Độ dẫn nhiệt là gì?
Mục tiêu của loạt bài viết “Khám phá độ dẫn nhiệt” là cung cấp hỗ trợ giáo dục, trang bị cho bạn kiến thức cần thiết để điều hướng những cải tiến mới nhất của ngành để bạn có thể đưa ra quyết định tốt nhất có thể cho doanh nghiệp hoặc sản phẩm của mình. Độ dẫn nhiệt là khả năng truyền nhiệt của vật liệu. Biết được độ dẫn nhiệt của vật liệu là rất quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm sản xuất, xây dựng, công nghệ, hàng không vũ trụ và thậm chí cả ngành y tế.
Trong bài viết này, chúng tôi sẽ làm sáng tỏ mọi nhầm lẫn xung quanh việc kiểm tra độ dẫn nhiệt, bao gồm các phương pháp đo độ dẫn nhiệt khác nhau và các yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của các phép đo này. Ở cuối bài viết, có một đồ họa thông tin mà bạn có thể sử dụng làm hướng dẫn tham khảo nhanh.
Tại sao tính dẫn nhiệt lại quan trọng?
Độ dẫn nhiệt rất quan trọng vì nó xác định mức độ dẫn nhiệt của vật liệu, một trong những thành phần quan trọng để thiết kế hệ thống quản lý nhiệt cho các ứng dụng khác nhau. Ví dụ,
- Công nghiệp điện tử
– Tính dẫn nhiệt rất quan trọng trong việc thiết kế tản nhiệt và các hệ thống làm mát khác giúp tản nhiệt do các thiết bị điện tử tạo ra. - Ngành công nghiệp năng lượng
– Tính dẫn nhiệt rất quan trọng đối với thiết kế của bộ trao đổi nhiệt và các thành phần khác được sử dụng trong sản xuất và phân phối điện. - Ngành công nghiệp hàng không vũ trụ
– Tính dẫn nhiệt rất quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ trong thiết kế tàu vũ trụ và các phương tiện khác phải chịu được nhiệt độ khắc nghiệt.
Độ dẫn nhiệt được đo như thế nào?
Có một số phương pháp để đo độ dẫn nhiệt, nhưng hiện tại, chúng tôi sẽ tập trung vào ba phương pháp phổ biến: Transient Plane Source (TPS), Transient Line Source (TLS) và Heat Flow Meter (HFM).
1. Phương pháp Transient Plane Source (TPS)
Trong phương pháp này, một cảm biến hình đĩa được đặt tiếp xúc với bề mặt của vật liệu mẫu (mẫu bạn muốn kiểm tra). Sau đó, nhiệt được cấp cho cảm biến và kết quả là nhiệt độ tăng lên được ghi lại. Độ dẫn nhiệt của mẫu được tính toán dựa trên tốc độ mà nhiệt độ của cảm biến trở về giá trị ban đầu.
Phương pháp này dễ thực hiện và đáp ứng với nhiều kích thước mẫu. TPS cũng rất phù hợp để đo độ dẫn nhiệt của màng mỏng và lớp phủ.
2. Phương pháp Transient Line Source(TLS).
Trong phương pháp Transient Line Source (TLS), một đầu dò được làm nóng bằng cách cho một dòng điện chạy qua nó. Sau đó, đầu dò được đặt bên trong vật liệu mẫu và kết quả là sự tăng nhiệt độ được ghi lại. Độ dẫn nhiệt của mẫu được tính toán dựa trên tốc độ mà nhiệt độ của đầu dò trở lại giá trị ban đầu.
Phương pháp TLS rất phù hợp để thử nghiệm đất, polyme và đá mềm, cũng như chất lỏng và khí trong một số ứng dụng. Nó cũng có thể đo độ dẫn nhiệt trong một phạm vi nhiệt độ rộng.
3. Phương pháp Heat Flow Meter (HFM).
Phương pháp Heat Flow Meter (HFM) là một phương pháp đo độ dẫn nhiệt với độ chính xác cao. Trong phương pháp này, một mẫu vật liệu được đặt giữa hai tấm có chênh lệch nhiệt độ đã biết. Tốc độ dòng nhiệt đi qua mẫu được đo và độ dẫn nhiệt của mẫu được tính toán dựa trên tốc độ dòng nhiệt và kích thước của mẫu.
Phương pháp HFM tương đối đơn giản để thực hiện phép đo và có thể cung cấp kết quả chính xác đối với các vật liệu có độ dẫn nhiệt thấp và rất phù hợp với vật liệu cách nhiệt dùng trong xây dựng.
Các yếu tố ảnh hưởng đến kiểm tra độ dẫn nhiệt.
Một số yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của thử nghiệm độ dẫn nhiệt bao gồm.
- Môi trường của mẫu và máy thử nghiệm.
- Kích thước mẫu và thành phần.
Hiểu cách các yếu tố này có thể ảnh hưởng đến kết quả của bạn nhiều nhất có thể là điều không thể thiếu để đảm bảo kết quả chính xác và đáng tin cậy.
Kết luận.
Độ dẫn nhiệt là một tính chất quan trọng của vật liệu quyết định khả năng truyền nhiệt của chúng. Đo độ dẫn nhiệt là rất quan trọng trong việc thiết kế các hệ thống quản lý nhiệt trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng. Các phương Transient Plane Source, Transient Line Source và Heat Flow Meter là các kỹ thuật phổ biến được sử dụng để đo độ dẫn nhiệt và nhiệt trở kháng, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Hãy nhớ rằng, điều quan trọng là phải kiểm soát các biến và yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của thử nghiệm độ dẫn nhiệt để thiết lập kết quả đáng tin cậy.
Chân thành cảm ơn !
