ГОСТЫ. Росийсике ГОСТЫ и руководящие документы

Породы горные. Метод определения коэффициента теплопроводности

Настоящий стандарт распространяется па твердые горные породы и устанавливает эталонный мегод определения коэффициента теплопроводности для расчстон процессов теплового и термомеханического разрушения горных пород, их теплоизоляционных свойств, режимов вентиляции горных выработок и сушки горной массы в процессах рудоподготовкн.
Метод основан на равенстве количества тепла, проходящего через исследуемую породу и эталон при идентичности геометрических размеров в направлении прохождения тепла в стационарном режиме.
Стандарт не распространяется на рыхлые и связные горные породы.
I. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Коэффициент теплопроводности следует измерять в интервале температур от 30 до 50°С при нормальных внешних условиях: относительная влажность воздуха 65%, темиература окружающей среды 20 °С, атмосферное давление 1013 Па.
1,2- В качестве эталона выбирают кварцевое стекло марки КВ по ГОСТ 15130-69.

2 МЕТОД ОТБОРА ПРОБ

2.1. Отбор и хранение проб горных пород—но ГОСТ 21153.0—75.

2.2. Образцы для испытаний и эталон должны быть изготовлены в виде плоскопдраллельных дисков диаметром от 40 до 50 мм и тол шиной от 4 до 5 мч нлч квадратов со стороной от 40 до 50 мм н толщиной от 4 до 5 мм для мелко- и срсднезернистых горных пород.
2.3. Для крупнозернистых горных пород толщина испытываемых образцов должна превышать средний размер зерна в два риза, однако во всех случаях отношение диаметра образна к его толщине должно быть не менее 8: 10.
2.4. Поверхность образцов должна быть ровной, гладкой, без трешип, вмятин, царапин, посторонних включений н прочих дефектов.
2.5. Толщина образца должна определяться как среднее арифметическое результатов измерений не менее чем в пяти точках, равномерно расположенных по ого поверхности. Каждое из измеренных значений тащимы не далжио отличаться от среднего арифметического более чем па 2%-
2.6. Испытываемые образны должны быть воздушно-сухого состояния и их массовая влажность не должка превышать 2—4 %. При испытании породы с большей влажностью следует указывать их влажность.

3. ОБОРУДОВАНИЕ

3.1. Для проведения испытания применяют:
установку, собранную по схеме, приведенной на чертеже;

термостат воздушный типа ТС-15 — 3;
микровольтметр с классом точности не Солее 0,1;
термопары хромсльйлюмелсвые дифференциальпые (хромеле-вый провод по ГОСТ 1790—77, а люмелеоый провод по ГОСТ 1790—77), диаметр проволоки не должен быть более 0,3 мм;
штангенциркуль по ГОСТ 166—80 с погрешностью измерении не более 0.1 мм;*
сверло диаметром 1,5 мм по ГОСТ 10902—77;
нагреватель н калориметр, представляющие собой цилиндры
диаметром 90 мм и высотой 90 мм из алюминия марки В51 или В59;
соломку керамическую лвухкаиальную диаметром 1,5 мм: прокладку плоскопараллельную толщиной 2,0 мм с поперечными размерами, равными соответствующим размерам выбранных исследуемого н эталонного образцов, из технической меди марок МО и М1 по ГОСТ 859—78.

4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

4.1. Нормализацию и кондиционирование используемых образцов проводят для достижения ими воздушно-сухого состоянии; для этого образцы высушивают в термостате до постоянной массы при температуре 105—110Х, охлаждают в эксикаторе и выдерживают в воздушной среде с влажностью 40—60 % в течение 24 ч.

4.2. Для сохранения ненарушсиности эталона и образца при размещении спая дифференциальной термопары между ними помещают тонкую медную прокладку толщиной 2,0 мм.
4.3. В нагревателе, калориметре и медпой прокладке для установки спаев дифференциальных термопар выснерлнвают отверстия диаметром 1,5 мм и глубиной в половину их поперечных размеров на минимальном расстоянии от рабочих поверхностей, контактирующих с образцом и эталоном.
4.4. Дифференциальные термопары монтируют в двухканаль-ную соломку для исключения теплообмена между проводами термопар и окружающей средой.
4.5. Для создания теплового потока через неследуемый образец н эталон используют теплосодержание нагревателя, представляющего собой массивный алюминиевый цилиндр, который предвари* тельно помещают в термостат и нагревают в нем в течение I ч до 60—80 "С
4.6. Для улучшения теплового контакта в системе калориметр-образец-лроклалка-эталои-нагреватель на контактирующие поверхности наносят графитовый порошок но ГОСТ 8295—73.

5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1. Толщину эталона н исследуемого образца измеряют с погрешностью не более 0.1 мм.
5.2. Нагреватель извлекают из термостата и помещают его в теплоизоляционный экран.
5.3- Установку собирают в следующем порядке: на нагреватель в центре помещают эталонный образец, затем медную прокладку, исследуемый образец и сверху устанавливают калориметр, находящийся при температуре окружающей среды.
5.4. Жестко устанавливают в высверленных отверстиях нагревателя, медной прокладки и калориметра две дифференциальные термопары, измеряющие разность температур между нагревателем н медной прокладкой и калориметром.
5.5. Соединяют дифференциальные термопары через переключатель с микровольтметром. Вследствие разности температур между нагревателем н калориметром образуется тепловой поток, проходящий через систему нагреватель-эталон-прокладка-образец-калоримет.р. Ввиду большой массы, а следовательно, значительной полной теплоемкости нагревателя и калориметра их температуру в течение опыта следует считать постоянной.
5.6. Включают в сеть микровольтметр.
5.7. В дальнейшем с помощью микровольтметра отмечают момент, когда показания обеих термопар становятся постоянными, что соответствует установлению стационарного теплового режима,
5.8. Фиксируют показания обеих термопар.