Aktualne wydanie

SS-06-2019-I okladka 01

 6/2019

wydanie dwujezyczne (pol-ang)

20190444Swiat-Szkla-V4B-BANNER-160x600-PLEDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK

EDG Swiat Szkla Skyscraper 160x600 BAU OK 

 

facebook12

czytaj newsy Świata Szkła

- więcej szklanej architektury

 

Baztech

Miesięcznik Świat Szkła

indeksowany jest w bazie

czasopism technicznych

 

 

Wydanie Specjalne

 

Fasady przeszklone termika akustyka odpornosc ogniowa 2016

 

okna pasywne 2015a

 

Fotowoltaika w architekturze okladka

 

20140808Przegrody przeciwpozarowe

 

konstrukcje szklane

 

20140533 Konstrukcje przeszklone 2

 

katalog 2018 a

 

banner konferencja 04 2019

 RODO

 LiSEC SS Konfig 480x120

PlotComplex baner

 

 GLASS 480X120

 

Dlaczego DeltaT kłamie?
Data dodania: 30.07.08

Pytanie takie zostało postawione nie bezpodstawnie. Pomiary DeltaT zostały przyjęte jako praktycznie jedyna i niepodważalna metoda oceny jakości środka osuszającego (jeżeli przyjąć nomenklaturę stosowana przez normę PN-EN 1279), albo po prostu sita molekularnego, adsorbentu.

Traktowanie DeltaT jako miary jakości jest samo w sobie błędem, ponieważ zbyt wiele czynników, parametrów fizycznych i technicznych, wpływa na ocenę jakościową sita. Jeden pomiar nie może tego rozstrzygnąć. To zbyt daleko idące uproszczenie.
 

Czym jest DeltaT?
    Z punktu widzenia normy – jest jedną z możliwych metod oceny aktywności sita molekularnego, a dokładniej stopnia wysycenia sita (zawartości wody).

    Jeżeli badaniu poddane zostanie sito bezpośrednio z opakowania fabrycznego (badanie materiału wg PN-EN 1279-6 Załącznik A Tablica A-2 część 1 punkt 4.2.), wówczas ocenić można wstępną zawartość wody (initial water content), która nie może wg normy przekroczyć 3%.

Jeżeli badanie dotyczy sita pobranego z zasobnika zasypywarki lub z ramki dystansowej, bezpośrednio przed zespoleniem szyby (hermetyzacją), wówczas ocenie podlega aktywność sita na etapie produkcji szyby zespolonej (kontrola produkcji – PN-En 1279-6 Załącznik A Tablica A-2 cz. 2 pkt 5.1.). Wymagania są podobne – wysycenie nie może przekroczyć 3%.

Dlaczego DeltaT jest stosowana?
    Dlatego, że badania wysycenia wymaga norma. Dlatego też, że jest to badanie proste i nie wymaga zbyt skomplikowanej aparatury, czy stanowiska pomiarowego. Ale też tutaj właśnie kryje się cała tajemnica błędów popełnianych przy wykonywania badania i niewłaściwej interpretacji wyników. Cały problem polega na warunkach w jakich badanie jest przeprowadzane oraz na bezgranicznym zaufaniu kontrolerów jakości do uzyskanych wyników.

    Żeby wyjaśnić tę tezę należy najpierw określić zjawiska fizyczne, jakie sa podstawą badania Delta T. Jeżeli w wyniku zmieszania dwóch substancji wydziela się ciepło (reakcja egzotermiczna), to najczęściej świadczy to o zachodzeniu reakcji chemicznej w mieszaninie, w wyniku której powstaje nowa substancja chemiczna. W przypadku mieszaniny sita molekularnego i wody wydzielanie ciepła wynika z innego mechanizmu. Zalanie wodą sita molekularnego nie powoduje zmian chemicznych materiału.

Glinokrzemiany, które są zasadniczym materiałem stanowiącym sito molekularne – pozostają glinokrzemianami. Woda pozostaje wodą. A cały proces w zasadzie jest odwracalny – innymi słowy – sito molekularne (przy zachowaniu odpowiednich warunków) można „wysuszyć”, bez upośledzenia zdolności adsorpcji wody. Skąd zatem ciepło?

    Upraszczając nieco zagadnienie adsorpcji wody można stwierdzić, że w wyniku zalania adsorbentu wodą jego struktura krystaliczna i molekularna zostaje niejako nasycona cząsteczkami wody. Cząsteczki wody wnikają do wnętrza kryształów i na skutek przyciągania międzycząsteczkowego zostają tam „uwiezione”. Przestają się poruszać, zatem ich energia kinetyczna zostaje oddana do otoczenia i to w postaci ciepła. Mamy więc wydzielanie ciepła.

    Można też bez znaczącego błędu przyjąć, że ilość wydzielonego ciepła jest proporcjonalna do ilości przyjętej „uwięzionej” wody.

    Wydzielone ciepło ogrzewa mieszaninę wody i sita molekularnego i jej temperatura się podnosi.

    Można więc przyjąć zależność:
● wzrost temperatury jest proporcjonalny do ilości wydzielonego ciepła,
● ilość wydzielonego ciepła jest proporcjonalna do ilości uwięzionej wody,
● ilość uwięzionej wody jest proporcjonalna do aktywności sita.

    Z tych założeń można by sądzić, że im wyższy wzrost temperatury (DeltaT) – tym wyższa aktywność sita molekularnego.

Teoretycznie „tak”, praktycznie „nie”
    Otóż nie jest to takie proste. Tak prosty model i jednoznaczne powiązanie wartości DeltaT z aktywnością nie jest praktycznie osiągalny ze względu na straty ciepła.

    Pomijając bardzo nieprawdopodobny przypadek pomiaru DeltaT w warunkach ścisłej, idealnej izolacji termicznej mieszaniny sita i wody, w każdym przypadku mamy do czynienia z ubytkami ciepła – poprzez parowanie, przewodzenie, promieniowanie itp.

Zatem, tak naprawdę, wzrost temperatury jest pewną miarą ciepła wydzielonego, pomniejszonego o straty ciepła oddanego do otoczenia.

    Wpływ strat ciepła nie jest wcale pomijalny i może znacząco zafałszować wyniki pomiaru DeltaT. O ile – to zależy od warunków wykonywania pomiarów, czyli od wielkości strat ciepła.

    Jeżeli pomiar odbywa się w warunkach odbiegających od idealnych (bezstratnych), to wpływ na pomierzoną wartość DeltaT będzie miała również szybkość adsorpcji wody przez sito molekularne. Nie od dzisiaj wiadomo, że są sita o dużej szybkości adsorpcji wody, są inne – działające wolno. 
 
    Do wykazania wpływu szybkości adsorpcji oraz wpływu start ciepła przyjęto pewien model adsorpcji wody, przy czym jest to model jakościowy, a nie ilościowy. Nie dotyczy konkretnego rodzaju lub typu sita molekularnego – lecz pokazuje mechanizm powstawania błędu pomiaru DeltaT.

    Przyjęto, że mieszanina to: 20 g wody oraz 20 g adsorbentu. W wyniku adsorpcji wydziela się ilość ciepła (ok. 7000 J) powodująca – w idealnych warunkach – podgrzanie mieszaniny od temperatury 20oC do 60oC – co daje DeltaT ok. 40oC.

    Przyjęto dwa rodzaje sita molekularnego:
● szybkie, które wysyca się w czasie ok. 30 s – czyli uwalnia całą porcje ciepła w tym czasie ok. 200 J/s,
● wolne, które wysyca się w czasie 60 s. – uwalniając ciepło dwa razy wolniej, tj. ok. 100 J/s.

     Przyjęto wreszcie straty ciepła na poziomie:
● brak strat – układ idealny,
● straty ok. 2 J/K/s,
● straty dwukrotnie większe – ok. 4 J/K/s.
    Wyniki symulacji pokazano na wykresach.

Wnioski
    Zakładając taką samą zdolność adsorpcji sita molekularnego (7000 J uwolnionej energii cieplnej w każdym przypadku) otrzymano znacząco różne wyniki DeltaT.

Zarówno ze względu na szybkość adsorpcji – specyficznie związaną z marką, typem, rodzajem, granulacją sita – jak i na wielkość strat ciepła, zależną od warunków i sposobu wykonywania badania.

    Z wykresów widać, że osiągnięta wartość DeltaT zależy w istotny sposób zarówno od wielkości strat jak i szybkości działania adsorbentu.

    Zatem:
    1. DeltaT nie jest badaniem jednoznacznym, ze względu na bardzo istotny wpływ sposobu i warunków wykonywania badania,
    2. Do wyników należy podchodzić z wielką ostrożnością, w szczególności nie należy porównywać różnych materiałów w oparciu o wyniki pomiarów DeltaT.
    3. Sita wolno adsorbujące wodę mogą wykazywać niższe wartości DeltaT, co wcale nie świadczy o ich gorszej jakości. I odwrotnie – szybko działające sita mogą osiągać wyższe DeltaT, chociaż niekoniecznie są lepsze.
    4. Badanie DeltaT jest na tyle niedokładne, że dla precyzyjnego określenia stopnia wysycenia sita lub zdolności adsorpcji sita należy posłużyć się dokładniejsza metodą, np. metodą wyprażania. Norma pod tym względem jest otwarta na wszelkie metody oceny aktywności, pod warunkiem, że istnieje możliwość powiązania otrzymanego wyniku pomiaru z oceną stopnia wysycenia

    Czy więc DeltaT kłamie? No cóż, zasem potrafi oszukać!

INTECH

więcej informacji: Świat Szkła 7-8/2008