21.01.2026 by Aileen Sammler
Метод на защитената гореща плоча: Как видът и налягането на газа могат да променят топлопроводимостта на изолационните материали
Разберете как видът и налягането на газа могат значително да повлияят на топлопроводимостта на изолационните материали - и как GHP 456 Titan® позволява прецизни измервания в условия на инертен газ и вакуум. NETZSCH ви подкрепя в намирането на правилното решение за вашето приложение.
Ако работите с изолационни материали - независимо дали става въпрос за разработване на продукти, осигуряване на качеството или топлинно проектиране - имате нужда от данни за топлопроводимостта, които да са точни и представителни за реалните условия на приложение. Стандартните измервания, извършвани в лабораторни условия, често не позволяват да се постигне това.
Защо? Защото видът и налягането на газа оказват голямо влияние върху ефективната топлопроводимост на материалите с отворени пори. В зависимост от вашето приложение това може да определи дали системата остава термично стабилна или прегрява.
Нашата приложна лаборатория NETZSCH е извършила различни анализи за вас. В тази статия ще научите:
- защо изолационните материали с отворени пори реагират толкова чувствително,
- колко значими са ефектите на газа и налягането,
- и какво трябва да вземете предвид, когато извършвате прецизни измервания.
Защо изолационните материали с отворени пори са толкова чувствителни към газ и налягане
Топлопроводимостта на влакнести изолационни материали като стъклена вата се осъществява чрез три механизма:
- пренос на топлина през твърдото тяло,
- радиационен пренос на топлина,
- пренос на топлина през газовата фаза.
Газовата фаза е особено важна. При материалите с отворени пори прочистващият или заобикалящият газ ефективно замества "клетъчния газ" и оказва пряко влияние върху топлопроводимостта на материала.
Освен това налягането на газа определя колко частици са достъпни за пренос на топлина.
Резултатът: Дори small промени във вида или налягането на газа могат да доведат до large промени в измерената топлопроводимост.
Какво показват измерванията и какво означава това за вас
1. Различните газове причиняват значителни отклонения
Стъклената вата (NIST SRM 1450D) е измерена при азот, аргон и хелий.
Резултатите:
- в азот ≈ въздух → почти идентични стойности
- в аргон: приблизително 28 % по-ниска ефективна топлопроводимост
- при хелий: приблизително 4 пъти по-висока ефективна топлопроводимост
Защо това е важно за вас:
- Аргонът симулира сценарии с много ниска топлопроводимост на газа.
- Хелият представлява другата крайност и е типичен за газове с висока топлопроводимост.
- Ако измервате само във въздух, може да не получите стойности, които отразяват действителните условия на работа.
2. Зависимост от налягането: характерната S-крива
При азот са изследвани налягания от приблизително 0,01 mbar до 1000 mbar.
Резултатът: Ефективната топлопроводимост първоначално остава постоянна, а след това рязко спада под около 300 mbar.
Практически последици:
- При умерено намалено налягане първоначално се наблюдават малки промени.
- След като средният свободен път на газовите молекули се доближи до диаметъра на порите, поведението се променя.
- Под този праг преносът на топлина зависи само от плътността на частиците - топлопроводимостта спада бързо.
Това е особено важно, ако:
- проектирате компоненти за вакуумни приложения,
- работите в областта на космическите изследвания, криогениката или високопроизводителната изолация,
- се нуждаете от реалистични гранични условия за симулация,
- трябва да характеризирате сценарии с ниско налягане.
Какво означава това за вашата стратегия за измерване
Ако ви трябват надеждни данни за топлопроводимостта на изолационни материали с отворени пори при трудни условия, вашата измервателна система трябва да:
- да въвежда различни промивни газове по контролиран начин,
- да поддържа условия на истински вакуум,
- да позволява прецизно регулиране на налягането,
- да осигурява стабилни резултати от измерванията в стационарно състояние.
Системата NETZSCH Инструмент за анализ GHP 456 Titan® отговаря на всички тези изисквания със своя интуитивен софтуер и напълно автоматичен контрол на налягането.
Какво означава това за вас на практика
За да получите точни и релевантни за приложението стойности на коефициента на топлопроводност, можете да :
- да измервате не само във въздух, но и в съответния клетъчен газ,
- да оценявате зависимостта от налягането, когато материалът ви се използва при понижено налягане,
- винаги да интерпретирате литературните стойности в контекста на условията на измерване,
- да използвате измервателна система, която поддържа възпроизводими промени в атмосферата.
Това ви помага да избегнете често срещаните капани:
- прекалено оптимистични оценки на коефициента на топлопроводност,
- неправилен избор на материал,
- ненадеждни резултати от симулации,
- топлинни проблеми по време на работа.
Получете пълния доклад!
Посетете GHP като ключова технология: Прецизно характеризиране на топлопроводимостта на изолационни материали в инертна газова и вакуумна атмосфера - NETZSCH Analyzing & Testing или изтеглете пълната информация за приложението като pdf тук:
NETZSCH ви помага при избора на правилния метод за измерване!
Изолационните материали с отворени пори са силно чувствителни към вида и налягането на газа. Ако вашият материал се използва при тези условия, то неговата топлопроводимост също трябва да се тества при същите условия. В противен случай ще получите неточна ефективна топлопроводимост.
Само когато типът газ и налягането се контролират така, че да отразяват реалните условия, ще получите стойности на топлопроводимостта, които надеждно съответстват на действителните експлоатационни характеристики. GHP 456 Titan® е идеалното измервателно устройство за определяне на ефективната топлопроводимост при такива трудни условия.
Като доставчик на решения NETZSCH ви подкрепя през целия този процес - от избора на подходящ метод за измерване, през определянето на правилните условия на атмосферата и налягането, до определянето на системата, която най-добре отговаря на вашето приложение. GHP 456 Titan® е специално проектиран да се справя с такива взискателни измервания в условия на инертни газове и вакуум.
Ако искате да разберете кое решение е най-подходящо за вашето конкретно приложение, моля, свържете се с местния търговски представител на NETZSCH . Заедно ще намерим конфигурацията, която осигурява надеждните данни, от които се нуждаете за развойна дейност, осигуряване на качеството и симулация.
Местен контакт
Станете експерт с нашите безплатни курсове за електронно обучение
Всички основни курсове за електронно обучение на NETZSCH са безплатни! Съдържанието е създадено от нашите експерти по лабораторни методи, които споделят с вас личния си опит. Възползвайте се от гъвкавото онлайн обучение, напълно адаптирано към вашите нужди от обучение!