Удельная теплоемкость труб

Также методики расчета описаны в ГОСТ 23250-78. Этот документ разработан специально для определения УТ для строительных материалов. Суть методов исследования образцов одинаковая, но для работы с материалами, помимо пластмасс, применим ГОСТ 23250-78.

Определение удельной теплоемкости

Для определения удельной теплоемкости в лабораторных условиях используется метод, основанный на измерении количества теплоты, полученной прибором от образца заданной массы, доведенным до определенной температуры. Суть методов расчета по ГОСТ заключается в измерении тепла, поглощаемого исследуемым объектом в процессе постоянного нагревания.

Удельная теплоемкость не является константой и зависит от массы и температуры нагревания или охлаждения вещества. Рассчитать ее можно по формуле:

, где

• С - удельная теплоёмкость,
• Q - количество тепла, принятое веществом при нагревании или отданное при охлаждении,
• m - масса нагревающегося либо охлаждаемого материала,
• ΔT - разница изначальной и итоговой температур (ΔT = t1 – t2).

Удельная теплоемкость труб различных материалов

Удельная теплоемкость труб различных материалов при проектировании водопроводов, систем отопления или обустройстве теплых полов важно учитывать показатель удельной теплоемкости, поскольку без него невозможно определить затраты энергии или тепла, требуемые для отопления, размеры теплопотерь. Для корректной эксплуатации систем следует руководствоваться положениями действующих нормативных документов СНиП 2.04.01-85 (обустройство водопровода и канализации), СП 40-102-2000 (о проектировании и монтаже трубопроводов из полипропилена), СП 40-107-2003 (о проектировании, монтаже и эксплуатации канализации из полипропиленовых труб).

Различные материалы, используемые для обустройства трубопроводов, демонстрируют различные показатели данной величины:

• Удельная теплоемкость стали – 0,468 Дж/(кг °С).
• Для полиэтилена показатель величины составляет 1,55 Дж/(кгoC).
• У полипропиленовых труб PPR PN10 и PN20 величина равна 1,73 Дж/(кг °С).
• Удельная теплоемкость PEX равна 2,3 Дж/(кг °С).
• Удельная теплоемкость полипропилена PPR при температуре 20 °С – 2 Дж/(кг °С) (согласно международному техническому регламенту и ГОСТ 23630).

При разработке системы трубопроводов следует учитывать, что кривая зависимости удельной теплоемкости от температуры для различных типов полипропилена отличается, поэтому производители рекомендуют использовать трубы идентичных материалов.

ГОСТы и сертификация для труб из термопластов

• Описание физико-механических свойств материалов – ГОСТ 32415-2013;
• Регламент определения УТ – ГОСТ 23630.1-79;
• Отдельный документ для определения УТ для стройматериалов – ГОСТ 23250-78;
• Смежный гост по определению температуры плавления пластика – ГОСТ 21553-76;
• Описание свойств и характеристик Полипропилена и сополимера пропилена – ГОСТ 26996-86;
• Определение УТ путем дифференциальной сканирующей калориметрии – ГОСТ Р 56754 от 2015 года;
• Международная сертификация – ISO 11357-4:2005.

Теплофизические свойства ППР

Молекулы полипропилена могут иметь разную структуру, отчего резко меняются теплофизические свойства полипропилена, а значит и изделий из него. Существует 2 наиболее часто используемых вида ППР: атактический и изотактический. Они сильно отличаются друг от друга в состоянии гранулы, в виде расплава и изделиях.

• Атактический ППР имеет каучукообразную структуру, температура плавления у него около 80 °C, плотность порядка 850 кг/м3;
• Изотактический ППР более применим для производства изделий, он обладает высокой молекулярной упругостью, прочностью, имеет более высокую плотность (910 кг/м3), а также повышенную температуру плавления (165-170 °C).

В связи с тем, что у разных видов полипропилена хаотично расположены молекулярные структуры, теплофизический свойства могут значительно отличаться у разных видов полипропиленов, в том числе, и их удельная теплоемкость. Изотактическому ППР свойственна простая формула изменения теплоемкости – она резко повышается при нагревании до 166 °C, после чего планомерно падает до стабильных 2,72 кДж/кг°С. В отрезке до 100 °C УТ растет линейно. По ГОСТ 26996-86 теплоемкость сополимеры пропилена и полипропилена одинакова, и составляет 1,93 кДж/кг·°С (при условии соблюдения температуры 20 °С).