มาตรฐาน “ASTM D5334-22 วิธีทดสอบมาตรฐานสำหรับการกำหนดค่าการนำความร้อนของดินและหินโดยใช้วิธีการตรวจสอบด้วยเข็มวัดความร้อน” ที่เผยแพร่โดยสมาคมการทดสอบและวัสดุแห่งอเมริกา (ASTM) อธิบายวิธีการทดสอบสำหรับการกำหนดค่าการนำความร้อนของดินและหินโดยใช้วิธีการให้ความร้อนชั่วคราว วิธีทดสอบนี้ใช้ได้กับทั้งตัวอย่างดินและหินที่สมบูรณ์และตัวอย่างดินที่สร้างขึ้นใหม่ และมีประสิทธิผลทั้งในห้องปฏิบัติการและในภาคสนาม วิธีทดสอบนี้เหมาะที่สุดสำหรับวัสดุที่เป็นเนื้อเดียวกัน แต่ยังสามารถให้ค่าเฉลี่ยตัวแทนสำหรับวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันได้อีกด้วย
วิธีทดสอบนี้สามารถนำไปใช้กับวัสดุแห้ง ไม่อิ่มตัว หรืออิ่มตัวที่สามารถรองรับรูสำหรับเซ็นเซอร์ได้ หัววัดเข็มวัดอุณหภูมิจะใช้ได้กับอุณหภูมิระหว่าง 0 ถึง 100 องศา ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมของโครงสร้างต่ออุณหภูมิที่รุนแรง อย่างไรก็ตามจะต้องระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดร้ายแรงอันเป็นผลมาจาก:
ค่าที่สังเกตและคำนวณทั้งหมดต้องเป็นไปตามหลักสำคัญและคำแนะนำการปัดเศษที่ระบุใน ASTM D6026 ขั้นตอนที่ใช้ในมาตรฐานนี้เพื่อระบุวิธีการรวบรวม บันทึก หรือคำนวณข้อมูล ถือเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรม โดยปกติแล้วยังแสดงตัวเลขสำคัญที่จำเป็นต้องจัดเก็บอีกด้วย ขั้นตอนที่ใช้ไม่ได้คำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญใดๆ วัตถุประสงค์ในการรวบรวมข้อมูล การศึกษาวัตถุประสงค์พิเศษ หรือการพิจารณาใดๆ ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุประสงค์ของผู้ใช้ และถือเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไปในการเพิ่มหรือลดตัวเลขสำคัญของข้อมูลที่รายงานให้สอดคล้องกับการพิจารณาเหล่านี้ การพิจารณาตัวเลขที่สำคัญที่ใช้ในวิธีการวิเคราะห์เพื่อการออกแบบทางวิศวกรรมนั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของมาตรฐานนี้
วิธีทดสอบนี้ยังใช้ได้และใช้กันอย่างแพร่หลายในการกำหนดค่าการนำความร้อนของวัสดุวิศวกรรมที่มีรูพรุนต่างๆ ที่มีต้นกำเนิดทางธรณีวิทยา รวมถึงคอนกรีต วัสดุอุดกันความร้อนแบบไหลย้อน และปูนกันความร้อน
สำหรับวัตถุประสงค์ของมาตรฐานนี้ นอกเหนือจากข้อกำหนดและคำจำกัดความที่ระบุไว้ใน ASTM D653 แล้ว คำจำกัดความต่อไปนี้ยังใช้บังคับด้วย:
ค่าการนำความร้อนจะถูกกำหนดโดยการเปลี่ยนแปลงวิธีการทดสอบแหล่งกำเนิดความร้อน โดยใช้หัววัดแบบเข็มที่มีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ เพื่อจำลองสภาวะของแหล่งกำเนิดความร้อนที่ยาวไม่สิ้นสุดและบางไม่สิ้นสุด หัววัดประกอบด้วยองค์ประกอบความร้อนและองค์ประกอบวัดอุณหภูมิและวางไว้ในตัวอย่าง กระแสและแรงดันไฟฟ้าที่ทราบจะถูกจ่ายให้กับองค์ประกอบความร้อนของโพรบในช่วงระยะเวลาที่กำหนด และการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจะถูกบันทึก การลดลงของอุณหภูมิเมื่อเวลาผ่านไปหลังจากหยุดการให้ความร้อนสามารถรวมอยู่ในผลการวิเคราะห์ได้ด้วย ค่าการนำความร้อนจะได้มาจากการวิเคราะห์ข้อมูลชุดเวลาของอุณหภูมิในระหว่างรอบการทำความร้อน และ (อาจรวมถึงรอบการทำความเย็นด้วย) โดยการเปรียบเทียบกับเส้นโค้งเชิงทฤษฎีโดยใช้เทคนิคการผกผันของกำลังสองน้อยที่สุดแบบไม่เชิงเส้น
ค่าการนำความร้อนของตัวอย่างดินที่สมบูรณ์ ตัวอย่างดินที่สร้างขึ้นใหม่ และตัวอย่างหิน ใช้ในการวิเคราะห์และออกแบบระบบต่างๆ เช่น สายส่งไฟฟ้าใต้ดิน ท่อส่งน้ำมันและก๊าซ การกำจัดขยะกัมมันตภาพรังสี การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ และสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ สามารถทำการวัดได้ในสถานที่หรือทดสอบตัวอย่างในห้องปฏิบัติการได้
ในการทำการทดสอบ มวลของตัวอย่างจะถูกปรับให้ใกล้เคียงที่สุดเป็น 0,01 กรัม และบันทึกไว้ กำหนดความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวอย่างเป็น 0,1 มม. และบันทึกไว้ การวัดความยาวอย่างน้อยสามครั้งจะทำที่ช่วง 120 องศาและการวัดเส้นผ่านศูนย์กลางอย่างน้อยสามครั้งจะทำที่จุดหนึ่งในสี่ของความสูง กำหนดความยาวเฉลี่ยและเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวอย่าง วางหัววัดเข็มวัดอุณหภูมิลงบนแกนของตัวอย่างโดยการดันหัววัดเข้าไปในตัวอย่าง หากตัวอย่างมีความหนาแน่น ให้แทงเข็มเข้าไปในรูที่เจาะไว้ล่วงหน้าให้มีความลึกเท่ากับความยาวของหัววัด จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแกนของหัววัดความร้อนฝังอยู่ในตัวอย่างอย่างครบถ้วนและไม่ปล่อยให้สัมผัสถูกเพียงบางส่วน
หากจำเป็นต้องเจาะรูในตัวอย่าง จะต้องทำหลังจากวัดมวลแล้ว เส้นผ่านศูนย์กลางของรูควรเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางของหัววัดเข็มเพื่อให้แน่ใจว่าได้พอดี เพื่อให้แน่ใจว่ามีการสัมผัสความร้อนระหว่างตัวอย่างและหัววัดดีขึ้น หัววัดสามารถเคลือบด้วยจารบีระบายความร้อนชั้นบางๆ ได้ สามารถใช้เครื่องมือ เช่น สว่านแท่น เพื่อเจาะรูและวางหัววัดเป็นแนวตรง ซึ่งจะเพิ่มการสัมผัสระหว่างตัวอย่างและหัววัด และลดช่องว่าง ตัวอย่างจะถูกกำหนดไว้ที่อุณหภูมิทดสอบที่เลือก และอนุญาตให้หัววัดปรับสมดุลภายในตัวอย่าง ความเสถียรและสมดุลสามารถประมาณได้โดยการสังเกตอุณหภูมิในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ลวดทำความร้อนของหัววัดความร้อนเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายกระแสคงที่
ปลายขององค์ประกอบการวัดอุณหภูมิเชื่อมต่อกับหน่วยการอ่านค่า กระแสคงที่ที่ทราบจะถูกนำไปใช้กับลวดทำความร้อน บันทึกกระแสและแรงดันไฟฟ้าของฮีตเตอร์ตามความจำเป็นเพื่อคำนวณกำลังไฟ ในระหว่างช่วงการให้ความร้อน จะมีการบันทึกค่าการอ่านปูนขาวและอุณหภูมิอย่างน้อย 20-30 ขั้นตอน แหล่งจ่ายกระแสคงที่ถูกปิด หากจะรวมข้อมูลการระบายความร้อนไว้ในการวิเคราะห์ จะต้องมีการบันทึกการอ่านเวลาและอุณหภูมิอย่างน้อย 20-30 ขั้นตอนสำหรับช่วงเวลาที่เทียบเท่ากับรอบการทำความร้อน ใช้วิธีการที่เหมาะสมเพื่อตรวจสอบค่าการนำความร้อน ปริมาณน้ำตามน้ำหนักเริ่มต้นจะถูกกำหนดและบันทึกตามวิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM D2216 และคำนวณความหนาแน่นแห้ง (หรือน้ำหนักหน่วย) ของตัวอย่างที่เป็นตัวแทนของตัวอย่าง
ในทางทฤษฎี หากใช้ความร้อนในปริมาณคงที่กับเครื่องทำความร้อนมวลศูนย์ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง การตอบสนองของอุณหภูมิจะคำนวณตามสูตรที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน หลังจากปิดอินพุตความร้อนแล้ว การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิจะถูกคำนวณตามสูตรที่กำหนดไว้ในมาตรฐาน
องค์กรของเราซึ่งพยายามสนับสนุนธุรกิจจากทุกภาคส่วนด้วยการทดสอบ การวัด การวิเคราะห์และการประเมินที่หลากหลายซึ่งได้ดำเนินการมาหลายปี มีบุคลากรที่แข็งแกร่งซึ่งติดตามการพัฒนาของโลกในด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างใกล้ชิด และปรับปรุงตัวเองอย่างต่อเนื่อง ในบริบทนี้ บริการทดสอบยังมีให้กับธุรกิจต่างๆ ตามมาตรฐาน “วิธีการทดสอบมาตรฐาน ASTM D5334-22 สำหรับการกำหนดค่านำความร้อนของดินและหินโดยใช้ขั้นตอนการตรวจสอบด้วยเข็มความร้อน”
คุณสามารถขอให้เรากรอกแบบฟอร์มของเราเพื่อรับการนัดหมายเพื่อรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติมหรือเพื่อขอการประเมินผล
