استاندارد «روش آزمون استاندارد ASTM C177-19 برای اندازه‌گیری شار حرارتی حالت پایدار و رسانایی حرارتی با استفاده از دستگاه صفحه داغ محافظ» که توسط انجمن آمریکایی آزمایش و مواد (ASTM) تدوین شده است، معیارهایی را برای اندازه‌گیری آزمایشگاهی شار حرارتی حالت پایدار از طریق نمونه‌های مسطح و همگن هنگام تماس با مرزهای جامد و موازی که سطوح آنها در دمای ثابت نگه داشته می‌شوند، شرح می‌دهد.
دستگاه آزمایشی که برای این منظور طراحی شده است، به عنوان دستگاه صفحه داغ محافظت‌شده شناخته می‌شود و یک روش اولیه (یا مطلق) است. این روش آزمایش با روش آزمایش استاندارد ISO 8302 قابل مقایسه است، اما با آن یکسان نیست.
این روش آزمایش، الزامات طراحی کلی لازم برای ساخت و بهره‌برداری از یک دستگاه صفحه داغ محافظ رضایت‌بخش را تعیین می‌کند. طیف گسترده‌ای از ساختارهای دستگاه، شرایط آزمایش و شرایط عملیاتی را پوشش می‌دهد. طرح‌های تفصیلی مناسب برای این روش آزمون ارائه نشده است، اما باید در چارچوب محدودیت‌های الزامات عمومی توسعه داده شوند. نمونه‌هایی از ابزارهای تحلیلی، مفاهیم و رویه‌های مورد استفاده در طراحی، ساخت، کالیبراسیون و بهره‌برداری از دستگاه صفحه داغ محافظت‌شده در استاندارد (منابع) گنجانده شده است.
این روش آزمون، هر دو حالت اندازه‌گیری یک‌طرفه و دوطرفه را پوشش می‌دهد. هر دو طرح صفحه داغ محافظ توزیع‌شده و منبع خطی مجاز هستند. کاربر برای جزئیات بیشتر در مورد این طرح‌های بخاری باید به استانداردهای ASTM C1044 و ASTM C1043 مراجعه کند.
دستگاه صفحه داغ محافظ می‌تواند با جریان حرارتی عمودی یا افقی کار کند. با این حال، به کاربر هشدار داده می‌شود که اگر جریان گرمای همرفتی در نمونه‌ها رخ دهد، نتایج آزمایش به‌دست‌آمده از دو جهت‌گیری ممکن است متفاوت باشد.
اگرچه هیچ حد بالایی مطلقی برای میزان رسانایی نمونه که می‌توان روی صفحه داغ محافظت‌شده اندازه‌گیری کرد، نمی‌توان ارائه داد، اما به دلایل عملی، رسانایی نمونه باید کمتر از مقدار ارائه شده در استاندارد باشد.
این روش آزمون برای اندازه‌گیری طیف گسترده‌ای از نمونه‌ها، از جامدات مات گرفته تا مواد متخلخل یا شفاف، و طیف وسیعی از شرایط محیطی، از جمله اندازه‌گیری در دماهای بسیار بالا و با گازها و فشارهای مختلف، قابل استفاده است.
ناهمگنی‌های عمود بر جهت جریان گرما، مانند ساختارهای لایه‌ای، می‌توانند با استفاده از این روش آزمون با موفقیت ارزیابی شوند. با این حال، آزمایش نمونه‌هایی با ناهمگنی در جهت جریان گرما، مانند یک سیستم عایق پل حرارتی، ممکن است نتایج خاص مکانی را به همراه داشته باشد و نباید با این نوع دستگاه انجام شود. استاندارد ASTM C1363 برای آزمایش این سیستم‌ها معتبر است.
محاسبه خواص انتقال حرارت بر اساس اندازه‌گیری‌های انجام شده با استفاده از این روش باید مطابق با استاندارد ASTM C1045 انجام شود.
برای اطمینان از سطح دقت و صحت مورد انتظار، کسانی که این استاندارد را اعمال می‌کنند باید در مورد الزامات اندازه‌گیری حرارتی و شیوه‌های آزمایش و کاربرد عملی نظریه انتقال حرارت در رابطه با مواد و سیستم‌های عایق حرارتی آگاه باشند. رویه‌های عملیاتی دقیق، شامل نمودارهای طراحی و نقشه‌های الکتریکی، باید برای هر دستگاه در دسترس باشند تا اطمینان حاصل شود که آزمایش‌ها با این روش آزمایش مطابقت دارند. علاوه بر این، سیستم‌های جمع‌آوری و پردازش خودکار داده‌ها که به دستگاه متصل هستند باید از نظر دقت تأیید شوند. این کار را می‌توان با وارد کردن مجموعه داده‌های مرتبط با کالیبراسیون و نتایج شناخته شده به برنامه‌های کامپیوتری انجام داد.
برای چنین روش آزمایشی، مشخص کردن جزئیات و رویه‌های طراحی و ساخت به گونه‌ای که تمام احتمالات را پوشش دهد، غیرعملی است، که برای فردی بدون دانش فنی از نظریه جریان گرما، اندازه‌گیری‌های دما و شیوه‌های کلی آزمایش دشوار خواهد بود. همچنین ممکن است کاربر هنگام تعمیر یا تعویض دستگاه، جایی که نیاز به درک اساسی و تکنیک‌های تجربی دقیق بیشتر است، لازم بداند که طراح یا سازنده یا هر دو باشد. استانداردسازی این روش آزمون به هیچ وجه به منظور محدود کردن توسعه آتی دستگاه‌ها یا رویه‌های جدید یا بهبود یافته در نظر گرفته نشده است.
این روش آزمایش تمام جزئیات لازم برای عملکرد دستگاه را مشخص نمی‌کند. تصمیمات مربوط به نمونه‌برداری، انتخاب نمونه، پیش‌شرایط، نصب و قرارگیری نمونه، انتخاب شرایط آزمایش و ارزیابی داده‌های آزمایش باید از روش‌ها، دستورالعمل‌ها، رویه‌ها یا مشخصات محصول یا مقررات نظارتی ASTM مربوط پیروی کند. اگر هیچ استاندارد قابل اجرایی در دسترس نباشد، باید از قضاوت مهندسی صحیح که منعکس کننده اصول انتقال حرارت پذیرفته شده است، استفاده و مستندسازی شود.
این روش آزمون امکان استفاده از طیف گسترده‌ای از طرح‌های ابزار دقیق و دقت‌های طراحی را برای برآورده کردن الزامات مسائل اندازه‌گیری خاص فراهم می‌کند. رعایت این روش آزمون مستلزم بیان عدم قطعیت هر متغیر گزارش شده در گزارش است.
شکل موجود در استاندارد، اجزای اصلی سیستم ایده‌آل را نشان می‌دهد: دو مجموعه سطح سرد همدما و یک صفحه داغ محافظت‌شده. این امکان وجود دارد که برخی از دستگاه‌ها بیش از یک محافظ داشته باشند. صفحه داغ محافظ شامل یک بخش اندازه‌گیری شده است که از نظر حرارتی توسط یک فاصله یا شکاف مشخص از محافظ اولیه متحدالمرکز جدا شده است. برخی از دستگاه‌ها ممکن است بیش از یک محافظ داشته باشند. نمونه آزمایشی بین این سه واحد قرار می‌گیرد. در حالت اندازه‌گیری دوطرفه، نمونه در واقع از دو بخش تشکیل شده است. در این حالت، اندازه‌گیری نتیجه‌ای را ارائه می‌دهد که میانگین دو بخش است و بنابراین مهم است که دو بخش بسیار نزدیک به یکدیگر باشند. هنگام استفاده از حالت اندازه‌گیری تک‌طرفه، استاندارد ASTM C1044 اعمال می‌شود. برای استفاده از صفحه داغ محافظت‌شده که شامل استفاده از بخاری تغذیه خط لوله است، استاندارد ASTM C1043 اعمال می‌شود.
صفحه داغ محافظ، توان (جریان گرما در واحد زمان) را برای اندازه‌گیری فراهم می‌کند و حجم واقعی آزمایش، یعنی بخشی از نمونه که واقعاً اندازه‌گیری می‌شود، را تعریف می‌کند. وظیفه محافظ اولیه دستگاه صفحه داغ محافظ‌دار و هرگونه محافظ همسطح اضافی، در صورت وجود، فراهم کردن شرایط حرارتی مناسب در حجم آزمایش برای کاهش جریان جانبی گرما در داخل دستگاه است. شرایط ایده‌آل در شکل با پیکربندی سطوح ایزوترمال و خطوط جریان گرمای ثابت درون نمونه نشان داده شده است.
انحراف از پیکربندی ایده‌آل به دلایل زیر ایجاد می‌شود: ناهمگنی نمونه، اختلاف دما بین بخش اندازه‌گیری شده و محافظ (عدم تعادل شکاف) و اختلاف دما بین لبه بیرونی مجموعه و محیط کنترل‌شده اطراف (عدم تعادل لبه).
سه دستگاه گرمایش/سرمایش برای ایجاد سطوح ایزوترمال روی سطوح نمونه‌ها در سطح مقطع اندازه‌گیری شده طراحی شده‌اند. دو سطحی که به عنوان مجموعه‌های سطح سرد تعیین شده‌اند، برای حالت عملکرد دو طرفه در دمای یکسانی تنظیم می‌شوند. در عمل، مقداری جریان گرمای جانبی رخ می‌دهد زیرا صفحات و نمونه‌ها اندازه محدودی دارند و محیط کنترل‌شده خارجی معمولاً دمایی متفاوت از لبه مقطع اندازه‌گیری‌شده دارد. محافظت اولیه برای صفحه داغ محافظ، میزان جریان گرمای جانبی را در مقطع اندازه‌گیری شده محدود می‌کند. اثربخشی حفاظت اولیه تا حدودی با نسبت ابعاد جانبی آن به اندازه مقطع اندازه‌گیری شده و به ضخامت نمونه تعیین می‌شود.
رعایت این روش آزمایش مستلزم موارد زیر است: ایجاد شرایط حالت پایدار و اندازه‌گیری جریان گرمای یک‌طرفه از طریق بخش اندازه‌گیری‌شده، مساحت بخش اندازه‌گیری‌شده، گرادیان دما در سراسر نمونه بر حسب دمای سطح گرم و دمای سطح سرد (یا معادل آن، دمای بین دو سطح)، ضخامت هر نمونه و تعادل حفاظت بین بخش اندازه‌گیری‌شده و حفاظت اولیه.
سازمان ما که سال‌هاست با طیف گسترده‌ای از مطالعات آزمایش، اندازه‌گیری، تحلیل و ارزیابی که انجام می‌دهد، سعی در حمایت از کسب‌وکارها از هر بخشی دارد، دارای کارکنانی قوی است که از نزدیک تحولات جهان در زمینه علم و فناوری را دنبال می‌کنند و دائماً خود را بهبود می‌بخشند. در این زمینه، خدمات آزمایش نیز مطابق با استاندارد «روش آزمایش استاندارد ASTM C177-19 برای اندازه‌گیری شار حرارتی حالت پایدار و خواص رسانایی حرارتی با استفاده از دستگاه صفحه داغ محافظت‌شده» به مشاغل ارائه می‌شود.
برای دریافت قرار ملاقات، برای دریافت اطلاعات دقیق تر و یا درخواست ارزیابی، می توانید از ما بخواهید فرم ما را پر کند و به شما برسد.
