Dyfuzyjność cieplna jest parametrem termofizycznym, którego wartość jest miarą szybkości wyrównywania się wartości temperatury w kontrolnym elemencie ciała stałego w tych samych warunkach granicznych wymiany ciepła. Znajomość jej jest ważna z punktu widzenia praktyki inżynierskiej. W praktyce nie jest możliwym określenie rozkładu temperatury i naprężeń termicznych w elementach wysoko obciążonych termicznie urządzeń i maszyn bez znajomości charakterystyki temperaturowej tej wielkości.W części I artykułu przedstawiono podstawy teoretyczne określania parametru dyfuzyjności cieplnej oraz przegląd aktualnie stosowanych metod wyznaczania tej wielkości, stosując metody wymuszeń okresowych - metody fal cieplnych i metody, w których źródłem wymuszenia jest wiązka elektronów. W części II artykułu przedstawiono metody określania dyfuzyjności cieplnej stosując metody stanów nieustalonych - metody impulsowe i metody monotonicznego wymuszenia cieplnego.
EN
Thermal diffusivity is a thermophysical parameter whose value is a measure of the temperature equalization speed of the control element in the solid with the same boundary conditions of heat exchange. Knowing it is important from the point of view of engineering practice. In practice, it is not possible to determine the temperature distribution and thermal stress in the thermally highly stressed components of equipment and machinery without the knowledge of the temperature characteristics of the component. Part I of the paper presents the theoretical basis for determining the thermal diffusivity including a review of methods applied.presently: the periodically pulsed excitation method, heat-wave method and electron beam excitation method. Part II presents transient methods aplying pulse and monotonic thermal excitation.
Dyfuzyjność cieplna jest parametrem termofizycznym, którego wartość jest miarą szybkości wyrównywania się wartości temperatury w kontrolnym elemencie ciała stałego, w tych samych warunkach granicznych wymiany ciepła. Znajomość jej jest ważna z punktu widzenia praktyki inżynierskiej. W praktyce nie jest możliwe określenie rozkładu temperatury i naprężeń termicznych w elementach wysoko obciążonych termicznie urządzeń i maszyn, bez znajomości charakterystyki temperaturowej tej wielkości.W części I artykułu przedstawiono podstawy teoretyczne określania parametru dyfuzyjności cieplnej oraz przegląd obecnie stosowanych metod wyznaczania tej wielkości, stosując metody wymuszeń okresowych - metody fal cieplnych i metody, w których źródłem wymuszenia jest wiązka elektronów. W części II artykułu przedstawiono metody określania dyfuzyjności cieplnej, stosując metody stanów nieustalonych - metody impulsowe i metody monotonicznego wymuszenia cieplnego.
EN
Thermal diffusivity is a thermophysical parameter whose value is a measure of the temperature equalization speed of the control element in the solid with the same boundary conditions of heat exchange. Knowing it is important from the point of view of engineering practice. In practice, it is not possible to determine the temperature distribution and thermal stress in the thermally highly stressed components of equipment and machinery without the knowledge of the temperature characteristics of the component. Part I of the paper presents the theoretical basis for determining the thermal diffusivity including a review of methods applied.presently: the periodically pulsed excitation method, heat-wave method and electron beam excitation method. Part II presents transient methods aplying pulse and monotonic thermal excitation.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The thermal diffusivity measurements are usually performed in order to determine the ability of polymeric materials to transport heat and to characterize the rate of heating and cooling of plastic products. In our investigations the so-called modified Angstrom method was used, and the investigations were conducted on four types of materials: blends of commercial polyolefins (PE-HD/i-PP) and three types of composites of PE-HD/i-PP/CaCO3 where CaCO3 was modified with calcium stearate or stearic acid and waxes or was unmodified. The content of CaCO3 in all the blends was in the range between 48 and 64 wt. %. The results have been discussed in terms of the influence of calcium carbonate content, particles size and modification of the filler on the thermal diffusivity of highly filled polyolefin composites.
PL
Dyfuzyjność cieplna materiałów polimerowych określana jest zazwyczaj celem wyznaczenia ich zdolności do transportu ciepła i służy określaniu zdolności do nagrzewania oraz chłodzenia gotowych wyrobów wytworzonych z tworzyw polimerowych. W niniejszej pracy do badań dyfuzyjności cieplnej zastosowano zmodyfikowaną metodę Angstroma. Badaniom poddano cztery typy materiałów: mieszaninę poliolefin (PE-HD/i-PP) oraz trzy rodzaje kompozytów PE-HD/i-PP/CaCO3, w których CaCO3 był: modyfikowany stearynianem wapnia lub kwasem stearynowym oraz woskami lub nie był modyfikowany. Zawartość CaCO3 we wszystkich rodzajach kompozytów mieściła się w granicach od 48 do 64 % mas. Określono zależność dyfuzyjności cieplnej od zawartości węglanu wapnia, rodzaju modyfikacji jego powierzchni oraz rozmiaru cząstek.
W artykule przedstawiono krótki przegląd obecnie stosowanych metod określania dyfuzyjności cieplnej oraz opisano, stosowaną przez Autorów, klasyczną i zmodyfikowaną metodę impulsową wyznaczania tej wielkości wraz ze stanowiskiem badawczym i stosownymi procedurami (część 1). W części 2 artykułu będą przedstawione wyniki badań własnych dyfuzyjności cieplnej na przykładzie wzorcowej próbki z elektrolitycznego żelaza (NBS - Research material 8421 Electrolytic Iron), a także metoda szacowania błędu pomiaru w przypadku metody zmodyfikowanej.
EN
A short review of contemporary methods, concerning determination of thermal diffusivity, is presented. The classic and modified flash methods, as applied by the authors, are described, including an experimental stand and adequate procedures (Part 1). Part 2 will contain the results of the author's investigations of the thermal diffusivity, taking as an example a standard sample of electrolytic iron (NBS - Research material 8421 Electrolytic Iron). An evaluation method of measurement error for the modified method will also be included.
Przedstawiono metodę szacowania błędu pomiaru w przypadku metody zmodyfikowanej. Zamieszczono także przykładowe wyniki badań własnych dyfuzyjności cieplnej wzorcowej próbki z żelaza elektrolitycznego (8421 Electrolytic Iron - NBS) wykonane obiema metodami wraz z zapisem końcowej obróbki danych eksperymentalnych.
EN
An evaluation method of the measurement error is presented in the case of the modified method. The exemplary author's investigation results, concerning the thermal diffusivity of a standard sample of the electrolytic iron (8421 Electrolytic Iron - NBS), are included. The investigations were made by using the both methods with the record of the final processing of the experimental data.
W artykule przedstawiono metodę cieplnego wymuszenia impulsowego do jednoczesnego określania trzech parametrów termofizycznych: przewodności cieplnej, dyfuzyjności cieplnej oraz ciepła właściwego w czasie jednego pomiaru. Metoda jest obecnie stosowana w świecie nie tylko dla materiałów termoizolacyjnych, ale również dla stopów metali. Cechuje ją krótki czas pomiaru i szerokie zastosowanie. Szczególnie ważna jest metodologia pomiaru. W ostatnich latach dokonał się w tym zakresie duży postęp [1, 2]. W artykule przedstawiono wyniki badań [lambda], [alfa] i c dla polimetakrylanu metylu (PMM) o gęstości 1182 kg/m3, który jest często używany jako materiał referencyjny.
EN
A method of heat pulse impact is presented for simultaneous determination of three thermo-physical parameters: thermal conductivity [lambda], thermal diffusivity [alpha], and specific heat c. The parameters were determined during a single measurement. The method is now commonly used not only for heat--insulating materials but for alloys as well. Its advantages are wide application possibilities and a short measurement time. The methodology is of vital importance. Considerable progress has been observed in this field recently [1, 2]. The paper presents the measurement results of [lambda], [alpha] and c, achieved with ethyl polymethacrylate (PMM), having the density of. The material is often used as a reference material.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zbadano ciepło właściwe i przewodnictwo cieplne zaprawy z aktywowanego alkaliami żużla i kruszywa z porcelany elektrotechnicznej, próbki były w tym czasie poddane działaniu wysokich temperatur do 1200°C. Stwierdzono, że przewodnictwo ciepła tworzywa maleje, a ciepło właściwe rośnie ze wzrastającymi temperaturami powyżej 400°C, co jest korzystną właściwością w przypadku materiału, który może być zastosowany jako warstwy zabezpieczające konstrukcje budowlane.
EN
The specific heat capacity and thermal diffusivity of alkali activated slag with electrical porcelain aggregates are studied during the specimens' exposure to high temperatures up to 1200°C. The thermal diffusivity of the material is found to decrease and the specific heat capacity to increase with increasing temperature for higher temperatures than 400°C which are positive features for a material potentially applicable as fire protecting layer in building structures.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wpływ grubości próbki na mierzoną wartość dyfuzyjności cieplnej modyfikowanej żywicy epoksydowej. Badania dyfuzyjności cieplnej przeprowadzono metodą impulsu cieplnego. Wyniki badań eksperymentalnych wykazały, że grubość próbki badanej ma istotny wpływ na uzyskany wynik dyfuzyjności cieplnej.
EN
The article presents the effect of specimen thickness on measured value of thermal diffusivity of modified epoxy resin. The thermal diffusivity measurements were carried out using the heat pulse method. Experimental results showed that the specimen thickness considerably affects the obtained value of thermal diffusivity.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zastosowanie termografii aktywnej do ilościowej oceny zawartości proszku węgla (grafitu i węgla antracytowego) w kompozytach o osnowie epoksydowej. Uzyskane podczas badań termograficznych charakterystyki czasowo-temperaturowe użyto do wyznaczenia dyfuzyjności cieplnej kompozytów. Na podstawie uzyskanych wyników badań stwierdzono, że zaproponowana metoda badawcza może być z powodzeniem zastosowana do ilościowej oceny zawartości proszku węgla w kompozytach polimerowych o osnowie epoksydowej.
EN
The application of active thermography for the quantitative assessment of carbon powder (graphite and anthracite coal) content in epoxy matrix has been presented in this article. Temperature-time dependences obtained during thermographic measurements were used to determine the thermal diffusivity of composites. On the basis of obtained results of the measurements, it was summarized that the proposed testing method can be applied in quantitative assessment of carbon powder content in epoxy matrix composites.
W niniejszej pracy przedstawiono termofalową metodę pomiaru dyfuzyjności cieplnej z detekcją fotoakustyczną i radiometryczną. Opracowana procedura bazuje na pomiarze przesunięcia fazowego między sygnałami rejestrowanymi przez detektor a sygnałem sterującym modulacją źródła światła. Zastosowanie materiału referencyjnego pozwoliło na wyeliminowanie wpływu komponentów układu pomiarowego na rejestrowane przesunięcie fazowe.
EN
This paper presents a proposition of the thermal wave method of measuring the thermal diffusivity by means of photoacoustic and infrared radiometry detection. The described procedure is based on the determination of the phase-shift between the light source and the registered signal. A reference material is used for the elimination of the measurement set-up contribution to phase.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.