温度范文10篇

时间:2023-03-23 20:49:33

温度

温度范文篇1

·知识与技能

1.知道温度的概念,能说出生活和自然环境中常见得温度值。能用温度术语描述生活中的“热”现象。

2.了解体温计的工作原理,熟悉使用温度计的过程,掌握它的使用方法,并学会摄氏温度的读法和写法。

3.知道温度的常用单位和国际单位制中的单位。

·过程与方法

养成使用仪器和探究其物理原理的好习惯,体验学会使用一种新仪器的愉悦心情。

·情感、态度与价值观

1.通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。

2.体会对温度进行准确测量的必要性,养成采集准确数据的好习惯。

3.培养学生的观察能力。

4.鼓励学生自己查找资料,培养学生自学的能力。

二、教学重、难点

1.重点

温度计的使用。

2.难点

温度计的使用。

三、教学方法

实验探究法、讲授法、讨论法、启发式教学法、阅读法。

四、教学器材

演示实验器材:各种温度计(各1支)、各种温度计挂图(各1副)、演示温度计(1支)、烧杯(3只),分别盛冷水、温水、开水。

学生实验:烧杯(2只)盛半杯冷水,一杯热水、温度计(各1只)

辅助教学资源:多媒体或小黑板。

五、教学过程

引入新课

热现象是指与物体的冷热程度有关的物理现象,例如,大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。

我们生活中都用哪些词来形容物体的冷热程度。(学生思考探究)

在日常生活中我们常用冷、热、温、凉、烫等有限的形容词来形容物体的冷热程度。这样是否就能准确区分物体的冷热程度呢?

学生议论。

教师讲述:这样的形容非常的粗糙。如:开水和烧红的铁块都很烫,但它们烫的程度又有很大的区别(认同所研究的问题)。所以,在物理学中,为了准确地描述物体的冷热程度,我们引入了温度这一概念。用温度的数值比较准确区分物体冷热程度。

新课教学

一、温度与温度计

1.温度:表示物体的冷热程度。

在生活与生产中常用摄氏度(℃)作为温度的单位。

在科学研究中使用热力学温度,有关热力学的温度,请同学们阅读课文中“加油站”的内容。

2.单位:

①常用单位:摄氏度(℃)

②SI单位:开尔文(K)

3.热力学温度(T)与摄氏温度(t)的换算关系:T=273+t

教师讲述:温度与人类生活息息相关,如:地球平均气温的升高使人们看到环境的污染导致“温室效应”;“SARS”传播期间,发病的一个重要标志就是体温升高;许多食品、药品的保鲜、保质都要在一定的冷藏、冷冻温度范围内;气温的变化影响着人们的身体健康,农业生产、工业生产、科学研究的许多都要在一定温度环境下进行……因此,我们需要了解有关温度和温度测量的知识。

教师讲述:自然界中的物体,温度高低相差很悬殊。请大家读出图各种物体温度值,要求大家能说出生活中和自然环境中常见的温度值,并能用温度术语描述生活中的“热”现象。

说明:引导学生参与探讨,促进学生主动学习。

教师讲述:我们对于温度高低的判断往往用皮肤的感觉。现在请同学们来做个实验探究。三只烧杯中分别装有热水、温水和冷水,现请一位同学将左手食指伸入热水中,右手食指伸入冷水中,停留一段时间后,将两个食指同时放入温水中。

说明:一名同学上前面来操作,同学们认真观察,比较两手指的感觉,说明了什么?

教师讲述:凭感觉来判断物体的温度高低是不可靠的,要准确地判断就必须进行测量,要进行测量就要选择科学的测量工具—温度计。

二、测量工具──温度计

教师讲述:前面的学习中,我们已经使用温度计测量过温度。今天我们继续学习一些温度计的原理和使用方法。

教师出示常用温度计(实验室温度计、寒暑表、体温表)实物挂图让学生观察,并让用手捏住温度计使它升温,放手使之降温,引导同学们思考温度计的原理。

提问:温度计中液体上升和下降跟温度的变化有什么关系?为什么有这样的关系?

学生讨论、交流后并回答,老师给予适当的点评和引导。

学生意见统一后,教师予以概括总结并用板书。

1.液体温度计的工作原理:根据()液体的热胀冷缩原理制成的。

提问:前面我们已经观察过温度计的实物和挂图,都知道温度计上都标有刻度,你们知道温度计是怎样刻度的吗?

(引导学生找到温度计刻度的方法)

学生讨论、交流,教师作适当的启发:冰水混合物的温度为多少?一个标准大气压下沸水的温度为多少?

学生讨论后回答。

冰水混合物的温度为0℃,一个标准大气压下沸水的温度100℃。

讲述:摄氏温度就把冰水混合物的温度规定为0℃,一个标准大气压下沸水的温度规定为100℃。

教师进一步提出问:1℃如何刻度呢?

学生思考,讨论,形成正确的观点后汇报,在0℃到100℃之间分成100等份,每一份就是1℃。

教师板书

2.摄氏温度的规定

冰水混合物的温度规定为0℃,一个标准大气压下沸水的温度规定为100℃,在0℃到100℃之间分成100等份,每一份就是1℃。

教师向学生介绍桌上的温度计是常用的温度计,分别是实验室用的温度计、寒暑表、体温表。

教师让学生再仔细看一看桌上实验室用的温度计、寒暑表、体温计的量程有何不同,想想温度计中的液体有何不同。

(提示:常用温度计的测温物质应处于液态,才能正常使用。根据用途不同,实验室用的温度计、寒暑表、体温计的量程不同。参考值:实验室用的温度计:-20℃~110C;寒暑表:-20℃~50℃;体温计:35℃~42℃;固态汞熔点:-39℃;液态汞沸点:357℃;固态煤油熔点:低于-30℃;液态煤油沸点:150℃;固态酒精熔点:-117℃;液态酒精沸点:78℃。)

※工作液体的选择原则:一是液体存在的温度范围要宽,即凝固点要低,沸点要高;二是液体的膨胀系数要大;三是液体要纯净,不沾污玻璃,不侵润玻璃。

3.常用温度计的种类:

(1)实验室温度计

(2)寒暑表

(3)体温表

①特殊结构:缩口

教师讲述体温计盛水银的玻璃泡上方有一段做得非常细的缩口,测体温时水银膨胀能通过缩口回升到上面玻璃管里,读体温计时体温计离开人体,水银变冷收缩,水银柱来不及退回玻璃泡,就在缩口处断开,仍然指示原来的温度。所以体温计离开人体后还能表示人体的温度。要使已经升上去的水银再回到玻璃泡里,可以拿着体温计上端用力向下甩(不是体温计的普通温度计不能甩)。

②液体—水银量程:35℃~42℃分度值:0.1℃

体温度计的使用规则:

①不能用常用温度计直接测量火焰的温度,原因之一是火焰的温度超过了常用温度计的测量范围,另外火焰还可能使玻璃熔化或使温度计中的液体沸腾;

②寒暑表的测量范围的上限不会超过50℃,而沸腾的水面上,水蒸气的温度会达到近100℃,所以不能用寒暑表测量沸水及沸水面上的温度;

③测量液体温度时,如果温度计的玻璃泡没有放在液体的中间部分,而是靠在了容器的侧壁,而侧壁因液体与外界发生热传递,其温度会低于或高于液体平均温度,使测量不准确。容器的底部也会因为加热,温度高于中间部位的液体温度。所以,应该将温度计的玻璃泡放在液体的中间部位进行测量。

请同学们在综合第十一章有关温度计使用注意事项,总结如何正确使用常用温度计。教师予以适当的指导。

说明:组织学生分组讨论、交流,怎样正确使用温度计,正确的予以肯定。

学生意见统一后,教师予以概括总结并用投影出示。(小黑板展示)

4.液体温度计的正确使用

(1)使用温度计前:①选择量程合格的温度计,若待测温度高于温度计的最高温度,温度计会胀破;若待测温度低于温度计的最低温度,则测不出温度值。②认清温度计的分度值,以便测量时能准确读数。③确定零刻线。

(2)使用温度计时:①应将温度计的玻璃泡全部浸入被测液体中,不能碰到容器底和容器壁。②温度计的玻璃泡浸入待测液体中要稍候一会儿,待示数稳定后再读数。③读数时玻璃泡不能离开被测液体,否则示数会降低。同时,视线要与温度计中液柱的上表面相平,若斜视会产生误差。

学生实验:测出半杯冷水的温度,并不断向冷水中加热水后分别测出其温度的情况。

教师巡视并予以适当的指导。

教师讲述:温度计的种类很多,下面再向大家介绍几种温度计。

数字式温度计:根据物质导电性与温度的关系制成。感温元件将所测温度变化而发生变化,通过数字电路在液晶显示屏上显示温度值。

双金属片温度计:双金属温度计是由两种不同膨胀系数彼此牢固结合的金属作为感温组件的温度计。感温组件随温度变化而发生形变,其自由端带动指针旋转,从而测得被测介质的温度,并直接通过表盘显示。

彩色温度表:根据高温物体的颜色与温度的关系用对照的方法估测出物体的温度。

告诉学生除了书上介绍的温度温度计外,在生产和科研中用到的温度还有很多种,例如:

气体温度计(gasthermometer)利用气体在体积不变时压强随温度变化的规律,或压强不变时体积随温度变化的规律制成的温度计。前者称为定容温度计,后者称为定压温度计。常用的气体有氢、氦、氮、氖、氧和空气等。用接近理想气体的氢气(或氦气)制成的温度计精确度高,且测量范围较广,所以常用于精密测量。

辐射高温计(radiationpyrometer)利用高温物体的热辐射来测量其温度的一种高温测量仪器。这种温度计可以不直接和被测物体接触而在远距离测量,所以可以用来测量星体温度。辐射高温计实际测量范围约为500~1600℃。

光测高温计(opticalpyrometer)利用炽热物体发的光测量其温度的一种高温测量仪器。

课堂小结

巩固练习

1.温度是表示物体_____的物理量,生活与生产中温度的常用单位是_____。

2.常用温度计是利用液体的____的原理工作的,使用温度计测量液体的温度时,温度计的玻璃泡要全部浸入液体中,不要碰到_____;被测温度不要超过温度计的_______;读数时玻璃泡要继续留在被测液体中,视线与温度计中液柱上表面_____。

3.读出图中,2时、8时、14时、20时这四上时刻的气温

时_________℃

8时_________℃

14时________℃

20时________℃

4.用体温表测得某人的体温是38.5℃,用后没有甩过就又接着测第二个人,示数可能会怎么样?

布置作业

温度范文篇2

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

3温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;

改善约束条件的措施是:

(1)合理地分缝分块;

(2)避免基础过大起伏;

(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

4混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。

温度范文篇3

知识目标

1.知道温度表示物体的冷热程度.

2.知道温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定.

3.常识性了解摄氏温度和热力学温度的关系.

能力目标

通过观察和分析培养学生的观察能力和分析概括能力.

情感目标

培养学生使用物理仪器测量的良好习惯.

教学建议

本节是初中生接触热学的第一节课,只涉及了热学的最基本知识点.

教材首先介绍“温度”的概念,用实例阐明人类和温度的密切关系,确切知道温度很重要.然后通过一个小实验让学生进一步明白靠感觉的不可靠性,是不科学的.要树立使用工具得出正确结论的严谨科学态度.接着具体讲解了实验用温度计的原理、构造,着重介绍了体温计的的测量范围、最小刻度值、用水银的原理和它的特殊结构及特殊用法.介绍了计量温度的两个不同方法:摄氏温度的规定,具体摄氏温度的读法和专用符号的使用;热力学温度的规定,单位名称、专用符号以及这两种温度计量方法的关系.

在课本的引言部分学生已经明白物理是一门研究力、热、声、光、电等现象的自然科学.本节是研究热学的第一节内容,应该首先向学生交代本章讲的为热学的入门,是热学的基本知识.具体到本节可以从最常见的、比较了解的水的各种形态,不同冷热的水入手.让学生感觉一下水的冷热,提出感觉的不可靠性,进而说明使用仪器的准确性和科学性.过渡到温度计和温度的计量方法上.

强调摄氏温度、热力学温度的规定、正确读法、专用符号的使用以及它们二者之间的关系.

教学设计示例

温度计

课题

温度计

教学目标

1.知道温度表示物体的冷热程度

2.知道温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定

3.常识性了解摄氏温度和热力学温度的关系

教学重点

温度计的构造、原理以及摄氏温度的规定

教学难点

摄氏温度和热力学温度的关系

教学方法

讲授、实验

教具

玻璃杯、热水、冷水、实验用温度计、体温计、寒暑表、冰块

知识内容

教师活动

学生活动

一、复习引言部分

物理是研究力、热、声、光、电等现象的自然科学,

二、引入新课

指出温度跟人类生活的密切关系,温度的概念.引导学生发现感觉的不可靠,

三、实验用温度计

温度计原理:利用液体的热胀冷缩来测量温度.观察温度计的构造、测量范围及分度值.

四、摄氏温度

讲解摄氏温度的规定,每个分度值代表1摄氏度.摄氏温度的正确表示方法及正确读法

五、热力学温度

介绍宇宙温度的下限――绝对零度,以绝对零度为起点的温度计量方法叫热力学温度.

热力学温度和摄氏温度的关系

六、体温计

着重讲解体温计的原理、测量范围、最小刻度值、特殊结构及用法

七、小结

温度计原理和温度的计量方法

八、作业

P46—1、2、3

教师引导学生实验:去体验先后把手放在冷水热水以及温水中的不同感觉

教师出示实验用温度计,引导学生进行观察.

出示体温计,引导学生观察.示范用法并引导提问

自己得出结论:冷热只是相对概念,靠感觉根本区分不了温水的冷热程度

学生总结得出温度计构造、测量范围,并提问:C的意思和分度值代表什么?

观察细节,并提问

探究活动

【课题】

人类的“热”现象的探索和利用

【组织形式】

学生小组

【参考题材】

1.热力学发展的历史.

2.我国古代对热的认识.

3.温度计的类型和发展.

4.生活中的热现象.

【评价】

1.所查阅的资料.

温度范文篇4

1.练习正确使用温度计;

2.练习正确记录实验现象和数据;

3.培养学生的观察能力和实验能力;

4.培养学生实事求是的科学态度.

教学建议

教材分析

本节是在学生学习了《温度计》的基础上进行的一节学生参与的实验课,实验的目的主要是训练学生正确使用温度计.尽管在小学已学过温度计,这里仍需给予重视.

实验特点

(1)本实验的操作技术并不难,但是从向杯内倒入开水到杯内水的温度将至室温,水温是连续变化的.因此实验过程中测个环节的温度时,读数要快,否则,温度就要下降.

(2)温度计的玻璃壳易碎,初中学生活波好动,如果组织不好,易损坏仪器.

教法建议

1.实验的组织

课前要编好实验小组,每组以2~3人为宜.如果仪器不够,可以考虑分批进行,要让

每一个学生都亲自参与,受到教育,得到锻炼,有所提高.

2.实验过程

(1)准备阶段.让学生观察温度计,注意它的量程和分度值.量程就是温度计所能测量的最高温度和最低温度;分度值就是温度计上一个小格代表的值.教师要把测量温度的方法和注意事项告诉学生,并作示范.

(2)测温过程.先设计记录数据的表格:

热开水的温度:教室气温:

手指的感觉

估计温度℃

实测温度℃

(每1分钟记录一次温度值)

按如1图所示,把温度计悬挂在铁架台上,将被测的热水随烧杯放在下面.不要用手拿着温度计观察读数,以免读数时不准确,使误差偏大.

接下来按教材(人民教育出版社物理室、中国教育学会物理教学专业委员会编著的九年义务教育三年制初级中学教科书《物理》第一册48页)上的步骤,先记录教室气温,然后测出刚倒入杯内热水的温度,记录在上的表格上.

每隔一分钟记录一次水的温度,直至水温与教室的温度相同为止.

由于学生生活经验不足,估计温度和实测温度可能有较大差别.因此,本实验不能提出具体的误差要求,也不要批评.要保证学生实事求是地填写数据.

3.处理数据

建立一个平面直角坐标系,横轴代表时间,单位为min(分钟);

纵轴为温度,单位为℃.按照记录描点,然后用平滑的线把各个点连接起来,记录下水的温度随时间的变化.

教学设计方案

【课题】实验:用温度计测水的温度

【重点、难点解析】用温度计测开水的温度时,由于温度计开始时的示数与室温相同,温度计中的液体(测温物质)要从开水中吸收热量,使温度计的示数增加,当温度计的示数上升到最高不再上升时(稍停片刻开始下降),就是开水的温度。水的最低温度是温度计的示数不再下降时的温度,此时,与教室的温度相同。

【教学过程】

1.复习温度计的使用,示范测温操作

上课开始,通过提出具体问题,复习温度计的正确使用方法,然后教师进行测水温的示范操作。例如:

(1)下列测液体温度的示意图中,哪些是正确的?哪些是错误的?错在哪里?使用温度计还可能发生什么错误?(通过此问培养学生的发散思维)

参考答案:错误的有图A、图B、图C。图A玻璃泡碰了容器的壁;图B玻璃泡碰了容器的底;图C玻璃泡未全部浸入液体;图D正确。

使用温度计测液体温度读数时,温度计离开被测液体;不能用温度计做搅拌器搅拌液体。

(2)指出读温度计示数的正确方法是下列情况中的哪种情况?

正确方法是B。

2.实验:用温度计测水的温度

实验步骤:

(1)测出教室的温度,记在表头上。

(2)倒一杯热开水,用温度计测出它的温度,记在表各中。

(3)让开水冷却到你的手指可以插进去但还觉得烫的程度,估计这时水的温度,再用温度计实际测量。把这次及以后每次的估计值和实测值都记在表格里。

继续让水冷却,到手指伸进去觉得热的程度;到手指伸进区觉得不热的程度。每次都事先估计水的温度,然后用温度计实际测量。把每次测量的温度值计在表格里。

热开水的温度:教室气温:

手指的感觉

估计温度℃

实测温度℃

(每1分钟记录一次温度值)

3.处理数据,分析水的温度随时间的变化。

(1)横坐标轴每一格代表1分钟;

纵坐标轴每一格根据教室的温度和开水的温度选择合适的标度。

(2)把每一个时间对应的温度在

坐标系中描出各点;然后把各点用平滑的曲线连接起来。

4.结论:。

板书设计

探究活动

实验探究:温度

【课题】体验物体的温度

【组织形式】学生个人或活动小组

【活动流程】提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

【参考方案】体验一些温度的感觉(常温),查阅低温的资料,查阅高温的资料.

温度范文篇5

摘要通过多年的现场观察,通过查阅有关混凝土内部应力方面的专著,对混凝土温度裂缝产生的原因、现场混凝土温度的控制和预防裂缝的措施进行等进行阐述。

关键词混凝土温度应力裂缝控制

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施,小心谨慎,但裂缝仍然时有出现。究其原因,我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。

在大体积混凝土中,温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先,在施工中混凝土常常出现温度裂缝,影响到结构的整体性和耐久性。其次,在运转过程中,温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度,往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力,因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

(1)早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化,这一时期在混凝土内形成残余应力。

(2)中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

(3)晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

根据温度应力引起的原因可分为两类:

(1)自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

(2)约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。

要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下,需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰,计算温度应力时,必须考虑徐变的影响,具体计算这里就不再细述。

3温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

控制温度的措施如下:

(1)采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

(2)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

(3)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

(4)在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

(5)规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

(6)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构,在寒冷季节采取保温措施;

改善约束条件的措施是:

(1)合理地分缝分块;

(2)避免基础过大起伏;

(3)合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;

此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时,对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝,其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅,但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

(8)掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当,在有效防止水泥迅速水化放热基础上,避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

(9)掺外加剂混凝土和易性好,表面易摸平,形成微膜,减少水分蒸发,减少干燥收缩.

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能,我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究,比单纯的靠改善外部条件,可能会更加简捷、经济。

4混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

1)防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

2)防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

3)防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。

从理论上分析,新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失,从而推迟或防碍水泥的水化,表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期,在施工中应切实重视起来。

温度范文篇6

关键词:冬季供暖负荷计算室外计算温度

1引言

确定合理的室外计算温度,是冬季供暖系统负荷计算中的一个关键问题,也是长期以来未能得到合理解决的问题之一。众所周知,室外气象时刻变化着,如果选取最不利的气象条件(最冷天)去设计供暖系统,那么,一方面由于设备负荷计算偏大,造成散热器、供回水管道及锅炉等设备偏大;另一方面由于设备常处于低负荷运行状态,效率很低。反之,如果选取暖和日子的气象条件去设计供暖系统,可能满足不了设计要求的室温。多年来,不少学者曾对室外计算温度的合理选取进行过研究。近年来由于节能的要求,这个问题更受到人们的重视,同是由于建筑热过程理论的发展,对它也进一步提供了科学依据。各国在编制有关规范和法规时,对室外计算温度了有专门条文,并不断采纳新的研究成果,及时修改有关内容,并使之便合理。

苏联在40年代是采用查普林教授提出的公式来确定供暖室外计算温度θw,即:

θw=0.4θp1+0.6θmin(1)

式中,θp1为当地历年最冷月平均气温的平均值,θmin为当地曾出现过的小时气温的最小值。

美国的ASHRAE手册,1949年推荐采用当地历年气温记录中12月、1月、2月全部小时数据中相应保证率为97.5%的气温作为当地的供暖室外计算温度。后来由于重视了围护结构的蓄热特性,1959年把原来按冬季各小时气温的百分率统计法,改为按冬季均气温的百分率统计法,并且建议供暖室外计算温度的确定应随室内气温允许的波动幅度而不同。1975年ASHRAE标准90-75在《新建筑物设计节能》中规定,供暖设计应选取满足当地97.5%气温需要的温度作为室外计算温度。同时指出,如果房屋是轻型围护结构,又有大面积玻璃,且室温控制要求很高时,应采用最低温度平均值或满足99%气温需要的温度作为室外计算温度。

英国IHV掼根据允许的极端概率,给出英国及其它国家在各种条件下的室外计算温度,它们考虑了建筑物的体积及其热惰性,也考虑了供暖设备超负荷容量的临界系数。

我国70年代以前沿用苏联的作法,后来采用类似美国的保证率统计法。GBJ19-87不保证率来确定室外计算温度,这种作法以实际30年的气象数据为基础,进行概率统计,得到日平均不保证时间为五天的温度值,作为室外计算温度。以北京地区为例,日平均温度不保证五天相当于外温不保证率为5/126=4%,这时北京地区的室外计算温度为-9℃。这种作法虽然考虑了外温的随机波动特征,比直接采用最不利外温加权值前进了一大步,但是还存在一些不合理的地方:

●供暖设计负荷不仅与外温有关,而且与太阳辐射及风速风向有关,这些气象参数随时间随机变化着,且相互之间存在相关关系。因此很难用统计的方法确定多因素的不保证率下的室外计算温度。

●外温不保证率与室温不保证率是本质不同的两个概念。由于建筑物的热特性,外温经衰减、时间延迟才进入室内,造成室温的变化。因此合理的设计依据是室温不保证率,而不是外温不保证率。

●建筑物的热特性并不等同于单一围护结构的热特性。JGJ24-86《民用建筑热工设计规程(试行)》规定,围护结构的冬季室外计算温度应根据围护结构热惰性指标D来确定,D值越小,室外计算温度选得越低。实际上,建筑物的热惰性学在很大程度上取决于它的外窗墙比,仅由外墙的D值并不能全面反映建筑物的热惰性。

●室外气象参数的随机性造成室温是随机过程,在给定设计要求室温下,室温不保证率是随机变量,它服从一定的概率分布,因此应从概率意义上去理解室温不保证率。

本文试图采用随机分析的方法,根据随机气象模型和状态空间建筑模型,直接求解自然室外温随机过程,得到冬季供暖期的自然室温的概率分布,从而求得室外综合计算温度。前者充分考虑室外气象的随机性与建筑物热特性的综合作用,是根据室温不保证率的概率分布求得的。以它为依据,用稳态传热法计算供暖负荷,就能达到设计要求的室温不保证率及其概率信度。

2室外综合计算温度求解过程

供暖期的室温θa(t)可看成自然室温θ(t)与供暖温升Δθh(t)之各,即

θa(t)=θ(t)+Δθh(t)(2)

其中,自然室温θ(t)是指建筑物在无供暖设备情况下的室温,供暖温升Δθh(t)指供暖造成的室温的升高值。

室外气象随机过程可分解为确定(期望)过程与零均值的随机过程之和,它们作用在建筑物上,造成自然室温θ(t)也可分解为确定室温θd(t)与零均值随机室温θs(t)之和,即

θ(t)=θd(t)+θs(t)(3)

房间进行供暖,就是向房间提供热量,使确定室温θd(t)提高。当供暖系统向室内投入的热量为Q时,按稳态传热计算,室温将升高的幅度Δθh为

(4)

式中,Ki和Fi分别表示第i个护体的传热系数及传热面积,ρ和Cp分别为空气的密度和定压比热,n和V分别为房间的换气次数和空气容积。

如果供暖系统向房间的最大供热量为Qmax,则室温可以升高的最大值ΔQh,max为

(5)

于是,即使供暖系统投入最大负荷,房间温度仍低于室温设计值θr的时间与房间自然室温θ(t)低于给定值θo的时间相同。

θo=θr-Δθh,max(6)

因此,房间自然室温θ(t)低于θ0的时间的概率就是房间供暖时室温θa(t)低于θr的时间所占供暖季时间的百分比,也就是房间按照热量Qmax供暖时室温θa(t)低于设计温度θr的时间所占供暖季时间的百分比,或称为室温不保证率tc见(图1)。反之,当给定一定概率信度下的室温不保证率时,就可以根据室外气象参数和建筑物热特性,求得θ0,从而供暖系统就可以θ0作为室外计算温度来求出供暖设计负荷Qmax,

(7)

图1室温不保证率

因此,将θ0称作在一定概率信度和一定室温不保证率下的供暖系统负荷计算用的室外综合计算温度。同于它是由房间的自然室温的不保证率及概率信度决定的,因此,它与房间围护结构的热特性、外温和太阳辐射的随机性及室温不保证率的取值有关,而与供暖系统无关。

自然室温低于室外综合计算温度θ0的时间与冬季时间(t2-t1)之经tC可具体写为

(8)

式中,Δti表示自然室温θ(t)低于θ0的时间段,见图1所示。

采用单位阶跃函数g(x),其定义为

(9)

因此tC可改为

(10)

它也是以θ0作为供暖系统室外综合计算温度时,室温的不保证率。由于自然室温θ(t)是随机过程,tC是随机变量,其概率分布与θ0和[t1,t2]有关。以北京地区为例,冬季室外气温和太阳辐射可看成正态过程,于是自然室温θ(t)也是正态过程,因此tC近似服从正态分布,经数学推导,最后给出:

●tC的期望

(11)

式中,F(x)为标准正态分布函数,σ(θ(t))为自然室温θ(t)的标准偏差。

tC的方差

(12)

式中,r12表示自然室温θ(η1)与θ(η2)的相关系数,σ1和σ2和分别表示θ(η1)与θ(η2)的标准偏差。

3算例与分析

以北京地区的气象条件和一个房间为例,采用随机分析的方法,求得冬季自然室温在不同室外综合计算温度下的不保证率的概率分布。选用的房间特征如下:

●内部尺寸(m)为4×4×4,中间层

●南墙面积12m2,南窗面积4m2(对应南窗墙比为25%),北墙和南墙为外墙,东墙、西墙、楼板和地板为内墙;外墙为370mm砖墙内外抹灰10mm,内墙为240mm砖墙内外抹灰10mm;只有一个单层窗户(南窗);外墙外窗无遮阳

●换气次数为1h-1

●不考虑室内自由得热和家俱的影响

●该房间与其上、下、左、右四个房间具有相同的热边界条件

图2给出该房间在室外综合计算温度分别为-5℃、-4℃、-3℃和-2℃时自然室温不保证率的概率分布。从图2可得如下几点结论:

图2室温不保证率的概率分布(换气1h-1,南窗墙比25%)图3室温不保证率的概率分布(换气0.5h-1,南窗墙比25%)

●不管自然室温不保证率及其概率如保,室外综合计算温度几乎不可能低于-5℃(图2给出,近似100%的概率信度下,自然室温低于-5℃的时间不超过0.3%)。

●如果以95%的概率保证自然室温不保证率不超过5%,那么,室外综合计算温度为-2℃;换言之,在未来的100年里,自然室温低于-2℃的进间超过5%的冬季时间的年头只有5个。

●在相同概率0.9下,如果要求自然室温不保证率不超过0.1%、0.6%、0.9%和4.2%,那么,室外综合计算温度分别为-5℃、-4℃、-3℃和-2℃。

●如果以概率0.65、0.90和0.99保证自然室温不保证率不超过1%,那么,室外综合计算温度分别为-3℃、3.5℃和-4℃。

可见,根据给定的概率和自然室温不保证率,由图2可查出相应的室外综合计算温度;相同概率下,要求自然室温不保证率越小,那么,室外综合计算温度越低;相同的自然室温不保证率下,概率信度要求越大,那么,室外综合计算温度越低。

图3给出房间换气次数为0.5h-1的情况,图4给出房间南窗墙比为50%的情况,图5给出房间北窗墙经为50%的情况。这3幅图同样可以从概率意义上去理解室外综合计算温度,同时还可看出换气次数、南窗墙比和外窗朝向对室外综合计算温度的影响。在以概率0.9保证自然室温不保证率不超过1%的情况下,图2、3、4、5给出的室外综合计算温度分别为-3.5℃、-2℃、-1℃和-5℃,可见,换气次数由1h-1降为0.5h-1时,室外综合计算温度升高1.5℃;南窗墙比由25%升高为50%时,室外综合计算温度升高2.5℃;外窗由朝南改为朝北时,室外综合计算温度降低4℃。

4结论

随机分析的方法从本质上提示了室外气象参数的随机性与室温的随机性之间的内在联系,真正从概率的角度去确定室外综合计算温度,因此,它是确定冬季供暖系统负荷用室外综合计算温度的科学方法。

室外综合计算温度θ0与围护结构热特性、室外气象参数特性和要求的室温不保证率及其概率信度有关。因此,严格地讲,θ0要根据具体的房间转护结构热特性和气象参数的随机性,通过比较复杂的计算才能得到。已经研究出的随机气象模型[1]可提供计算θ0的基础气象数据,已开发的STOAN软件可以根据具体的建筑物计算出如图2、3、4、5那种形式的各种室温不保证率和概率信度下的室外综合计算温度。进一步的工作是将全国按气候特点分区,分别给出其随机气象模型,然后对各种房间按其窗墙比、朝向和轻、中、重型等因素分类,从而得到全国不同地区不同形式的房间在不同的概率信度和不同的室温不保证率下的供暖室外综合计算温度,此结果将以表格形式或简单的PC机软件形式给出,以便设计中使用。这些工作目前正在进行之中。

图4室温不保证率的概率分布(换气1h-1,南窗墙比25%)图5室温不保证率的概率分布(换气1h-1,南窗墙比50%)

温度范文篇7

【关键词】混凝土;温度应力;裂缝;控制

混凝土在现代工程建设中占有重要地位。而在今天,混凝土的裂缝较为普遍,在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝,因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

1裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化,混凝土的脆性和不均匀性,以及结构不合理,原材料不合格(如碱骨料反应),模板变形,基础不均匀沉降等。

混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝上的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料,抗拉强度是抗压强度的1/10左右,短期加荷时的极限拉伸变形只有(0.6~1.0)×104,长期加荷时的极限位伸变形也只有(1.2~2.0)×104.由于原材料不均匀,水灰比不稳定,及运输和浇筑过程中的离析现象,在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的,存在着许多抗拉能力很低,易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中,拉应力主要是由钢筋承担,混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力,则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。

2温度应力的分析

根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段:

2.1早期:自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束,一般约30天。这个阶段的两个特征,一是水泥放出大量的水化热,二是混凝上弹性模量的急剧变化。

2.2中期:自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止,这个时期中,温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起,这些应力与早期形成的残余应力相叠加,在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

2.3晚期:混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起,这些应力与前两种的残余应力相迭加。

2.4根据温度应力引起的原因可分为两类:

2.4.1自生应力:边界上没有任何约束或完全静止的结构,如果内部温度是非线性分布的,由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如,桥梁墩身,结构尺寸相对较大,混凝土冷却时表面温度低,内部温度高,在表面出现拉应力,在中间出现压应力。

2.4.2约束应力:结构的全部或部分边界受到外界的约束,不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。

3温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝,减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

3.1控制温度的措施如下:

3.1.1采用改善骨料级配,用干硬性混凝土,掺混合料,加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量;

3.1.2拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度;

3.1.3热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度,利用浇筑层面散热;

3.1.4在混凝土中埋设水管,通入冷水降温;

3.1.5规定合理的拆模时间,气温骤降时进行表面保温,以免混凝土表面发生急剧的温度梯度;

3.2改善约束条件的措施是:

3.2.1合理地分缝分块;

3.2.2避免基础过大起伏;

3.2.3合理的安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露;此外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力,加强养护,防止表面干缩,特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要,应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的,因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

在混凝土的施工中,为了提高模板的周转率,往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间,以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模,在表面引起很大的拉应力,出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期,由于水化热的散发,表面引起相当大的拉应力,此时表面温度亦较气温为高,此时拆除模板,表面温度骤降,必然引起温度梯度,从而在表面附加一拉应力,与水化热应力迭加,再加上混凝土干缩,表面的拉应力达到很大的数值,就有导致裂缝的危险,但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料,如泡沫海棉等,对于防止混凝土表面产生过大的拉应力,具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小,因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下,钢的各项性能是稳定的,而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小,在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍,当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时,钢筋的应力将不超过100~200kg/cm2..因此,在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。

为保证混凝土工程质量,防止开裂,提高混凝土的耐久性,正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂,笔者在实践中总结出其主要作用为:

(1)混凝土中存在大量毛细孔道,水蒸发后毛细管中产生毛细管张力,使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力,但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

(2)水灰比是影响混凝土收缩的重要因素,使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。

(3)水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素,掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15%的水泥用量,其体积用增加骨料用量来补充。

(4)减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度,减少混凝土泌水,减少沉缩变形。

(5)提高水泥浆与骨料的粘结力,提高的混凝土抗裂性能。

(6)混凝土在收缩时受到约束产生拉应力,当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度,大幅提高混凝土的抗裂性能。

(7)掺加外加剂可使混凝土密实性好,可有效地提高混凝土的抗碳化性,减少碳化收缩。

4混凝土的早期养护

实践证明,混凝土常见的裂缝,大多数是不同深度的表面裂缝,其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

从温度应力观点出发,保温应达到下述要求:

4.1防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度,防止表面裂缝。

4.2防止混凝土超冷,应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

4.3防止老混凝土过冷,以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护,主要目的在于保持适宜的温湿条件,以达到两个方面的效果,一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭,防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行,以期达到设计的强度和抗裂能力。

温度范文篇8

结构特征点的温度历时曲线见图2。由图2可知,对于A、B等结构内部点温度一般在浇筑后的5~8d达到最大值,相对于表面C点,温度变化明显滞后,且年变幅较小。由于结构孔洞较多,因此整个结构在浇筑完毕后的第2年夏天边界温度呈现出周期性变化的特征。结构在施工期的最高温度除边界附近外大部分在31.0℃以上,较高温度区域位于结构后半部分中上部以及结构顶部,最高温度达41.1℃。预留槽部位由于浇筑温度低,且在低温季节浇筑,因此温度较低,最高温度约为27.0℃;后浇带部位混凝土体积相对较大,最高温度达到36.4℃。3结构温度应力主体混凝土(除后浇带及预留槽部位外)浇筑完毕后1个月,结构较大σx、σy应力基本位于下游流道表面附近,σx最大应力达到2.26MPa,σy最大应力达到1.97MPa。产生拉应力的原因是边界温度降低使表面附近混凝土收缩。结构全部浇筑完毕后1个月,结构的最大应力基本位于底板内部,在上、下游方向各有一个σx应力较大区,最大值分别为2.0、2.4MPa,主要原因是此前底板内部混凝土一直处于降温阶段,使得内部产生顺流向拉应力。从结构最大应力看,除结构边角位置应力较大外,在上游和下游的两个区域顺水流向应力较大,分别为2.3、2.5MPa,在中间后浇带部位应力较小,基本上为压应力。而不设后浇带时[4],整个结构内部上、下游方向均有较大的拉应力,最大值均超过3.0MPa,且出现大拉应力的范围较大。由此可见,设置后浇带使得结构最大应力及大拉应力区范围都有所减小。需要注意的是,在后浇带部位产生较大的竖向拉应力,最大应力达到3.8MPa,原因是后浇带部位浇筑时,两侧混凝土已经浇筑3个月以上,弹模较高,对新浇混凝土在竖直方向的收缩产生了较大约束作用,从而在竖直方向产生了较大拉应力。

后浇带不同浇筑时间对结构应力的影响设置后浇带后,结构顺水流向的应力有所减小,但在后浇带部位有较大的竖向拉应力。为考虑不同时间浇筑后浇带对结构应力的影响,对10月中旬、11月中旬、12月中旬、1月中旬4个时间开始浇筑后浇带部位进行了计算分析,各浇筑时间相对于元月中旬浇筑时的应力差值见表2,其中D、E、F点分别位于后浇带上游主体混凝土内部、后浇带内部及后浇带下游主体混凝土内部。表2各浇筑时间相对于1月中旬浇筑的应力差值MPa浇筑时间顺水流向应力D点E点F点E点竖向应力10月中旬1.080.971.09-0.6111月中旬0.800.560.71-0.3712月中旬0.430.470.37-0.15注:正值表示增加,负值表示减小。由表2可知,提前浇筑后浇带时主体混凝土与后浇带混凝土温差较小,竖向拉应力有所减小,但会增大后浇带部位以及上、下游主体混凝土中顺水流向拉应力。由于结构内孔洞较多,保温效果较差,对后浇带部位的主体混凝土表面进行保护并不能减小主体混凝土与后浇带混凝土的温差,达到减小该处竖向拉应力的目的,因此应考虑采用其他工程措施,如后浇带中进行初期通水冷却,或者选用低热水泥,降低混凝土绝热温升,削减最高温度峰值,降低降温幅度,从而减小后浇带部位竖向拉应力。5气温骤降对结构应力的影响气温骤降前后,上游底板下方3.5m范围内特征点的温度及应力见图3。由图3可知:13.9℃的气温骤降使得底板混凝土的表面温度降低了11.63℃,在底板表面以下2.0m处的温度变化仅约0.2℃;底板表面σx应力从1.08MPa升高到5.46MPa,增加4.38MPa;底板表面以内约1.7m处,由气温骤降引起的拉应力增大量为0;表面1.7m以下,表面混凝土受拉,在内部产生了一定的压应力,压应力值约为0.3MPa。可以认为,气温骤降使厂房流道底板距表面1m范围的温度应力急剧增大,可能使混凝土表面开裂,因此如有气温骤降发生,应做好必要的保温工作。

(1)设置后浇带后,结构顺流向最大应力及大拉应力区范围有所减小,这为高温季节浇筑混凝土提供了一种新的思路。但由于后浇带浇筑后的降温收缩受到已浇筑的上下游结构的约束,施工后期在后浇带内产生了较大的竖向拉应力,必须采取通水冷却、选用低热水泥等措施削减温度峰值,减小降温幅度,从而减小应力。(2)气温骤降使混凝土表面的温度应力急剧增大,可能使底板混凝土表面开裂,因此如有气温骤降发生,应做好必要的保温工作。

本文作者:石天庆崔建华易祖耀工作单位:河南省电力勘测设计

温度范文篇9

GMP车间对生产过程中产品的质量以及卫生安全还有自主性管理有着非常高的要求。其适合制药以及食品等行业的相关强制性标准,其对企业的原材料以及工作人员还有相应的设备等都有着强制性的规定。随着GMP的发展,国际(上)对药品实施的GMP认证,即GMP提供了药品的生产还有其质量管理的基本规章制度,所以药品的生产必须要符合GMP的相关要求,而且其质量必须符合法定的标准。GMP车间的特点多数都会体现在,车间内的温度以及湿度还有灰尘数量上,个别的车间还会包含沉降菌的落数。为了有效的对这些元素进行控制,GMP的车间在设计以及施工上要求就格外的严格。而高标准以及高耗能也是GMP车间较之普通车间最大的不同。

2GMP车间温度以及湿度和洁净度的现状

2.1GMP车间温度的现状

根据我国《药品生产质量管理规范》中相关的规定,GMP车间的温度以及湿度应该和药品生产的工艺相关要求相对应。在没有特殊的情况下,室内的温度应该控制在十八到二十六度之间。而当生产的药品对温度有一定的要求时,就应该根据药品的特殊要求对GMP车间内的温度进行改变。由于药品的成分不同,在生产药品的过程中,对温度的要求也不尽相同。例如固体制剂的生产线,其主要生产的就是颗粒剂或者是片剂,在湿度相同的情况下,温度越低就越能抑制细菌的繁殖。但温度低于二十摄氏度时,会使得相关工作人员的操作受到一定的影响,其灵活性以及准确性,特别是手指上的一些细微的动作。在现在的GMP车间中,大都会根据生产药剂的不同去调节车间内的温度,但对于温度的控制上,却略显不足,主要的原因也是控制温度的系统并不是特别的完善所导致的。

2.2GMP车间湿度的现状

GMP车间的湿度通常都会在45%RH到60%RH之间,在生产的药品没有特殊要求的情况下,温度相同,湿度越小越能抑制细菌的繁殖,但值得注意的一点是,湿度过小会引起粉尘颗粒增多;车间内湿度超过70%RH时,就会使得相关的工作人员发生出汗、疲劳以及烦躁等负面情绪,会对工作人员的技术水平有一定的影响,而有一定心脏疾病的人,还会发生心跳加快等症状;当湿度过低时,车间内的浮尘会随着工作人员的动作,例如走动等,悬浮在空中,甚至依附到药品上。现在的GMP车间,其湿度的控制有着很多的弊端,由于加湿器或者是除湿器以及大型的中央空调等设备,无论是增加湿度或者是除湿,都有一定的时间缓冲,这就使得湿度的控制必须准确,并且对湿度的监测以及感应必须达到很小的误差。

2.3GMP车间洁净度的现状

我国大部分的GMP车间在洁净度的控制上都很是不尽人意,由于车间内的粉尘颗粒最大的来源就是工作人员,所以虽然有着强制性的规定,对于初入GMP车间的工作人员必须穿戴相应的工作服装,但在工作人员进出车间,或者是在车间内行走等情况下,都会使得车间内的粉尘颗粒悬浮,而悬浮起的粉尘颗粒无论是依附在设备上还是依附到药品上,对于最后药品的质量检测时,都会有一定的影响。而除却这些,GMP车间内的洁净度还受到温度以及湿度的影响,同样温度下,湿度越低,粉尘颗粒越多,相反粉尘颗粒则越少,而同样湿度下,温度越低粉尘颗粒越少,相反则粉尘颗粒越多。所以车间内的温湿度要在符合药品生产的情况下,做出一定的更改,使得粉尘颗粒不会发生悬浮以及依附等情况。

3GMP车间中温度以及湿度还有洁净度的节能设计

3.1GMP车间温度的节能设计

GMP车间温度的节能设计,从大方向上来看,需要根据季节的变化,做出一定的更改,冬季时,车间内部的温度控制就可以将温度稍微提高一些,在夏季的时候就将温度调低一些,但无论如何去调节车间内的温度,都要保证药品的生产不会受到影响,这是一个大前提。可以根据我国国民的体质来进行温度的设计,例如在夏季将GMP规定的温度控制24℃调节至26℃,使得工作人员的身体状态始终保持最佳,而这对于温度节能控制来讲,其解决的电力不是一星半点。除此之外,就是对车间内的空调设备链接相应的智能控制软件,以此利用智能化的软件对设备进行控制,对温度进行检测,当温度改变时,对设备发出相应的升温或者是降温的命令。这样一来,不单单将温度始终控制在规定的范围内,还对设备的节能起到了很好的帮助。

3.2GMP车间湿度的节能设计

GMP车间湿度的节能设计非常的重要,因车间内的湿度和温度处于相互制衡或者说是配合的关系,所以湿度始终都应该与车间内的温度相结合。在冬季干燥的季节,可以将车间内的湿度从45%RH降到自然的状态,也就是20%RH,在炎热的夏季就对车间的湿度控制在45%RH到65%RH之间,这样不但可以保证工人的心理以及生理上的良好状态,还可以有效的节约设备的用电量。再有就是在GMP车间内安装除却中央空调以外的加湿器和除湿器,这样在通过智能软件监测湿度后,可以单项的启动相应的设备,加湿或者是除湿,省去了每次都要开启中央空调的次数,且其效果要远超原先;而在节能这方面,单一的加湿器和除湿器其用电量都要远远小于中央空调设备。

3.3GMP车间洁净度的节能设计

GMP车间节能度的节能设计主要有关联的就是车间内湿度和温度。这一点文中也提到过,但除却车间内的湿度和温度以外,对于工作人员的着装也要完善,对于隔离的效果以及透气的效果都要做出一定的革新,在满足药品生产的同时,最大化的提高工人的生理条件。而除却工作服装的改变,对于GMP车间的换气次数上也要进行一定的控制,可以说在保证洁净度的前提下,减少换气的次数还有相应的送风量,就是节能的最好的办法之一。换气次数与车间的洁净度也有着很大的关联,其和生产的工艺以及设备先进的程度和布置的位置等等,都有着密不可分的联系。对于这一点,可以安装有空气净化装置的洗灌封联动机的水针生产间,这样就不需要像普通车间那样经常更换空气了。

4结束语

温度范文篇10

关键词:单片机、温度传感器、模/数转换器

一、单片机温度控制系统的组成及工作原理

在工业生产和日常生活中,对温度控制系统的要求,主要是保证温度在一定温度范围内变化,稳定性好,不振荡,对系统的快速性要求不高。以下简单分析了单片机温度控制系统设计过程及实现方法。现场温度经温度传感器采样后变换为模拟电压信号,经低通滤波滤掉干扰信号后送放大器,信号放大后送模/数转换器转换为数字信号送单片机,单片机根据输入的温度控制范围通过继电器控制加热设备完成温度的控制。本系统的测温范围为0℃~99℃,启动单片机温度控制系统后首先按下第一个按键开始最低温度的设置,这时数码管显示温度数值,每隔一秒温度数值增加一度,当满足用户温度设置最低值时再按一下第一个按键完成最低温度的设置,依次类推通过第二个按键完成最高温度的设置。然后温度检测系统根据用户设定的温度范围完成一定范围的温度控制。

二、温度检测的设计

系统测温采用AD590温度传感器,AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流源。它的主要特性如下:

1、流过器件的电流(mA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数;即:,式中:Ir—流过器件(AD590)的电流,单位为mA;T—热力学温度,单位为K。

2、AD590的测温范围为-55℃~+150℃;

3、AD590的电源电压范围为4V~30V;

4、输出电阻为710MW;

5、精度高。

AD590温度传感器输出信号经放大电路放大10倍,再送入模/数转换器ADC0804,转换后送单片机。根据AD590温度传感器特性以及放大10倍后的电压值与现场温度的比较发现,实际温度转换后送入单片机的值与按键输入数值之间有一定的差值,模/数转换器送入单片机的数值是按键输入值得2.5倍。由于单片机不能进行小数乘法运算,所以先对按键输入进行乘5,然后根据运算结果及程序状态字的状态再进行循环右移一位,如果溢出标志位为低电平时直接对累加器进行一次带进位循环右移,如果溢出标志位为高电平时,先对进位标准位CY位置为高电平,然后再进行一次带进位循环右移,通过上述操作使按键输入的温度值与模/数转换器送入单片机的温度值相统一。

三、具体电路连接如图所示

四、软件编程

单片机温度控制系统由硬件和软件组成,上述硬件原理图搭建完成上电之后,我们还不能实现对温度的控制,需要给单片机编写程序,下面给出了温度控制系统的编程方法。

ORG00H

START:ANLP1,#00H;显示00

JBP3.4,$;T0=0?有键按下?

CALLDELAY1;消除抖动

JNBP3.4,$;T0=1?放下?

MOVR0,#00;计温指针初值

L1:MOVA,R0;计温指针载入ACC

MOVP1,A;输出至P1显示

MOVR5,#10;延时1秒

A1:MOVR6,#200

D1:MOVR7,#248;0.5毫秒

JNBP3.4,L2;第2次按下T0?

DJNZR7,$

DJNZR6,D1

DJNZR5,A1

INCA

DAA

MOVR0,A

JMPL1

L2:CALLDELAY1;第2次按消除抖动

JBP3.4,L3;放开了没?是则

;跳至L3停止

JMPL2

L3:MOVA,R0

CALLCHANGE

MOV31H,A;下限温度存入31H

JBP3.5,$;T1=0?有键按下?

CALLDELAY1;消除抖动

JNBP3.5,$;T1=1?放开?

MOVR0,#00;计温指针初值

L4:MOVA,RO;计温指针载入ACC

MOVP1,A;显示00

MOVR5,#10;延时1秒

A2:MOVR6,#200

D2:MOVR7,#248;0.5毫秒

JNBP3.5,L5;第二次按下T1?DJNZR7,$

DJNZR6,D2

DJNZR5,A2

ADDA,#01H

DAA

MOVR0,A

JMPL4

L5:CALLDELAY1;第2次按消除抖动

JBP3.5,L6;放开了?是则跳至L6

JMPL5

L6:MOVA,RO;

CALLCHANGE

MOV30H,A;上限温度存入30H

DELAY1:MOVR6,#60;30毫秒

D3:MOVR7,#248

DJNZR7,$

DJNZR6,D3

RET

CHANGE:MOVB,#5

MULAB

JNOD4

SETBC

D4:RRCA

RET

MOV32H,#0FFH;32H旧温度寄存

;器初值

AAA:MOVX@R0,A;使BUS为高阻抗

;并令ADC0804开始转换

WAIT:JBP2.0,ADC;检测转换完成否

JMPWAIT

ADC:MOVXA,@RO;将转换好的值送入

;累加器

MOV33H,A;将现在温度值存入33H

CLRC;C=0

SUBBA,32H

JCTDOWN;C=0取入值较大,表示

;温度上升,C=1表示下降

TUP:MOVA,33H;将现在温度值存入A

CLRC

SUBBA,30H;与上限温度作比较

JCLOOP;C=1时表示比上限小须

;加热,C=0表示比上限大,停止加热

SETBP2.1

JMPLOOP

TDOWN:MOVA,33H;将现在温度值存入A

CLRC

SUBBA,31H;与下限温度作比较

JNCLOOP;C=1时表示比下限小,须

;加热,C=0表示比下限大

CLRP2.1;令P2.1动作

LOOP:MOV32H,33H

CLRA

MOVR4,#0FFH;延时

DJNZR4,$

JMPAAA

END

五、结语:

本文给出了用单片机在0℃~99℃之间,通过用户设置温度上限、下限值来实现一定范围内温度的控制;给出了温度控制系统的硬件连接电路以及软件程序,此系统温度控制只是单片机广泛应用于各行各业中的一例,相信通过大家的聪明才智和努力,一定会使单片机的应用更加广泛化。

参考文献: