تحديد الموصلية الحرارية. قياس الموصلية الحرارية. مجسات قياس الموصلية الحرارية تحديد التوصيل الحراري للسائل باستخدام طريقة السلك الساخن

الموصلية الحرارية هي أهم خاصية فيزيائية حرارية للمواد. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند تصميم أجهزة التدفئة واختيار السُمك الطلاءات الواقيةمع الأخذ في الاعتبار فقدان الحرارة. إذا لم يكن الكتاب المرجعي المقابل في متناول اليد أو لم يكن متاحًا، ولم يكن تكوين المادة معروفًا بدقة، فيجب حساب موصليتها الحرارية أو قياسها تجريبيًا.

مكونات التوصيل الحراري للمواد

تميز الموصلية الحرارية عملية انتقال الحرارة في جسم متجانس بدرجة معينة الابعاد الكلية. ولذلك، فإن المعلمات الأولية للقياس هي:

  1. المنطقة في اتجاه عمودي على اتجاه تدفق الحرارة.
  2. الوقت الذي يحدث فيه نقل الطاقة الحرارية.
  3. الفرق في درجة الحرارة بين الأجزاء الفردية والأبعد من الجزء أو عينة الاختبار.
  4. قوة مصدر الحرارة.

للحفاظ على أقصى قدر من الدقة للنتائج، من الضروري إنشاء ظروف ثابتة (مستقرة زمنياً) لنقل الحرارة. وفي هذه الحالة يمكن إهمال عامل الوقت.

يمكن تحديد الموصلية الحرارية بطريقتين - المطلقة والنسبية.

الطريقة المطلقة لتقييم التوصيل الحراري

في في هذه الحالةيتم تحديد القيمة المباشرة للتدفق الحراري الموجه إلى العينة محل الدراسة. في أغلب الأحيان، يتم أخذ العينة على أنها قضيب أو لوحة، على الرغم من أنها في بعض الحالات (على سبيل المثال، عند تحديد التوصيل الحراري للعناصر الموضوعة محوريًا) قد تأخذ شكل أسطوانة مجوفة. عيب عينات اللوحة هو الحاجة إلى التوازي الصارم للمستوى بين الأسطح المقابلة.

ولذلك، بالنسبة للمعادن التي تتميز بالتوصيل الحراري العالي، غالبا ما يتم أخذ عينة على شكل قضيب.

جوهر القياسات هو على النحو التالي. على الأسطح المتقابلة، يتم الحفاظ على درجات حرارة ثابتة، تنشأ من مصدر الحرارة الذي يقع بشكل متعامد تمامًا مع أحد أسطح العينة.

في هذه الحالة، ستكون معلمة التوصيل الحراري المطلوبة π
α=(Q*d)/F(T2-T1)، W/m∙K، حيث:
س — قوة التدفق الحراري؛
د - سمك العينة؛
F هي مساحة العينة المتأثرة بتدفق الحرارة؛
T1 و T2 هما درجات الحرارة على أسطح العينة.

نظرًا لأنه يمكن التعبير عن طاقة التدفق الحراري للسخانات الكهربائية من خلال واجهة مستخدم الطاقة الخاصة بها، ويمكن استخدام أجهزة استشعار درجة الحرارة المتصلة بالعينة لقياس درجة الحرارة، فإن حساب مؤشر التوصيل الحراري α لن يكون صعبًا بشكل خاص.

من أجل القضاء على فقدان الحرارة المهدر وزيادة دقة الطريقة، يجب وضع العينة ومجموعة السخان في حجم فعال عازل للحرارة، على سبيل المثال، في وعاء ديوار.

الطريقة النسبية لتحديد التوصيل الحراري

يمكنك استبعاد عامل طاقة التدفق الحراري من الاعتبار إذا كنت تستخدم إحدى الطرق التقييم المقارن. ولهذا الغرض، يتم وضع عينة مرجعية بين القضيب، الذي يجب تحديد التوصيل الحراري له، ومصدر الحرارة، وتعرف التوصيل الحراري للمادة π 3. وللتخلص من أخطاء القياس، يتم ضغط العينات بإحكام على بعضها البعض. يتم غمر الطرف المقابل للعينة التي يتم قياسها في حمام تبريد، وبعد ذلك يتم توصيل مزدوجتين حراريتين بكلا القضيبين.

يتم حساب الموصلية الحرارية من التعبير
χ= 3 (د(T1 3 -T2 3)/د 3 (T1-T2))، حيث:
د هي المسافة بين المزدوجات الحرارية في العينة قيد الدراسة؛
d 3 هي المسافة بين المزدوجات الحرارية في العينة المرجعية؛
T1 3 وT2 3 - قراءات المزدوجات الحرارية المثبتة في العينة المرجعية؛
T1 و T2 هي قراءات المزدوجات الحرارية المثبتة في العينة قيد الدراسة.

يمكن أيضًا تحديد الموصلية الحرارية من الموصلية الكهربائية المعروفة γ لمادة العينة. للقيام بذلك، يتم أخذ موصل سلكي كعينة اختبار، وفي نهايته يتم الحفاظ على درجة حرارة ثابتة بأي وسيلة. يتم تمرير تيار مستمر من خلال الموصل كهرباءالقوة I، ويجب أن يكون الاتصال الطرفي قريبًا من المثالي.

عند الوصول إلى الثبات الحالة الحراريةسيتم تحديد موقع درجة الحرارة القصوى Tmax في منتصف العينة، مع الحد الأدنى من القيم T1 و T2 في طرفيه. من خلال قياس فرق الجهد U بين النقاط القصوى للعينة، يمكن تحديد قيمة التوصيل الحراري من الاعتماد

وتزداد دقة تقييم التوصيل الحراري مع زيادة طول عينة الاختبار، وكذلك مع زيادة قوة التيار الذي يمر عبرها.

تعد الطرق النسبية لقياس التوصيل الحراري أكثر دقة من الطرق المطلقة، وأكثر ملاءمة للاستخدام العملي، ولكنها تتطلب قدرًا كبيرًا من الوقت لإجراء القياسات. ويرجع ذلك إلى مدة إنشاء الحالة الحرارية الثابتة في العينة، والتي يتم تحديد التوصيل الحراري لها.

الوكالة الفيدرالية للتنظيم الفني والمقاييس

وطني

معيار

الروسية

الاتحاد

المركبات

النشر الرسمي

Stshdfttftsm

غوست آر 57967-2017

مقدمة

1 تم إعداده من قبل المؤسسة الحكومية الفيدرالية "معهد عموم روسيا للبحث العلمي لمواد الطيران" بالتعاون مع المؤسسة المستقلة منظمة غير ربحية"مركز التقييس والتقييس وتصنيف المركبات" بمشاركة الجمعية الكيانات القانونية"اتحاد مصنعي المواد المركبة" استنادًا إلى الترجمة الرسمية إلى اللغة الروسية للنسخة الإنجليزية من المعيار المحدد في الفقرة 4، والتي تم تنفيذها بواسطة TC 497

2 مقدمة من اللجنة الفنية للتقييس TC 497 "المركبات والهياكل والمنتجات المصنوعة منها"

3 تمت الموافقة عليها ودخلت حيز التنفيذ بأمر من الوكالة الفيدرالية للتنظيم الفني والمقاييس بتاريخ 21 نوفمبر 2017 رقم 1785-st

4 هذا المعيارتم تعديله فيما يتعلق بمعيار ASTM E1225-13 " الطريقة القياسيةاختبارات لتحديد التوصيل الحراري للمواد الصلبة باستخدام طريقة التدفق الحراري المقارن الطولي المغلق" (ASTM E122S-13 "طريقة الاختبار القياسية للتوصيل الحراري للمواد الصلبة باستخدام تقنية التدفق الحراري الطولي المقارن للحرس"، MOD) عن طريق تغيير هيكلها لجعلها متوافقة مع القواعد المنصوص عليها في GOST 1.5-2001 (الأقسام الفرعية 4.2 و 4.3).

لا تتضمن هذه المواصفة القياسية البنود 5. 12. البنود الفرعية 1.2 و1.3 من معيار ASTM المطبق. وهي غير مناسبة للاستخدام في التقييس الوطني الروسي بسبب تكرارها.

ترد الفقرات والفقرات الفرعية المحددة غير المدرجة في الجزء الرئيسي من هذا المعيار في الملحق الإضافي نعم.

تم تغيير اسم هذا المعيار نسبةً إلى اسم معيار ASTM المحدد لجعله متوافقًا مع GOST R 1.5-2012 (القسم الفرعي 3.5).

وترد مقارنة بين هيكل هذه المواصفة القياسية وهيكل معيار ASTM المحدد في ملحق قاعدة البيانات الإضافي.

معلومات عن امتثال المعيار الوطني المرجعي لمعيار ASTM. يستخدم كمرجع في معيار ASTM المطبق. وترد في الملحق الإضافي DV

5 تم تقديمه لأول مرة

تم تحديد قواعد تطبيق هذا المعيار في المادة 26 من القانون الاتحادي الصادر في 29 يونيو 2015 N9 162-FZ "بشأن التقييس في الاتحاد الروسي" يتم نشر المعلومات حول التغييرات على هذا المعيار في فهرس المعلومات السنوي (اعتبارًا من 1 يناير من العام الحالي) "المعايير الوطنية" ، كما يتم نشر النص الرسمي للتغييرات والتعليمات في فهرس المعلومات الشهري "المعايير الوطنية". في حالة مراجعة (استبدال) أو إلغاء هذا المعيار، سيتم نشر الإشعار المقابل في العدد القادم من فهرس المعلومات الشهري "المعايير الوطنية". معلومات ذات صلة. يتم أيضًا نشر الإشعارات والنصوص في نظام معلومات الاستخدام الشائع- على الموقع الرسمي للوكالة الفيدرالية للتنظيم الفني والمقاييس على الإنترنت ()

© ستامدارتينفورم. 2017

لا يمكن إعادة إنتاج هذا المعيار كليًا أو جزئيًا أو نسخه أو توزيعه كمنشور رسمي دون الحصول على إذن من الوكالة الفيدرالية للتنظيم الفني والمقاييس

غوست آر 57967-2017

1 منطقة الاستخدام ........................................... ... ..................1

3 المصطلحات والتعاريف والمسميات ........................................... ....... .......1

4 جوهر الطريقة ........................................... ...... ....................2

5 المعدات والمواد ........................................... ...... .............4

6 التحضير للاختبار ................................ ................................ . ...... .......أحد عشر

7 إجراء الاختبارات ........................................... ..... ...............12

8 معالجة نتائج الاختبار ........................................... .................... .......13

9 تقرير الاختبار ........................................... .................... ..................13

الملحق نعم (مرجع) النص الأصلي للعناصر الهيكلية غير مدرج

معيار ASTM المطبق ........................................... ....15

ملحق قاعدة البيانات (إعلامي) مقارنة هيكل هذا المعيار بالهيكل

معيار ASTM المطبق فيه ........................................... .......18

الملحق DV (مرجع) معلومات عن امتثال المعيار الوطني المرجعي لمعيار ASTM. يستخدم كمرجع في معيار ASTM المطبق .......................................... .............. .............19


غوست آر 57967-2017

المعيار الوطني للاتحاد الروسي

المركبات

تحديد الموصلية الحرارية المواد الصلبةطريقة التدفق الحراري الثابت أحادي البعد باستخدام سخان الأمان

المركبات. تحديد التوصيل الحراري لـ soHds عن طريق التدفق الحراري الثابت أحادي البعد

مع تقنية سخان الحراسة

تاريخ التقديم - 2018-06-01

1 مجال الاستخدام

1.1 تحدد هذه المواصفة القياسية تحديد التوصيل الحراري للبوليمر الصلب غير الشفاف المتجانس والمركبات الخزفية والمعدنية باستخدام طريقة التدفق الحراري أحادي البعد في الحالة الثابتة مع سخان واقي.

1.2 تم تصميم هذه المواصفة القياسية للاستخدام عند اختبار المواد ذات الموصلية الحرارية الفعالة في النطاق من 0.2 إلى 200 واط / (م-ك) في نطاق درجة الحرارة من 90 كلفن إلى 1300 كلفن.

1.3 يمكن استخدام هذه المواصفة القياسية أيضًا عند اختبار المواد ذات التوصيل الحراري الفعال خارج النطاقات المحددة وبدقة أقل.

2 المراجع المعيارية

يستخدم هذا المعيار مراجع معيارية للمعايير التالية:

GOST 2769 خشونة السطح. المعلمات والخصائص

غوست ص 8.585 نظام الدولةضمان توحيد القياسات. المزدوجات الحرارية. خصائص التحويل الثابتة الاسمية

ملاحظة - عند استخدام هذا المعيار، ينصح بالتحقق من صحة المعايير المرجعية في نظام المعلومات العامة - على الموقع الرسمي للوكالة الفيدرالية للتنظيم الفني والمقاييس على الإنترنت أو باستخدام مؤشر المعلومات السنوي "المعايير الوطنية" والذي صدر اعتبارًا من 1 يناير من العام الحالي، وعن إصدارات مؤشر المعلومات الشهري “المعايير الوطنية” للعام الحالي. إذا تم استبدال معيار مرجعي غير مؤرخ، فمن المستحسن استخدام الإصدار الحالي من هذا المعيار، مع الأخذ في الاعتبار أي تغييرات يتم إجراؤها على هذا الإصدار. إذا تم استبدال معيار مرجعي مؤرخ، فمن المستحسن استخدام إصدار ذلك المعيار مع سنة الموافقة (الاعتماد) المشار إليها أعلاه. إذا حدث، بعد الموافقة على هذا المعيار، تغيير في المعيار المرجعي الذي أُسند إليه المقياس المؤرخ، مما يؤثر على الحكم الذي أُسند إليه المرجع، فيوصى بتطبيق هذا الحكم دون مراعاة هذا التغيير . وإذا ألغيت المواصفة المرجعية دون استبدال، فيوصى بتطبيق الحكم الذي وردت فيه إشارة إليه في الجزء الذي لا يؤثر على هذه المرجعية.

3 المصطلحات والتعاريف والمسميات

3.1 يتم استخدام المصطلحات التالية مع التعريفات المقابلة لها في هذا المعيار:

3.1.1 الموصلية الحرارية /.. W/(mK): نسبة كثافة التدفق الحراري في الظروف الثابتة خلال وحدة المساحة إلى وحدة تدرج درجة الحرارة في اتجاه عمودي على السطح.

النشر الرسمي

غوست آر 57967-2017

3.1.2 الموصلية الحرارية الظاهرة: عند وجود طرق لانتقال الحرارة عبر مادة أخرى غير الموصلية الحرارية، تظهر نتائج القياسات التي تتم باستخدام طريقة الاختبار هذه. تمثل التوصيل الحراري الواضح أو الفعال.

3.2 8 من هذه المواصفة القياسية يتم استخدام الرموز التالية:

3.2.1 X M (T)، W/(m K) - التوصيل الحراري للعينات المرجعية حسب درجة الحرارة.

3.2.2 Oetzi, W/(mK) - التوصيل الحراري للعينة المرجعية العليا.

3.2.3 Xjj'. 8t/(mK) - التوصيل الحراري للعينة المرجعية السفلية.

3.2.4 edT)، W/(mK) - التوصيل الحراري لعينة الاختبار، مع تعديلها لنقل الحرارة إذا لزم الأمر.

3.2.5 X"$(T)، W/(mK) - التوصيل الحراري لعينة الاختبار، محسوبًا دون مراعاة تصحيح انتقال الحرارة.

3.2.6 > у(7)، W/(m K) - التوصيل الحراري للعزل حسب درجة الحرارة.

3.2.7 جم، ك - درجة الحرارة المطلقة.

8.2.3 Z، m - المسافة المقاسة من الطرف العلوي للعبوة.

3.2.9/، م - طول عينة الاختبار.

3.2.10 G (، K - درجة الحرارة عند Z r

3.2.11 ف "، ث / م 2 - تدفق الحرارة لكل وحدة مساحة.

3.2.12 ZH LT، وما إلى ذلك - الانحرافات X. G. وما إلى ذلك.

3.2.13 جم أ، م - نصف قطر عينة الاختبار.

3.2.14 جم، م - نصف القطر الداخلي لقذيفة الأمان.

3.2.15 f 9 (Z)، K - درجة حرارة الغلاف الواقي حسب المسافة Z.

4 جوهر الطريقة

4.1 المخطط العاميظهر الشكل 1 طريقة التدفق الحراري الثابت أحادي البعد باستخدام سخان الأمان. عينة اختبار ذات موصلية حرارية غير معروفة X s. وجود الموصلية الحرارية المقدرة X s // s . مثبتة تحت الحمل بين عينتين مرجعيتين مع التوصيل الحراري X م، لهما نفس مساحة المقطع العرضي والتوصيل الحراري المحدد X^//^. التصميم عبارة عن حزمة تتكون من سخان قرصي مع عينة اختبار وعينات مرجعية على كل جانب بين السخان والمشتت الحراري. يتم إنشاء تدرج في درجة الحرارة في العبوة قيد الدراسة، ويتم تقليل فقد الحرارة من خلال استخدام سخان أمان طولي، والذي له نفس التدرج في درجة الحرارة تقريبًا. يتدفق حوالي نصف الطاقة عبر كل عينة. في حالة التوازن، يتم تحديد معامل التوصيل الحراري بناءً على تدرجات درجة الحرارة المقاسة لعينة الاختبار والعينات المرجعية المقابلة والتوصيل الحراري للمواد المرجعية.

4.2 تطبيق القوة على العبوة للتأكد اتصال جيدبين العينات. العبوة محاطة بمادة عازلة ذات توصيل حراري، ويتم وضع العزل في غلاف واقي نصف قطره r 8، ويقع عند درجة حرارة T d (2). يتم إنشاء تدرج في درجة الحرارة في الكيس من خلال الحفاظ على الجزء العلوي عند درجة حرارة Tm والجزء السفلي عند درجة حرارة Tb. درجة الحرارة T 9 (Z) عادة ما تكون عبارة عن تدرج خطي لدرجة الحرارة يتوافق تقريبًا مع التدرج المحدد في العبوة قيد الاختبار. سخان أمان متساوي الحرارة مع درجة حرارة T ؟ (ض). مساوية لمتوسط ​​درجة حرارة عينة الاختبار . لا ينصح باستخدام تصميم خلية القياس الخاصة بالجهاز بدون سخانات الأمان بسبب احتمال فقدان الحرارة بشكل كبير، خاصة عندما درجات حرارة مرتفعة. في الحالة المستقرة، يتم حساب تدرجات درجة الحرارة على طول المقاطع بناءً على درجات الحرارة المقاسة على طول عينتين مرجعيتين وعينة الاختبار. يتم حساب قيمة X" s دون مراعاة تصحيح نقل الحرارة باستخدام الصيغة ( حرف او رمزهو مبين في الشكل 2).

ت 4 -ز 3 2 يو 2 -ض، ه -ز 5

حيث Г هي درجة الحرارة عند Z. K T 2 - درجة الحرارة عند Z 2، K G 3 - درجة الحرارة عند Z 3. ل

غوست آر 57967-2017

G 4 - درجة الحرارة عند Z 4. ل؛

Г 5 - درجة الحرارة عند Z s. ل:

Гв - درجة الحرارة عند Z e. ل:

Z، - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة الأول، م؛

Zj - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة الثاني، م؛

Z 3 - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة الثالث، م؛

Z 4 - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة الرابع، م؛

Z 5 - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة الخامس، م؛

Z e - إحداثيات مستشعر درجة الحرارة السادس، م.

يعتبر هذا المخطط مثاليًا، لأنه لا يأخذ في الاعتبار التبادل الحراري بين العبوة والعزل عند كل نقطة وانتقال الحرارة الموحد عند كل واجهة بين العينات المرجعية وعينة الاختبار. يمكن أن تختلف الأخطاء الناجمة عن هذين الافتراضين بشكل كبير. وبسبب هذين العاملين، يجب أن تكون هناك قيود على هذه الطريقةالاختبارات. إذا كنت بحاجة إلى تحقيق الدقة المطلوبة.

1 - التدرج في درجة الحرارة في الغلاف الواقي: 2 - التدرج في درجة الحرارة في العبوة؛ 3- المزدوج الحراري: 4- المشبك.

S - سخان علوي. ب - العينة المرجعية العلوية: 7 - العينة المرجعية السفلية، ج - السخان السفلي: ج - الثلاجة. 10 - السخان الأمني ​​العلوي : I - السخان الأمني

الشكل 1 - رسم تخطيطي لحزمة اختبار نموذجية وقشرة الاحتواء توضح تطابق تدرجات درجة الحرارة

غوست آر 57967-2017

7

ب

مبردة

أوي أويمشبرمي

عازلة؛ 2- سخان أمان . هـ - الغلاف الواقي المعدني أو الخزفي : 4 - السخان . S - عينة مرجعية، ب - عينة اختبار، x - الموقع التقريبي للمزدوجات الحرارية

الشكل 2 - مخطط لطريقة التدفق الحراري الثابت أحادي البعد باستخدام سخان الأمان، مع الإشارة إلى المواقع المحتملة لتركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة

5 المعدات والمواد

5.1 العينات المرجعية

5.1.1 بالنسبة للعينات المرجعية أو المواد المرجعية أو المواد القياسية القيم المعروفةتوصيل حراري. يوضح الجدول 1 بعض المواد المرجعية المقبولة عمومًا. ويبين الشكل 3 تغيير تقريبي>. م مع درجة الحرارة.

غوست آر 57967-2017

تيبلوفوأودوست، EGL^m-K)

الشكل 3 - القيم المرجعية للتوصيل الحراري للمواد المرجعية

ملحوظة - يجب أن تتمتع المادة المختارة للعينات المرجعية بموصلية حرارية هي الأقرب إلى التوصيل الحراري للمادة التي يتم قياسها.

5.1.2 الجدول 1 ليس شاملاً ويمكن استخدام مواد أخرى كمواد مرجعية. يجب تحديد المادة المرجعية ومصدر قيم X m في تقرير الاختبار.

الجدول 1 - البيانات المرجعية لخصائص المواد المرجعية

غوست آر 57967-2017

نهاية الجدول 1

الجدول 2 - التوصيل الحراري للحديد التحليل الكهربائي

درجة حرارة. ل

توصيل حراري. ث / (م ك)

غوست آر 57967-2017

الجدول 3 - التوصيل الحراري للتنغستن

درجة الحرارة، ك

توصيل حراري. 6 طن/(م ك)

غوست آر 57967-2017

الجدول 4 - التوصيل الحراري للفولاذ الأوستنيتي

درجة حرارة. ل

الموصلية الحرارية، ث/(م ك)

غوست آر 57967-2017

نهاية الجدول 4

5.1.3 تشتمل متطلبات أي مواد مرجعية على ثبات الخصائص على كامل نطاق درجة حرارة التشغيل، والتوافق مع المكونات الأخرى لخلية القياس الخاصة بالجهاز، وسهولة تركيب مستشعر درجة الحرارة، والتوصيل الحراري المعروف بدقة. وبما أن الأخطاء الناجمة عن فقدان الحرارة لزيادة معينة في k تتناسب مع التغير في k وJk s، فيجب استخدام المادة المرجعية c) للعينات المرجعية. م الأقرب إلى>. س.

5.1.4 إذا كانت الموصلية الحرارية لعينة الاختبار k s بين قيم التوصيل الحراري لمادتين مرجعيتين، فيجب استخدام المادة المرجعية ذات الموصلية الحرارية الأعلى k u. لتقليل انخفاض درجة الحرارة بشكل عام على طول العبوة.

5.2 المواد العازلة

مثل المواد العازلةاستخدام مسحوق، مشتتة و المواد الليفيةلتقليل تدفق الحرارة الشعاعي إلى المساحة الحلقية المحيطة بالعبوة وفقدان الحرارة على طول العبوة. هناك عدة عوامل يجب مراعاتها عند اختيار العزل:

يجب أن يكون العزل مستقرًا خلال نطاق درجة الحرارة المتوقعة، وأن يكون له قيمة توصيل حراري منخفضة، وأن يكون من السهل التعامل معه؛

يجب ألا يلوث العزل مكونات خلية الجهاز مثل أجهزة استشعار درجة الحرارة، ويجب أن يكون منخفض السمية، ويجب ألا يوصل تيارًا كهربائيًا.

تُستخدم المساحيق والمواد الصلبة بشكل شائع لأنها سهلة الضغط. يمكن استخدام الحصائر المصنوعة من الألياف منخفضة الكثافة.

5.3 أجهزة استشعار درجة الحرارة

5.3.1 يجب تركيب جهازي استشعار لدرجة الحرارة على الأقل في كل عينة مرجعية واثنين على عينة الاختبار. وإذا أمكن، ينبغي أن تحتوي كل من العينات المرجعية وعينة الاختبار على ثلاثة أجهزة استشعار لدرجة الحرارة. يلزم وجود أجهزة استشعار إضافية لتأكيد خطية توزيع درجة الحرارة على طول العبوة أو لاكتشاف خطأ بسبب عدم معايرة جهاز استشعار درجة الحرارة.

5.3.2 يعتمد نوع مستشعر درجة الحرارة على حجم خلية القياس بالجهاز ونطاق درجة الحرارة و بيئةفي خلية القياس بالجهاز، ويتم تحديدها عن طريق العزل والعينات المرجعية وعينة الاختبار والغاز. يمكن استخدام أي جهاز استشعار بدقة كافية لقياس درجة الحرارة، ويجب أن تكون خلية القياس الخاصة بالجهاز كبيرة بما يكفي بحيث يكون اضطراب تدفق الحرارة من أجهزة استشعار درجة الحرارة غير مهم. عادة ما يتم استخدام المزدوجات الحرارية. هُم أحجام صغيرةوسهولة التثبيت من المزايا الواضحة.

5.3.3 يجب أن تكون المزدوجات الحرارية مصنوعة من سلك لا يزيد قطره عن 0.1 مم. يجب الحفاظ على جميع الوصلات الباردة عند درجة حرارة ثابتة. يتم الحفاظ على درجة الحرارة هذه عن طريق نظام تعليق مبرد أو منظم حرارة أو تعويض النقطة المرجعية الإلكترونية. يجب أن يتم تصنيع جميع المزدوجات الحرارية إما من سلك معاير أو سلك معتمد من قبل المورد لضمان حدود الخطأ المحددة في GOST R 8.585.

5.3.4 تظهر طرق توصيل المزدوجات الحرارية في الشكل 4. ويمكن الحصول على نقاط اتصال داخلية في المعادن والسبائك عن طريق لحام العناصر الحرارية الفردية على الأسطح (الشكل 4 أ). يمكن ربط الوصلات المزدوجة الحرارية، الملحومة بتناكبًا أو ملحومة بالمقبس، بشكل صارم عن طريق الحدادة أو التثبيت أو اللحام في الأخاديد الضيقة أو ثقوب صغيرة(الأشكال 4 ب و4 ج و4

5.3.5 في الشكل 46، توجد المزدوجة الحرارية في فتحة شعاعية، وفي الشكل 4ج، يتم سحب المزدوجة الحرارية من خلال فتحة شعاعية في المادة. 8 في حالة استخدام مزدوجة حرارية في غلاف واقي أو مزدوجة حرارية، يقع كلا العنصرين الحراريين في عازل كهربائي مع اثنين

غوست آر 57967-2017

الثقوب، يمكن استخدام التركيب المزدوج الحراري الموضح في الشكل 4 د. في الحالات الثلاث الأخيرة، يجب ربط المزدوجة الحرارية حرارياً بالسطح الصلب بمادة لاصقة مناسبة أو أسمنت عالي الحرارة. يجب أن تتضمن جميع الإجراءات الأربعة الموضحة في الشكل 4 تقوية الأسلاك على الأسطح، أو لف الأسلاك في مناطق متساوية الحرارة، أو أسلاك التأريض الحراري على الواقي، أو مزيج من الثلاثة.

5.3.6 لأن عدم الدقة في مكان حساس الحرارة يؤدي إلى أخطاء كبيرة. ويجب توخي الحذر بشكل خاص لتحديد المسافة الصحيحة بين أجهزة الاستشعار وحساب الخطأ المحتمل الناتج عن أي عدم دقة.

ج - شوي الجبن الداخلي بمزدوجات حرارية منفصلة ملحومة لعينة الاختبار أو العينات المرجعية بحيث تمر الإشارة من خلال المادة. 6 - أخدود شعاعي على السطح المسطح لتثبيت سلك مكشوف أو مستشعر مزدوج حراري مع عزل سيراميك؛ ج - ثقب نصف قطري صغير يتم حفره من خلال قطعة الاختبار أو العينات المرجعية، وعارية (مسموح بها إذا كانت المادة عازل كهربائي) أو مزدوجة حرارية معزولة يتم سحبها من خلال الفتحة: د - ثقب نصف قطري صغير يتم حفره من خلال قطعة الاختبار أو العينات المرجعية ومزدوجة حرارية توضع على الحفرة

الشكل 4 - تركيب المزدوجات الحرارية

ملاحظة: في جميع الحالات، يجب تقوية العناصر الحرارية حرارياً أو تأريضها حرارياً في الاحتواء لتقليل خطأ القياس بسبب تدفق الحرارة إلى أو من الوصلة الساخنة.

5.4 نظام التحميل

5.4.1 تتطلب طريقة الاختبار نقلًا منتظمًا للحرارة عبر السطح البيني بين العينات المرجعية وعينة الاختبار عندما تكون مستشعرات درجة الحرارة موجودة داخل السطح البيني. للقيام بذلك، من الضروري ضمان مقاومة الاتصال موحدة

غوست آر 57967-2017

ذوبان المناطق المجاورة للعينات المرجعية وعينة الاختبار، والتي يمكن إنشاؤها عن طريق تطبيق حمل محوري مع وسط موصل في الواجهات. لا يوصى بإجراء القياسات في الفراغ إلا إذا كان ذلك مطلوبًا لأغراض الحماية.

5.4.2 عند اختبار المواد ذات الموصلية الحرارية المنخفضة، يتم استخدام عينات اختبار رقيقة، لذلك يجب تركيب أجهزة استشعار لدرجة الحرارة بالقرب من السطح. في مثل هذه الحالات، يجب إدخال طبقة رقيقة جدًا من سائل عالي التوصيل للحرارة أو معجون أو رقائق معدنية ناعمة أو شاشة في الواجهات.

5.4.3 يجب أن يوفر تصميم جهاز القياس وسيلة لفرض حمل متكرر وثابت على طول المدخنة من أجل تقليل المقاومة البينية عند السطوح البينية بين العينات المرجعية وعينة الاختبار. يمكن تطبيق الحمل هوائيًا، أو هيدروليكيًا، أو عن طريق عمل الزنبرك، أو عن طريق وضع الحمل. آليات تطبيق التحميل المذكورة أعلاه ثابتة مع تغير درجة حرارة العبوة. في بعض الحالات، قد تكون قوة الضغط لعينة الاختبار منخفضة جدًا بحيث يجب أن تكون القوة المطبقة محدودة بوزن العينة المرجعية العليا. في هذه الحالة، يجب إيلاء اهتمام خاص للأخطاء التي قد تكون ناجمة عن ضعف الاتصال، والتي يجب أن تكون أجهزة استشعار درجة الحرارة بعيدة عن أي اضطراب في تدفق الحرارة في الواجهات.

5.5 الغطاء الأمني

5.5.1 يجب أن تكون العبوة المكونة من عينة الاختبار والعينات المرجعية محاطة بغلاف واقي ذي تماثل دائري صحيح. قد تكون قذيفة الاحتواء معدنية أو سيراميكية، ويجب أن يكون نصف قطرها الداخلي بحيث تكون نسبة r^r A في حدود 2.0 إلى 3.5. يجب أن يحتوي غلاف الاحتواء على سخان أمان واحد على الأقل لتنظيم ملف درجة الحرارة على طول الغلاف.

5.5.2 يجب تصميم غرفة الاحتواء وتشغيلها بحيث تكون درجة حرارة سطحها إما متساوية الحرارة وتساوي تقريبًا متوسط ​​درجة حرارة عينة الاختبار، أو يكون لها شكل خطي تقريبي متسق عند الأطراف العلوية والسفلية للاحتواء مع المواضع المقابلة على طول جانب الحزمة. في كل حالة، يجب تركيب ثلاثة أجهزة استشعار لدرجة الحرارة على الأقل على غلاف الاحتواء في نقاط منسقة مسبقًا (انظر الشكل 2) لقياس ملف تعريف درجة الحرارة.

5.6 معدات القياس

5.6.1 يجب أن يكون الجمع بين مستشعر درجة الحرارة وأداة القياس المستخدمة لقياس خرج المستشعر كافياً لتوفير دقة قياس درجة الحرارة تبلغ ±0.04 كلفن وخطأ مطلق أقل من ±0.5%.

5.6.2 يجب أن تحافظ أجهزة القياس الخاصة بهذه الطريقة على درجة الحرارة المطلوبة وأن تقيس جميع جهود الخرج المرتبطة بدقة تتناسب مع دقة قياس درجة الحرارة. أجهزة استشعار درجة الحرارة.

6 التحضير للاختبار

6.1 متطلبات عينات الاختبار

6.1.1 لا تقتصر عينات الاختبار التي تم فحصها باستخدام هذه الطريقة على هندسة الحلوى. ويفضل استخدام العينات الأسطوانية أو المنشورية. يجب أن تكون مناطق التوصيلية لعينة الاختبار والعينات المرجعية متطابقة في حدود 1% وأي اختلاف في المساحة يجب أن يؤخذ بعين الاعتبار عند حساب النتيجة. بالنسبة للتكوين الأسطواني، يجب أن يكون نصف قطر عينة الاختبار والعينات المرجعية متسقًا مع حدود ± 1%. ونصف قطر عينة الاختبار r A يجب أن يكون بحيث يكون r B fr A من 2.0 إلى 3.5. يجب أن يكون كل سطح مستو من عينات الاختبار والعينات المرجعية مسطحًا مع خشونة سطح لا تزيد عن R a 32 وفقًا لـ GOST 2789. ويجب أن تكون القواعد الطبيعية لكل سطح موازية لمحور العينة بدقة ± 10 دقيقة.

ملاحظة: في بعض الحالات، لا يكون هذا المطلب ضروريًا. على سبيل المثال، قد تتكون بعض الأدوات من عينات مرجعية وعينات اختبار ذات قيم عالية. م و>. س. حيث تكون الأخطاء الناجمة عن فقدان الحرارة ضئيلة بالنسبة للأقسام الطويلة. قد تكون هذه الأقسام ذات طول كافٍ للسماح بذلك

غوست آر 57967-2017

الذي يتم تركيب أجهزة استشعار درجة الحرارة على مسافة كافية من نقاط الاتصال، وبالتالي ضمان تدفق الحرارة موحدة. يجب تحديد طول قطعة الاختبار بناءً على معلومات نصف القطر والتوصيل الحراري. متى). وأعلى من التوصيل الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ، يمكن استخدام عينات اختبار طويلة بطول 0 جم A » 1 مسافات طويلةبين حساسات درجة الحرارة وهذا يقلل من الخطأ الناتج عن عدم الدقة في مكان الحساس. متى). m أقل من التوصيل الحراري للفولاذ المقاوم للصدأ، يجب تقليل طول قطعة الاختبار نظرًا لأن خطأ القياس الناتج عن فقدان الحرارة يصبح كبيرًا جدًا.

6.1.2 ما لم ينص على خلاف ذلك في الوثيقة التنظيميةأو الوثائق الفنيةعلى المادة. يتم استخدام عينة اختبار واحدة للاختبار.

6.2 إعداد المعدات

6.2.1 يتم إجراء معايرة المعدات والتحقق منها في الحالات التالية:

بعد تجميع المعدات:

إذا كانت نسبة X m إلى X s أقل من 0.3. أو أكثر من 3. ولا يمكن تحديد قيم التوصيل الحراري؛

إذا كان شكل عينة الاختبار معقدًا أو كانت عينة الاختبار صغيرة:

إذا تم إجراء تغييرات على المعلمات الهندسيةخلية قياس الجهاز

إذا تقرر استخدام مواد مرجعية أو مواد عزل غير تلك الواردة في القسمين 6.3 و6.4:

إذا كانت المعدات قد عملت سابقًا بشكل كافٍ درجة حرارة عالية، والتي قد تغير خصائص المكونات، مثل. على سبيل المثال، حساسية المزدوجات الحرارية.

6.2.2 يجب إجراء هذه الفحوصات من خلال مقارنة مادتين مرجعيتين على الأقل على النحو التالي:

حدد مادة مرجعية تكون موصليتها الحرارية هي الأقرب إلى التوصيل الحراري المتوقع لعينة الاختبار:

يتم قياس الموصلية الحرارية X لقطعة اختبار مصنوعة من مادة مرجعية باستخدام قطع مرجعية مصنوعة من مادة مرجعية أخرى لها قيمة X الأقرب إلى قيمة قطعة الاختبار. على سبيل المثال، يمكن إجراء الاختبار على عينة زجاجية. باستخدام عينات مرجعية مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. إذا كانت الموصلية الحرارية المقاسة للعينة لا تتفق مع القيمة الواردة في الجدول 1 بعد تطبيق تصحيح انتقال الحرارة، فيجب تحديد مصادر الخطأ.

7 الاختبار

7.1 اختيار العينات المرجعية بحيث تكون موصليتها الحرارية بنفس الحجم المتوقع لعينة الاختبار. وبعد تجهيز العينات المرجعية اللازمة بأجهزة استشعار لدرجة الحرارة وتركيبها في خلية القياس، يتم تجهيز عينة الاختبار بوسائل مماثلة. يتم إدخال عينة الاختبار في الكيس بحيث تتناسب بين العينات المرجعية وتكون على اتصال مع العينات المرجعية المجاورة بنسبة 99% على الأقل من كل مساحة سطحية. لتقليل مقاومة السطح، يمكن استخدام رقائق ناعمة أو وسائط اتصال أخرى. إذا كان يجب حماية خلية القياس من الأكسدة أثناء الاختبار، أو إذا كان القياس يتطلب غازًا محددًا أو ضغط غاز للتحكم في X/t، فسيتم ملء خلية القياس وتطهيرها بغاز عامل عند ضغط محدد. لتحميل الحزمة، استخدم القوة اللازمة لتقليل آثار التفاوت المقاومة الحراريةعند حدود المرحلة

7.2 قم بتشغيل السخانات العلوية والسفلية على طرفي العبوة واضبطها حتى. بينما فرق درجة الحرارة بين النقطتين 2 وZj. Z3 و Z4. و Z s و 2^ لن يكونا أكثر من 200 مرة من خطأ مستشعر درجة الحرارة، ولكن ليس أكثر من 30 كلفن. ولن تكون عينة الاختبار عند متوسط ​​درجة الحرارة المطلوبة للقياس. بالرغم من. أن ملف تعريف درجة الحرارة الدقيق على طول الغلاف الواقي غير مطلوب لمدة 3. يتم ضبط قوة سخانات الأمان حتى ملف تعريف درجة الحرارة على طول الغلاف T g)

تحميل...
قمة