การศึกษาการวัดสมบัติทางความร้อนของวัสดุอาคาร

Measurement of Thermal Properties of Building Materials

Name: อภิญญา พวงนาค

Organization : มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี. คณะพลังงานและวัสดุ. สาขาวิชาเทคโนโลยีอุณหภาพ

Name: Apinya Puangnak

Organization : King Mongkut's University of Technology Thonburi. School of Energy and Materials. Thermal Technology

keyword: สมบัติทางความร้อน

; วัสดุอาคาร

; การวัด

; Periodic Stationary Method

; Thermal Properties

; Building Materials

; Measurement

Abstract: วิทยานิพนธ์นี้เป็นการศึกษาวิธีการวัดค่าสมบัติทางความร้อนของวัสดุอาคาร โดยมี จุดประสงค์หลักเพื่อศึกษาถึงวิธีการวัดค่าการแผ่กระจายความร้อนตามวิธี The Periodic Stationary Method โดยทำการศึกษาเปรียบเทียบกับค่าการแผ่กระจายความร้อนอ้างอิงที่ได้มาจากการ ทดสอบวัดค่าการนำความร้อนด้วยวิธี The Hot Wire Method ค่าความหนาแน่นที่ทำการทดสอบ ด้วยวิธี Specific Gravity และค่าความจุความร้อนจำเพาะจากเอกสารอ้างอิง จากการทดสอบเพื่อหาค่าการแผ่กระจายความร้อนอ้างอิงของวัสดุอาคารตัวอย่าง พบว่าค่าการนำความร้อนที่ได้จากการทดลองวัดจากเครื่อง Quick Thermal Conductivity Meter ซึ่งมีหลักการทำงานตามวิธี The Hot Wire Method มีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 0.6639 +-0.0112 W.m-1.K-1 ค่าความหนาแน่นที่ได้จากการทดสอบด้วยเครื่องวัดความถ่วงจำเพาะมีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 2033.06+-17.03 kg.m-3 ส่วนค่าความจุความร้อนจำเพาะที่ใช้อ้างอิงจาก 1993 ASHRAE Handbook มีสองค่าคือ ค่าความจุความร้อนจำเพาะของซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ (Portland clinker Cement) และค่าความจุความร้อนจำเพาะของคอนกรีต (Stone Concrete) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 670 J.kg-1.K-1 และ 653 J.kg-1.K-1 ตามลำดับ จากข้อมูลข้างต้นของการทดสอบทำให้ได้ ค่าการแผ่กระจายความร้อนอ้างอิงสองค่าด้วยกันคือ ค่าอ้างอิงที่ได้จากค่าความจุความร้อนจำเพาะ ของซีเมนต์ปอร์ตแลนด์มีค่าเท่ากับ 4.8742*10^-7 m2.s-1 และค่าอ้างอิงที่ได้มาจากค่าความจุความ ร้อนจำเพาะของคอนกรีตมีค่าเท่ากับ 5.0011*10^-7 m2.s-1 จากการทดสอบเพื่อหาค่าการแผ่กระจายความร้อนของวัสดุอาคารตัวอย่างตามวิธี The Periodic Stationary Method พบว่าชิ้นทดสอบที่มีความหนา 1.5 เซนติเมตร เมื่อ คำนวณโดยใช้ข้อมูลที่ได้จากเครื่องบันทึกอุณหภูมิโดยตรงได้ค่าการแย่กระจายความร้อนที่เกิด จากอัตราส่วนของแอมปลิจูดมีค่าเฉลี่ยเท่ากับ 1.5695+-0.1834*10^-6 m2.s-1 และค่าการ แผ่กระจายความร้อนที่ได้จากเฟสที่เปลี่ยนไปเท่ากับ 4.3953+-0.1119*10^-7 m2.s-1 ส่วนการ ทดสอบตัวอย่างชิ้นทดสอบที่มีความหนา 2 เซนติเมตร ได้ค่าการแผ่การะจายความร้อนเฉลี่ยที่เกิด จากอัตรส่วนของแอมปลิจูดของคลื่นอุณหภูมิเท่ากับ 1.0687+-0.1667*10^-6 m2.s-1 ค่าการ แผ่กระจายความร้อนที่ได้จากเฟสที่เปลี่ยนไปเท่ากับ 5.0304+-1.0120*10^-7 m2.s-1 และเมื่อคำนวณ โดยใช้ขนาดของคลื่นอุณหภูมิที่ได้จากการสร้างกราฟพบว่าขิ้นทดสอบตัวอย่างที่มีความหนา 1.5 เซนติเมตร ได้ค่าการแผ่กระจายความร้อนเฉลี่ยที่เกิดจากอัตราส่วนของแอมปลิจูดของคลื่น อุณหภูมิเท่ากับ 1.3953+-0.0381*10^-6 m2.s-1 ส่วนค่าการแผ่กระจายความร้อนที่ได้จากเฟสที่ เปลี่ยนไปเท่ากับ 5.2931+-0.3569*10^-7 m2.s-1 และตัวอย่างชิ้นทดสอบที่มีความหนา 2.0 เซนติเมตร ได้ค่าการแผ่กระจายความร้อนเฉลี่ยที่เกิดจากอัตราส่วนของแอมปลิจูด ของคลื่นอุณหภูมิ และค่าการแผ่กระจายความร้อนที่ได้จากเฟสที่เปลี่ยนไปเท่ากับ 1.1860+-0.0667*10^-6 m2.s-1 และ 6.0586+-1.2999*10^-7 m2.s-1 ตามลำดับ ซึ่งจากผลของ การทดสอบที่ได้เมื่อทำการเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงพบว่ามีค่าความแตกต่างน้อยมากโดยเฉพาะค่า ที่คำนวณจากเฟสที่เปลี่ยนไป ซึ่งถือได้ว่าหลักการทำงานของอุปกรณ์และเงื่อนไขในการศึกษา วิจัยครั้งนี้สามารถนำมาใช้หาค่าการแผ่กระจายความร้อนของวัสดุอาคารตามแบบอย่างของวิธี The Periodic Stationary Methad ได้เป็นอย่างดี

Abstract: This study is on how to measure thermal properties of building materials. The main objective concerns the measurement of thermal diffusivity by the Periodic Stationary Method. The validation of measurement was made by comparing the results obtained by that method to a reference value which was evaluated by the thermal conductivity, measured by the Hot Wire Method, and the density, obtained following the specific gravity method, and specific heat, quoted from Literature. The sample of building materials under consideration was made by TPI cement. Its thermal conductivity derived from a Quick Thermal Conductivity Meter which works on the Hot Wire Method is 0.66394± 0.0112 W.m-I.K-1 , while the density obtained from the Specific Gravity is 2033.06± 17.03 kg.m-J • The specific heat values estimated based on ASHRAE handbook 1993 of portland cement (clinker) and concrete (stone) it yields 670 J.kg-'.K-' and 653 J. kg-I. K-1 respectively. Based on these results, the amounts of reference thermal diffusivity of the cement sample are 4.8742x 10-7 and 5.0011x 10-7m2 .S-I, respectively. Two tests for measuring the thermal diffusivity of the TPI concrete by the Periodic Stationary Method were made by considering two thickness : 1.5 and 2.0 cm. In each case, the thermal diffusivity was estimated based on amplitude ratio and phase change. Determination was made, graphicals by using the recorded thermograms, and theoretically, based on resulting sine wave. It was found that for 1.5 cm thickness the thermal diffusivity derived from the amplitude ratio is at 1.5695±O.1834x10-6 m2 s-1 and that obtained from the phase change is at 4.3953± O.1l19x 10-7m2 S-l. For the sample of 2.0 cm thickness, the thermal diffusivity derived from the amplitude ratio and from the phase change are 1.0687±O.1667x10-6 m2 s-1 and 5.0304± l.0120x10-7 m2 S-l respectively. Based on the thermal sine wave obtained by graph plotting reveals that the 1.5 cm thick materials has thermal diffusivity measured by the amplitude ratio and the phase change of 1.3953±O.0381x10-6 m2 s-1 and 5.2931 ± O.3569x 10-7 m2 S-l respectively. Two centimeter thick materials has thermal diffusivity of 1.1860± O.0667x 10-6 m2 S-I and 6.0586± 1.2999x 10-7 m2 S-I respectively. After comparing with the reference value, the difference is minimal, especially when thermal diffusivity was estimated based on phase change. Therefore it can be claimed that working logic of the equipment and the conditions set in the research can be applied to obtain thermal diffusivity of building materials which based the Periodic Stationary Method. Improvement of the sine wave and recording temperature have to be made for more accuracy of the results, as well as measure of the specific heat value of the sample.

มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: info.lib@mail.kmutt.ac.th

Name: จงจิตร์ หิรัญลาภ

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Name: ศิริชัย เทพา

Role: อาจารย์ที่ปรึกษา

Created: 2540

Modified: 2554-12-05

Issued: 2551-12-22

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

text/plain

ISBN: 9746241184

CallNumber: TT21

tha

DegreeName: วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: เทคโนโลยีอุณหภาพ

Grantor: มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

©copyrights มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าธนบุรี

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	TT21.pdf	2.12 MB	118	2023-01-28 10:21:44
2	TT21ab.pdf	41.05 KB	38	2020-12-22 19:57:46
3	TT21abth.txt	3.15 KB	32	2020-12-22 19:57:59
4	TT21aben.txt	3.05 KB	23	2020-12-22 19:58:17

ใช้เวลา

0.033001 วินาที