PROJEKT I BUDOWA STANOWISKA DO WYZNACZANIA WSPÓŁCZYNNIKA PRZEWODZENIA CIEPŁA OTULIN IZOLACYJNYCH

Celem pracy był projekt i budowa laboratoryjnego stanowiska pomiarowego do wyznaczania współczynnika przewodzenia ciepła otulin izolacyjnych o pierścieniowym polu przekroju poprzecznego i określonej długości. Jest to szczególnie istotne zagadnienie w przypadku rurociągów ciepłowniczych, gdzie izolacja cieplna odgrywa znaczącą rolę przy poprawnej pracy instalacji. Pomiar współczynnika przewodzenia ciepła otulin izolacyjnych na zbudowanym stanowisku badawczym bazuje na metodzie rurowej, która polega na rozwiązaniu równania różniczkowego ustalonego przewodzenia ciepła w przegrodzie walcowej o nieskończonej długości. Stanowisko zostało wyposażone w dwie sekcje pomiarowe, na których możliwy jest jednoczesny pomiar dwóch różnych próbek badanych izolacji. Wykonano wstępne pomiary cieplne różnych materiałów izolacyjnych na każdej sekcji osobno oraz na obydwu sekcjach uruchomionych jednocześnie. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów była możliwa weryfikacja poprawności budowy i działania stanowiska pomiarowego, jak również walidacja zastosowanej metody pomiarowej. Wykonano również pomiary temperatury za pomocą kamery termowizyjnej, dzięki czemu możliwe było ustalenie rozkładu temperatur na sekcjach pomiarowych. Otrzymane wartości współczynnika przewodzenia ciepła badanych materiałów izolacyjnych porównano z wartościami katalogowymi tych materiałów oraz dokonano analizy możliwych rozbieżności wyników.

Pełny tekst (pdf)

1. Furmański P., Wiśniewski T.S., Banaszek J., Izolacje cieplne. Mechanizmy wymiany ciepła, właściwości cieplne i ich pomiary, Instytut Techniki Cieplnej, Politechnika Warszawska, Warszawa 2006.
2. Górzyński J., Przemysłowe izolacje cieplne, wyd. Sorus, Poznań 1996.
3. Tychanicz-Kwiecień M., Wilk J., Gil P., Review of High Temperature Thermal Insulation Materials, Journal of Thermophysics and Heat Transfer 33(11):1-13 August 2018.
4. Kulesza J. i in., Pomiary cieplne – część I: podstawowe pomiary cieplne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 2001.
5. Wulf R., Barth G., Gross U., Intercomparison of Insulation Thermal Conductivities Measured by Various Methods, International Journal of Thermophysics (2007) 28:1679-1692.
6. Yüksel N., The Review of Some Commonly Used Methods and Techniques to Measure the Thermal Conductivity of Insulation Materials, Insulation Materials in Context of Sustainability (2016).
7. Zehendner H., Thermal Conductivity of Thermal Insulation Materials on Pipes, Journal of Thermal Insulation, Vol. 7, July 1983.
8. Cremaschi L., Shanshan C., Worthington K., Ghajar A.J., 2012. Measurements of Pipe Insulation Thermal Conductivity at Below Ambient Temperatures Part I: Experimental Methodology and Dry Tests. ASHRAE Transactions. 118(1):1061-1076.
9. Carlson J.D., Bhardwaj R., Phelan P.E., Kaloush K.E., Golden J.S., Determining Thermal Conductivity of Paving Materials Using Cylindrical Sample Geometry, Journal of Materials in Civil Engineering 2010.22:186-195.
10. Iyengar A.S., Abramson A.R., Comparative Radial Heat Flow Method foe Thermal conductivity Measurement of Liquids, Journal of Heat Transfer June 2009, Vol. 131/064502-1.
11. Flynn D.R., A Radial-Flow Apparatus for Determining the Thermal conductivity of Loose-Fill Insulations to High Temperatures, Journal of Research of the National Bureau of Standards-C. Engineering and Instrumentation, Vol. 67C, No. 2, April-June 1963.
12. Williams R.K., Radial Heat Flow Thermal Conductivity Apparatus for Measurements on Sulfide and Telluride Melts, The Review of Scientific Instruments, Vol. 39, No. 8 August 1968.
13. Fesmire J.E. et all, Apparatus and method for thermal performance testing of pipelines and piping systems, United States Patent US 6,715,914 B1, April 2004.
14. Wesołowski A., Urządzenia chłodnicze i kriogeniczne oraz ich pomiary cieplne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1980.