DD210988B1

DD210988B1 - METHOD FOR DETERMINING THE HEAT ACCURACY OF MOISTURIZED SUBSTANCES

Info

Publication number: DD210988B1
Application number: DD24423782A
Authority: DD
Inventors: Guenter Sehr
Original assignee: Bauakademie Ddr
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1982-10-25
Publication date: 1988-04-27
Also published as: DD210988A1

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an plattenförmigen Proben feuchter Stoffe mit Diffussions- und Sorptionsverhalten.The invention relates to a method for determining the thermal conductivity of plate-shaped samples of moist substances with diffusion and sorption behavior.

Characteristic of the known technical solutions

Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Stoffe wird mit stationären und instationären Methoden durchgeführt. Dabei werden die auftretenden Feuchtigkeits- und Wärmetransportvorgänge unterschiedlich berücksichtigt.The determination of the thermal conductivity of moist substances is carried out with stationary and transient methods. The occurring moisture and heat transfer processes are considered differently.

Der sich einstellenden inhomogenen Feuchtigkeitsverteilung (Schichten- bzw. Zonenbildung) bei der Messung an plattenförmigen Proben nach dem Einplattenverfahren versucht man durch schrittweise Verringerung des an der Probe anliegenden Temperaturgefälles zu begegnen. Die Erweiterung der Meßkurve auf das Temperaturgefälle At = 0 bei konstant gehaltener Kaltseitentemperatursoll die „wahre Wärmeleitfähigkeit" der feuchten Probe darstellen (Krischer, 0.; Rohnalter,The resulting inhomogeneous moisture distribution (layering or zone formation) in the measurement of plate-shaped samples by the single-plate method is attempted to be counteracted by a gradual reduction of the temperature gradient applied to the sample. The extension of the measurement curve to the temperature gradient At = 0 with the cold side temperature kept constant should represent the "true thermal conductivity" of the wet sample (Krischer, O .;

Bei der Messung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Baustoffe nach der Methode des regulären Wärmeregimes geht man davon aus, daß der Feuchtigkeitstransportvorgang das Ergebnis nur unbedeutend beeinflußt (Dimitri-Viloea, E.).In the measurement of the thermal conductivity of moist building materials by the method of the regular heat regime, it is assumed that the moisture transport process affects the result only insignificantly (Dimitri-Viloea, E.).

Die Anwendung instationärer Methoden zur Messung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Proben macht die Berücksichtigung des Stofftransportes erforderlich. Als Ausgangsgleichung dient die DiffusionsgleichungThe application of unsteady methods for measuring the thermal conductivity of wet samples requires the consideration of mass transfer. The equation of departure is the diffusion equation

ϋς = -D gradq (Radu, A.; Esdorn, H.)ϋς = -D gradq (Radu, A., Esdorn, H.)

Die Messungen mit den bekannten Methoden liefern stark voneinander abweichende Meßwerte. Diese Methoden sind aufgrund der ungenügenden Erfaßbarkeit der Feuchtigkeitstransportvorgänge nicht für die Messung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Stoffe geeignet.The measurements with the known methods provide strongly deviating measured values. These methods are not suitable for measuring the thermal conductivity of moist substances due to the insufficient comprehensibility of the moisture transport processes.

Object of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der exakten Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit feuchter Stoffe ohne die Einflüsse von Stofftransport und Zonenbildung sowie der einfachen Festlegung reproduzierbarer Meßbedingungen.The object of the invention is the exact determination of the thermal conductivity of moist substances without the effects of mass transfer and zoning as well as the simple determination of reproducible measurement conditions.

Essence of the invention

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, besteht in der direkten Messung von Größen, die einer Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit an plattenförmigen Proben feuchter Stoffe mit Diffusions- und Sorptionsverhalten zugrunde liegen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein diffusionsdicht abgeschlossener plattenförmiger Probekörper mit seinen großen Flächen in horizontaler Ebene zwischen zwei Temperierplatten mit Temperatur- und Wärmestrommessern angeordnet wird, in Meßabschnitten Temperaturen an den Temperierplatten so eingestellt werden, daß der Gradient des Temperaturgeldes entgegen der Schwerkraft gerichtet ist und die Mitteltemperatur des Probekörpers stets konstant gehalten wird. In jedem Meßabschnitt werden Temperaturdifferenzen und die Wärmeströme erfaßt, wobei zur Auswertung die Werte herangezogen werden, die im „stationären Zustand" der Wärme- und Feuchtigkeitsleitung anliegen. Mit dieser Temperaturdifferenz AT und dem Wärmestrom q wird bekannterweise der Wärmedämmwert R errechnet. Durch Vergleich der im stationären Zustand ermittelten Wärmedämmwerte ergibt sich ein minimaler Wärmedämmwert, aus dem die Wärmeleitfähigkeit des feuchten Probekörpers mit gleichmäßigem Feuchtegehalt nach Gleichung (1) berechnet wird.The technical problem to be solved by the invention is the direct measurement of quantities which are based on a determination of the thermal conductivity of plate-shaped samples of moist substances with diffusion and sorption behavior. According to the invention the object is achieved in that a diffusion-tight finished plate-shaped specimen is arranged with its large surfaces in a horizontal plane between two temperature plates with temperature and Wärmestrommessern, temperatures are set in the temperature control plates in Meßabschnitten so that the gradient of the temperature money directed against gravity is and the mean temperature of the specimen is always kept constant. In each measuring section, temperature differences and the heat flows are detected, whereby the values which are applied in the "steady state" of the heat and moisture line are used for the evaluation.This temperature difference ΔT and the heat flow q are known to calculate the thermal insulation value R. Stationary state determined thermal insulation results in a minimum thermal insulation value, from which the thermal conductivity of the moist specimen with uniform moisture content is calculated according to equation (1).

(D(D

λ = Wärmeleitfähigkeit D = Dicke der Probe R = Wärmedämmwertλ = thermal conductivity D = thickness of the sample R = thermal insulation value

Es wird also die durch die Wirkung der Schwerkraft verursachte Feuchtigkeitsverlagerung durch die Wirkung der Sorption des Probekörpers aufgehoben, wobei bei konstanter Feuchtigkeitsverteilung der Wärmedämmwert des Probekörpers ein Minimum annimmt.Thus, the moisture displacement caused by the action of gravity is canceled out by the effect of the sorption of the specimen, with a constant moisture distribution assuming a minimum thermal insulation value of the specimen.

Mit diesem Verfahren wird erstmals eine Beeinflussung der Meßgrößen durch Stofftransport und Zonenbildung der Feuchtigkeit ausgeschlossen, und damit kann die Wärmeleitfähigkeit feuchter Stoffe fehlerfrei ermittelt werden.For the first time, this method excludes an influence on the measured quantities by mass transfer and zoning of the moisture, and thus the thermal conductivity of moist substances can be determined without error.

embodiment

Die Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wurde an Gasbeton (q_tr = 621 кдгтГ³) mit 17Ma.-% Feuchte bei einer Mitteltemperatur von 32⁰C durchgeführt. Das Minimum des Wärmedämmwertes wurde bei einer Temperaturdifferenz von 0,9 K gemessen.The determination of the thermal conductivity by the method according to the invention was carried out on gas concrete (q _tr = 621 кдгтГ ³ ) with 17Ma .-% moisture at a mean temperature of 32 ⁰ C. The minimum of the thermal insulation value was measured at a temperature difference of 0.9 K.

At T₀ (Temperatur der oberen Seite) T_u Temperatur der unteren Seite) q D At T ₀ (temperature of the upper side) T _u temperature of the lower side) q D

0,9K 31,55°C 32,45°C 7,826Wm"² 0,0445m0,9K 31,55 ° C 32,45 ° C 7,826Wm " ² 0,0445m

Nach Gleichung (3) wird die Wärmeleitfähigkeit berechnet:According to equation (3), the thermal conductivity is calculated:

Claims

Claim:

A method for determining the thermal conductivity of moist substances in the stationary state, in which a diffusion-tight closed plate-shaped specimen is arranged with its large surfaces in a horizontal plane between two temperature plates with temperature and Wärmestrommessern, characterized in that at constantly constant mean temperature of the specimen and one of gravity opposing gradient of the temperature field between the Temperierplatten, set a temperature difference at these in successive measuring sections and the heat flow is registered and measured when reaching the steady state of the heat and moisture line this heat flow and this process is repeated with other temperature differences until a temperature difference results with a maximum heat flux, from which then the thermal insulation value or the thermal conductivity can be determined in a known manner.