Norma „ASTM D5334-22 Štandardná skúšobná metóda na stanovenie tepelnej vodivosti pôdy a horniny pomocou metódy tepelnej ihlovej sondy“ vydaná Americkou spoločnosťou pre testovanie a materiály (ASTM) opisuje skúšobnú metódu na stanovenie tepelnej vodivosti pôdy a horniny pomocou metódy prechodného tepla. Táto testovacia metóda je použiteľná pre neporušené vzorky pôdy a hornín, ako aj pre rekonštituované vzorky pôdy a je účinná v laboratóriu aj v teréne. Táto testovacia metóda je najvhodnejšia pre homogénne materiály, ale môže poskytnúť reprezentatívnu priemernú hodnotu aj pre nehomogénne materiály.
Túto testovaciu metódu je možné použiť na suché, nenasýtené alebo nasýtené materiály, ktoré môžu obsahovať otvor pre senzor. Tepelná ihlová sonda je platná pri teplotách medzi 0 a 100 stupňami, v závislosti od vhodnosti jej konštrukcie pre teplotné extrémy. Treba si však dávať pozor, aby sa predišlo vážnym chybám vyplývajúcim z:
Všetky pozorované a vypočítané hodnoty musia byť v súlade s platnými číslicami a pokynmi na zaokrúhľovanie uvedenými v norme ASTM D6026. Postupy použité v tejto norme na špecifikáciu spôsobu zhromažďovania, zaznamenávania alebo výpočtu údajov sa považujú za priemyselné štandardy. Zvyčajne tiež predstavuje významné číslice, ktoré je potrebné uložiť. Použité postupy nezohľadňujú žiadne podstatné zmeny, účel, na ktorý boli údaje získané, štúdie na špeciálne účely ani žiadne aspekty týkajúce sa cieľov používateľa a je bežnou praxou zvyšovať alebo znižovať počet platných číslic hlásených údajov v súlade s týmito aspektmi. Zohľadnenie platných číslic používaných v analytických metódach pre inžiniersky návrh presahuje rámec tejto normy.
Táto testovacia metóda je tiež použiteľná a široko používaná na stanovenie tepelnej vodivosti rôznych technických pórovitých materiálov geologického pôvodu vrátane betónu, fluidného tepelného zásypu a tepelnej malty.
Na účely tejto normy sa okrem pojmov a definícií uvedených v norme ASTM D653 uplatňujú aj tieto definície:
Tepelná vodivosť sa určuje variáciou metódy testovania linkového zdroja pomocou ihličkovej sondy s veľkým pomerom dĺžky k priemeru, aby sa simulovali podmienky pre nekonečne dlhý a nekonečne tenký zdroj tepla. Sonda sa skladá z vykurovacieho telesa a prvku na meranie teploty a je umiestnená vo vzorke. Na vykurovací prvok sondy sa po stanovenú dobu privádza známy prúd a napätie a zaznamenáva sa nárast teploty. Do analýzy možno zahrnúť aj pokles teploty v priebehu času po ukončení ohrevu. Tepelná vodivosť sa získa analýzou časových radov údajov o teplote počas cyklu ohrevu a voliteľne aj cyklu chladenia porovnaním s teoretickou krivkou pomocou techniky nelineárnej inverzie najmenších štvorcov.
Tepelná vodivosť vzoriek intaktnej pôdy, vzoriek rekonštituovanej pôdy a vzoriek hornín sa používa na analýzu a navrhovanie systémov, ako sú podzemné prenosové vedenia, ropovody a plynovody, zariadenia na likvidáciu rádioaktívneho odpadu, geotermálne aplikácie a zariadenia na skladovanie solárnej energie. Merania sa môžu vykonávať na mieste alebo sa vzorky môžu testovať v laboratórnom prostredí.
Pri vykonávaní testu sa hmotnosť vzorky upraví s presnosťou na 0,01 gramu a zaznamená sa. Dĺžka a priemer vzorky sa nastavia na 0,1 mm a zaznamenajú sa. Vykonávajú sa najmenej tri merania dĺžky v intervaloch 120 stupňov a najmenej tri merania priemeru sa vykonávajú v štvrťinách výšky. Stanoví sa priemerná dĺžka a priemer vzorky. Tepelná ihlová sonda sa umiestni pozdĺž osi vzorky zatlačením sondy do vzorky. Ak je vzorka hustá, ihla sa zasunie do vopred vyvŕtaného otvoru do hĺbky rovnajúcej sa dĺžke sondy. Je potrebné zabezpečiť, aby bola driek tepelnej sondy úplne zapustený do vzorky a aby nebol čiastočne odkrytý.
Ak je potrebné vo vzorke vytvoriť otvor, otvor sa vytvorí po odmeraní hmotnosti. Priemer otvoru by mal byť rovnaký ako priemer ihlové sondy, aby sa zabezpečilo pevné uloženie. Pre zabezpečenie lepšieho tepelného kontaktu medzi vzorkou a sondou môže byť sonda potiahnutá tenkou vrstvou teplovodivej pasty. Na vyvŕtanie otvoru a umiestnenie sondy v priamke sa môže použiť zariadenie, ako napríklad vŕtačka, čím sa zvýši kontakt medzi vzorkou a sondou a zmenšia sa medzery. Vzorka sa fixuje na zvolenú testovaciu teplotu a sonda sa nechá vo vzorke ustáliť. Stabilitu a rovnováhu možno odhadnúť pozorovaním teploty počas určitého časového obdobia. Vyhrievací drôt tepelnej sondy je pripojený k zdroju konštantného prúdu.
Konce prvku na meranie teploty sú pripojené k odčítacej jednotke. Na vykurovací drôt sa privádza známy konštantný prúd. Prúd a napätie na ohrievači sa zaznamenávajú podľa potreby na výpočet výkonu. Počas vykurovacieho obdobia sa zaznamenávajú hodnoty vápna a teploty najmenej v 20 – 30 krokoch. Zdroj konštantného prúdu je vypnutý. Ak sa do analýzy majú zahrnúť aj údaje o chladení, zaznamenávajú sa hodnoty času a teploty počas najmenej 20 – 30 krokov po dobu zodpovedajúcu cyklu vykurovania. Na stanovenie tepelnej vodivosti sa používa vhodná metóda. Počiatočný gravimetrický obsah vody sa stanoví a zaznamená v súlade so štandardnou testovacou metódou ASTM D2216 a vypočíta sa suchá hustota (alebo jednotková hmotnosť) reprezentatívnej vzorky vzorky.
Teoreticky, ak sa na ohrievač s nulovou hmotnosťou počas určitého časového obdobia aplikuje konštantné množstvo tepla, teplotná odozva sa vypočíta podľa vzorca uvedeného v norme. Po vypnutí prívodu tepla sa zmena teploty vypočíta podľa vzorca uvedeného v norme.
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 D5334-22 Štandardná testovacia metóda na stanovenie tepelnej vodivosti pôdy a hornín pomocou postupu tepelnej ihlové sondy“.
Môžete nás požiadať, aby sme vyplnili náš formulár, aby sme dostali schôdzku, získali podrobnejšie informácie alebo požiadali o vyhodnotenie.
