Condutividade térmica de materiais para alimentos de mudança de
O medidor de condutividade térmica de líquido transiente de fio quente (THW-L1) é um instrumento analítico de precisão para medir diretamente a condutividade térmica de líquidos e pastas de baixa viscosidade, de 10 a 200 ° C.
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Condutivímetro Térmico de Bancada de Fio Quente Transitório Thermtest THW-L1
O medidor de condutividade térmica líquida Thermtest Transient Wire (THW-L1) é um sistema de medição avançado para determinação direta da condutividade térmica de líquidos e pastas de acordo com ASTM D7896-19 - Método de teste padrão para condutividade térmica de refrigerantes de motor e fluidos relacionados por Método de condutividade térmica de líquido de fio quente transiente.
O medidor THW-L1 foi projetado tendo em mente a velocidade e a simplicidade operacional. Com uma única medição de 1 segundo de duração, pequenos volumes de líquidos e pastas de baixa viscosidade podem ser medidos com precisão e precisão para condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico. O medidor THW-L1 usa uma abordagem de medição não estacionária e tempos de teste rápidos, limitando os efeitos convectivos para amostras com uma ampla faixa de viscosidades (0,1 a 10.000.000 mPas).
Acessórios de medição
Para as medições dos materiais de mudança de fase (PCM), uma nova célula com acesso fácil de carregar é usada. O design exclusivo da mola permite a expansão e contração da amostra, garantindo que a amostra esteja em contato constante com o fio THW durante as medições. A mola na parte inferior da célula permite medições de condutividade térmica em temperaturas para expansão térmica de fluido de até 15%.
Condutividade térmica do óleo de coco
O óleo de coco (Figura 2) é sólido ou semissólido à temperatura ambiente e a composição é uma mistura de ácidos graxos, como ácido láurico, ácido mirístico, ácido caprílico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido cáprico, ácido esteárico e ácido linoléico .
Para medições de condutividade térmica de 10 a 80 ° C, foi usada uma amostra de óleo de coco virgem orgânico. A célula de teste e o sensor foram aquecidos a 70 ° C; o óleo de coco derretido foi então vertido para dentro da célula de teste. O fundo com mola aparafusou e as medições começaram.
Amostra de Óleo de coco em estado sólido
Na Figura 1, todas as medições feitas com o dispositivo THW-L1 são fornecidas. A repetibilidade das medições é melhor do que 1%, mesmo na faixa de temperatura de mudança de fase de 15 a 20 ° C.
A Figura 2 mostra apenas uma corrida de solidificação e uma de fusão. Pode-se notar que mesmo que a condutividade térmica na região de mudança de fase seja afetada pelos processos exotérmicos e endotérmicos, o efeito é maior durante o processo de fusão endotérmica.
Condutividade térmica de pedaços de chocolate
Outro material de mudança de fase alimentar utilizado para esta ficha de aplicação são as gotas de chocolate (Figura 3). A célula de teste com o fundo acionado por mola e o sensor THW-L1 aparafusado foi pré-aquecido no dispositivo THW-L1 até 80 ° C. Os pedaços de chocolate derretiam lentamente para evitar queimar e despejavam dentro da célula de teste quente.
Amostras de chocolate
Várias de medições de temperatura de 80 ° C a 10 ° C e, em seguida, de 10 a 80 ° C permitiram o registro da condutividade térmica durante a solidificação e derretimento dos pedaços de chocolate. Na Figura 3, são apresentadas todas as medições feitas com o sensor THW-L1. Como pode ser visto, as medições são muito repetíveis durante todo o tempo de medição e faixa de temperatura.
A faixa de temperatura entre 15 e 25 ° C é a região de mudança de fase. As medições de condutividade térmica não são os valores reais, pois são afetadas pelos processos endotérmicos e exotérmicos das amostras a essas temperaturas.
A Figura 4 mostra os diferentes comportamentos da amostra durante a solidificação e fusão. Pode-se observar que o processo exotérmico durante a solidificação do chocolate afeta menos a condutividade térmica, quando comparado ao processo endotérmico reverso durante a fusão do chocolate.
O medidor THW-L1 foi projetado tendo em mente a velocidade e a simplicidade operacional. Com uma única medição de 1 segundo de duração, pequenos volumes de líquidos e pastas de baixa viscosidade podem ser medidos com precisão e precisão para condutividade térmica, difusividade térmica e calor específico. O medidor THW-L1 usa uma abordagem de medição não estacionária e tempos de teste rápidos, limitando os efeitos convectivos para amostras com uma ampla faixa de viscosidades (0,1 a 10.000.000 mPas).
Para as medições dos materiais de mudança de fase (PCM), uma nova célula com acesso fácil de carregar é usada. O design exclusivo da mola permite a expansão e contração da amostra, garantindo que a amostra esteja em contato constante com o fio THW durante as medições. A mola na parte inferior da célula permite medições de condutividade térmica em temperaturas para expansão térmica de fluido de até 15%.
O óleo de coco (Figura 2) é sólido ou semissólido à temperatura ambiente e a composição é uma mistura de ácidos graxos, como ácido láurico, ácido mirístico, ácido caprílico, ácido palmítico, ácido oleico, ácido cáprico, ácido esteárico e ácido linoléico .
Para medições de condutividade térmica de 10 a 80 ° C, foi usada uma amostra de óleo de coco virgem orgânico. A célula de teste e o sensor foram aquecidos a 70 ° C; o óleo de coco derretido foi então vertido para dentro da célula de teste. O fundo com mola aparafusou e as medições começaram.
A Figura 2 mostra apenas uma corrida de solidificação e uma de fusão. Pode-se notar que mesmo que a condutividade térmica na região de mudança de fase seja afetada pelos processos exotérmicos e endotérmicos, o efeito é maior durante o processo de fusão endotérmica.
Outro material de mudança de fase alimentar utilizado para esta ficha de aplicação são as gotas de chocolate (Figura 3). A célula de teste com o fundo acionado por mola e o sensor THW-L1 aparafusado foi pré-aquecido no dispositivo THW-L1 até 80 ° C. Os pedaços de chocolate derretiam lentamente para evitar queimar e despejavam dentro da célula de teste quente.
Amostras de chocolate
A faixa de temperatura entre 15 e 25 ° C é a região de mudança de fase. As medições de condutividade térmica não são os valores reais, pois são afetadas pelos processos endotérmicos e exotérmicos das amostras a essas temperaturas.
A Figura 4 mostra os diferentes comportamentos da amostra durante a solidificação e fusão. Pode-se observar que o processo exotérmico durante a solidificação do chocolate afeta menos a condutividade térmica, quando comparado ao processo endotérmico reverso durante a fusão do chocolate.