Método de teste padrão ASTM C518 para propriedades de condução térmica em estado estacionário

O método de ensaio padrão ASTM C518 para características de condução térmica em regime permanente por meio de um aparelho de medição de fluxo de calor, desenvolvido pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) , descreve um método de ensaio para medir a condutividade térmica em regime permanente através de corpos de prova de placa plana usando um aparelho de medição de fluxo de calor.

Os medidores de fluxo de calor são amplamente utilizados por serem relativamente simples em conceito, rápidos e aplicáveis ​​a uma ampla variedade de amostras de teste. Quando a calibração é realizada dentro da faixa esperada de fluxos de calor, a sensibilidade e a precisão do medidor de fluxo de calor podem ser excelentes. Isso significa que a calibração deve ser realizada com materiais de tipos, condutividades térmicas, espessuras, temperaturas médias e gradientes de temperatura semelhantes aos esperados para as amostras de teste.

Este é um método de medição comparativo ou secundário, pois amostras com propriedades de condutividade térmica conhecidas devem ser utilizadas para calibrar o aparelho. As propriedades das amostras de calibração devem ser rastreáveis ​​a um método de medição absoluto. As amostras de calibração devem ser obtidas de um laboratório de padrões nacionais reconhecido.

Um medidor de fluxo de calor estabelece um fluxo de calor unidimensional em estado estacionário através de um corpo de prova entre duas placas paralelas a temperaturas constantes, porém diferentes. A lei de Fourier da condução de calor é usada para calcular a condutividade térmica e a resistividade térmica, ou a resistência térmica e a condutividade térmica.

Este método de ensaio deve ser utilizado em conjunto com a norma ASTM C1045. Muitos avanços foram alcançados na tecnologia térmica, tanto nas técnicas de medição quanto na melhor compreensão dos princípios do fluxo de calor através dos materiais. Esses avanços levaram a revisões nas abordagens conceituais para a medição das propriedades de condutividade térmica.

Este método de ensaio pode ser aplicado para medir a condução térmica em uma ampla gama de propriedades de amostras e condições ambientais. O método tem sido utilizado para espessuras de chapa de até aproximadamente 250 mm em condições ambientes de 10 a 40 graus Celsius e para temperaturas de chapa de -195 graus Celsius a 540 graus Celsius em espessuras de 25 mm. Este método de ensaio pode ser utilizado para caracterizar propriedades de materiais que podem ou não representar condições reais de serviço.

Em resumo, a ASTM C518 é um método de ensaio padrão desenvolvido para medir a condutividade térmica em estado estacionário de materiais como isolamento, utilizando um medidor de fluxo de calor. Ele determina as propriedades dos materiais, como condutividade térmica, resistência térmica (valor R) e condutividade térmica sob condições controladas. Este método de ensaio é amplamente utilizado para avaliar o desempenho térmico de materiais de construção, produtos de isolamento e outros materiais onde a transferência de calor é uma preocupação. Os ensaios envolvem a colocação de uma amostra entre uma placa quente e uma fria, a medição do fluxo de calor e o cálculo das propriedades térmicas com base nas diferenças de temperatura e na espessura do material.

Esta norma é considerada necessária porque garante que:

• Consistência e comparabilidade: permite que fabricantes, pesquisadores e engenheiros comparem as propriedades térmicas de diferentes materiais usando um método de teste uniforme, garantindo avaliações justas e precisas.
• Controle de qualidade: ajuda os fabricantes a verificar se o isolamento e os materiais de construção atendem aos requisitos de desempenho térmico especificados, garantindo a confiabilidade do produto e a conformidade com os padrões do setor.
• Eficiência energética: Dados térmicos precisos são essenciais para projetar edifícios e sistemas energeticamente eficientes. Esta norma garante que os materiais tenham o desempenho esperado na redução da perda ou ganho de calor e na economia de energia.
• Conformidade regulatória: muitos códigos de construção e padrões de energia exigem dados de desempenho térmico baseados no padrão ASTM C518 para garantir que os materiais atendam aos requisitos mínimos de isolamento para segurança e eficiência.
• Pesquisa e desenvolvimento: esta norma promove a inovação em isolamento e construção ao garantir testes consistentes para desenvolver novos materiais com propriedades térmicas aprimoradas.

Sem esse padrão, diferenças nos métodos de teste podem levar a resultados inconsistentes, produtos não confiáveis ​​e ineficiências no uso de energia ou no projeto da construção.

As propriedades de condução térmica em estado estacionário descrevem como os materiais conduzem, transferem e resistem ao fluxo de calor sob condições de temperatura constante. Essas propriedades são cruciais em engenharia, projeto de construção e ciência dos materiais para avaliar isolamentos, trocadores de calor e sistemas de gerenciamento térmico. Os principais conceitos utilizados aqui incluem:

Condutividade térmica é a capacidade de um material conduzir calor.

• A resistência térmica mede a resistência de um material ao fluxo de calor, frequentemente usada para isolamento.
• A transmitância térmica é a taxa de transferência de calor através de uma estrutura (por exemplo, parede, janela).
• Fluxo de calor é a taxa de transferência de calor por unidade de área.

As premissas de estado estacionário são as seguintes:

• A distribuição de temperatura não muda com o tempo.
• O fluxo de calor é constante e unidirecional.
• Não há geração interna de calor (por exemplo, nenhuma reação química ou aquecimento elétrico).

Nossa organização, que há anos apoia empresas de todos os setores por meio de uma ampla gama de atividades de teste, medição, análise e avaliação, conta com uma equipe sólida de colaboradores que acompanham de perto os desenvolvimentos globais em ciência e tecnologia e se aprimoram constantemente. Nesse contexto, também oferecemos serviços de teste de acordo com o "Método de Teste Padrão ASTM C518 para Condutividade Térmica em Estado Estacionário Utilizando um Aparelho de Medição de Fluxo de Calor".