Pentru determinarea conductivității termice a metalelor și a aliajelor se folosește o metodă comparativă staționară. Se bazează pe instrumentele utilizate pentru măsurarea coeficientului de conductivitate termică.
Conductivitatea termică este unul dintre principalii indicatori ai proprietăților materialelor, fiind exprimată prin cantitatea de căldură care trece printr-un perete de 1 m grosime și o suprafață de 1 m2 pe oră, cu o diferență de temperatură pe suprafețele pereților opuși de 1 grade.
Metoda de măsurare
Circuitul dispozitivului include două blocuri metalice masive. Plăcuța materialului de testare și a contorului de căldură care se află în contact cu acesta sunt instalate între două blocuri cu aceeași conductivitate termică, iar cea superioară este încălzită. După oprirea încălzitorului, se stabilește un flux de căldură apropiat de cel staționar între unități. Se măsoară cu un termometru.
Dacă izolația termică a blocurilor, suprafețele laterale ale eșantionului și contorul de căldură sunt ideale, același curent de căldură trece prin ele. În condiții reale, temperatura blocurilor se modifică datorită transferului de căldură prin eșantion. Stratul intermediar inelar dintre suprafețele blocului și proba poate fi umplut cu aer sau izolație termică, de exemplu, spumă sau cauciuc spumant.
Eroarea în măsurarea conductivității termice este estimată luând în considerare transferul de căldură între eșantion și mediu. Fluxul de împrăștiere de pe suprafața laterală a eșantionului poate fi definit ca suma algebrică a fluxurilor pe suprafețele superioare, inferioare și de capăt ale stratului inelar.
La un anumit raport al dimensiunilor eșantionului și blocurilor, fluxul de împrăștiere este o consecință a asimetriei schimbului de căldură al suprafeței laterale a eșantionului cu părțile finale ale stratului inelar. Eroarea de măsurare în acest caz nu depinde de rezistența termică a materialului studiat, este determinată numai de dimensiunile geometrice ale calorimetrului utilizat.
Construcția unui dispozitiv pentru măsurarea conductivității termice a unui metal
La corpul dispozitivului, care constă din două cadre transversale, atașați placa superioară, precum și placarea oțelului subțire și a unei clapete. Un calorimetru este instalat pe placa superioară, care se deschide cu un mecanism de ridicare. În interiorul carcasei dispozitivului este un transformator cu un bloc de joncțiuni reci.
Lângă suprafața de contact este un termocuplu, acoperit cu rășină epoxidică. Se scoate mai întâi blocul, apoi blocul de joncțiuni reci, prin tija tubulară. În blocul inferior este instalat un contor de căldură constând dintr-o placă de cupru de contact și un strat de lucru din rășină epoxidică. În primul bloc există un încălzitor cu spirală, care este ieșit la capătul din față.
Termocuplurile diferențiale combinate sunt proiectate pentru a măsura diferența de temperatură din proba studiată. În înălțime, se pot deplasa în câțiva milimetri. Înainte de măsurare, suprafețele de contact ale blocurilor și eșantionului sunt șterse cu alcool sau benzină, apoi lubrifiate cu un strat subțire de ulei.
Știri asociate
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: