Estado Transiente versus estado Estacionário em concreto

Ao testar a condutividade térmica de materiais não homogêneos como o concreto, cuidado especial deve ser tomado para medir a condutividade térmica real. Os métodos possíveis são normalmente divididos em duas categorias: transiente e de estado estacionário.

Estado Transiente

Para medir amostras heterogêneas com métodos transientes tradicionais, uma otimização do tamanho do sensor e dos tempos de teste deve ser usada para testar o máximo possível da amostra, o que é limitado ao tamanho do sensor e ao tempo de teste. Considerações cuidadosas para manter o calor penetrando dentro dos limites da amostra. A teoria dos métodos transitórios afirma que o calor introduzido do sensor se difunde na amostra apenas pelo modo de condução térmica. Características heterogêneas de materiais, como poros e partículas, distorcem o fluxo de calor linear necessário para medições transientes, que não podem ser corrigidas em modelos de cálculo de transientes.

Estado Estacionário

Projetado para a medição de materiais homogêneos e heterogêneos, dimensões de amostra padrão de 2 polegadas de diâmetro e espessura de até 1 polegada são colocadas entre duas placas a uma temperatura delta de -20 ° C a 300 ° C. O fluxo é registrado até que a condição de estado estacionário seja alcançada, que mede a resistência térmica em toda a espessura da amostra. Duas características específicas tornam isso importante para a verdadeira condutividade térmica.

1. Espessura total - o volume está incluído no valor de resistência térmica / condutividade térmica.

2. O fluxo de calor não linear adiciona erros às medições transitórias. Devido às condições de regime permanente, qualquer fluxo de calor não linear causado por um material não homogêneo, não causa nenhum erro na medição da resistência térmica - condutividade térmica.

Uma comparação de um volume medido via estado estacionário (GHFM) vs. transiente (TPS) pode ser vista no gráfico a seguir.

Visto a figura acima, ao usar transiente, a escala de tempo usada determina diretamente o volume da amostra medida. É claro que independentemente da escala de tempo selecionada, será impossível obter uma medição completa da amostra. Em comparação, quando um método de estado estacionário é usado, a espessura total da amostra é considerada e todos os modos de efeitos de transferência de calor estão presentes na medição. Isso torna o estado estacionário (HFM-100) uma escolha superior ao medir materiais heterogêneos.

O medidor de fluxo de calor protegido (HFM-100) segue a norma ASTM E1530-19 para testar a resistência térmica e a condutividade térmica de sólidos, como metais, polímeros, compostos e pastas de -20 ° C a 300 ° C. A pilha de teste proprietária da Thermtest substitui o movimento pneumático tradicional com controle de motor avançado, que permite o controle automatizado da espessura da amostra de teste, força ou pressão aplicada.

O HFM-100 possui uma medida primária de resistência térmica - condutividade térmica para sólidos, como metais, polímeros, compostos e pastas. Especificamente, o cálculo da condutividade térmica a partir da medição da resistência térmica é o método mais preciso de testar a verdadeira condutividade térmica de materiais heterogêneos. A medição em estado estacionário da resistência térmica representa a espessura total da amostra e as propriedades de transferência de calor maduras.