Tiêu chuẩn “ASTM C177-19 Phương pháp thử tiêu chuẩn để đo thông lượng nhiệt trạng thái ổn định và độ dẫn nhiệt bằng thiết bị bếp nóng được bảo vệ” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) phát triển mô tả các tiêu chí để đo thông lượng nhiệt trạng thái ổn định trong phòng thí nghiệm qua các mẫu phẳng, đồng nhất khi tiếp xúc với các ranh giới rắn, song song có bề mặt được giữ ở nhiệt độ không đổi.
Thiết bị thử nghiệm được thiết kế cho mục đích này được gọi là thiết bị bếp nóng được bảo vệ và là phương pháp chính (hoặc tuyệt đối). Phương pháp thử nghiệm này tương đương nhưng không giống hệt với phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ISO 8302.
Phương pháp thử nghiệm này thiết lập các yêu cầu thiết kế chung cần thiết để chế tạo và vận hành thiết bị bếp nóng được bảo vệ đạt yêu cầu. Bao gồm nhiều loại cấu trúc thiết bị, điều kiện thử nghiệm và điều kiện vận hành. Không cung cấp các thiết kế chi tiết phù hợp với phương pháp thử nghiệm này, nhưng phải được phát triển trong phạm vi ràng buộc của các yêu cầu chung. Tiêu chuẩn (Tài nguyên) bao gồm các ví dụ về công cụ phân tích, khái niệm và quy trình được sử dụng trong thiết kế, xây dựng, hiệu chuẩn và vận hành thiết bị bếp nóng được bảo vệ.
Phương pháp thử nghiệm này bao gồm cả chế độ đo một mặt và hai mặt. Cả thiết kế bếp điện có bảo vệ phân tán và nguồn dòng đều được phép. Người dùng nên tham khảo tiêu chuẩn ASTM C1044 và ASTM C1043 để biết thêm chi tiết về các thiết kế máy sưởi này.
Thiết bị bếp điện có tấm chắn có thể vận hành bằng luồng nhiệt theo chiều dọc hoặc chiều ngang. Tuy nhiên, người dùng được cảnh báo rằng nếu luồng nhiệt đối lưu xảy ra bên trong các mẫu, kết quả thử nghiệm thu được từ hai hướng có thể khác nhau.
Mặc dù không thể đưa ra giới hạn trên tuyệt đối cho độ lớn độ dẫn điện của mẫu có thể đo được trên tấm gia nhiệt được bảo vệ, nhưng vì lý do thực tế, độ dẫn điện của mẫu phải nhỏ hơn giá trị cho trong tiêu chuẩn.
Phương pháp thử nghiệm này có thể áp dụng để đo nhiều loại mẫu khác nhau, từ chất rắn đục đến vật liệu xốp hoặc trong suốt, và nhiều điều kiện môi trường khác nhau, bao gồm phép đo ở nhiệt độ khắc nghiệt với nhiều loại khí và áp suất khác nhau.
Sự không đồng nhất vuông góc với hướng dòng nhiệt, chẳng hạn như cấu trúc phân lớp, có thể được đánh giá thành công bằng phương pháp thử nghiệm này. Tuy nhiên, việc thử nghiệm các mẫu có hướng truyền nhiệt không đồng nhất, chẳng hạn như hệ thống cách nhiệt cầu nhiệt, có thể mang lại kết quả cụ thể theo từng vị trí và không nên thử nghiệm bằng loại thiết bị này. Tiêu chuẩn ASTM C1363 có hiệu lực để thử nghiệm các hệ thống này.
Việc tính toán các đặc tính truyền nhiệt dựa trên các phép đo được thực hiện bằng phương pháp này phải được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM C1045.
Để đảm bảo mức độ chính xác mong đợi, những người áp dụng tiêu chuẩn này phải có hiểu biết về các yêu cầu đối với hoạt động đo lường và thử nghiệm nhiệt cũng như ứng dụng thực tế của lý thuyết truyền nhiệt liên quan đến vật liệu và hệ thống cách nhiệt. Mỗi thiết bị phải có quy trình vận hành chi tiết, bao gồm sơ đồ thiết kế và bản vẽ điện để đảm bảo các thử nghiệm tuân thủ phương pháp thử nghiệm này. Ngoài ra, hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu tự động được kết nối với thiết bị phải được xác thực về độ chính xác. Điều này có thể thực hiện được bằng cách nhập các tập dữ liệu liên quan đến hiệu chuẩn và kết quả đã biết vào chương trình máy tính.
Phương pháp thử nghiệm như vậy không thể chỉ rõ các chi tiết và quy trình thiết kế và thi công để bao quát mọi tình huống bất trắc, điều này sẽ khó khăn đối với một người không có kiến thức chuyên môn về lý thuyết dòng nhiệt, phép đo nhiệt độ và các phương pháp thử nghiệm chung. Người dùng cũng có thể thấy cần phải là nhà thiết kế hoặc nhà sản xuất, hoặc cả hai, khi sửa chữa hoặc thay thế thiết bị, khi đó yêu cầu về hiểu biết cơ bản và kỹ thuật thử nghiệm cẩn thận sẽ cao hơn. Việc chuẩn hóa phương pháp thử nghiệm này không nhằm mục đích hạn chế theo bất kỳ cách nào sự phát triển trong tương lai của các thiết bị hoặc quy trình mới hoặc được cải tiến.
Phương pháp thử nghiệm này không nêu rõ tất cả các chi tiết cần thiết để thiết bị hoạt động. Các quyết định liên quan đến lấy mẫu, lựa chọn mẫu, xử lý sơ bộ, lắp đặt và định vị mẫu, lựa chọn điều kiện thử nghiệm và đánh giá dữ liệu thử nghiệm phải tuân theo các phương pháp thử nghiệm ASTM, hướng dẫn, thông lệ hoặc thông số kỹ thuật sản phẩm hoặc quy định quản lý hiện hành. Nếu không có tiêu chuẩn áp dụng nào, cần sử dụng và ghi chép lại phán đoán kỹ thuật hợp lý phản ánh các nguyên tắc truyền nhiệt đã được chấp nhận.
Phương pháp thử nghiệm này cho phép sử dụng nhiều loại thiết kế dụng cụ và độ chính xác thiết kế khác nhau để đáp ứng các yêu cầu của các vấn đề đo lường cụ thể. Để tuân thủ phương pháp thử nghiệm này, cần phải nêu rõ mức độ không chắc chắn của từng biến được báo cáo trong báo cáo.
Hình minh họa trong tiêu chuẩn cho thấy các thành phần chính của hệ thống lý tưởng: hai cụm bề mặt lạnh đẳng nhiệt và một tấm gia nhiệt được bảo vệ. Một số thiết bị có thể có nhiều hơn một bộ phận bảo vệ. Tấm gia nhiệt được bảo vệ bao gồm một phần được đo nhiệt, cách ly với bộ phận bảo vệ chính đồng tâm bằng một khoảng cách hoặc khe hở xác định. Một số thiết bị có thể có nhiều hơn một bộ phận bảo vệ. Mẫu thử được kẹp giữa ba đơn vị này. Ở chế độ đo hai mặt, mẫu thực tế bao gồm hai phần. Trong trường hợp này, phép đo sẽ cho ra kết quả là giá trị trung bình của hai phần và do đó điều quan trọng là hai phần này phải rất gần nhau. Khi sử dụng chế độ đo một mặt, tiêu chuẩn ASTM C1044 được áp dụng. Đối với việc sử dụng bếp điện có bảo vệ bao gồm cả việc sử dụng bộ gia nhiệt cung cấp đường dây, áp dụng ASTM C1043.
Tấm gia nhiệt được che chắn cung cấp năng lượng (lượng nhiệt truyền đi trên một đơn vị thời gian) để đo và xác định thể tích thử nghiệm thực tế, tức là phần mẫu thực sự được đo. Chức năng của lớp che chắn chính của thiết bị tấm nóng được che chắn và bất kỳ lớp che chắn đồng phẳng bổ sung nào, nếu có, là cung cấp các điều kiện nhiệt thích hợp trong thể tích thử nghiệm để giảm luồng nhiệt ngang bên trong thiết bị. Các điều kiện lý tưởng được thể hiện trong hình bằng cấu hình các bề mặt đẳng nhiệt và các đường dòng nhiệt không đổi bên trong mẫu.
Độ lệch so với cấu hình lý tưởng là do: mẫu không đồng nhất, chênh lệch nhiệt độ giữa phần được đo và phần bảo vệ (mất cân bằng khe hở) và chênh lệch nhiệt độ giữa mép ngoài của cụm lắp ráp và môi trường được kiểm soát xung quanh (mất cân bằng cạnh).
Ba thiết bị gia nhiệt/làm mát được thiết kế để tạo ra các bề mặt đẳng nhiệt trên bề mặt của các mẫu trong mặt cắt ngang được đo. Hai bề mặt được chỉ định là cụm bề mặt lạnh được đặt ở cùng nhiệt độ cho chế độ vận hành hai mặt. Trên thực tế, một số luồng nhiệt ngang xảy ra vì các tấm và mẫu có kích thước hữu hạn và môi trường được kiểm soát bên ngoài thường có nhiệt độ khác với cạnh của phần được đo. Bảo vệ chính cho tấm gia nhiệt được che chắn sẽ hạn chế cường độ dòng nhiệt ngang trong mặt cắt ngang được đo. Hiệu quả của biện pháp bảo vệ chính được xác định một phần dựa trên tỷ lệ giữa kích thước bên của nó với kích thước của phần được đo và với độ dày của mẫu vật.
Để tuân thủ phương pháp thử nghiệm này, cần phải: thiết lập các điều kiện trạng thái ổn định và đo luồng nhiệt đơn hướng qua phần được đo, diện tích phần được đo, độ dốc nhiệt độ trên mẫu vật theo nhiệt độ của bề mặt nóng và nhiệt độ của bề mặt lạnh (hoặc tương đương, nhiệt độ giữa hai bề mặt), độ dày của từng mẫu vật và sự cân bằng bảo vệ giữa phần được đo và lớp bảo vệ chính.
Tổ chức của chúng tôi, đơn vị đã nỗ lực hỗ trợ các doanh nghiệp trong mọi lĩnh vực bằng nhiều nghiên cứu thử nghiệm, đo lường, phân tích và đánh giá đã thực hiện trong nhiều năm, có đội ngũ nhân viên hùng hậu luôn theo sát diễn biến của thế giới trong lĩnh vực khoa học và công nghệ và không ngừng cải thiện. Trong bối cảnh này, các dịch vụ thử nghiệm cũng được cung cấp cho các doanh nghiệp theo tiêu chuẩn “Phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM C177-19 để đo thông lượng nhiệt trạng thái ổn định và các đặc tính dẫn nhiệt bằng thiết bị gia nhiệt được bảo vệ”.
Bạn có thể yêu cầu chúng tôi điền vào mẫu của chúng tôi để có được một cuộc hẹn, để có thêm thông tin hoặc yêu cầu đánh giá.
