The Analysis of Thermal Properties of Selected Rock Materials by Thermovision Methods

• Autorzy: Stempkowska A. , Izak P. , Mastalska-Popławska J. , Staszewska M.

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2018-02-41

Warianty tytułu

PL

Analiza właściwości cieplnych wybranych surowców naturalnych, na podstawie badań wykorzystujących metody termowizyjne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Heat accumulation means denotes the of a material to collect and store inside a specific amount of thermal energy, which can be then returned for a period time from the material. There are many investigations devoted to finding a method to collect heat when there is an excess and to use it when there is a deficit. The parameter determining whether the returned heat long for a term will have an impact on the room temperature, is the time of emission of stored energy. For the specified amount of stored energy, the emission time cannot be too short (in such a case too much heat in the unit time is returned) or too long (in this case a too small amount of heat in the time unit is returned, for example insufficient for heating rooms). The main aim of this research is to investigate the behavior (during cooling) of natural rock materials. On the basis of research and performed calculations the evaluation of tested materials to serve as the heat accumulator was performed. This analysis would allow them to be applied for the production of components, including precast, working at elevated temperatures, in which the accumulation and transfer of heat is important (eg. housing furnaces and fireplaces).

PL

Akumulacja ciepła oznacza zdolność materiału do gromadzenia i magazynowania w jego wnętrzu określonej porcji energii cieplnej, która następnie może być przez pewien okres czasu przez ten materiał oddawana. Szuka się więc sposobów gromadzenia ciepła wtedy, gdy jest jego nadmiar oraz wykorzystania, gdy występuje deficyt. Parametrem, decydującym o tym czy oddający ciepło materiał w sposób długotrwały będzie oddziaływał na temperaturę pomieszczenia, jest czas oddawania (emisji) zgromadzonej energii. Przy danej ilości zgromadzonej energii, czas jej emisji nie może być zbyt krótki (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt duże ilości ciepła) ani zbyt długi (wtedy w jednostce czasu oddawane są zbyt małe ilości ciepła, niewystarczające np. do ogrzania pomieszczenia). W niniejszej pracy zrelacjonowano eksperyment polegający na badaniu zachowania się, podczas studzenia, naturalnych surowców mineralnych. Na tej podstawie badań oraz wykonanych obliczeń oceniono jego zdolność do akumulacji cieplnej. Pozwoliłoby to na stosowanie ich do wytwarzania elementów, w tym prefabrykatów, pracujących w podwyższonych temperaturach, gdzie jest istotna akumulacja i oddawanie ciepła (np. obudowy palenisk i komików).

Słowa kluczowe

EN

minerals specific heat capacity; heat emission; rocks thermal properties; thermal power; thermovision

PL

ciepło właściwe minerałów; emisja ciepła; termiczne właściwości skał; moc cieplna; termowizja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 20, nr 2
• Strony: 337--344
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Stempkowska A.

• Department of Mining and Geoengineering, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Izak P.

• Department of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Mastalska-Popławska J.

• Department of Materials Science and Ceramics, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Staszewska M.

• Department of Mining and Geoengineering, AGH University of Science and Technology, al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. CAO X.Q., VASSEN R., STOEVER D., 2004 Ceramic materials for thermal barrier coatings J. Eur. Ceram. Soc. 24, 1-10
• 2. FIGARSKA-WARCHOŁ, B. STAŃCZAK, G. 2003 Przestrzenna zmienność właściwości fizyczno-mechanicznych w złożach serpentynitu Nasławice oraz granitu i gnejsu Strzelin (Dolny Śląsk) Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje 104/37, 17-35
• 3. GARBALIŃSKA H. BOCHENEK M., 2011 Thermal insulation and thermal accumulation of selected wall materials Technical Transactions Architecture, Publishing Cracow University of Technology 11, 89-96
• 4. GIERE R., STILLE P. 2004 Energy, Waste and Environment: a Geochemical Perspective Geological Society Special publication 236
• 5. http://geoportal.pgi.gov.pl/surowce/skalne/kwarcyty_ogniotrwale
• 6. http://www.lkabminerals.com/Products/Olivine/
• 7. J. H. SCHÖN 2015 Physical Properties of Rocks. Chapter 9-Thermal Properties Developments in Petroleum Science 65, 369-414
• 8. JERMAN M., KEPPERT M., VYBORNY J., ČERNY R., 2011 Kumulacja oraz transfer ciepła i wilgoci w betonie komórkowym na przykładzie dwóch różnych materiałów pochodzenia przemysłowego, Cem. Wapno Beton, 1, 18-29.
• 9. JONES M.Q.W. 2003 Thermal properties of stratified rocks from Witwatersrand gold mining areas J. South Afr. Inst. Min. Metall. 50, 173-186
• 10. LUBAS M., WYSZOMIRSKI P. 2009 Niekonwencjonalne wykorzystanie amfibolitów dolnośląskich Materiały Ceramiczne/Ceramic Materials 61, 31-35
• 11. LUONG M.P., 1990 Infrared thermovision of damage processes in concrete and rock Eng. Fract. Mech. 35, 291-301
• 12. MATVEEV S. A., SMORODIN A. I. 2012 Comparison of different materials and types of packing for use in heat accumulators Chemical and Petroleum Engineering, 48, 508-510
• 13. MIAO S. Q., LI H. P., CHEN G., 2014 Temperature dependence of thermal diffusivity, specific heat capacity, and thermal conductivity for several types of rocks J. Therm. Anal. Calorim. 115(2), 1057-1063
• 14. OSAKO M., YONEDA A., ITO E., 2010 Thermal diffusivity, thermal conductivity and heat capacity of serpentine (antigorite) under high pressure, Phys. Earth and Planet. In. 183, 229–233
• 15. SCHÄRLI U., RYBACH L., 2001 Determination of specific heat capacity on rock fragments, Geotermics 30, 93-110
• 16. TISKATNE R., EDDEMANI A., GOURD L., ABNAY B., IHLAL A., AHAROUNE A., BOUIRDEN L. 2016 Experimental evaluation of thermo-mechanical performances of candidate rocks for use in high temperature thermal storage Appl. Energy, 171, 243-255
• 17. WYSZOMIRSKI P., SZCZEPAŃSKA M., MUSZYŃSKI M., 2000 Gabbro from Braszowice (Lower Silesia, Poland) as a potential raw material for production of rock wool Gospod. Surowcami Min. 16/4, 23-36
• 18. ZAGORSKA V., PUTAN H., ZIEMELIS I., 2011 Research on heat accumulation possibilities of heating systems on the premises Agron. Res. Biosystem Engineering Special Issue 1, 245-251
• 19. ZEGARDŁO B. HALICKA A., 2011 Analysis of the thermal properties of concrete made using aggregate from sanitary ceramic wastes, Construction and Architecture 9, 39-49
• 20. ZOU L., ZHENG X., Li W. et al. , 2016 Specific heat capacity test of asphalt mixture based on heat balance principle. Journal of JIangsu University, Natural Science, 37(3), 347-351.