Tiêu chuẩn “ASTM D5334-22 Phương pháp thử tiêu chuẩn để xác định độ dẫn nhiệt của đất và đá bằng quy trình thăm dò kim nhiệt” do Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ (ASTM) công bố mô tả phương pháp thử để xác định độ dẫn nhiệt của đất và đá bằng phương pháp nhiệt tạm thời. Phương pháp thử nghiệm này có thể áp dụng cho cả mẫu đất, đá nguyên vẹn và mẫu đất tái tạo và có hiệu quả trong phòng thí nghiệm cũng như ngoài thực địa. Phương pháp thử nghiệm này phù hợp nhất với các vật liệu đồng nhất, nhưng cũng có thể đưa ra giá trị trung bình đại diện cho các vật liệu không đồng nhất.
Phương pháp thử nghiệm này có thể áp dụng cho vật liệu khô, chưa bão hòa hoặc bão hòa có thể chứa lỗ cho cảm biến. Đầu dò kim nhiệt có hiệu lực ở nhiệt độ từ 0 đến 100 độ, tùy thuộc vào mức độ phù hợp của cấu trúc với nhiệt độ khắc nghiệt. Tuy nhiên, cần phải cẩn thận để tránh những lỗi nghiêm trọng xảy ra do:
Tất cả các giá trị quan sát và tính toán phải tuân thủ các chữ số có nghĩa và hướng dẫn làm tròn được quy định trong ASTM D6026. Các thủ tục được sử dụng trong tiêu chuẩn này để chỉ định cách thu thập, ghi lại hoặc tính toán dữ liệu được coi là tiêu chuẩn của ngành. Nó cũng thường biểu thị các chữ số có nghĩa cần được lưu trữ. Các thủ tục được sử dụng không tính đến bất kỳ thay đổi quan trọng nào, mục đích thu thập dữ liệu, các nghiên cứu có mục đích đặc biệt hoặc bất kỳ cân nhắc nào liên quan đến mục tiêu của người dùng và thông lệ chung là tăng hoặc giảm chữ số có nghĩa của dữ liệu được báo cáo cho phù hợp với những cân nhắc này. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các chữ số có nghĩa được sử dụng trong phương pháp phân tích thiết kế kỹ thuật.
Phương pháp thử nghiệm này cũng có thể áp dụng và sử dụng rộng rãi để xác định độ dẫn nhiệt của nhiều loại vật liệu xốp kỹ thuật có nguồn gốc địa chất, bao gồm bê tông, vật liệu lấp đầy nhiệt lưu hóa và vữa nhiệt.
Cho mục đích của tiêu chuẩn này, ngoài các thuật ngữ và định nghĩa được đưa ra trong ASTM D653, các định nghĩa sau đây được áp dụng:
Độ dẫn nhiệt được xác định bằng cách thay đổi phương pháp thử nguồn đường dây sử dụng đầu dò kim có tỷ lệ chiều dài trên đường kính lớn để mô phỏng các điều kiện cho nguồn nhiệt vô cùng dài và vô cùng mỏng. Đầu dò bao gồm một bộ phận gia nhiệt và một bộ phận đo nhiệt độ và được đặt vào mẫu. Dòng điện và điện áp đã biết được áp dụng cho đầu dò gia nhiệt trong một khoảng thời gian xác định và nhiệt độ tăng lên sẽ được ghi lại. Nhiệt độ giảm theo thời gian sau khi ngừng gia nhiệt cũng có thể được đưa vào phân tích. Độ dẫn nhiệt thu được từ việc phân tích dữ liệu chuỗi thời gian nhiệt độ trong chu kỳ gia nhiệt và tùy chọn là chu kỳ làm mát bằng cách so sánh với đường cong lý thuyết sử dụng kỹ thuật đảo ngược bình phương tối thiểu phi tuyến tính.
Độ dẫn nhiệt của các mẫu đất nguyên vẹn, các mẫu đất tái tạo và các mẫu đá được sử dụng để phân tích và thiết kế các hệ thống như đường dây truyền tải ngầm, đường ống dẫn dầu và khí đốt, xử lý chất thải phóng xạ, các ứng dụng địa nhiệt và các cơ sở lưu trữ năng lượng mặt trời. Có thể thực hiện phép đo tại chỗ hoặc thử nghiệm mẫu trong phòng thí nghiệm.
Khi thực hiện thử nghiệm, khối lượng của mẫu được điều chỉnh chính xác đến 0,01 gam và ghi lại. Chiều dài và đường kính của mẫu được đặt ở mức 0,1 mm và được ghi lại. Thực hiện ít nhất ba phép đo chiều dài ở khoảng cách 120 độ và thực hiện ít nhất ba phép đo đường kính ở điểm một phần tư chiều cao. Chiều dài và đường kính trung bình của mẫu được xác định. Đầu dò kim nhiệt được đặt dọc theo trục của mẫu bằng cách đẩy đầu dò vào mẫu. Nếu mẫu có độ đặc, kim sẽ được đưa vào lỗ đã khoan sẵn ở độ sâu bằng chiều dài của đầu dò. Cần đảm bảo trục đầu dò nhiệt được nhúng hoàn toàn vào mẫu và không bị hở một phần.
Nếu cần phải đục lỗ trên mẫu, lỗ đó sẽ được đục sau khi cân khối lượng. Đường kính của lỗ phải bằng đường kính của đầu dò kim để đảm bảo vừa khít. Để đảm bảo tiếp xúc nhiệt tốt hơn giữa mẫu và đầu dò, đầu dò có thể được phủ một lớp mỡ tản nhiệt mỏng. Có thể sử dụng một thiết bị như máy khoan để khoan lỗ và đặt đầu dò theo đường thẳng, tăng cường tiếp xúc giữa mẫu và đầu dò và giảm khoảng cách. Mẫu được cố định ở nhiệt độ thử nghiệm đã chọn và đầu dò được phép cân bằng bên trong mẫu. Tính ổn định và cân bằng có thể được ước tính bằng cách quan sát nhiệt độ trong một khoảng thời gian. Dây đốt nóng của đầu dò nhiệt được kết nối với nguồn điện không đổi.
Các đầu của bộ phận đo nhiệt độ được kết nối với bộ phận đọc. Một dòng điện không đổi đã biết được đưa vào dây đốt nóng. Dòng điện và điện áp trên máy sưởi được ghi lại khi cần thiết để tính toán công suất. Trong thời gian gia nhiệt, nhiệt độ và độ vôi được ghi lại trong ít nhất 20-30 bước. Nguồn điện không đổi đã được tắt. Nếu dữ liệu làm mát được đưa vào phân tích, các số liệu về thời gian và nhiệt độ sẽ được ghi lại trong ít nhất 20-30 bước trong khoảng thời gian tương đương với chu kỳ gia nhiệt. Sử dụng phương pháp thích hợp để xác định độ dẫn nhiệt. Hàm lượng nước ban đầu theo trọng lượng được xác định và ghi lại theo phương pháp thử nghiệm tiêu chuẩn ASTM D2216 và khối lượng riêng khô (hoặc trọng lượng đơn vị) của mẫu đại diện được tính toán.
Về mặt lý thuyết, nếu một lượng nhiệt không đổi được truyền vào một thiết bị gia nhiệt không khối lượng trong một khoảng thời gian nhất định thì phản ứng nhiệt độ sẽ được tính theo công thức đưa ra trong tiêu chuẩn. Sau khi tắt nguồn nhiệt đầu vào, sự thay đổi nhiệt độ được tính theo công thức đưa ra trong tiêu chuẩn.
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 tiêu chuẩn ASTM D5334-22 để xác định độ dẫn nhiệt của đất và đá bằng quy trình thăm dò kim nhiệt”.
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.
