اندازه گیری هدایت حرارتی تحقیقات پایه. A.4 سنسورهای دما

در طول حرکت حرارتی آنها در مایعات و جامدات - دی الکتریک - انتقال حرارت با انتقال مستقیم حرکت حرارتی مولکول ها و اتم ها به ذرات همسایه ماده انجام می شود. در اجسام گازی انتشار گرما توسط رسانش حرارتی به دلیل تبادل انرژی در هنگام برخورد مولکول ها با سرعت های مختلف حرکت حرارتی اتفاق می افتد. در فلزات، هدایت حرارتی عمدتاً به دلیل حرکت الکترون های آزاد انجام می شود.

اصطلاح اصلی هدایت حرارتی شامل تعدادی از مفاهیم ریاضی است که بهتر است تعاریف آنها را یادآوری و توضیح دهیم.

میدان دما- اینها مجموعه ای از مقادیر دما در تمام نقاط بدن در یک لحظه معین از زمان هستند. از نظر ریاضی، به شرح زیر است تی = f(x، y، z، t). تمیز دادن دمای ثابتزمانی که دما در تمام نقاط بدن به زمان بستگی ندارد (در طول زمان تغییر نمی کند) و میدان دمایی غیر ثابت. علاوه بر این، اگر دما فقط در امتداد یک یا دو مختصات فضایی تغییر کند، میدان دما به ترتیب یک یا دو بعدی نامیده می شود.

سطح ایزوترمالمکان نقاطی است که دمای یکسانی دارند.

گرادیان دما — grad tیک بردار وجود دارد که در امتداد سطح نرمال به سطح همدما هدایت می شود و از نظر عددی برابر با مشتق دما در این جهت است.

طبق قانون اساسی هدایت گرما - قانون فوریه(1822)، بردار چگالی شار حرارتی منتقل شده توسط هدایت حرارتی با گرادیان دما متناسب است:

q = - λ grad t, (3)

جایی که λ - ضریب هدایت حرارتی ماده؛ واحد اندازه گیری آن سه شنبه/(m K).

علامت منفی در رابطه (3) نشان می دهد که بردار qجهت مخالف بردار grad t، یعنی به سمت پایین ترین دما

جریان دما δQاز طریق یک منطقه ابتدایی جهت گیری دلخواه dFبرابر است با حاصل ضرب اسکالر بردار qبه بردار ناحیه ابتدایی dFو شار حرارتی کل سدر سراسر سطح افبا ادغام این محصول بر روی سطح مشخص می شود F:

ضریب هدایت حرارتی

ضریب هدایت حرارتی λ در قانون فوریه(3) توانایی یک ماده معین برای هدایت گرما را مشخص می کند. مقادیر ضرایب هدایت حرارتی در کتاب های مرجع در مورد خواص ترموفیزیکی مواد آورده شده است. از نظر عددی، ضریب هدایت حرارتی λ = q/درجه تیبرابر با چگالی شار حرارتی qبا گرادیان دما grad t = 1 K/m. سبک ترین گاز، هیدروژن، بالاترین رسانایی حرارتی را دارد. در شرایط اتاقهدایت حرارتی هیدروژن λ = 0,2 سه شنبه/(m K). گازهای سنگین تر هدایت حرارتی کمتری دارند - هوا λ = 0,025 سه شنبه/(m K، در دی اکسید کربن λ = 0,02 سه شنبه/(m K).

نقره و مس خالص بالاترین رسانایی حرارتی را دارند: λ = 400 سه شنبه/(m K). برای فولادهای کربنی λ = 50 سه شنبه/(m K). در مایعات، هدایت حرارتی معمولاً کمتر از 1 است سه شنبه/(m K). آب یکی از بهترین رسانای مایع حرارت برای آن است λ = 0,6 سه شنبه/(m K).

ضریب هدایت حرارتی مواد جامد غیرفلزی معمولاً زیر 10 است سه شنبه/(m K).

مواد متخلخل - چوب پنبه، پرکننده های فیبری مختلف مانند پشم آلی - کمترین ضریب هدایت حرارتی را دارند. λ <0,25 سه شنبه/(m K) با چگالی بسته بندی کم به ضریب هدایت حرارتی هوای پرکننده منافذ نزدیک می شود.

دما، فشار، و برای مواد متخلخل، رطوبت نیز می تواند تأثیر قابل توجهی بر هدایت حرارتی داشته باشد. کتاب های مرجع همیشه شرایطی را ارائه می دهند که تحت آن رسانایی حرارتی یک ماده مشخص شده است و برای شرایط دیگر نمی توان از این داده ها استفاده کرد. محدوده های ارزش λ برای مواد مختلف در شکل نشان داده شده است. 1.

عکس. 1. فواصل مقادیر ضرایب هدایت حرارتی مواد مختلف.

انتقال حرارت توسط رسانش حرارتی

دیوار مسطح همگن.

ساده‌ترین و بسیار رایج‌ترین مشکلی که با تئوری انتقال حرارت حل می‌شود، تعیین چگالی شار حرارتی است که از طریق یک دیوار صاف با ضخامت منتقل می‌شود. δ ، روی سطوحی که درجه حرارت آنها حفظ می شود tw1و t w2 .(شکل 2). دما فقط در امتداد ضخامت صفحه تغییر می کند - یک مختصات ایکس.چنین مسائلی تک بعدی نامیده می شوند، راه حل آنها ساده ترین است و در این دوره ما خود را به بررسی مسائل یک بعدی محدود می کنیم.

با توجه به اینکه برای مورد یک شماره:

grad t = dt/dх, (5)

و با استفاده از قانون اصلی هدایت گرما (2)، معادله دیفرانسیل رسانش گرما ثابت برای یک دیوار صاف را به دست می آوریم:

در شرایط ثابت، زمانی که انرژی برای گرمایش صرف نمی شود، چگالی شار گرما qبدون تغییر در ضخامت دیوار در اکثر مسائل عملی، تقریباً فرض می شود که ضریب هدایت حرارتی است λ به دما بستگی ندارد و در کل ضخامت دیوار یکسان است. معنی λ در کتب مرجع در دمای زیر یافت می شود:

میانگین بین دمای سطوح دیوار. (خطای محاسبه در این مورد معمولا کمتر از خطای داده های اولیه و مقادیر جدولی و با وابستگی خطی ضریب هدایت حرارتی به دما است: λ = a + btفرمول محاسبه دقیق برای qبا تقریبی تفاوتی ندارد). در λ = ثابت:

(7)

آن ها وابستگی به دما تیاز مختصات ایکسخطی (شکل 2).

شکل 2. توزیع دمای ثابت بر روی ضخامت یک دیوار صاف.

تقسیم متغیرها در معادله (7) و ادغام روی تیاز جانب tw1قبل از tw2و توسط ایکساز 0 تا δ :

, (8)

وابستگی را برای محاسبه چگالی شار حرارتی بدست می آوریم:

, (9)

یا قدرت جریان حرارتی (جریان حرارتی):

(10)

بنابراین مقدار حرارت منتقل شده از طریق 1 متر 2دیوارها، به طور مستقیم با ضریب هدایت حرارتی متناسب است λ و اختلاف دمای سطوح بیرونی دیوار ( t w1 - t w2) و با ضخامت دیوار نسبت معکوس دارد δ . مقدار کل گرما از طریق منطقه دیوار افنیز متناسب با این حوزه.

ساده ترین فرمول به دست آمده (10) به طور گسترده در محاسبات حرارتی استفاده می شود. این فرمول نه تنها چگالی شار حرارتی را از طریق دیوارهای مسطح محاسبه می‌کند، بلکه تخمین‌هایی را برای موارد پیچیده‌تر نیز انجام می‌دهد، و به‌طور ساده دیوارهای با پیکربندی پیچیده را با یک دیوار صاف در محاسبات جایگزین می‌کند. گاهی اوقات، در حال حاضر بر اساس یک ارزیابی، یک یا گزینه دیگر بدون صرف زمان بیشتر برای مطالعه دقیق آن رد می شود.

دمای بدن در یک نقطه ایکسبا فرمول تعیین می شود:

t x = t w1 - (t w1 - t w2) × (x × d)

نگرش λF/δهدایت حرارتی دیوار و رسانایی متقابل نامیده می شود δ/λFمقاومت حرارتی یا حرارتی دیوار و نشان داده می شود Rλ. با استفاده از مفهوم مقاومت حرارتی، فرمول محاسبه شار حرارتی را می توان به صورت زیر نشان داد:

وابستگی (11) مشابه قانون است اوهمادر مهندسی برق (قدرت جریان الکتریکی برابر است با اختلاف پتانسیل تقسیم بر مقاومت الکتریکی رسانایی که جریان از آن عبور می کند).

معمولاً مقاومت حرارتی را مقدار δ / λ می نامند که برابر با مقاومت حرارتی یک دیوار صاف با مساحت 1 است. متر 2.

مثال های محاسباتی.

مثال 1. شار حرارتی از طریق دیوار بتنی ساختمانی با ضخامت 200 را تعیین کنید میلی متر، ارتفاع اچ = 2,5 مترو طول 2 متراگر دمای سطوح آن عبارتند از: t с1\u003d 20 0 C، t с2\u003d - 10 0 С و ضریب هدایت حرارتی λ =1 سه شنبه/(m K):

= 750 سه شنبه.

مثال 2. رسانایی حرارتی مواد دیوار با ضخامت 50 را تعیین کنید میلی متر, اگر چگالی شار حرارتی از آن عبور کند q = 100 سه شنبه/متر 2و اختلاف دما روی سطوح Δt = 20 0 C.

سه شنبه/(m K).

دیوار چند لایه.

فرمول (10) همچنین می تواند برای محاسبه شار حرارتی از طریق یک دیوار متشکل از چندین ( n) لایه هایی از مواد غیر مشابه که نزدیک به یکدیگر هستند (شکل 3)، به عنوان مثال، یک سرسیلندر، واشر و بلوک سیلندر ساخته شده از مواد مختلف و غیره.

شکل 3. توزیع دما بر روی ضخامت یک دیوار صاف چند لایه.

مقاومت حرارتی چنین دیواری برابر است با مجموع مقاومت های حرارتی هر لایه:

(12)

در فرمول (12) لازم است که اختلاف دما در آن نقاط (سطوح) جایگزین شود، که بین آنها تمام مقاومت های حرارتی قابل جمع "شامل" است، یعنی. در این مورد: tw1و w(n+1):

, (13)

جایی که من- شماره لایه

در حالت ساکن، شار حرارتی ویژه از دیواره چند لایه ثابت و برای همه لایه ها یکسان است. از (13) به شرح زیر است:

. (14)

از رابطه (14) برمی‌آید که مقاومت حرارتی کلی یک دیوار چند لایه برابر است با مجموع مقاومت‌های هر لایه.

فرمول (13) را می توان با نوشتن اختلاف دما طبق فرمول (10) برای هر یک از آنها به راحتی بدست آورد پلایه های یک دیوار چند لایه و جمع کردن همه پعبارات، با در نظر گرفتن این واقعیت که در همه لایه ها سهمین معنی را دارد. وقتی اضافه شود، تمام دماهای میانی کاهش می یابد.

توزیع دما در هر لایه خطی است، اما در لایه های مختلف، شیب وابستگی دما متفاوت است، زیرا طبق فرمول (7) ( dt/dx)من = - q/λ i. چگالی شار حرارتی که از کل لایه عبور می کند در حالت ساکن یکسان است و رسانایی حرارتی لایه ها متفاوت است، بنابراین در لایه هایی با رسانایی حرارتی کمتر دما تغییر شدیدتر می کند. بنابراین، در مثال در شکل 4، ماده لایه دوم (مثلاً واشرها) کمترین رسانایی حرارتی و لایه سوم بیشترین رسانایی حرارتی را دارد.

با محاسبه شار حرارتی از طریق یک دیوار چند لایه، می توان افت دما را در هر لایه با استفاده از رابطه (10) تعیین کرد و دما را در مرزهای همه لایه ها یافت. این امر هنگام استفاده از مواد با دمای مجاز محدود به عنوان عایق حرارت بسیار مهم است.

دمای لایه ها با فرمول زیر تعیین می شود:

t sl1 \u003d t c t1 - q × (d 1 × l 1 -1)

t sl2 \u003d t c l1 - q × (d 2 × l 2 -1)

تماس با مقاومت حرارتی. هنگام استخراج فرمول برای یک دیوار چند لایه، فرض بر این بود که لایه ها به یکدیگر نزدیک هستند و به دلیل تماس خوب، سطوح تماس لایه های مختلف دمای یکسانی دارند. اگر یکی از لایه ها در حالت مایع یا به صورت محلول سیال روی لایه ای دیگر اعمال شود، در حالت ایده آل، تماس محکم بین لایه های جداگانه یک دیوار چند لایه حاصل می شود. اجسام جامد فقط در بالای پروفیل های زبری یکدیگر را لمس می کنند (شکل 4).

سطح تماس رئوس ناچیز است و کل جریان گرما از شکاف هوا می گذرد ( ساعت). این مقاومت حرارتی اضافی (تماسی) ایجاد می کند. R به. مقاومت های تماس حرارتی را می توان به طور مستقل با استفاده از وابستگی های تجربی مناسب یا به صورت تجربی تعیین کرد. به عنوان مثال، مقاومت حرارتی شکاف 0.03 میلی مترتقریبا معادل مقاومت حرارتی یک لایه فولادی با ضخامت حدود 30 است میلی متر.

شکل 4. تصویر تماس دو سطح ناهموار.

روش های کاهش مقاومت تماس حرارتیمقاومت حرارتی کل تماس با تمیزی پردازش، بار، هدایت حرارتی محیط، ضرایب هدایت حرارتی مواد قطعات در تماس و سایر عوامل تعیین می شود.

بیشترین کارایی در کاهش مقاومت حرارتی با وارد شدن به ناحیه تماس یک محیط با رسانایی حرارتی نزدیک به فلز حاصل می شود.

امکانات زیر برای پر کردن منطقه تماس با مواد وجود دارد:

استفاده از واشرهای ساخته شده از فلزات نرم؛

مقدمه ای بر منطقه تماس یک ماده پودری با هدایت حرارتی خوب.

مقدمه ای بر منطقه یک ماده چسبناک با هدایت حرارتی خوب؛

پر کردن فضای بین برآمدگی های زبری با فلز مایع.

بهترین نتایج زمانی حاصل شد که ناحیه تماس با قلع مذاب پر شد. در این حالت، مقاومت حرارتی کنتاکت عملا برابر با صفر می شود.

دیوار استوانه ای.

اغلب اوقات، خنک کننده ها از طریق لوله ها (سیلندرها) حرکت می کنند و لازم است شار حرارتی منتقل شده از طریق دیواره استوانه ای لوله (سیلندر) محاسبه شود. مشکل انتقال حرارت از طریق یک دیوار استوانه ای (با دمای مشخص و ثابت در سطوح داخلی و خارجی) نیز اگر در مختصات استوانه ای در نظر گرفته شود، تک بعدی است (شکل 4).

دما فقط در امتداد شعاع و در طول لوله تغییر می کند لو در امتداد محیط آن بدون تغییر باقی می ماند.

در این مورد، معادله جریان گرما به شکل زیر است:

. (15)

وابستگی (15) نشان می دهد که مقدار حرارت منتقل شده از طریق دیواره سیلندر نسبت مستقیمی با ضریب هدایت حرارتی دارد. λ ، طول لوله لو اختلاف دما ( t w1 - t w2) و با لگاریتم طبیعی نسبت قطر خارجی استوانه نسبت معکوس دارد. d2به قطر داخلی آن d1.

برنج. 4. تغییر دما در ضخامت یک دیوار استوانه ای تک لایه.

در λ = توزیع دمای ثابت بر اساس شعاع rیک دیوار استوانه ای تک لایه از قانون لگاریتمی پیروی می کند (شکل 4).

مثال. اگر بین دو لایه آجر به ضخامت 250 باشد چند بار تلفات حرارتی از طریق دیوار ساختمان کاهش می یابد. میلی متریک پد فوم با ضخامت 50 نصب کنید میلی متر. ضرایب هدایت حرارتی به ترتیب برابر است: λ kirp . = 0,5 سه شنبه/(m K); قلم λ. . = 0,05 سه شنبه/(m K).

برای مطالعه رسانایی حرارتی یک ماده از دو گروه روش ثابت و غیر ساکن استفاده می شود.

تئوری روش های ثابت ساده تر و کامل تر است. اما روش های غیر ثابت، در اصل، علاوه بر ضریب هدایت حرارتی، امکان به دست آوردن اطلاعات در مورد نفوذ حرارتی و ظرفیت گرمایی را فراهم می کند. بنابراین اخیراً توجه زیادی به توسعه روش‌های غیر ثابت برای تعیین خواص ترموفیزیکی مواد شده است.

در اینجا چند روش ثابت برای تعیین هدایت حرارتی مواد در نظر گرفته می شود.

آ) روش لایه مسطحبا یک جریان حرارتی یک بعدی از طریق یک لایه مسطح، ضریب هدایت حرارتی با فرمول تعیین می شود.

جایی که د-ضخامت، تی 1 و تی 2- دمای سطح «گرم» و «سرد» نمونه.

برای مطالعه هدایت حرارتی با این روش، ایجاد شار حرارتی نزدیک به یک بعدی ضروری است.

دماها معمولاً نه در سطح نمونه، بلکه در فاصله‌ای از آنها اندازه‌گیری می‌شوند (شکل 2 را ببینید)، بنابراین، لازم است اصلاحاتی در اختلاف دمای اندازه‌گیری‌شده برای افت دما در لایه‌های بخاری و خنک‌کننده اعمال شود. مقاومت حرارتی کنتاکت ها را به حداقل برسانید.

هنگام مطالعه مایعات، برای حذف پدیده همرفت، گرادیان دما باید در امتداد میدان گرانشی (پایین) هدایت شود.

برنج. 2. طرح روش های لایه مسطح برای اندازه گیری هدایت حرارتی.

1 – نمونه آزمایشی 2 - بخاری؛ 3 - یخچال؛ 4، 5 - حلقه های عایق؛ 6 – بخاری های امنیتی 7 - ترموکوپل; 8، 9 - ترموکوپل دیفرانسیل.

ب) روش یاگر.این روش مبتنی بر حل یک معادله حرارتی یک بعدی است که انتشار گرما را در طول میله ای که توسط جریان الکتریکی گرم شده است، توصیف می کند. دشواری استفاده از این روش در عدم امکان ایجاد شرایط سخت آدیاباتیک در سطح بیرونی نمونه است که یک بعدی بودن شار حرارتی را نقض می کند.

فرمول محاسبه به نظر می رسد:

(14)

جایی که س- هدایت الکتریکی نمونه آزمایش، Uافت ولتاژ بین نقاط انتهایی در انتهای میله است، DTاختلاف دما بین وسط میله و نقطه انتهای میله است.

برنج. 3. طرح روش Jaeger.

1 - کوره برقی؛ 2 - نمونه; 3 - بند برای بستن نمونه; T 1 ¸ T 6 - نقاط پایانی ترموکوپل.

از این روش در بررسی مواد رسانای الکتریکی استفاده می شود.

V) روش لایه استوانه ایمایع مورد بررسی (مواد حجیم یک لایه استوانه ای تشکیل شده توسط دو استوانه هم محور را پر می کند. یکی از سیلندرها، اغلب داخلی، یک بخاری است (شکل 4).

شکل 4. طرح روش لایه استوانه ای

1 - سیلندر داخلی؛ 2 - بخاری اصلی; 3 - لایه ماده آزمایش. 4 - سیلندر بیرونی؛ 5 - ترموکوپل; 6 - سیلندرهای امنیتی; 7 - بخاری های اضافی; 8 - بدن

اجازه دهید روند ثابت انتقال حرارت در یک دیوار استوانه ای را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم، دمای سطوح بیرونی و داخلی آن ثابت و برابر با T 1 و T 2 (در مورد ما، این لایه ماده است. تحت مطالعه 5). اجازه دهید شار گرما را از طریق دیوار تعیین کنیم با این شرایط که قطر داخلی دیوار استوانه ای d 1 = 2r 1 و قطر بیرونی d 2 = 2r 2 ، l = const باشد و گرما فقط در جهت شعاعی منتشر شود. .

برای حل مسئله از رابطه (12) استفاده می کنیم. در مختصات استوانه ای، وقتی ; معادله (12)، مطابق با (10)، ویتامین را می گیرد:

. (15)

بیایید نماد را معرفی کنیم dT/دکتر= 0، دریافت می کنیم

پس از یکپارچه سازی و تقویت این عبارت، با عبور به متغیرهای اصلی، به دست می آوریم:

. (16)

همانطور که از این معادله پیداست، وابستگی T=f(r) لگاریتمی است.

ثابت های یکپارچه سازی C 1 و C 2 را می توان با جایگزین کردن شرایط مرزی در این معادله تعیین کرد:

در r \u003d r 1 T \u003d T 1و T 1 \u003d C 1لوگاریتم r1+C2,

در r=r2 T=T2و T 2 \u003d C 1لوگاریتم r2+C2.

حل این معادلات با توجه به با 1 و از 2می دهد:

;

جایگزینی این عبارات برای از 1و از 2در معادله (1b) دریافت می کنیم

(17)

جریان گرما از ناحیه یک سطح استوانه ای با شعاع rو طول با استفاده از قانون فوریه تعیین می شود (5)

.

پس از تعویض، می گیریم

. (18)

ضریب هدایت حرارتی l در مقادیر شناخته شده س, تی 1 , تی 2 , د 1 , د 2، با فرمول محاسبه می شود

. (19)

برای سرکوب همرفت (در مورد مایع)، لایه استوانه ای باید ضخامت کمی داشته باشد، معمولاً کسری از میلی متر.

کاهش تلفات انتهایی در روش لایه استوانه ای با افزایش نسبت / دو بخاری های امنیتی

ز) روش سیم داغدر این روش رابطه / دبا کاهش افزایش می یابد د. استوانه داخلی با یک سیم نازک جایگزین شده است، که هم گرم کننده و هم دماسنج مقاومتی بود (شکل 5). در نتیجه سادگی نسبی طراحی و توسعه دقیق تئوری، روش سیم گرم به یکی از پیشرفته‌ترین و دقیق‌ترین روش‌ها تبدیل شده است. در عمل مطالعات تجربی هدایت حرارتی مایعات و گازها، او جایگاه پیشرو را اشغال می کند.

برنج. 5. طرح سلول اندازه گیری بر اساس روش سیم گرم ساخته شده است. 1 - سیم اندازه گیری، 2 - لوله، 3 - ماده آزمایش، 4 - سیم جریان، 5 - شیرهای پتانسیل، 6 - دماسنج خارجی.

در شرایطی که کل شار حرارتی از بخش AB به صورت شعاعی منتشر شود و اختلاف دما T 1 - T 2 زیاد نباشد، به طوری که l = const را بتوان در این حدود در نظر گرفت، هدایت حرارتی ماده با فرمول تعیین می شود.

, (20)

جایی که س AB = T×U AB توان تلف شده روی سیم است.

ه) روش توپدر عمل مطالعه رسانایی حرارتی مایعات و مواد حجیم کاربرد پیدا می کند. به ماده مورد مطالعه شکل یک لایه کروی داده می شود که در اصل امکان حذف تلفات حرارتی کنترل نشده را فراهم می کند. از نظر فنی، این روش نسبتاً پیچیده است.

روشهای فیزیکی تجزیه و تحلیل مبتنی بر استفاده از یک اثر فیزیکی خاص یا خاصیت فیزیکی خاصی از یک ماده است. برای تجزیه و تحلیل گازاستفاده از چگالی، ویسکوزیته، هدایت حرارتی، ضریب شکست، حساسیت مغناطیسی، انتشار، جذب، انتشار، جذب تابش الکترومغناطیسی و همچنین جذب انتخابی، سرعت صوت، گرمای واکنش، هدایت الکتریکی و غیره. برخی از این ویژگی‌ها و پدیده‌های فیزیکی تجزیه و تحلیل گاز مداوم و امکان دستیابی به حساسیت و دقت اندازه گیری بالا. انتخاب یک کمیت یا پدیده فیزیکی برای از بین بردن تأثیر اجزای اندازه گیری نشده موجود در مخلوط تجزیه شده بسیار مهم است. استفاده از خواص یا اثرات خاص، تعیین غلظت جزء مورد نظر را در یک مخلوط گازی چند جزئی ممکن می سازد. خصوصیات فیزیکی غیر اختصاصی را می توان، به طور دقیق، فقط برای تجزیه و تحلیل مخلوط گازهای دوتایی استفاده کرد. ویسکوزیته، ضریب شکست و انتشار در آنالیز گازها اهمیت عملی ندارند.

انتقال گرما بین دو نقطه با دماهای مختلف به سه روش همرفتی، تابش و هدایت گرما انجام می شود. در همرفتانتقال حرارت با انتقال ماده (انتقال جرم) همراه است. انتقال حرارت تابش - تشعشعبدون مشارکت ماده رخ می دهد. انتقال حرارت رسانایی گرماییبا مشارکت ماده اتفاق می افتد، اما بدون انتقال جرم. انتقال انرژی در اثر برخورد مولکول ها اتفاق می افتد. ضریب هدایت حرارتی ( ایکس) فقط به نوع ماده انتقال دهنده گرما بستگی دارد. این یک ویژگی خاص یک ماده است.

بعد هدایت حرارتی در سیستم CGS cal / (s cm K)، در واحدهای فنی - kcalDmch-K)، در سیستم بین المللی SI - WDm-K). نسبت این واحدها به شرح زیر است: 1 cal / (cm s K) \u003d 360 kcal Dm h K) \u003d 418.68 W Dm-K).

هدایت حرارتی مطلق در طول انتقال از مواد جامد به مایع و گاز متفاوت است X = 418.68 Wdm-K)] (رسانایی گرمایی بهترین هادی گرما - نقره) تا ایکسسفارش 10 _6 (رسانایی گرمایی گازهای کم رسانا).

هدایت حرارتی گازها با افزایش دما به شدت افزایش می یابد. برای برخی از گازها (GH 4: NH 3)، هدایت حرارتی نسبی با افزایش دما به شدت افزایش می یابد و برای برخی (Ne) کاهش می یابد. بر اساس تئوری جنبشی، هدایت حرارتی گازها نباید به فشار بستگی داشته باشد. با این حال، دلایل مختلف منجر به این واقعیت می شود که با افزایش فشار، هدایت حرارتی کمی افزایش می یابد. در محدوده فشار از اتمسفر تا چندین میلی‌بار، هدایت حرارتی به فشار بستگی ندارد، زیرا میانگین مسیر آزاد مولکول‌ها با کاهش تعداد مولکول‌ها در واحد حجم افزایش می‌یابد. در فشار 20- میلی‌بار، میانگین مسیر آزاد مولکول‌ها با اندازه محفظه اندازه‌گیری مطابقت دارد.

اندازه گیری هدایت حرارتی قدیمی ترین روش فیزیکی تجزیه و تحلیل گاز است. در سال 1840، به ویژه در آثار A. Schleiermacher (1888-1889) توصیف شد و از سال 1928 در صنعت استفاده شده است. در سال 1913 زیمنس یک متر غلظت هیدروژن برای کشتی های هوایی ساخت. پس از آن، برای چندین دهه، ابزارهای مبتنی بر اندازه‌گیری هدایت حرارتی با موفقیت زیادی توسعه یافتند و به طور گسترده در صنایع شیمیایی به سرعت در حال رشد مورد استفاده قرار گرفتند. به طور طبیعی، در ابتدا تنها مخلوط گازهای دوتایی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. بهترین نتایج با اختلاف زیادی در هدایت حرارتی گازها به دست می آید. هیدروژن بالاترین رسانایی حرارتی را در بین گازها دارد. در عمل، اندازه گیری غلظت COs در گازهای دودکش نیز توجیه شده است، زیرا رسانایی حرارتی اکسیژن، نیتروژن و مونوکسید کربن به یکدیگر بسیار نزدیک است، که اجازه می دهد تا مخلوط این چهار جزء به عنوان شبه در نظر گرفته شود. دودویی.

ضرایب دمایی هدایت حرارتی گازهای مختلف یکسان نیست، بنابراین می توانید دمایی را پیدا کنید که در آن رسانایی حرارتی گازهای مختلف یکسان است (به عنوان مثال، 490 درجه سانتیگراد - برای دی اکسید کربن و اکسیژن، 70 درجه سانتیگراد - برای آمونیاک و هوا، 75 درجه سانتیگراد - برای دی اکسید کربن و آرگون). هنگام حل یک مسئله تحلیلی خاص، این تصادفات را می توان با در نظر گرفتن یک مخلوط گاز سه تایی برای یک مخلوط شبه دوتایی استفاده کرد.

در تجزیه و تحلیل گاز، می توانیم فرض کنیم که هدایت حرارتی یک ویژگی افزودنی است.با اندازه گیری رسانایی حرارتی مخلوط و دانستن رسانایی حرارتی اجزای خالص مخلوط دوتایی می توان غلظت آنها را محاسبه کرد. با این حال، این رابطه ساده را نمی توان برای هر مخلوط باینری اعمال کرد. بنابراین، به عنوان مثال، مخلوطی از هوا - بخار آب، هوا - آمونیاک، مونوکسید کربن - آمونیاک و هوا - استیلن با نسبت مشخصی از اجزا دارای حداکثر هدایت حرارتی هستند. بنابراین، کاربرد روش هدایت حرارتی به محدوده خاصی از غلظت ها محدود می شود. برای بسیاری از مخلوط ها، یک وابستگی غیر خطی هدایت حرارتی و ترکیب وجود دارد. بنابراین لازم است منحنی کالیبراسیون گرفته شود که بر اساس آن مقیاس ابزار ضبط ساخته شود.

سنسورهای هدایت حرارتی(حسگرهای ترمو رسانا) شامل چهار محفظه کوچک پر از گاز با حجم کم با هادی های پلاتینی نازک هم اندازه و با مقاومت الکتریکی یکسان در آنها جدا شده از بدنه است. همان جریان مستقیم یک مقدار پایدار از طریق هادی ها جریان می یابد و آنها را گرم می کند. هادی ها - عناصر گرمایش - توسط گاز احاطه شده اند. دو محفظه حاوی گاز اندازه گیری و دو محفظه دیگر حاوی گاز مرجع هستند. تمام عناصر گرمایشی در پل وایتتون گنجانده شده است که اندازه گیری اختلاف دمایی در حد 0.01 درجه سانتیگراد با آن دشوار نیست. چنین حساسیت بالایی مستلزم برابری دقیق دمای اتاق‌های اندازه‌گیری است، بنابراین کل سیستم اندازه‌گیری در یک ترموستات یا در مورب اندازه‌گیری پل قرار می‌گیرد و یک مقاومت برای جبران دما در نظر گرفته می‌شود. تا زمانی که اتلاف حرارت از عناصر گرمایشی در محفظه های اندازه گیری و مقایسه یکسان باشد، پل در حالت تعادل قرار دارد. هنگامی که گازی با هدایت حرارتی متفاوت به محفظه های اندازه گیری وارد می شود، این تعادل به هم می خورد، دمای عناصر حساس تغییر می کند و در کنار آن مقاومت آنها نیز تغییر می کند. جریان حاصل در قطر اندازه گیری متناسب با غلظت گاز اندازه گیری شده است. برای افزایش حساسیت، دمای عملیاتی عناصر حساس باید افزایش یابد، اما باید مراقب بود که اختلاف به اندازه کافی بزرگ در هدایت حرارتی گاز حفظ شود. بنابراین، برای مخلوط‌های گازی مختلف، دمای بهینه از نظر هدایت حرارتی و حساسیت وجود دارد. اغلب تفاوت بین دمای عناصر حساس و دمای دیواره های اتاقک ها از 100 تا 150 درجه سانتی گراد انتخاب می شود.

سلول های اندازه گیری آنالایزرهای هدایت سنجی حرارتی صنعتی معمولاً از یک محفظه فلزی عظیم تشکیل شده است که در آن محفظه های اندازه گیری سوراخ شده است. این توزیع یکنواخت دما و ثبات کالیبراسیون خوب را تضمین می کند. از آنجایی که قرائت سنج هدایت حرارتی تحت تأثیر نرخ جریان گاز قرار می گیرد، گاز از طریق کانال بای پس وارد محفظه های اندازه گیری می شود. راه حل های طراحان مختلف برای اطمینان از تبادل گازهای مورد نیاز در زیر آورده شده است. در اصل، فرض بر این است که جریان اصلی گاز از طریق کانال های اتصال به اتاقک های اندازه گیری متصل می شود، که گاز از طریق آنها با افت جزئی جریان می یابد. در این حالت، انتشار و همرفت حرارتی تأثیر تعیین کننده ای بر تجدید گاز در اتاقک های اندازه گیری دارند. حجم محفظه‌های اندازه‌گیری می‌تواند بسیار کوچک باشد (چند میلی‌متر مکعب)، که تأثیر کوچکی از انتقال حرارت همرفتی بر روی نتیجه اندازه‌گیری ایجاد می‌کند. برای کاهش اثر کاتالیزوری هادی های پلاتین، آنها را به روش های مختلف در مویرگ های شیشه ای جدار نازک ذوب می کنند. برای اطمینان از مقاومت محفظه اندازه گیری در برابر خوردگی، تمام قسمت های خط لوله گاز با شیشه پوشانده می شود. این امکان اندازه گیری هدایت حرارتی مخلوط های حاوی کلر، کلرید هیدروژن و سایر گازهای خورنده را فراهم می کند. آنالایزرهای هدایت سنجی حرارتی با محفظه های مرجع بسته عمدتاً در صنایع شیمیایی استفاده می شوند. انتخاب یک گاز مرجع مناسب کالیبراسیون ابزار را ساده می کند. علاوه بر این، می توانید مقیاسی با صفر سرکوب شده دریافت کنید. به منظور کاهش رانش نقطه صفر، محفظه های مرجع باید به خوبی آب بندی شوند. در موارد خاص، به عنوان مثال، با نوسانات شدید در ترکیب مخلوط گاز، می توان با اتاق های مقایسه ای جریان عبور کرد. در این حالت، با استفاده از یک معرف مخصوص، یکی از اجزاء از مخلوط گاز اندازه گیری شده (مثلاً CO و محلولی از پتاسیم سوزاننده) خارج می شود و سپس مخلوط گاز به اتاق های مقایسه فرستاده می شود. شاخه های اندازه گیری و مقایسه در این مورد فقط در غیاب یکی از اجزاء متفاوت است. این روش اغلب تجزیه و تحلیل مخلوط های گازی پیچیده را ممکن می سازد.

اخیراً به جای هادی های فلزی، گاهی اوقات از ترمیستورهای نیمه هادی به عنوان عناصر حساس استفاده می شود. مزیت ترمیستورها ضریب مقاومت 10 برابر دمای بالاتر نسبت به ترمیستورهای فلزی است. این باعث افزایش شدید حساسیت می شود. با این حال، در همان زمان، الزامات بسیار بالاتری بر تثبیت جریان پل و دمای دیواره های اتاقک تحمیل می شود.

زودتر از سایرین، و به طور گسترده، از ابزارهای هدایت سنجی حرارتی برای تجزیه و تحلیل گازهای دودکش از کوره ها استفاده می شد. با توجه به حساسیت بالا، سرعت بالا، سهولت در نگهداری و قابلیت اطمینان طراحی و همچنین هزینه پایین آن، آنالایزرهایی از این نوع در آینده به سرعت وارد صنعت شدند.

آنالایزرهای هدایت سنجی حرارتی برای اندازه گیری غلظت هیدروژن در مخلوط ها مناسب هستند. هنگام انتخاب گازهای مرجع، مخلوط گازهای مختلف نیز باید در نظر گرفته شود. داده های زیر را می توان به عنوان نمونه ای از حداقل محدوده های اندازه گیری برای گازهای مختلف استفاده کرد (جدول 6.1).

جدول 6.1

حداقل محدوده اندازه گیری برای گازهای مختلف،

% به حجم

حداکثر محدوده اندازه گیری اغلب 0-100٪ است که در آن 90 یا حتی 99٪ را می توان سرکوب کرد. در موارد خاص، آنالایزر هدایت حرارتی این امکان را فراهم می کند که چندین محدوده اندازه گیری مختلف در یک دستگاه وجود داشته باشد. برای مثال در نظارت بر پر شدن و تخلیه توربوژنراتورهای خنک شونده با هیدروژن در نیروگاه های حرارتی استفاده می شود. به دلیل خطر انفجار، محفظه ژنراتور از هوا پر نمی شود، بلکه ابتدا دی اکسید کربن به عنوان گاز پاک کننده و سپس هیدروژن وارد می شود. به طور مشابه آزاد شدن گاز از ژنراتور را تولید کنید. با تکرارپذیری به اندازه کافی بالا، محدوده های اندازه گیری زیر را می توان بر روی یک آنالایزر به دست آورد: 0-100٪ (حجم) CO (در هوا برای تصفیه با دی اکسید کربن)، 100-0٪ H 2 در CO (برای پر کردن با هیدروژن) و 100-80% H 2 (در هوا برای کنترل خلوص هیدروژن در حین کار ژنراتور). این یک روش ارزان برای اندازه گیری است.

برای تعیین محتوای هیدروژن در کلر آزاد شده در طول الکترولیز کلرید پتاسیم با استفاده از یک آنالایزر ترمو رساناسنجی، می توان هم با یک گاز مرجع مهر و موم شده (SO 2، Ar) و هم با یک گاز مرجع جاری کار کرد. در حالت دوم، مخلوط هیدروژن و کلر ابتدا به محفظه اندازه گیری و سپس به پس سوز با دمای بیش از 200 درجه سانتی گراد فرستاده می شود. هیدروژن با کلر اضافی می سوزد و کلرید هیدروژن را تشکیل می دهد. مخلوط حاصل از HC و C1 2 به محفظه مقایسه وارد می شود. در این حالت، غلظت هیدروژن از اختلاف رسانایی حرارتی تعیین می شود. این روش به طور قابل توجهی تأثیر مخلوط مقادیر کم هوا را کاهش می دهد.

برای کاهش خطایی که هنگام آنالیز گاز مرطوب رخ می دهد، گاز باید خشک شود که یا با کمک جاذب رطوبت یا با کاهش دمای گاز به زیر نقطه شبنم انجام می شود. امکان دیگری برای جبران تأثیر رطوبت وجود دارد که فقط هنگام اندازه گیری با طرح گاز مرجع جاری قابل استفاده است.

برای کار با گازهای انفجاری، تعدادی از شرکت ها دستگاه های ضد انفجار تولید می کنند. در این حالت، محفظه های کنتورهای هدایت حرارتی برای فشار بالا طراحی شده اند، شعله گیرها در ورودی و خروجی محفظه ها نصب می شوند و سیگنال خروجی به سطح ایمن ذاتی محدود می شود. با این حال، چنین دستگاه هایی را نمی توان برای تجزیه و تحلیل مخلوط گازهای انفجاری با اکسیژن یا هیدروژن با کلر استفاده کرد.

• سانتی متر - گرم - ثانیه - سیستمی از واحدها که قبل از پذیرش به طور گسترده استفاده می شد سیستم بین المللیواحدها (SI).

تا کنون توسعه نیافته است طبقه بندی یکپارچهمربوط به تنوع روش های موجود. روش های آزمایشی شناخته شده برای اندازه گیری هدایت حرارتی مواد به دو گروه بزرگ ثابت و غیر ساکن تقسیم می شوند. در حالت اول، کیفیت فرمول محاسبه از راه‌حل‌های خاصی از معادله هدایت گرما استفاده می‌کند

ارائه شده، در دوم - ارائه شده، که در آن T دما است. f - زمان؛ - ضریب نفوذ حرارتی؛ ل - ضریب هدایت حرارتی؛ ج - ظرفیت حرارتی ویژه؛ d چگالی ماده است. - عملگر لاپلاس، نوشته شده در سیستم مختصات مربوطه؛ - قدرت ویژه منبع حرارت حجمی.

گروه اول روش ها مبتنی بر استفاده از رژیم حرارتی ثابت است. دوم - رژیم حرارتی غیر ثابت. روش های ثابت برای تعیین ضریب هدایت حرارتی بر اساس ماهیت اندازه گیری ها مستقیم هستند (یعنی ضریب هدایت حرارتی به طور مستقیم تعیین می شود) و به مطلق و نسبی تقسیم می شوند. در روش های مطلق، پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش، به دست آوردن مقدار مورد نظر ضریب هدایت حرارتی را با استفاده از فرمول محاسبه ممکن می سازد. در روش های نسبی، پارامترهای اندازه گیری شده در آزمایش، به دست آوردن مقدار مورد نیاز ضریب هدایت حرارتی را با استفاده از فرمول محاسبه ممکن می سازد. در روش های نسبی، پارامترهای اندازه گیری شده برای محاسبه قدر مطلق کافی نیستند. در اینجا دو مورد امکان پذیر است. اولین مورد نظارت بر تغییر ضریب هدایت حرارتی در رابطه با ضریب اولیه است که به عنوان واحد در نظر گرفته شده است. مورد دوم استفاده از یک ماده مرجع با خواص حرارتی شناخته شده است. در این حالت از ضریب هدایت حرارتی استاندارد در فرمول محاسبه استفاده می شود. روش های نسبی نسبت به روش های مطلق دارای مزیت هایی هستند که ساده تر هستند. تقسیم بندی بیشتر روش های ثابت را می توان با توجه به ماهیت گرمایش (خارجی، حجمی و ترکیبی) و با توجه به نوع ایزوترم های میدان دما در نمونه ها (مسطح، استوانه ای، کروی) انجام داد. زیر گروه روش های با گرمایش خارجی شامل کلیه روش هایی است که از هیترهای خارجی (برقی، حجمی و ...) و گرمایش سطوح نمونه توسط تابش حرارتی یا بمباران الکترونی استفاده می کنند. زیرگروه روش‌ها با گرمایش حجمی همه روش‌هایی را که از گرمایش توسط جریان عبوری از نمونه، گرم کردن نمونه آزمایشی از نوترون یا تشعشع z یا توسط جریان‌های مایکروویو استفاده می‌کنند، ترکیب می‌کند. یک زیر گروه از روش‌ها با گرمایش ترکیبی ممکن است شامل روش‌هایی باشد که به طور همزمان از گرمایش خارجی و حجمی نمونه‌ها یا گرمایش میانی (مثلاً با جریان‌های فرکانس بالا) استفاده می‌کنند.

در هر سه زیر گروه روش های ثابت، میدان دما

ممکن است متفاوت باشد

ایزوترم های تخت زمانی تشکیل می شوند که شار حرارتی در امتداد محور تقارن نمونه هدایت شود. روش‌هایی که از ایزوترم‌های مسطح در ادبیات استفاده می‌کنند، روش‌هایی با جریان گرمای محوری یا طولی نامیده می‌شوند و خود تنظیمات آزمایشی، دستگاه‌های تخت نامیده می‌شوند.

ایزوترم های استوانه ای مربوط به انتشار شار حرارتی در امتداد شعاع نمونه استوانه ای است. در صورتی که جریان گرما در امتداد شعاع یک نمونه کروی هدایت شود، ایزوترم های کروی بوجود می آیند. روش هایی که از چنین ایزوترم ها استفاده می کنند کروی و دستگاه ها کروی نامیده می شوند.

GOST 7076-99

UDC 691:536.2.08:006.354 گروه Zh19

استاندارد بین ایالتی

مصالح و محصولات ساختمانی

روشی برای تعیین هدایت حرارتی و مقاومت حرارتی

تحت شرایط حرارتی ثابت

مصالح و محصولات ساختمانی

روش تعیین حرارتی حالت پایدار

رسانایی و مقاومت حرارتی

تاریخ معرفی 2000-04-01

پیشگفتار

1 توسعه یافته توسط موسسه تحقیقاتی فیزیک ساختمان (NIISF) فدراسیون روسیه

معرفی شده توسط گوستروی روسیه

2 تصویب شده توسط کمیسیون علمی و فنی بین ایالتی برای استانداردسازی، مقررات فنی و صدور گواهینامه در ساخت و ساز (ISTCS) در 20 مه 1999

نام ایالت	نام نهاد دولتی مدیریت ساخت و ساز
جمهوری ارمنستان	وزارت شهرسازی جمهوری ارمنستان
جمهوری قزاقستان	کمیته ساخت و ساز وزارت انرژی، صنعت و تجارت جمهوری قزاقستان
جمهوری قرقیزستان	بازرسی دولتی برای معماری و ساخت و ساز تحت حکومت جمهوری قرقیزستان
جمهوری مولداوی	وزارت توسعه سرزمینی، ساخت و ساز و خدمات عمومی جمهوری مولداوی
فدراسیون روسیه	گوستروی روسیه
جمهوری تاجیکستان	کمیته معماری و ساختمان جمهوری تاجیکستان
جمهوری ازبکستان	کمیته دولتی معماری و ساخت و ساز جمهوری ازبکستان
	کمیته دولتی ساخت و ساز، معماری و سیاست مسکن اوکراین

3 به جای GOST 7076-87

4 از 1 آوریل 2000 به عنوان استاندارد دولتی فدراسیون روسیه توسط فرمان Gosstroy روسیه مورخ 24 دسامبر 1999 شماره 89 معرفی شد.

معرفی

این استاندارد بین المللی از نظر اصطلاحی با ISO 7345:1987 و ISO 9251:1987 هماهنگ است و با مفاد اصلی ISO 8301:1991، ISO 8302:1991، ایجاد روش هایی برای تعیین مقاومت حرارتی و هدایت حرارتی موثر با استفاده از ابزار مجهز است. با یک متر حرارت و یک ابزار با منطقه امنیتی گرم.

مطابق با استانداردهای ISO، این استاندارد الزاماتی را برای نمونه ها، یک ابزار و کالیبراسیون آن ایجاد می کند، دو طرح آزمایش اصلی اتخاذ شده است: نامتقارن (با یک متر حرارت) و متقارن (با دو متر حرارت).

1 منطقه استفاده

این استاندارد برای مصالح و مواد ساختمانیو محصولات، و همچنین مواد و محصولات در نظر گرفته شده برای عایق حرارتی تجهیزات صنعتیو خطوط لوله، و روشی برای تعیین هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی آنها در دمای میانگیننمونه از منفی 40 تا + 200 درجه سانتیگراد.

این استاندارد برای مواد و محصولات با رسانایی حرارتی بیش از 1.5 W / (m) اعمال نمی شود × K).

کولیس GOST 166-89. مشخصات فنی

GOST 427-75 اندازه گیری خط کش های فلزی. مشخصات فنی

GOST 24104-88 ترازوهای آزمایشگاهی برای مقاصد عمومی و نمونه. مشخصات عمومی

3 تعاریف و نماد

3.1 در این استاندارد، اصطلاحات زیر با تعاریف مربوطه اعمال می شود.

جریان دما- مقدار گرمای عبوری از نمونه در واحد زمان.

چگالی شار حرارتیشار گرمایی است که از یک واحد سطح می گذرد.

رژیم حرارتی ثابت- حالتی که در آن تمام پارامترهای ترموفیزیکی در نظر گرفته شده با گذشت زمان تغییر نمی کنند.

مقاومت حرارتی نمونه- نسبت اختلاف دمای سطوح جلویی نمونه به چگالی شار حرارتی در شرایط حرارتی ثابت.

میانگین دمای نمونه- مقدار میانگین حسابی دماهای اندازه گیری شده در وجه های جلویی نمونه.

هدایت حرارتی موثرل effمواد(مربوط به عبارت "ضریب هدایت حرارتی" اتخاذ شده در استانداردهای فعلی برای مهندسی حرارت ساختمان) - نسبت ضخامت نمونه مواد آزمایش شده دبهمقاومت حرارتی آن آر.

3.2 تعیین مقادیر و واحدهای اندازه گیری در جدول 1 آورده شده است.

میز 1

تعیین	ارزش	واحد
l eff	هدایت حرارتی موثر	W/(m × K)
	مقاومت حرارتی	متر 2 × K/W
	ضخامت نمونه قبل از آزمایش
	مقاومت حرارتی نمونه های استاندارد	متر 2 × K/W
D T 1 D تی 2	تفاوت دمای سطوح جلویی نمونه های استاندارد
e 1، ه 2	سیگنال های خروجی حرارت سنج دستگاه در حین کالیبراسیون آن با استفاده از نمونه های استاندارد
f 1 , f 2	ضرایب کالیبراسیون حرارت سنج دستگاه در حین کالیبراسیون آن با استفاده از نمونه های استاندارد	W/(mV × متر 2)
	ضخامت نمونه در طول آزمایش
	مقاومت حرارتی قطعه آزمایش	متر 2 × K/W
	تغییر نسبی در جرم نمونه پس از خشک شدن
	تغییر نسبی در جرم نمونه در طول آزمایش
	وزن نمونه پس از دریافت از سازنده
	وزن نمونه پس از خشک شدن
	وزن نمونه پس از آزمایش
D T u	اختلاف دمای سطوح جلوی نمونه آزمایشی
	میانگین دمای نمونه آزمایشی
	دمای صفحه داغ نمونه آزمایشی
	دمای سطح سرد نمونه آزمایش
	مقدار ضریب کالیبراسیون حرارت سنج دستگاه، مربوط به مقدار شار حرارتی جریان یافته از طریق نمونه آزمایشی پس از ایجاد یک رژیم حرارتی ثابت (با یک طرح آزمایش نامتقارن)	W/(mV × متر 2)
	سیگنال خروجی حرارت سنج دستگاه پس از ایجاد یک شار حرارتی ثابت از طریق نمونه آزمایشی (با طرح آزمایش نامتقارن)
	مقاومت حرارتی بین سطح جلوی نمونه و سطح کار صفحه ابزار
لففو	هدایت حرارتی موثر مواد نمونه آزمایشی	W/(m × K)
	مقاومت حرارتی مواد ورق، که ته و درب جعبه نمونه مواد فله از آن ساخته شده است	متر 2 × K/W
f ¢ تو ، اف² تو	مقادیر ضریب کالیبراسیون اولین و دومین متر حرارتی دستگاه، مربوط به مقدار شار حرارتی جریان یافته از طریق نمونه آزمایشی پس از ایجاد یک رژیم حرارتی ثابت (با یک طرح آزمایش متقارن)	W/(mV × متر 2)
ه ¢ تو ، ه² تو	سیگنال خروجی حرارت سنج های اول و دوم پس از برقراری جریان حرارتی ثابت از طریق نمونه آزمایشی (با طرح آزمایشی متقارن)
	چگالی شار حرارتی ثابتی که از نمونه آزمایشی عبور می کند
	منطقه اندازه گیری
	برق تامین شده به بخاری منطقه اندازه گیری صفحه داغ دستگاه

4 مقررات عمومی

4.1 ماهیت روش ایجاد یک شار حرارتی ثابت است که از یک نمونه مسطح با ضخامت معین عبور می کند و عمود بر وجه های جلویی (بزرگترین) نمونه هدایت می شود و چگالی این شار حرارتی، دمای جبهه مقابل را اندازه گیری می کند. چهره ها و ضخامت نمونه

4.2 تعداد نمونه های مورد نیاز برای تعیین هدایت حرارتی موثر یا مقاومت حرارتی و روش نمونه برداری باید در استاندارد برای یک ماده یا محصول خاص مشخص شود. اگر استاندارد یک ماده یا محصول خاص تعداد نمونه های مورد آزمایش را مشخص نکرده باشد، هدایت حرارتی موثر یا مقاومت حرارتی بر روی پنج نمونه تعیین می شود.

4.3 دما و رطوبت نسبی هوا در اتاقی که آزمایش ها در آن انجام می شود باید به ترتیب (5 ± 295) کلوین و (10 ± 50 درصد) باشد.

5 ابزار اندازه گیری

برای استفاده آزمایشی:

ابزار اندازه گیری هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی، دارای گواهینامه در زمان مناسبو رعایت الزامات مندرج در پیوست A.

دستگاه تعیین چگالی مواد فیبری مطابق با GOST 17177.

دستگاهی برای تعیین ضخامت محصولات فیبری مسطح طبق GOST 17177.

کابینت الکتریکی برای خشک کردن، حد حرارت بالای آن کمتر از 383 K نیست، حد خطای مجاز تنظیم و کنترل دمای خودکار 5 K است.

کولیس مطابق GOST 166:

برای اندازه گیری ابعاد خارجی و داخلی با محدوده اندازه گیری 0-125 میلی متر، مقدار قرائت ورنیه 0.05 میلی متر، حد خطا 0.05 میلی متر.

برای اندازه گیری ابعاد خارجی با محدوده اندازه گیری 0-500 میلی متر، مقدار قرائت ورنیه 0.1 میلی متر، حد خطا 0.1- میلی متر.

خط کش اندازه گیری فلزی مطابق با GOST 427 با حد بالایی اندازه گیری 1000 میلی متر، حد مجاز انحراف از مقادیر اسمی طول مقیاس و فواصل بین هر ضربه تا ابتدا یا انتهای مقیاس - 0.2 میلی متر ;

ترازوهای آزمایشگاهی همه منظوره طبق GOST 24104:

با بیشترین حد وزن 5 کیلوگرم، مقدار تقسیم - 100 میلی گرم، انحراف استاندارد قرائت های مقیاس - بیش از 50.0 میلی گرم، خطای ناشی از بازوی ناهموار - حداکثر 250.0 میلی گرم، حاشیه خطا - 375 میلی گرم؛

با بیشترین حد وزن 20 کیلوگرم، مقدار تقسیم - 500 میلی گرم، انحراف استاندارد قرائت های مقیاس - حداکثر 150.0 میلی گرم، خطای ناشی از بازوی ناهموار - بیش از 750.0 میلی گرم، حاشیه خطا - 1500 میلی گرم.

مجاز به استفاده از سایر ابزارهای اندازه گیری با مشخصات اندازه گیری و تجهیزات با مشخصات فنیبدتر از موارد مشخص شده در این استاندارد نیست.

6 آمادگی آزمون

6.1 نمونه ای به صورت موازی مستطیل شکل ساخته می شود که بزرگترین وجوه (جلو) آن به صورت مربع با ضلع برابر با ضلع سطوح کار صفحات دستگاه است. اگر سطوح کار صفحات دستگاه به شکل دایره باشد، بزرگترین لبه های نمونه نیز باید به شکل دایره باشد که قطر آن برابر با قطر سطوح کار صفحات دستگاه است. (پیوست A، بند A. 2.1).

6.2 ضخامت نمونه آزمایش باید حداقل پنج برابر کمتر از طول لبه وجه یا قطر باشد.

6-3 لبه های نمونه در تماس با سطوح کار صفحات ابزار باید صاف و موازی باشند. انحراف وجه های جلویی یک نمونه سفت و سخت از موازی نباید بیش از 0.5 میلی متر باشد.

نمونه های صلب با ضخامت های مختلف و انحراف از صافی آسیاب می شوند.

6.4 ضخامت نمونه موازی با یک کولیس ورنیه با خطای حداکثر 0.1 میلی متر در چهار گوشه در فاصله (50.0 ± 5.0) میلی متر از بالای گوشه و در وسط هر طرف اندازه گیری می شود.

ضخامت دیسک نمونه با یک کولیس با خطای بیش از 0.1 میلی متر در امتداد ژنراتورهای واقع در چهار صفحه متقابل عمود بر روی محور عمودی اندازه گیری می شود.

میانگین حسابی نتایج تمام اندازه گیری ها به عنوان ضخامت نمونه در نظر گرفته می شود.

6.5 طول و عرض نمونه در پلان با خط کش با خطای حداکثر 0.5 میلی متر اندازه گیری می شود.

6.6 منظم بودن شکل هندسی و ابعاد نمونه مواد عایق حرارتیمطابق با GOST 17177 تعیین می شود.

6.7 اندازه متوسط ​​آخال ها (گرانول های سنگدانه، منافذ بزرگ و غیره) که از نظر پارامترهای ترموفیزیکی با نمونه اصلی متفاوت است، نباید از 0.1 ضخامت نمونه تجاوز کند.

مجاز به آزمایش نمونه ای با آخال های ناهمگن است که اندازه متوسط ​​آن بیش از 0.1 ضخامت آن است. گزارش آزمون باید اندازه متوسط ​​گنجاندن را بیان کند.

6.8 جرم نمونه را تعیین کنید م 1 پس از دریافت از سازنده.

6.9 نمونه تا وزن ثابت در دمای مشخص شده در سند استاندارد برای ماده یا محصول خشک می شود. نمونه خشک شده تا وزن ثابت در نظر گرفته می شود اگر از دست دادن جرم آن پس از خشک شدن بعدی به مدت 0.5 ساعت از 0.1٪ تجاوز نکند. در پایان خشک شدن، وزن نمونه تعیین می شود. م 2 و چگالی آن r تو، پس از آن نمونه بلافاصله یا در دستگاهی برای تعیین مقاومت حرارتی آن یا در یک ظرف مهر و موم شده قرار می گیرد.

آزمایش نمونه مرطوب در دمای صورت سرد بیش از 273 کلوین و اختلاف دمایی بیش از 2 کلوین در هر سانتی متر ضخامت نمونه مجاز است.

6.10 یک نمونه از مواد فله خشک شده باید در جعبه ای قرار گیرد که کف و درب آن از مواد ورقه ای نازک ساخته شده باشد. طول و عرض جعبه باید برابر با ابعاد مربوط به سطوح کار صفحات دستگاه، عمق - ضخامت نمونه آزمایشی باشد. ضخامت نمونه مواد حجیم باید حداقل 10 برابر اندازه متوسط ​​گرانول ها، دانه ها و ورقه های تشکیل دهنده این ماده باشد.

انتشار نیمکره ای نسبی سطوح پایین و درب جعبه در دمایی که این سطوح در طول آزمایش تجربه می کنند باید بیشتر از 0.8 باشد.

مقاومت حرارتی R Lمواد ورقی که ته و درب جعبه از آن ساخته شده است باید مشخص باشد.

6.11 نمونه مواد فله به چهار قسمت مساوی تقسیم می شود که به طور متناوب در جعبه ریخته می شود و هر قسمت را فشرده می کنند تا قسمت مربوط به حجم داخلی جعبه را اشغال کند. جعبه با درب بسته شده است. درب به دیواره های جانبی جعبه وصل شده است.

6.12 جعبه حاوی نمونه مواد فله را وزن کنید. بر اساس وزن تعیین شده جعبه با نمونه و مقادیر از پیش تعیین شده حجم داخلی و جرم جعبه خالی، چگالی نمونه مواد فله محاسبه می شود.

6.13 خطا در تعیین جرم و اندازه نمونه ها نباید بیش از 0.5٪ باشد.

7 تست

7.1 آزمایش ها باید بر روی یک ابزار کالیبره شده قبلی انجام شود. ترتیب و فرکانس کالیبراسیون در پیوست B آورده شده است.

7.2 نمونه مورد آزمایش را در دستگاه قرار دهید. محل نمونه - افقی یا عمودی. با یک نمونه افقی، جهت جریان گرما از بالا به پایین است.

در طول آزمایش، اختلاف دمای سطوح جلویی نمونه D T uدمای متوسط ​​نمونه در طول آزمایش باید در سند نظارتی برای نوع خاصی از ماده یا محصول ذکر شود.

7.3 دمای مشخص شده سطوح کاری صفحات ابزار را تنظیم کنید و به ترتیب هر 300 ثانیه اندازه گیری کنید:

سیگنال های متر حرارتی e uو سنسورهای دما در وجه های جلویی نمونه، اگر چگالی شار حرارتی از طریق نمونه آزمایشی با استفاده از متر حرارت اندازه گیری شود.

برق عرضه شده به بخاری منطقه اندازه گیری صفحه داغ دستگاه و سیگنال های سنسورهای دمای وجه های جلویی نمونه، در صورتی که چگالی شار حرارتی از طریق نمونه آزمایشی با اندازه گیری توان الکتریکی عرضه شده تعیین شود. به بخاری منطقه اندازه گیری صفحه داغ دستگاه.

7.4 در صورتی که مقادیر مقاومت حرارتی نمونه از نتایج پنج اندازه گیری متوالی سیگنال های سنسورهای دما و چگالی شار حرارتی محاسبه شود، جریان گرما از طریق نمونه آزمایشی ثابت (ایستا) در نظر گرفته می شود. کمتر از 1٪ با یکدیگر تفاوت دارند در حالی که این مقادیر به طور یکنواخت افزایش نمی یابد و کاهش نمی یابد.

7.5 پس از رسیدن به یک رژیم حرارتی ثابت، ضخامت نمونه قرار داده شده در دستگاه را اندازه گیری کنید d uکولیس با خطای بیش از 0.5٪.

7.6 پس از اتمام آزمایش، جرم نمونه را تعیین کنید م 3 .

8 پردازش نتایج آزمون

8.1 تغییر نسبی جرم نمونه به دلیل خشک شدن آن را محاسبه کنید. تی r و در حین آزمایش تی w و چگالی نمونه r توطبق فرمول های:

تیr=(م 1 ¾ م 2 )/م 2 , (2)

تیw= (م 2 ¾ م 3 )/م 3 , (3)

حجم نمونه تست V uاز نتایج اندازه گیری طول و عرض آن پس از پایان آزمایش و ضخامت - در طول آزمایش محاسبه می شود.

8.2 محاسبه اختلاف دمای سطوح جلویی D T uو میانگین دمای نمونه آزمایشی تی موطبق فرمول های:

D T u = تی 1تو ¾ تی 2تو , (5)

تی مو= (تی 1تو + تی 2u .)/2 (6)

8.3 هنگام محاسبه پارامترهای ترموفیزیکی نمونه و چگالی شار حرارتی ثابت، مقادیر میانگین حسابی نتایج پنج اندازه گیری سیگنال های سنسورهای اختلاف دما و سیگنال متر حرارت یا توان الکتریکی، انجام می شود. پس از ایجاد یک شار حرارتی ثابت از طریق نمونه آزمایش، به فرمول های محاسبه جایگزین می شوند.

8.4 هنگام آزمایش بر روی دستگاهی که طبق یک طرح نامتقارن مونتاژ شده است، مقاومت حرارتی نمونه R uطبق فرمول محاسبه می شود

(7)

جایی که Rkبرابر با 0.005 متر مربع بگیرید × K / W، و برای مواد و محصولات عایق حرارت - صفر است.

8.5 هدایت حرارتی موثر مواد نمونه ل افوطبق فرمول محاسبه می شود

(8)

8.6 مقاومت حرارتی R uو هدایت حرارتی موثر ل افونمونه مواد فله با فرمول های زیر محاسبه می شود:

, (9)

. (10)

8.7 چگالی شار حرارتی ثابت q uاز طریق نمونه آزمایش شده روی دستگاه، مونتاژ شده بر اساس طرح های نامتقارن و متقارن، به ترتیب با فرمول های زیر محاسبه می شود:

q u = f u e u , (11)

. (12)

8.8 هنگام آزمایش بر روی ابزاری با ناحیه محافظ داغ، که در آن چگالی شار حرارتی با اندازه‌گیری توان الکتریکی عرضه‌شده به بخاری منطقه اندازه‌گیری صفحه داغ دستگاه، مقاومت حرارتی، هدایت حرارتی مؤثر و گرمای ثابت تعیین می‌شود. چگالی شار از طریق نمونه با فرمول محاسبه می شود:

, (13)

, (14)

هنگام آزمایش مواد فله در فرمول های (13) و (14) به جای Rkارزش جایگزین R L..

8.9 نتیجه آزمایش به عنوان میانگین حسابی مقاومت حرارتی و هدایت حرارتی موثر تمام نمونه های آزمایش شده در نظر گرفته می شود.

9 گزارش تست

گزارش آزمون باید حاوی اطلاعات زیر باشد:

نام ماده یا محصول؛

تعیین و نام سند هنجاری که بر اساس آن ماده یا محصول ساخته شده است.

سازنده؛

شماره دسته؛

تاریخ ساخت؛

تعداد کل نمونه های آزمایش شده؛

نوع ابزاری که آزمایش بر روی آن انجام شده است؛

موقعیت نمونه های آزمایشی (افقی، عمودی)؛

روش تهیه نمونه از مواد حجیم که نشان دهنده مقاومت حرارتی کف و درب جعبه ای است که نمونه ها در آن آزمایش شده اند.

ابعاد هر نمونه؛

ضخامت هر نمونه قبل از شروع آزمایش و در طول آزمایش، نشان می دهد که آیا آزمایش با فشار ثابت روی نمونه انجام شده است یا در ضخامت نمونه ثابت.

فشار ثابت (اگر ثابت بود)؛

اندازه متوسط ​​ادخال های ناهمگن در نمونه ها (در صورت وجود)؛

روش خشک کردن نمونه؛

تغییر نسبی جرم هر نمونه با توجه به روز آن؛

رطوبت هر نمونه قبل و بعد از پایان آزمایش؛

چگالی هر نمونه در طول آزمایش؛

تغییر نسبی در جرم هر نمونه که در طول آزمایش رخ داده است.

دمای صورت گرم و سرد هر نمونه؛

تفاوت دما بین سطوح گرم و سرد هر نمونه؛

میانگین دمای هر نمونه؛

چگالی شار حرارتی از طریق هر نمونه پس از ایجاد یک رژیم حرارتی ثابت.

مقاومت حرارتی هر نمونه؛

هدایت حرارتی موثر مواد هر نمونه؛

مقدار میانگین محاسباتی مقاومت حرارتی تمام نمونه های آزمایش شده.

میانگین حسابی هدایت حرارتی موثر همه نمونه‌های آزمایش شده؛

جهت جریان گرما؛

تاریخ تست؛

تاریخ آخرین کالیبراسیون دستگاه (اگر آزمایش بر روی دستگاه مجهز به متر حرارت انجام شده باشد)؛

برای نمونه های استاندارد مورد استفاده در کالیبراسیون دستگاه، موارد زیر باید مشخص شود: نوع، مقاومت حرارتی، تاریخ تأیید، دوره اعتبار تأیید، سازمانی که تأیید را انجام داده است.

تخمین خطای اندازه گیری مقاومت حرارتی یا هدایت حرارتی موثر.

بیانیه انطباق کامل یا عدم انطباق جزئی روش آزمایش با الزامات این استاندارد. اگر در طول آزمون انحرافاتی از الزامات این استاندارد ایجاد شد، باید در گزارش آزمون مشخص شود.

10 خطا در تعیین هدایت حرارتی موثر

و مقاومت حرارتی

خطای نسبی در تعیین رسانایی گرمایی موثر و مقاومت حرارتی با این روش در صورتی که آزمایش کاملا مطابق با الزامات این استاندارد انجام شود از 3± درصد تجاوز نمی کند.

پیوست اول

(اجباری)

الزامات ابزار برای تعیین هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی در یک رژیم حرارتی ثابت

آ.1 نمودارهای ابزار

برای اندازه گیری هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی در یک رژیم حرارتی ثابت، از دستگاه های زیر استفاده می شود:

مونتاژ شده بر اساس یک طرح نامتقارن، مجهز به یک متر حرارت، که بین نمونه آزمایشی و صفحه سرد دستگاه یا بین نمونه و صفحه داغ دستگاه قرار دارد (شکل A.1).

مونتاژ شده بر اساس یک طرح متقارن، مجهز به دو متر حرارت، که یکی از آنها بین نمونه آزمایشی و صفحه سرد دستگاه قرار دارد، و دومی - بین نمونه و صفحه داغ دستگاه (شکل A.2) ;

ابزاری که در آن شار حرارتی از طریق نمونه آزمایشی با اندازه‌گیری توان الکتریکی عرضه‌شده به بخاری ناحیه اندازه‌گیری صفحه داغ دستگاه (ابزاری با ناحیه محافظ داغ) تعیین می‌شود (شکل A.3).

1 - بخاری؛ 2 - متر حرارتی؛ 3 - نمونه آزمایشی؛ 4 - یخچال

شکل A.1 - طرح دستگاه با یک متر حرارتی

1 - بخاری؛ 2 - متر حرارتی؛ 3 - یخچال؛ 4 - واحد آزمایشی

شکل A.2 - طرح دستگاه با دو متر حرارتی

1 - یخچال؛ 2 - نمونه های آزمایشی؛ 3 - صفحات بخاری منطقه اندازه گیری؛

4 - سیم پیچ بخاری منطقه اندازه گیری؛ 5 - صفحات بخاری منطقه امنیتی.

6 - سیم پیچ بخاری منطقه محافظ

شکل A. 3 - نمودار یک دستگاه با منطقه امنیتی داغ

الف.2 بخاری و کولر

الف-2-1 صفحات بخاری یا کولر ممکن است به شکل مربع که ضلع آن حداقل 250 میلی متر باشد یا دایره ای باشد که قطر آن کمتر از 250 میلی متر نباشد.

الف-2-2- سطوح کار صفحات بخاری و کولر باید از فلز ساخته شود. انحراف از صافی سطوح کار نباید بیش از 0.025٪ حداکثر اندازه خطی آنها باشد.

الف-2-3- انتشار نیمکره نسبی سطوح کار صفحات بخاری و کولر در تماس با نمونه آزمایشی در دمایی که این سطوح در طول آزمایش دارند باید بیش از 0.8 باشد.

آ.3 متر حرارت

الف-3-1 ابعاد سطوح کار کنتور حرارتی باید برابر با ابعاد سطوح کار صفحات بخاری و یخچال باشد.

الف-3-2- انتشار نیمکره ای نسبی وجه جلویی حرارت سنج در تماس با نمونه آزمایشی در دماهایی که این وجه در طول آزمایش دارد باید بیشتر از 0.8 باشد.

الف-3-3- ناحیه اندازه گیری حرارت سنج باید در قسمت مرکزی وجه جلویی آن قرار گیرد. مساحت آن باید حداقل 10٪ و بیش از 40٪ از کل مساحت صورت جلو باشد.

الف-3-4 قطر سیم های ترموکوپل مورد استفاده در ساخت باتری ترموالکتریک کنتور حرارتی نباید بیشتر از 0.2 میلی متر باشد.

A.4 سنسورهای دما

تعداد سنسورهای دما در هر سطح کار صفحات بخاری یا یخچال و صفحه جلویی حرارت سنج در تماس با نمونه آزمایشی باید برابر با قسمت صحیح عدد 10 باشد. Ö A و حداقل دو نفر باشند. قطر سیم های مناسب برای این سنسورها نباید بیشتر از 0.6 میلی متر باشد.

الف.5 سیستم اندازه گیری الکتریکی

سیستم اندازه‌گیری الکتریکی باید از اندازه‌گیری سیگنال سنسورهای اختلاف دمای سطح با خطای بیش از 0.5٪، سیگنال سنج حرارتی - با خطای حداکثر 0.6٪ یا توان الکتریکی تامین شده اطمینان حاصل کند. بخاری منطقه اندازه گیری صفحه داغ دستگاه - با خطای بیش از 0.2٪.

خطای کل در اندازه گیری اختلاف دما بین سطوح صفحات دستگاه و حرارت سنج در تماس با وجوه جلویی نمونه آزمایشی نباید بیش از 1% باشد. خطای کل - مجموع خطاهای ناشی از اعوجاج میدان دما در نزدیکی سنسورهای دما، تغییرات در ویژگی های این سنسورها تحت تأثیر شرایط خارجی و خطای معرفی شده توسط سیستم اندازه گیری الکتریکی.

الف-6 دستگاهی برای اندازه گیری ضخامت نمونه آزمایشی

دستگاه باید مجهز به دستگاهی باشد که امکان اندازه گیری ضخامت نمونه را در حین آزمایش با کولیس با خطای حداکثر 0.5٪ فراهم کند.

الف.7 قاب ابزار

دستگاه باید مجهز به قاب باشد که به شما امکان می دهد جهت گیری های مختلف را در فضای بلوک دستگاه حاوی نمونه آزمایشی حفظ کنید.

الف.8 دستگاهی برای تثبیت نمونه آزمایشی

دستگاه باید مجهز به دستگاهی باشد که یا فشار از پیش تعیین شده ثابتی بر روی نمونه آزمایشی قرار داده شده در دستگاه ایجاد کند و یا فاصله ثابتی را بین سطوح کاری صفحات دستگاه حفظ کند.

حداکثر فشار ایجاد شده توسط این دستگاه بر روی نمونه آزمایشی باید 2.5 کیلو پاسکال، حداقل - 0.5 کیلو پاسکال، خطای تنظیم فشار - بیش از 1.5٪ باشد.

الف.9 وسیله ای برای کاهش اتلاف حرارت جانبی یا افزایش حرارت قطعه آزمایش

تلفات حرارتی جانبی یا افزایش حرارت در طول آزمایش باید با جداسازی سطوح جانبی نمونه آزمایش با لایه ای از مواد عایق حرارتی که مقاومت حرارتی آن کمتر از مقاومت حرارتی نمونه نباشد محدود شود.

A.10 بدنه ابزار

دستگاه باید دارای محفظه ای باشد که در آن دمای هوا برابر با دمای متوسط ​​نمونه آزمایشی حفظ شود.

ضمیمه B

(اجباری)

کالیبراسیون دستگاه مجهز به متر حرارتی

ب.1 الزامات عمومی

کالیبراسیون یک ابزار مجهز به متر حرارتی باید با استفاده از سه نمونه استاندارد مقاومت حرارتی استاندارد که به ترتیب از شیشه کوارتز نوری، شیشه آلی و پلاستیک فوم یا فایبرگلاس ساخته شده اند، انجام شود.

ابعاد نمونه های استاندارد باید با ابعاد نمونه مورد آزمایش برابر باشد. در فرآیند کالیبراسیون دستگاه، دمای وجه های جلویی نمونه های استاندارد باید به ترتیب برابر با دمایی باشد که وجه های جلویی نمونه آزمایشی در طول آزمایش خواهند داشت.

کل محدوده مقادیر مقاومت حرارتی قابل اندازه گیری بر روی دستگاه باید به دو زیر محدوده تقسیم شود:

حد پایین زیر محدوده اول حداقل مقدار مقاومت حرارتی قابل اندازه گیری در این دستگاه است. حد بالایی - مقدار مقاومت حرارتی یک نمونه استاندارد ساخته شده از شیشه آلی و دارای ضخامتی برابر با ضخامت نمونه مورد آزمایش.

حد پایین زیر محدوده دوم، حد بالایی زیر محدوده اول است. حد بالایی - حداکثر مقدار مقاومت حرارتی قابل اندازه گیری در این دستگاه.

B.2 کالیبراسیون دستگاه مونتاژ شده بر اساس یک طرح نامتقارن

قبل از کالیبراسیون، باید مقدار عددی مقاومت حرارتی نمونه مورد آزمایش را با توجه به داده های مرجع شناخته شده ارزیابی کرد و تعیین کرد که این مقدار متعلق به کدام زیر محدوده است. کالیبراسیون حرارت سنج فقط در این زیر محدوده انجام می شود.

اگر مقاومت حرارتی نمونه مورد آزمایش متعلق به زیر محدوده اول باشد، کالیبراسیون حرارت سنج

با استفاده از نمونه های استاندارد ساخته شده از کوارتز نوری و شیشه آلی انجام شد. اگر مقاومت حرارتی نمونه متعلق به زیر محدوده دوم باشد، کالیبراسیون با استفاده از نمونه های استاندارد ساخته شده از شیشه آلی و مواد عایق حرارت انجام می شود.

اولین نمونه استاندارد با مقاومت حرارتی کمتر را در دستگاه قرار دهید. آر اس 1 , D تی 1 از وجوه جلویی آن و سیگنال خروجی حرارت سنج ه 1 طبق رویه شرح داده شده در بخش 7. سپس دومین نمونه استاندارد با مقاومت حرارتی زیاد در دستگاه قرار می گیرد. آر اس 2 , اندازه گیری اختلاف دما D تی 2 تا از وجوه جلویی آن و سیگنال خروجی حرارت سنج ه 2 با همین روش بر اساس نتایج این اندازه گیری ها، ضرایب کالیبراسیون محاسبه می شود f 1 و f 2 متر حرارتی طبق فرمول:

مقدار ضریب کالیبراسیون حرارت سنج تو،متناظر با مقدار شار حرارتی جریان یافته از طریق نمونه آزمایشی پس از ایجاد یک شار حرارتی ثابت، با درون یابی خطی طبق فرمول تعیین می شود.

. (B.3)

B.3 درجه بندی یک دستگاه مونتاژ شده بر اساس یک طرح متقارن

روش تعیین ضریب کالیبراسیون برای هر گرما سنج دستگاهی که طبق یک طرح متقارن مونتاژ شده است مشابه روش تعیین ضریب کالیبراسیون برای یک متر حرارتی شرح داده شده در B.2 است.

ب.4 فرکانس کالیبراسیون ابزار

کالیبراسیون دستگاه باید ظرف 24 ساعت قبل یا بعد از آزمایش انجام شود.

اگر با توجه به نتایج کالیبراسیون های انجام شده در مدت 3 ماه، تغییر ضریب کالیبراسیون کنتور حرارتی بیش از 1٪ نباشد، این دستگاه می تواند هر 15 روز یک بار کالیبره شود. در این حالت، نتایج آزمایش تنها پس از کالیبراسیون پس از آزمایش به مشتری قابل انتقال است و اگر مقدار ضریب کالیبراسیون تعیین شده از نتایج کالیبراسیون بعدی با مقدار ضریب تعیین شده از نتایج آزمایش متفاوت باشد. کالیبراسیون قبلی بیش از 1 ±٪ نیست.

ضریب کالیبراسیون مورد استفاده در محاسبه پارامترهای ترموفیزیکی نمونه آزمایشی به عنوان میانگین حسابی دو مقدار مشخص شده این ضریب تعیین می شود.

اگر تفاوت در مقدار ضریب کالیبراسیون بیش از 1 ± درصد باشد، نتایج تمام آزمایش‌های انجام شده بین این دو کالیبراسیون نامعتبر تلقی می‌شود و آزمایش‌ها باید تکرار شوند.

ضمیمه B

کتابشناسی - فهرست کتب

ISO 7345:1987 عایق حرارتی. کمیت های فیزیکیو تعاریف

ISO 9251:1987 عایق حرارتی. حالت های انتقال حرارت و خواص مواد

ISO 8301:1991 عایق حرارتی. تعیین مقاومت حرارتی و شاخص های ترموفیزیکی مرتبط در یک رژیم حرارتی ثابت دستگاه مجهز به متر حرارتی

ISO 8302:1991 عایق حرارتی. تعیین مقاومت حرارتی و شاخص های ترموفیزیکی مرتبط. دستگاه با منطقه محافظ داغ

کلمات کلیدی: مقاومت حرارتی، هدایت حرارتی موثر، نمونه استاندارد

معرفی

1 منطقه استفاده

3 تعاریف و نماد

4 مقررات عمومی

5 ابزار اندازه گیری

6 آمادگی آزمون

7 تست

8 پردازش نتایج آزمون

9 گزارش تست

10 خطا در تعیین هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی

ضمیمه A الزامات برای ابزار برای تعیین هدایت حرارتی موثر و مقاومت حرارتی در شرایط حرارتی ثابت

ضمیمه B کالیبراسیون ابزار مجهز به متر حرارت

پیوست B کتابشناسی