Norma „ASTM C177-19 Štandardná skúšobná metóda pre merania tepelného toku v ustálenom stave a tepelnej vodivosti pomocou chránenej horúcej platne“ vyvinutá Americkou spoločnosťou pre testovanie a materiály (ASTM) opisuje kritériá pre laboratórne meranie tepelného toku v ustálenom stave cez ploché, homogénne vzorky, ktoré sú v kontakte s pevnými, rovnobežnými hranicami, ktorých povrchy sú udržiavané na konštantných teplotách.
Testovacie zariadenie určené na tento účel je známe ako zariadenie s chránenou vyhrievacou platňou a je primárnou (alebo absolútnou) metódou. Táto testovacia metóda je porovnateľná, ale nie je identická so štandardnou testovacou metódou ISO 8302.
Táto skúšobná metóda stanovuje všeobecné konštrukčné požiadavky potrebné na výrobu a prevádzku uspokojivého zariadenia s chránenou vyhrievacou platňou. Zahŕňa širokú škálu štruktúr zariadení, testovacích podmienok a prevádzkových podmienok. Podrobné návrhy vhodné pre túto testovaciu metódu nie sú poskytnuté, ale musia byť vyvinuté v rámci obmedzení všeobecných požiadaviek. Príklady analytických nástrojov, konceptov a postupov používaných pri návrhu, konštrukcii, kalibrácii a prevádzke zariadenia s chránenou vyhrievacou platňou sú uvedené v norme (Zdroje).
Táto testovacia metóda zahŕňa jednostranné aj obojstranné režimy merania. Povolené sú rozdelené aj tienené vyhrievacie platne so sieťovým napájaním. Používateľ by sa mal pozrieť na normy ASTM C1044 a ASTM C1043, kde nájdete podrobnejšie informácie o týchto konštrukciách ohrievačov.
Tienené zariadenie s vyhrievacou platňou môže byť prevádzkované s vertikálnym alebo horizontálnym tokom tepla. Používateľ je však upozornený, že ak vo vzorkách dôjde ku konvekčnému tepelnému toku, výsledky testov získané z oboch orientácií sa môžu líšiť.
Hoci nie je možné stanoviť absolútnu hornú hranicu pre veľkosť vodivosti vzorky, ktorú je možné merať na chránenej vyhrievacej platni, z praktických dôvodov by vodivosť vzorky mala byť menšia ako hodnota uvedená v norme.
Táto testovacia metóda je použiteľná na meranie širokej škály vzoriek, od nepriehľadných pevných látok až po porézne alebo priehľadné materiály, a v širokom rozsahu environmentálnych podmienok vrátane meraní pri extrémnych teplotách a s rôznymi plynmi a tlakmi.
Nehomogenity kolmé na smer tepelného toku, ako napríklad vrstvené štruktúry, je možné úspešne vyhodnotiť pomocou tejto testovacej metódy. Avšak testovanie vzoriek s nehomogenitami v smere tepelného toku, ako napríklad tepelne premostený izolačný systém, môže priniesť výsledky špecifické pre danú lokalitu a nemalo by sa vykonávať s týmto typom zariadenia. Na testovanie týchto systémov je platná norma ASTM C1363.
Výpočet vlastností prenosu tepla na základe meraní vykonaných touto metódou by sa mal vykonať v súlade s normou ASTM C1045.
Aby sa zabezpečila očakávaná úroveň presnosti a správnosti, tí, ktorí túto normu používajú, musia mať znalosti o požiadavkách na postupy tepelného merania a testovania a o praktickom uplatnení teórie prenosu tepla v súvislosti s tepelnoizolačnými materiálmi a systémami. Pre každé zariadenie musia byť k dispozícii podrobné prevádzkové postupy vrátane konštrukčných schém a elektrických výkresov, aby sa zabezpečilo, že testy sú v súlade s touto testovacou metódou. Okrem toho by sa mala overiť presnosť automatizovaných systémov zberu a spracovania údajov pripojených k zariadeniu. To sa dá dosiahnuť zadaním súborov údajov spojených s kalibráciou a známymi výsledkami do počítačových programov.
Je nepraktické, aby takáto testovacia metóda špecifikovala detaily návrhu a konštrukcie a postupy tak, aby pokrývali všetky nepredvídané udalosti, čo by bolo pre osobu bez technických znalostí teórie tepelného toku, merania teploty a všeobecných testovacích postupov náročné. Používateľ môže tiež zistiť, že je potrebné byť konštruktérom alebo výrobcom, alebo oboma, pri oprave alebo výmene zariadenia, kde sú požiadavky na základné znalosti a starostlivú experimentálnu techniku vyššie. Štandardizácia tejto testovacej metódy nie je určená na to, aby akýmkoľvek spôsobom obmedzovala budúci vývoj nových alebo vylepšených zariadení alebo postupov.
Táto testovacia metóda nešpecifikuje všetky podrobnosti potrebné na prevádzku zariadenia. Rozhodnutia týkajúce sa odberu vzoriek, výberu vzorky, predkondicionovania, montáže a umiestnenia vzorky, výberu testovacích podmienok a vyhodnocovania testovacích údajov musia byť v súlade s platnými testovacími metódami, smernicami, postupmi alebo špecifikáciami výrobkov ASTM alebo regulačnými predpismi. Ak nie je k dispozícii žiadna príslušná norma, mal by sa použiť a zdokumentovať spoľahlivý technický úsudok odrážajúci akceptované princípy prenosu tepla.
Táto testovacia metóda umožňuje použitie širokej škály konštrukcií prístrojov a presností konštrukcie na splnenie požiadaviek špecifických meracích problémov. Súlad s touto testovacou metódou vyžaduje uvedenie neistoty každej premennej uvedenej v správe.
Obrázok uvedený v norme zobrazuje hlavné komponenty idealizovaného systému: dve izotermické zostavy so studeným povrchom a chránenú horúcu platňu. Je možné, že niektoré zariadenia majú viac ako jeden ochranný kryt. Chránená vyhrievacia platňa pozostáva z meranej časti tepelne izolovanej od sústredného primárneho ochranného krytu špecifikovanou medzerou. Niektoré zariadenia môžu mať viac ako jeden ochranný kryt. Skúšobná vzorka je vložená medzi tieto tri jednotky. V režime obojstranného merania sa vzorka v skutočnosti skladá z dvoch častí. V tomto prípade meranie dáva výsledok, ktorý je priemerom týchto dvoch častí, a preto je dôležité, aby tieto dve časti boli veľmi blízko seba. Pri použití jednostranného meracieho režimu sa uplatňuje norma ASTM C1044. Pre použitie chránenej vyhrievacej platne, ktorá zahŕňa použitie napájacieho ohrievača, platí norma ASTM C1043.
Tienená vyhrievacia platňa poskytuje výkon (tepelný tok za jednotku času) na meranie a definuje skutočný testovaný objem, t. j. časť vzorky, ktorá sa skutočne meria. Funkciou primárneho tienenia tieneného zariadenia s vyhrievacou platňou a akéhokoľvek dodatočného koplanárneho tienenia, ak je prítomné, je zabezpečiť vhodné tepelné podmienky v testovacom objeme na zníženie bočného toku tepla v zariadení. Idealizované podmienky sú na obrázku znázornené konfiguráciou izotermických povrchov a čiar konštantného tepelného toku vo vzorke.
Odchýlky od idealizovanej konfigurácie sú spôsobené: nehomogenitami vzorky, teplotnými rozdielmi medzi meranou časťou a ochranným krytom (nevyváženosť medzery) a teplotnými rozdielmi medzi vonkajším okrajom zostavy a okolitým kontrolovaným prostredím (nevyváženosť okraja).
Tri vykurovacie/chladiace zariadenia sú navrhnuté tak, aby vytvárali izotermické povrchy na povrchoch vzoriek v rámci meraného prierezu. Dva povrchy označené ako zostavy so studeným povrchom sú nastavené na rovnakú teplotu pre obojstranný prevádzkový režim. V praxi dochádza k určitému bočnému toku tepla, pretože dosky a vzorky majú konečnú veľkosť a vonkajšie kontrolované prostredie má zvyčajne inú teplotu ako okraj meranej sekcie. Primárna ochrana tienenej vyhrievacej dosky obmedzuje veľkosť bočného tepelného toku v meranom priereze. Účinnosť primárnej ochrany je čiastočne určená pomerom jej priečneho rozmeru k veľkosti meranej časti a k hrúbke vzorky.
Súlad s touto skúšobnou metódou vyžaduje: stanovenie ustálených podmienok a meranie jednosmerného tepelného toku cez meranú časť, plochy meranej časti, teplotného gradientu na vzorke z hľadiska teploty horúceho povrchu a teploty studeného povrchu (alebo ekvivalentne teploty medzi týmito dvoma povrchmi), hrúbky každej vzorky a rovnováhy ochrany medzi meranou časťou a primárnou ochranou.
Naša organizácia, ktorá sa už roky snaží podporovať podniky zo všetkých sektorov širokou škálou testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich štúdií, má silný personál, ktorý pozorne sleduje svetový vývoj v oblasti vedy a techniky a neustále sa zlepšuje. V tejto súvislosti sa podnikom poskytujú aj testovacie služby v súlade s normou „ASTM C177-19 Štandardná testovacia metóda pre merania tepelného toku v ustálenom stave a vlastností tepelnej vodivosti pomocou chráneného zariadenia s vyhrievacou platňou“.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
