| Published: 

Inhomogene materialer - Bestemmelse af den termiske ledningsevne: Et spørgsmål om prøvestørrelse

Introduktion

Marmor er en natursten med en række fysiske egenskaber, der gør det muligt at bruge den i vid udstrækning inden for områder som arkitektur, skulptur og dekoration. Marmor har en god Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne, som gør det muligt at lede temperaturen effektivt i f.eks. gulvbelægninger og bordplader, hvilket gør det meget brugt i køkkener og kølerum. Det skal dog bemærkes, at forskellige typer marmor kan have forskellige fysiske egenskaber, så egenskaberne ved den valgte marmor skal kontrolleres omhyggeligt før brug.

Uanset målemetode er prøvestørrelsen ofte afgørende for, om et materiale anses for at være "inhomogent". Generelt gælder det, at jo større en prøve, der kræves til en metode, jo større er måleområdet, og jo mindre er indflydelsen fra mindre forskelle i sammensætning og/eller struktur. Prøver af et materiale kan derfor betragtes som repræsentative for én metode, mens materialet kan være for inhomogent til at blive betragtet som repræsentativt for en anden metode, der bruger mindre prøver. Det kan være nødvendigt at undersøge flere prøver for at kunne drage en statistisk konklusion om visse egenskaber.

Målebetingelser

Bestemmelse af varmeledningsevnen ved hjælp af TCT 716 Lambda i henhold til GHFM-metoden (Guarded Heat Flow Meter) udføres på relativt large prøver med en diameter på ca. 51 mm og en tykkelse på flere millimeter til et par centimeter. Small inhomogeniteter i prøven er derfor ikke så afgørende.

Resultater af målinger

To marmorprøver med en diameter på 51 mm og en tykkelse på 24,5 mm blev undersøgt på to forskellige TCT-måleapparater. Målingerne blev udført mellem 25°C og 200°C.

De grønne cirkler i figur 1 viser målingerne på prøve 1; de blå trekanter viser målingerne på prøve 2. Den fuldt optrukne linje viser målingen på den første TCT; den stiplede linje viser målingen på den anden TCT-måleenhed. En sammenligning af prøve 1 og 2 målt i samme måleapparat viser en forskel på ca. 1-3 %, hvor prøve 1 har en tendens til at have en lavere Termisk ledningsevneVarmeledningsevne (λ med enheden W/(m-K)) beskriver transporten af energi - i form af varme - gennem et masselegeme som følge af en temperaturgradient (se fig. 1). Ifølge termodynamikkens anden lov strømmer varmen altid i retning af den laveste temperatur.varmeledningsevne. Forskellen for en prøve, der er målt i begge TCT-enheder, ligger i samme område med et maksimum på 3 %. Forskellen mellem prøverne kan derfor betragtes som ubetydelig. På trods af marmorens inhomogenitet ligger alle resultater inden for ± 3 %.

Grafen for varmeledningsevne sammenligner to marmorprøver og viser faldende værdier fra 25 °C til 200 °C ved hjælp af TCT 716-udstyr.
1) Varmeledningsevne for to marmorprøver mellem 25 °C og 200 °C, målt i to forskellige TCT 716 Lambda måleapparater.

Sammenfatning

TCT 716 Lambda giver mulighed for målinger på relativt large prøvegeometrier. Det betyder, at selv målinger på let inhomogent materiale er uproblematiske og giver tilstrækkelig nøjagtighed.

AI Overview
An error occurred. Please try again.