач1в з еталонами з гшсу 1 та целюлози 2. Знов зв'язок е досить ч1тким, що п1дгверджуе теоретичш основи та црацездатшсть тепловологом!р1в.

В цш глати наведено також конструкций вдосконалених та нових пристро1в для реал!зацп способ1в визначення ефективних ТФХ 1золяцшних матер1ал1в у плоскому та цилгндричному зразках ( новизна цих способов шдтверджепа авторськими св1доцтвами на винаходи). Для метролопчного забезпечення ТфХ-пристроов з цилондричним зразком розроблено поняття баластних опор1в К,Б та баластних теплоемностей Р1Б, а також методику 1'х визначення та одержано розрахунков1 формули

+ <72^2

-1п

1 М

Я,

(6)

Рш

- д2К2)

В цих формулах Хи та (ср)и - теплопровддшсть та об'емна теплоемшсть дослоджуваного матер¡алу. Вим1рювання цих баласпв складае основу градуювання ТФХ-пристрот, яке проводили методом еталонних матер1ал!в з добре вдомими ТФХ.

У четверт1й глав1 розроблено методики випробувань озоляцп на теплозахисш властивоси шляхом вим1рювання та ана/цзу шформацп що до основних параметр1в тепломасопереносу - температури, густини теплового потоку, вологосп та потенщалу вологосп. Наведено також результата використання давачов цих параметр1в для наукових та промислових досл1джень 13оляцп трубопроводов. Експериментально подтверджена метролопчна в1рог1д!псть вим1рювання параметр1в плоскими

1вачами у цилшдричному температурному пом, зроблено практичш гкомепдацн по зниженню систематично! похибки вим2рювань.

Ефективш ТФХ сипких та спшених матер1ал1в визначали на абораторних ТФХ-пристроях та на макет! !зольованого трубопроводу. На ис.4 та 5 показано результата доелддження ТФХ шнопласгу ППУ !з тетиною сухого скелету 60 кг/м3. Точками подаш наш! дат, отримаш на ФХ-пристроях та на макет! Д1лянки трубопроводу, !зольованого цим 1Нопластом. Лш1ями показано узагальнен! Л1тературш дан!, яга ¡дтвержують наш1 результата.

Наведено результата конструкторських та технолог!чних розробок по :нащенню давачами тепломасопереносу доемдних об'екпв - лабораторних 1 промислових макет1в, а також д!лянок промислових теплотрас. ипробування промислового макету проводили з метою вивчення процесу юложення, старшня та втрати теплозахисних властивостей !золяцп ¿з ПУ безканально! теплотраси при и експлуатацн в жорстких умовах ткозмшних температурних режим1в та мехашчно! дп навколишнього ерзлого грунту. Характер розпод!лу теплопров!дноеп та вологост! яявився р1зним для верхньо! та нижньо! частин !золяцшно! конструкцп яасидок р!зного тиску льоду ззовш на !золяцпо.

1нтегральна волопсть !золяци Щ зростае практично лшшно в злежносп в¡д к1лькосп цикив заморожування-вздтавання N

1,27 # + 2,31 % (8).

Випробування натурного трубопроводу, по якому подаеться В1д этельш споживачу гаряча вода, провадили на трас! безканального рокладання м.Тюмень. Теплотраса побудована у вигляд1 поодиноко! труби аметром 108/100 мм, закопано'! в грунт на глибину 1,2 м та засштано!" тим :е сутсчаним грунтом. Труба мае антикорозшне покриття !з склотканини а б1тумн!Й мастиц1. Тспло1золяц!я зроблена !з заливного п!нопласта ППУ, критого г]Дро!золяцшною гшвкою ПВХ. Для оснащения труби гопрювальною аиаратурою вир!зали з ¡золяци нап!вшкаралупи, рор!зували в них щишни, розм!щували давач1, щтлини заклеювали смолою !ПУ та встановлювали шкаралупи на попередне м1сце.

Розпод1л температури та густини теплового потоку по товнц та по злу ¡золяцп в ттерюд п!сля м!сяця випробувань, узагальнений за эзультатами вим1рювань на двох Д1лянках траси, показано на рис.6, ологовмкт за час вим!рювань почав зростати в зовтшньому шар! !золяцн, :обливо зверху (очевидно, за рахунок бывших коливань ладно-водних авангажень та больших град!ент!в температури), що в подальшому

привело до значного накопичування вологи та початку руйнування структури пшопласту.

Таким чином, використання нових давач1в при випробувант ¿золяци теплотрас дае яисно нову шформащю, що дозволяе вивчати тепломасообмш гзоляцй з навколишшм грунтом, приймати р'ппеннн по усуненню недол!К1в в конструкц1ЯХ ¡золяцп, шдвищувати и теплозахисш можливоси та строк експлуатацн з метою тепло- та матер1алозбереження.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦЙ.

1. Доведено, що для сучасних випробувань ¡золяцн трубопроводов з метою шдвшцення н теплозберпаючих властивостей iiorpioiio вим1рюваги в товпц ¡золяци та по колу навкруг Hei не т!льки температуру, а i густину теплового потоку, теплопровцшсть, волопсть (вологовмют) та потенщал вологост!. Bei щ параметри тепломасопереносу можна вгоирюваги локально в час! та npocropi за допомогою метод1в тепломасометрн, що базуються на малогабаритних термоелектричних давачах теплового потоку.

2. Встановлено та обгрунтовано, що для теплометричних випробувань цилшдричних об'екпв можна використовувати плоек! давач1 i3 заданою похибкою вгопрювань.

3. Уперше запропоновано, реализовано та метролопчно забезпечено використання пористих матер1ал1в для комбшовано! допомЬкно!' стшки теплометричних елеменпв з метою визначати локальну волопсть або вологовм1ст та потенщал вологоси ¿золяцп трубопровод1в.

4. Математично обгрунтовано та експериментально перев1рено,що використання двох давач1в теплового потоку та температури в шар! ¡золяцшного матер1алу, рознесених на його протилежш поверхн! дозволяе безперервно контролюваги теплопровадшеть та теплоемшеть цього матср1алу, як його теплозахисш властивость Розроблено методики та пристро! вим1рювання ТФХ 1золяцшних матерiaAiß.

5. Проведено лабораторн! та промислов1 випробування ¡золяцшних конструкцш за допомогою тепломасометричних давач!в, отримано яюсно нову шформаццо локально без в!дбору проб про стан та тепломасообмш ¿золяцп, що дозволяе автоматизувати i комп'ютеризувати caMi випробування, оргашзувати диспетчерський контроль зволоження i руйнування ¡золяцп як одшег з причин корозп i руйнування трубопроводу.

OCHOBHI ПОЛОЖЕНИЯ ДИСЕРТАЦЙ ОПУБЛ1КОВАНО У РОБОТАХ:

1.Ковалев А.В.,Теличкун В.И., Дудко С.Д., Пахомов В.Н., Глуздань A.A. Устройство для измерения составляющих теплового потока и температуры гзлучающей поверхности // Информ. листок о научно-техн. достижении, Й89-012, К., : УкрНИИНТИ, 1989., 4. с.

2. Пахомов В.Н., Ковалев A.B., Теличкун В.И., Глуздань A.A., Федорова О.В. Установка для комплексного определения теплофизических арактеристик влажных материалов// Информ. листок о научно-техн. рстижении №89-154, К., : УкрНИИНТИ, 1989., 4. с.

3. Пахомов В.Н., Глуздань A.A., Ковалев A.B., Федорова О.В. еплометрическое определение локального влагосодержания материалов / Проблемы энергосбережения, вып.2, К., : Наукова думка, 1989, с.76-79.

4. Пахомов В.Н., Федоров В.Г., Глуздань A.A., Иванов В.Е. еплометрический контроль теплозащитных свойств ограждающих и [золяционных конструкций // Проблемы энергосбережения, вып.З, К., : 1аукова думка, 1990, с.33-35.

5. Мазуренко А.Г., Иванов В.Е., Пахомов В.Н., Федоров В.Г., Коло-[иец Д. П., Глуздань A.A. Способ определения теплофизических арактеристик // A.c. СССР № 1406469. Бюл. №24, 1988.

6. Иванов В.Е., Пахомов В.Н., Глуздань A.A., Федоров В.Г. Способ :омплексного определения теплофизических характеристик // A.c. СССР й 1430846. Бюл. №38, 1988.

7. Шаповаленко О.И., Бондарчук В.Г., Глуздань A.A., Пахомов В.Н., Федоров В.Г. Способ определения теплофизических характеристик лажных материалов // A.c. СССР № 1492252. Бюл. №25, 1989.

8. Шаповаленко О.И., Бондарчук В.Г., Глуздань A.A., Пахомов В.Н., >едоров В.Г. Кассета для образца для теплофизических испытаний лажных материалов // A.c. СССР № 1516925. Бюл. №39, 1989.

9. Ковальов A.B.,Пахомов В.Н.,Теличкун В.И., Дудко С.Д.,Глуздань к.А, Федорова О.В. Способ определения влажности капиллярно-пористых гатериалов в процессе теплообмена//A.c. СССР № 1578616. Бюл. №26, 990.

10. Глуздань A.A., Иванов В.Е,, Пахомов В.Н. Определение еплофизических характеристик материалов в регулярном режиме первого ода // Тез. докл. IX Всесоюзной теплофизической школы "Новейшие сследования в области теплофизических свойств", Тамбов, 1988, с.79.

11. Глуздань A.A., Пахомов В.Н., Пить В.И. Исследование теплофизических характеристик теплового и влажностного режима теплоизоляции трубопроводов//Там же, с.110-111.

12. Пить В.И., Пахомов В.Н., Глуздань A.A. Тепловлажностные испытания теплоизоляционных конструкций трубопроводов // Тез. докл. Всесоюзн. научно-техн. конференции "Метрологическое обеспечение теплофизических измерений при низких температурах", ч.1, Хабаровск : ЦНТИ, 1988 ., с. 66.

13. Глуздань A.A., Пахомов В.Н., Пить В.И. Моделирование процессов тепломассообмена в изоляции теплотрасс // Тез. докл. Всесоюзной конференции "Моделирование систем автоматизированного проектирования, автоматизированных систем, научных исследований и гибких автоматизированных производств", Тамбов, 1989, с.138.

14. Марценко В.П., Глуздань А.О., Виноградов-Салтиков В.О., Пахомов В.М., Федоров В.Г. Проблеми тешклзоляцшного захисту теплотрас // Тези допов^дей Всеукрашсько! науково-техтчно! конференцн "Розробка та впровадження прогресивних технологш та обладнання у харчову та переробну промислов1сть", Кшв, УДУХТ, 1995, с.438.

(.... ..... ^ 1 л

•г-^—1/

РисЛ. Схема граткового тепловологом!ра: 1-теплом1рна секцХя; 2-вологом!рна секц!я; 3-ребро гратки; 4-ком1рка Бологом! рно! секцИ.

800

'100

0

1\а. Вт/м^мЬ

0

10

\л/%

в 1СНМОО " 500

600 В"И

Рис.2. Експериментальна градуювальна характеристика граткового тегаговологом1ра для кварцейого п!ску.

к 1,0

0,8

0,6

X Ъ —■о"

.. .

О

ь—V-

10

W%

О 100 200 ' 300 В°Р

Рис.3. Експериментальна градуювальна характеристика сорбц!й-ного тепловологомХра для кварцевого пХску з се'кцХями : 1-!з гХпсу; 2-1з целюлози.

0/Û

0,10

0,05

-1 я 100 Ьг/М-К 200 700 8DD . 9°И /

■ Л 6ovV/ / /./40* . V/ юс

8 /

■

-10 20 2,0 ---í-1-1--1 ... .'

i

3

Рис.4. Тешюпров1дн1сть пЬюпласту ППУ.

1,0

0,5

0

-4-

1D0 20D 7 OD

m В°М

CÇ 1 2 3 ¿J U КГ/kg

о И fx 2D°C

О 10 20 WJ6 30

Рис.5. 00'емна тешюбмн1сть п1нолласту ППУ.

Рис,6.6. Розпод1л параметр1в по колу 1золяцП в промисловом.у oö'sktI.

SUMMARY

Gluzdan AA. Devices for measuring of heat and mass transfer parameters in pipelines isolation.

Thesis manuscript for a degree of candidate of technical sciences on speciality 05.11.04 - Devices and methods for heat transfer parameters. Institute of engineering thermophysics, national academy of sciences of Ukraine, Kiev, 1996.

9 scientific works and 5 author's certificate are defended. They contain theoretical grounds of methods for measuring basic parameters of heat and mass transfer in pipelines isolation with means of heatfluxmetry, so as results of experimental works and metrological provision of devices that parameters. It was ascertained, that heatflow density in curved temperature fields may be measured with flat devices. It was worked out two constructions of heat and water flux meters. Laboratory and industry improving of new devices were realized, information of effectivity heat devices is given.

АННОТАЦИЯ

Глуздань A.A. Датчики параметров тепломассообмена в изоляции трубопроводов.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.04 - приборы и методы измерения тепловых величин. Институт технической теплофизики НАН Украины, Киев, 1996.

Защищается 9 научных работ и 5 авторских свидетельств, которые содержат теоретическое обоснование метода измерения основных параметров тепломассопереноса в изоляции трубопроводов теплометрическими средствами, а также результаты экспериментальной разработки и метрологического обеспечения датчиков этих параметров. Установлено, что плотность теплового потока в криволинейных температурных полях можно измерять плоскими тепломерами, разработаны две конструкции тепловлагомеров. Осуществлено лабораторное и промышленное внедрение новых приборов, приводятся данные об их эффективности.

Ключов1 слова: тепломасоперенос, давач, ¡золяц!я, волопсть градуювання.