Técnicas de medición de conductividad térmica

08/04/2010 by Dolan

Técnicas de medición de conductividad térmica

Conductividad térmica es una propiedad de un material que determina cuanto calor puede fluir a través del material. Conocimiento de la conductividad térmica de un material dado es importante al diseñar y estructuras que contienen el material de ingeniería. Existen varios métodos para medir esta propiedad en los materiales, cada uno con sus ventajas y desventajas.

Método de la placa caliente guardada

Este método se basa en un aparato experimental que está completamente térmicamente aislado. El aparato sí mismo consiste en varias capas, con el calor fuente colocados rodeando completamente el material. La fuente de enfriamiento se coloca en un extremo del material y las mediciones se toman desde distintas ubicaciones. Estas diferencias de temperatura ayudará a determinar la conductividad térmica. En este método, es importante obtener condiciones de calefacción estacionaria (es decir, la temperatura en diferentes puntos dentro del aparato no cambia con el tiempo) como el método experimental no tiene en cuenta las fluctuaciones de temperatura en el tiempo.

Método de la barra de Searle

En este método, se coloca una varilla dentro del aparato experimental, que aísla a la barra de fuentes de calor externas. Uno de los extremos de la barra entonces se calienta con vapor mientras que el otro extremo se enfría con agua fría. Cuatro termómetros se instalan a lo largo de la longitud de la barra y la barra se enfría para una cantidad específica de tiempo. Utilizando las temperaturas recogidas, el período transcurrido del tiempo, la distancia entre los termómetros y varias constantes físicas, la conductividad térmica se puede calcular directamente. Este método se utiliza generalmente cuando el material es un buen conductor de calor.

Método de disco de las heces

Este método experimental consiste en colocar el material cuya conductividad se desea medir entre dos discos especialmente diseñados. Después la temperatura a través de los discos es constante, uno de los discos debe ser calentado a una temperatura determinada, después de lo cual se debe retirar la fuente de calor. Calor se moverá desde un disco a otro pero debe ir a través del material en primer lugar, que conducirá a más pérdida de calor. Midiendo la diferencia de temperatura de los dos discos, es posible determinar la conductividad térmica del material entre los discos. Este método es más adecuado para materiales que son malos conductores.

Método de la sonda

Este método consiste en manejar una aguja hipodérmica, empleada como una sonda, en el material para determinar la conductividad del material. La sonda contiene una fuente de calor y un termopar (para medir la temperatura). Como se calienta el material por la sonda, la temperatura se mide simultáneamente por la sonda. Para un cierto período de tiempo, el aumento de la temperatura del material será constante, antes de que el ambiente alcanza un estado estacionario. Durante el período cuando el aumento de la temperatura es constante se puede determinar la conductividad térmica.

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