ГОСТ 31924—2011
Приложение ДА
(справочное)
Моделирование эффекта толщины
В настоящем приложении приведено описание процесса теплопереноса через однородные теплоизоляци
онные материалы низкой плотности как основы для получения уравнений интерполяции, применяемых при про
гнозировании эффекта толщины путем интерполирования.
График зависимостиd) термического сопротивления образца R от его толщины d для всех однородных
теплоизоляционных материалов представлен на рисункеДА.1. Термическое сопротивления образца Raпри толщи
не. равной нулю, полученное экстраполированием прямолинейного участка графика (непрерывная полужирная
прямая линия), зависит от свойств материала и условий испытания, например от излучательной способности ра
бочих поверхностей плит прибора, контактирующих с лицевыми гранями образца в процессе испытания.
Угол наклона прямолинейного участка графика зависимости термического сопротивления образца материа
ла от его толщины R{d) является истинной технической характеристикой материала. При d >d, отношение при
ращения толщины образца Ad к соответствующему приращению его термического сопротивления AR (AdfAR)
называют коэффициентом теплопропускания материала.
На приборах с горячей охранной зоной или приборах, оснащенных тепломером, измеряют термическое со
противление образца R. Если толщина образца d измерена, то может быть вычислено значение коэффициента
теплопередачи J по формуле J = d/R. Коэффициент теплопередачи может быть представлен как измеренная, эк
вивалентная или эффективная теплопроводность образца. Для теплоизоляционных материалов низкой плотности
коэффициент теплопередачи J зависит от коэффициента ослабления радиационного теплопереноса, теплопрово
дности газа в порах, теплопроводности матрицы материала и воздухопроницаемости материала, от условий ис
пытаний и характеристик образца: толщины, средней температуры, разности температур лицевых граней образца в
процессе испытания и излучательной способности рабочих поверхностей плит прибора, контактирующих с лице
выми гранями образца при испытании. Если толщина образца достаточно велика, то коэффициент теплопередачи не
зависит от толщины образца и излучательной способности рабочих поверхностей плит прибора, контактирую щих
с лицевыми гранями образца в процессе испытания, т.е. является свойством материала, называемым коэф
фициентом теплопропускания материала.
П р и м е ч а н и е — Если различные материалы имеют одинаковые коэффициент теплопропускания, коэф
фициент ослабления радиационного теплопереноса, теплопроводность газа в порах и теплопроводность матрицы, то
значение толщины d ,. при котором начинается прямолинейный участок графика зависимости термического со
противления образца материала от его толщины /?(d), для пенопластов должно быть больше, чем для минерало
ватных изделий, вследствие различного механизма ослабления радиационного теплопереноса через эти материа
лы. Поэтомудля пенопластов чаще, чем для минераловатных изделий, значение толщины d, может быть больше
фактической толщины образца.
Термическое сопротивление R и коэффициент теплопропускания к, плоского образца материала низкой
плотности могут быть описаны следующими уравнениями:
Ц10.3ЦСЯ
U ),
М
IM
D
I,
d— толщина образца, м;
к,— коэффициент теплопропускания материала. Вт/(м К);
км — кондукционная составляющая теплопроводности материала, значение которой определяеся совмест
ным кондукционным теплопереносом через газ в порах и матрицу материала. Вг/(мК):
к, — радиационная составляющая теплопроводности материала, Вт/(м К).
R = R^ +d f.(:
(ДА.1)
=
f -C<3 + К <
(ДА. 2)
24