Читать онлайн «Методы и системы неразрушающего контроля теплозащитных свойств строительных материалов и изделий. Научное издание»

В. Н. ЧЕРНЫШОВ, В. Г. ОДНОЛЬКО, А. В. ЧЕРНЫШОВ МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ТЕПЛОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Москва, 2012 1 УДК 681. 5. 017:536. 2. 083 ББК Н300. 63-1с Ч497 Р ецензенты: Доктор технических наук, профессор Военного учебно-научного центра военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия им. проф. Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина" П. А. Федюнин Доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО "ТГТУ" А. А. Чуриков Ч497 Чернышов В. Н. , Однолько В. Г. , Чернышов А. В. Методы и системы неразрушающего контроля теплоза- щитных свойств строительных материалов и изделий. – М. : Издательский дом "Спектр", 2012. – 200 с. – 400 экз. ISBN 978-5-4442-0015-5. Посвящена разработке методов и микропроцессорных измеритель- ных систем неразрушающего контроля теплофизических свойств строи- тельных материалов и готовых изделий. Представлены физико- математические модели температурных полей в исследуемых объектах при контактном и бесконтактном тепловом воздействии от источников тепла различной геометрической формы, адекватно описывающие теп- ловые процессы в контролируемых материалах и изделиях. Предложены методики комплексного определения теплофизических характеристик строительных материалов и изделий методом неразрушающего контро- ля. Особое внимание уделено новым контактным и бесконтактным мето- дам неразрушающего контроля теплозащитных свойств и технической диагностике многослойных строительных конструкций и изделий. Пред- ставлены оригинальные микроволновые методы неразрушающего кон- троля теплозащитных свойств строительных материалов и изделий, использующие для нагрева энергию СВЧ-излучения. Приведен анализ погрешностей результатов измерений разработанных методов и реали- зующих их измерительных систем. Предназначена для научных, инженерно-технических работни- ков, преподавателей вузов, аспирантов, студентов. УДК 681. 5. 017:536. 2. 083 ББК Н300. 63-1с ISBN 978-5-4442-0015-5  Чернышов В. Н. , Однолько В. Г. , Чернышов А. В. , 2012 2  УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ T, t – текущая температура по шкале Кельвина (К) и Цельсия (°С) T (0; τ); Tц – температура центра тела T (R; τ); Tп – температура поверхности тела T0 – начальная температура тела Tc – температура окружающей среды T* – стационарная температура ϑ = (T − T0) – избыточная температура θ = T/T0 – безразмерная относительная температура х, y, z – текущие координаты τ – время, с R, h – толщина исследуемого образца, м l − линейный размер, м u − периметр сечения образца, м f − сечение образца, м2 ξ – фактор формы исследуемого образца q − плотность теплового потока, Вт/м2 ρ – плотность материала, кг/м3 (сρ) − объемная теплоемкость материала, Дж/(м3·К) а – коэффициент температуропроводности, м2/с λ – коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) α – коэффициент конвективного теплообмена, Вт/(м2·К) εп – приведенная степень черноты системы νж − коэффициент кинематической вязкости жидкости, м2/с µn – характеристические числа σ0 = 5,67⋅10−8 – константа излучения абсолютно черного тела, Вт/(м2·К4) aτ Fо = – число Фурье (безразмерное время), выражает соотно- R2 шение между темпом изменения условий в окружающей среде и темпом перестройки температурного поля внутри тела 3  λR Bi = – число Био, отношение внутреннего термического α сопротивления теплопроводности к внешнему термиче- скому сопротивлению теплоотдачи ε σ 0Tc3 R Ki = n – радиационное число Кирпичева, определяет отноше- λ ние количества энергии, переданного излучением, к количеству энергии, переданному теплопроводностью ∆λ∗j , ∆a∗j – абсолютные погрешности результатов измерений коэффициентов тепло- и температуропроводности M[⋅] – математическое ожидание σ[⋅] – среднеквадратическое отклонение (СКО) V – скорость, м/с Тп – термопара Тq – датчик теплового потока ИИС – информационно-измерительная система ИК – инфракрасный ТФC – теплофизические свойства ТФХ – теплофизические характеристики НК – неразрушающий контроль ТНК – тепловой неразрушающий контроль ПИП – первичный измерительный преобразователь Пр – процессор СК – специальный контроллер ПЗУ – постоянное запоминающее устройство ОЗУ – оперативное запоминающее устройство ДА – дешифратор адреса АВВ – адаптер ввода-вывода АЦП – аналого-цифровой преобразователь ЦАП – цифро-аналоговый преобразователь НПУ – нормирующий прецизионный усилитель СПК – специальный прецизионный коммутатор ЦИ – цифровой индикатор ИСН – источник стабилизированного напряжения ТГ – тактовый генератор ИГ – измерительная головка 4  ВВЕДЕНИЕ В промышленности и строительстве все больший удельный вес приобретают синтезированные материалы, которые по своим техноло- гическим и эксплуатационным параметрам имеют преимущества перед естественными материалами.