Hỗn hợp nước và ethylene glycol với muối
Chất lỏng có chứa muối thường khó kiểm tra độ dẫn nhiệt do độ dẫn điện cao (> 30 mS/cm). Trong ứng dụng này trình bày cách sử dụng một sửa đổi đơn giản của Cảm biến THW-L3 để kiểm tra chất lỏng dẫn điện. Phép đo DIUF tinh khiết và hai hỗn hợp của nó (2% và 35%) với NaCl và phép đo Ethylene glycol tinh khiết và hai hỗn hợp của nó (3,5% và 7%) với NaCl, sẽ được thực hiện bằng cảm biên Thermtest THW-L3 và thiết bị đo độ dẫn nhiệt Measurement Platform MP-2.
Đường link tham khảo về thiết bị MP-2 và cảm biến THW-L3: https://slstech.com.vn/mp-2_thiet-bi-do-do-dan-nhiet-cua-chat-long-chat-ran-bot-va-bot-nhao/
Thiết bị đo độ dẫn nhiệt Measurement Platform MP-2
Thiết bị MP-2 là một máy đo tiên tiến cho phép kết hợp với nhiều loại cảm biến Transient Thermal conductivity sensor khác nhau (THW, TLS & EFF) cho nhiều ứng dụng khác nhau, tập trung vào các phép đo chính. Các cảm biến dẫn nhiệt nhanh có chung nguyên lý hoạt động. Dây cảm biến được làm nóng bằng cách sử dụng nguồn dòng điện không đổi (q) và sự gia tăng nhiệt độ được ghi lại bằng cách theo dõi sự thay đổi điện trở của dây (THW và EFF) hoặc bằng thiết bị đo nhiệt độ điện trở (TLS). Đối với các mẫu có độ dẫn nhiệt cao thì độ dốc càng thấp; đối với các mẫu có độ dẫn nhiệt thấp thì độ dốc càng cao.
Bộ điều khiển MP-2 tự động phát hiện cảm biến được kết nối và tải các thông số thử nghiệm tương ứng. Các phép đo được thực hiện dễ dàng với phần mềm thông minh trên bo mạch và được chuyển sang máy tính bằng phần mềm tiện ích Utility data đi kèm.
Cảm biến THW-L3
Cảm biến THW-L3 là một trong nhiều cảm biến được cung cấp cùng với thiết bị Thermtest MP-2. Cảm biến này cung cấp các phép đo đơn giản nhưng chính xác của chất lỏng, bột nhão và bột từ 0,01 đến 1.0 W/(m·K) thông qua phương pháp dây nóng gia nhiệt nhanh. THW-L3 tuân thủ tiêu chuẩn ASTM D7896-19. THW-L3 có độ chính xác 5% và độ lặp lại 2% của phép đo.
THW-L3 có cài đặt xác định dòng đo để xác định lượng dòng điện thích hợp để áp dụng dựa trên phép đo thử nghiệm. Bằng cách đọc kết quả của phép đo thử nghiệm, một dòng điện sẽ được thiết lập dẫn đến độ tăng nhiệt tối ưu của mẫu trong quá trình thử nghiệm. Do kích thước nhỏ gọn của cảm biến THW-L3, nó có thể được lắp trực tiếp vào ô lấy mẫu (15 ml), giúp việc thiết lập mẫu trở nên rất đơn giản.
Thiết lập mẫu đo và kết quả
Độ dẫn nhiệt của Nước DIUF và Ethylene glycol và hỗn hợp của chúng với NaCl được đo bằng cảm biến THW-L3 từ 10 °C đến 40 °C. Đặt mẫu nước DIUF vào trong buồng mẫu và sau đó đặt trên nguồn gia nhiệt để nhiệt độ ổn định ở 20 °C. Công suất được xác định và sau đó cảm biến được hiệu chỉnh.
Nhiệt độ trên nguồn sưởi được đặt thành 10 °C và khi nó đã ổn định, công suất được xác định và đặt lịch đo. Lặp lại quy trình tương tự đối với các phép đo nhiệt độ từ 20 °C đến 40 °C.
Các phép đo độ dẫn nhiệt được tiếp tục cho phần còn lại của chất lỏng, trong khi công suất được xác định ở mỗi bước nhiệt độ.
Trong Hình 1, các phép đo độ dẫn nhiệt của hỗn hợp Nước và Nước-Muối DIUF được đưa ra với các giá trị tài liệu [1, 2], trong khi độ lệch của dữ liệu thực nghiệm của chúng tôi so với các giá trị tài liệu được đưa ra trong cùng một hình.
Trong Hình 2, các phép đo độ dẫn nhiệt của Ethylene glycol và hỗn hợp EG-Salt được đưa ra. Ngoài ra, các giá trị tài liệu [1] của ethylene glycol tinh khiết được đưa ra để so sánh.
Lưu ý: Trước khi bắt đầu các phép đo, cảm biến PT100 và các mối hàn được phủ bằng lớp phủ bảo vệ. Quy trình này cho phép đo chính xác chất lỏng có độ dẫn điện cao.
Tài liệu tham khảo:
1. Lemmon, E.W., Bell, I.H., Huber, M.L., McLinden, M.O. NIST Standard Reference Database 23: Reference Fluid Thermodynamic and Transport Properties-REFPROP, Version 10.0, National Institute of Standards and Technology, Standard Reference Data Program, Gaithersburg, 2018.
2. International Association for the Properties of Water and Steam, “Guideline on the Thermal Conductivity of Seawater”, July 2015, Stockholm, Sweden. http://www.iapws.org/relguide/Seawater-ThCond.pdf