Standar “ASTM D5334-22 Metode uji standar untuk menentukan konduktivitas termal tanah dan batu dengan prosedur pemeriksaan jarum termal” yang diterbitkan oleh American Society for Testing and Materials (ASTM) menjelaskan metode uji untuk menentukan konduktivitas termal tanah dan batu menggunakan metode panas transien. Metode pengujian ini berlaku untuk sampel tanah dan batuan utuh serta sampel tanah yang direkonstitusi dan efektif di laboratorium dan di lapangan. Metode pengujian ini paling cocok untuk bahan-bahan homogen, tetapi juga dapat memberikan nilai rata-rata yang representatif untuk bahan-bahan yang tidak homogen.
Metode pengujian ini dapat diaplikasikan pada material kering, tak jenuh, atau jenuh yang dapat menampung lubang untuk sensor. Probe jarum termal valid pada suhu antara 0 dan 100 derajat, tergantung pada kesesuaian strukturnya dengan suhu ekstrem. Namun, kehati-hatian harus dilakukan untuk menghindari kesalahan serius yang diakibatkan oleh:
Semua nilai yang diamati dan dihitung harus mematuhi angka penting dan petunjuk pembulatan yang ditentukan dalam ASTM D6026. Prosedur yang digunakan dalam standar ini untuk menentukan bagaimana data dikumpulkan, dicatat atau dihitung dianggap sebagai standar industri. Ini juga biasanya mewakili digit signifikan yang perlu disimpan. Prosedur yang digunakan tidak memperhitungkan perubahan material apa pun, tujuan perolehan data, studi tujuan khusus, atau pertimbangan apa pun yang berkaitan dengan tujuan pengguna, dan merupakan praktik umum untuk menambah atau mengurangi digit signifikan data yang dilaporkan sepadan dengan pertimbangan ini. Standar ini tidak boleh mempertimbangkan angka penting yang digunakan dalam metode analitis untuk desain teknik.
Metode pengujian ini juga berlaku dan digunakan secara luas untuk menentukan konduktivitas termal berbagai bahan berpori rekayasa asal geologi, termasuk beton, timbunan termal terfluidisasi, dan mortar termal.
Untuk tujuan standar ini, selain istilah dan definisi yang diberikan dalam ASTM D653, definisi berikut berlaku:
Konduktivitas termal ditentukan oleh variasi metode uji sumber garis yang menggunakan probe jarum dengan rasio panjang terhadap diameter yang besar untuk mensimulasikan kondisi sumber pemanas yang sangat panjang dan sangat tipis. Probe terdiri dari elemen pemanas dan elemen pengukur suhu dan ditempatkan dalam sampel. Arus dan tegangan yang diketahui diterapkan pada elemen pemanas probe selama periode waktu tertentu dan kenaikan suhu dicatat. Penurunan suhu dari waktu ke waktu setelah pemanasan dihentikan juga dapat disertakan dalam analisis. Konduktivitas termal diperoleh dari analisis data deret waktu suhu selama siklus pemanasan dan secara opsional siklus pendinginan dengan membandingkannya dengan kurva teoritis menggunakan teknik inversi kuadrat terkecil non-linier.
Konduktivitas termal sampel tanah utuh, sampel tanah yang direkonstitusi, dan sampel batuan digunakan untuk menganalisis dan merancang sistem seperti saluran transmisi bawah tanah, jaringan pipa minyak dan gas, pembuangan limbah radioaktif, aplikasi panas bumi, dan fasilitas penyimpanan energi surya. Pengukuran dapat dilakukan di tempat atau sampel dapat diuji di laboratorium.
Saat melakukan pengujian, massa sampel disesuaikan ke 0,01 gram terdekat dan dicatat. Panjang dan diameter sampel ditetapkan menjadi 0,1 mm dan dicatat. Setidaknya tiga pengukuran panjang dilakukan pada interval 120 derajat dan setidaknya tiga pengukuran diameter dilakukan pada seperempat titik tinggi. Panjang dan diameter rata-rata sampel ditentukan. Probe jarum termal ditempatkan pada sumbu sampel dengan mendorong probe ke dalam sampel. Jika sampelnya padat, jarum dimasukkan ke dalam lubang yang sudah dibor sedalam sama dengan panjang probe. Penting untuk memastikan bahwa poros probe termal tertanam sepenuhnya dalam sampel dan tidak dibiarkan terbuka sebagian.
Jika suatu lubang perlu dibuat pada sampel, lubang tersebut dibuat setelah mengukur massa. Diameter lubang harus sama dengan diameter probe jarum untuk memastikan kesesuaian. Untuk memastikan kontak termal yang lebih baik antara sampel dan probe, probe dapat dilapisi dengan lapisan tipis minyak termal. Perangkat seperti mesin bor tekan dapat digunakan untuk mengebor lubang dan menempatkan probe dalam garis lurus, meningkatkan kontak antara sampel dan probe serta mengurangi celah. Sampel ditetapkan pada suhu uji yang dipilih dan probe dibiarkan seimbang dalam sampel. Stabilitas dan keseimbangan dapat diperkirakan dengan mengamati suhu selama periode waktu tertentu. Kabel pemanas dari probe termal dihubungkan ke sumber arus konstan.
Ujung elemen pengukur suhu dihubungkan ke unit pembacaan. Arus konstan yang diketahui diterapkan pada kawat pemanas. Arus dan tegangan melintasi pemanas dicatat sebagaimana diperlukan untuk menghitung daya. Selama periode pemanasan, pembacaan kapur dan suhu dicatat setidaknya 20-30 langkah. Sumber arus konstan dimatikan. Jika data pendinginan akan disertakan dalam analisis, pembacaan waktu dan suhu dicatat setidaknya 20-30 langkah untuk periode yang setara dengan siklus pemanasan. Metode yang sesuai digunakan untuk menentukan konduktivitas termal. Kadar air gravimetrik awal ditentukan dan dicatat sesuai dengan metode uji standar ASTM D2216, dan kepadatan kering (atau berat satuan) sampel representatif dihitung.
Secara teoritis, jika sejumlah panas konstan diterapkan pada pemanas bermassa nol selama periode waktu tertentu, respons suhu dihitung menurut rumus yang diberikan dalam standar. Setelah masukan panas dimatikan, perubahan suhu dihitung berdasarkan rumus yang diberikan dalam standar.
Organisasi kami, yang telah berusaha mendukung bisnis dari setiap sektor dengan berbagai pengujian, pengukuran, analisis, dan studi evaluasi yang telah dilakukan selama bertahun-tahun, memiliki staf yang kuat yang mengikuti dengan cermat perkembangan di dunia di bidang sains dan teknologi dan terus-menerus meningkatkan dirinya. Dalam konteks ini, layanan pengujian juga diberikan kepada bisnis sesuai dengan standar “Metode uji standar ASTM D5334-22 untuk menentukan konduktivitas termal tanah dan batu dengan prosedur pemeriksaan jarum termal”.
Anda dapat meminta kami untuk mengisi formulir kami untuk mendapatkan janji, untuk mendapatkan informasi lebih lanjut atau untuk meminta evaluasi.
