Измеритель теплопроводности
Метод зонда на мёрзлых и талых образцах.
Диапазон: 0,03–2,0 Вт/(м·К)Погрешность: ±5 %
Комплекс 04
Теплофизические испытания грунтов
Теплопроводность мёрзлых и талых грунтов, объёмная теплоёмкость, температура начала замерзания. Исходные данные для теплотехнического расчёта основания, прогноза ореола оттаивания под зданием и подбора сезонно-охлаждающих устройств.
Что определяем
| Показатель | Документ на метод | Применение |
|---|---|---|
| Коэффициент теплопроводности мёрзлого грунта | ГОСТ 26263-84 | Теплотехнический расчёт основания |
| Коэффициент теплопроводности грунта в талом состоянии | ГОСТ 26263-84метод зонда | Прогноз ореола оттаивания |
| Объёмная теплоёмкость мёрзлого и талого грунта | СП 25.13330.2020прил. Б | Расчёт глубины сезонного оттаивания |
| Температура начала замерзания грунта | СП 25.13330.2020прил. Б | Граница мёрзлого и талого состояния |
| Суммарная влажность и льдистость как исходные данные | ГОСТ 5180-2015 | Входят в расчёт теплофизических характеристик |
| Плотность сухого грунта и степень засолённости | ГОСТ 5180-2015 | Влияют на теплоёмкость и температуру замерзания |
Теплоёмкость и температура начала замерзания получаются расчётом по измеренным влажности, плотности и засолённости: отдельной испытательной методики на них нет, и лаборатория, которая заявляет их как прямое измерение, лукавит.
Практическое
Требования к образцам
Теплофизика чувствительнее остальных комплексов к состоянию образца: один цикл оттаивания и обратного замерзания меняет структуру льда, а вместе с ней и теплопроводность — необратимо.
Образцы
Ненарушенного сложения, диаметр не менее 90 мм, высота не менее 100 мм. Криогенная текстура должна сохраниться: по ней подбирается схема измерения.
Мёрзлое состояние
Без промежуточного оттаивания на всём пути от скважины до камеры. Подтаявший и заново замёрзший образец даёт другую теплопроводность, и это не лечится выдержкой.
Температурный режим
Укажите проектные температуры, при которых нужны значения. Теплопроводность определяется на ступенях, а не одной цифрой: от −10 °C до −1 °C она меняется заметно.
Исходные данные
Влажность, плотность и засолённость нужны для расчёта теплоёмкости и температуры начала замерзания. Если их не заказывали отдельно, добавим в комплекс.
Оборудование для этих испытаний
Криостат
Выход на заданную температурную ступень и её удержание.
Диапазон: от −30 до +30 °CСтабильность: ±0,1 °C
Низкотемпературная камера
Хранение образцов и длительная выдержка перед измерением.
Объём: 800 лРежим: от −35 до 0 °C
Как проходит испытание
01
Приёмка и осмотр
Проверка температуры образца при передаче, сохранности криогенной текстуры, маркировки и сопроводительных документов.
1 рабочий день02
Подготовка и выдержка
Выточка образцов заданной геометрии при отрицательной температуре, установка зондов, выдержка до выравнивания температуры по объёму образца.
2–3 рабочих дня03
Измерения на температурных ступенях
Определение теплопроводности на каждой заданной ступени с полной выдержкой между ними. Основное время комплекса уходит именно на выдержку, а не на само измерение.
4–10 рабочих дней04
Обработка и протокол
Расчёт теплоёмкости и температуры начала замерзания по измеренным характеристикам, оформление протокола со ссылками на методики.
2 рабочих дняПолный цикл по комплексу — от 9 до 16 рабочих дней и зависит от числа температурных ступеней в задании.
Для каких задач нужны
Теплотехнический расчёт основания
Прогноз ореола оттаивания под зданием и коммуникациями
Термостабилизация грунтов
Подбор и проверка эффективности сезонно-охлаждающих устройств
Мониторинг температурного режима
Сопоставление расчёта с наблюдениями по термоскважинам
Вопросы по комплексу
Почему теплопроводность даётся не одной цифрой?
Потому что она зависит от температуры, и в диапазоне от −10 °C до −1 °C зависимость заметная: у льда и незамёрзшей воды теплопроводность отличается почти в четыре раза. Мы определяем значения на тех ступенях, которые нужны для вашего расчёта, и приводим их таблицей.
Можно ли взять теплофизику из справочных таблиц?
Формально да — СП 25.13330.2020 даёт табличные значения. Но таблицы усреднены по типу грунта и влажности, а засолённые и сильнольдистые грунты Норильского района из них выпадают. Для ответственных объектов разница между таблицей и измерением доходит до полутора раз в глубине оттаивания.
Теплоёмкость вы измеряете или считаете?
Считаем — по измеренным влажности, плотности и засолённости. Отдельной испытательной методики на объёмную теплоёмкость грунта нет, расчёт ведётся по приложению Б СП 25.13330.2020. В протоколе это указано прямо.
Что будет, если образец подтаял в дороге?
Теплопроводность после цикла оттаивания и обратного замерзания не восстанавливается: лёд перекристаллизуется, шлиры перестраиваются. Такой образец мы примем и испытаем, но в протоколе будет оговорка, и в расчёт основания эти значения лучше не ставить.
Заказать испытание
Пришлите перечень показателей и количество образцов — рассчитаем стоимость и срок.