21.01.2026 by Aileen Sammler
Metoden med den beskyttede varme plade: Hvordan gastype og tryk kan ændre dine isoleringsmaterialers varmeledningsevne
Find ud af, hvordan gastype og tryk kan påvirke isoleringsmaterialers 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 betydeligt - og hvordan GHP 456 Titan® muliggør præcise målinger under inert gas og vakuum. NETZSCH hjælper dig med at finde den rigtige løsning til din applikation.
Hvis du arbejder med isoleringsmaterialer - hvad enten det drejer sig om produktudvikling, kvalitetssikring eller termisk design - har du brug for data om 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, der både er nøjagtige og repræsentative for anvendelsesforholdene i den virkelige verden. Standardmålinger, der udføres under omgivende laboratorieforhold, fanger ofte ikke dette.
Hvorfor ikke? Fordi gastypen og trykket har stor indflydelse på den effektive 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 i materialer med åbne porer. Afhængigt af din anvendelse kan dette afgøre, om et system forbliver termisk stabilt eller overopheder.
Vores NETZSCH applikationslaboratorium har udført forskellige analyser for dig. I denne artikel vil du lære:
- hvorfor isoleringsmaterialer med åbne porer reagerer så følsomt,
- hvor betydningsfulde virkningerne af gas og tryk virkelig er,
- og hvad du skal overveje, når du udfører præcise målinger.
Hvorfor åbenporede isoleringsmaterialer er så følsomme over for gas og tryk
Varmeledningsevnen i fibrøse isoleringsmaterialer som f.eks. glasuld opstår via tre mekanismer:
- varmeoverførsel gennem det faste stof,
- radiativ varmeoverførsel,
- varmeoverførsel gennem gasfasen.
Gasfasen er særlig kritisk. I materialer med åbne porer erstatter udrensningsgassen eller den omgivende gas effektivt "cellegassen" og har direkte indflydelse på materialets 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.
Desuden bestemmer gastrykket, hvor mange partikler der er til rådighed for varmeoverførsel.
Det er resultatet: Selv small ændringer i gastype eller tryk kan føre til large forskydninger i den målte 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.
Hvad målingerne viser - og hvad det betyder for dig
1. Forskellige gasser forårsager betydelige afvigelser
Glasuld (NIST SRM 1450D) blev målt under nitrogen, argon og helium.
Det gav følgende resultater:
- i nitrogen ≈ luft → stort set identiske værdier
- i argon: ca. 28 % lavere effektiv 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
- i helium: ca. 4× højere effektiv 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
Hvorfor dette betyder noget for dig:
- Argon simulerer scenarier med meget lav 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 for gas.
- Helium repræsenterer den anden yderlighed og er typisk for gasser med høj 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.
- Hvis du kun måler i luft, er det ikke sikkert, at du får værdier, der afspejler de faktiske driftsforhold.
2. Trykafhængighed: den karakteristiske S-kurve
Under nitrogen blev tryk fra ca. 0,01 mbar til 1000 mbar undersøgt.
Resultatet af undersøgelsen: Den effektive varmeledningsevne forbliver først konstant - og falder derefter kraftigt under ca. 300 mbar.
Praktiske konsekvenser:
- Ved moderat reducerede tryk ændres der ikke meget til at begynde med.
- Når gasmolekylernes gennemsnitlige frie vej nærmer sig porediameteren, ændres adfærden.
- Under denne tærskel afhænger varmeoverførslen kun af partikeltætheden - varmeledningsevnen falder hurtigt.
Dette er især relevant, hvis du:
- designer komponenter til vakuumapplikationer,
- arbejder inden for rumfart, kryoteknik eller højtydende isolering,
- har brug for realistiske grænsebetingelser til simulering,
- har brug for at karakterisere lavtryksscenarier.
Hvad det betyder for din målestrategi
Hvis du har brug for pålidelige data om varmeledningsevne for isoleringsmaterialer med åbne porer under udfordrende forhold, skal dit målesystem:
- indføre forskellige spulegasser på en kontrolleret måde,
- understøtte ægte vakuumforhold,
- tillade præcis trykregulering,
- give stabile måleresultater i stabil tilstand.
NETZSCHGHP 456 Titan® analyseinstrument opfylder alle disse krav med sin intuitive software og fuldautomatiske trykstyring.
Hvad det betyder for dig i praksis
For at få nøjagtige og anvendelsesrelevante værdier for varmeledningsevne kan du :
- ikke kun måle i luft, men også i den relevante cellegas,
- evaluere trykafhængighed, når dit materiale bruges under reduceret tryk,
- altid fortolke litteraturværdier i sammenhæng med målebetingelserne,
- bruge et målesystem, der understøtter reproducerbare atmosfæreskift.
Dette hjælper dig med at undgå almindelige faldgruber:
- alt for optimistiske estimater af varmeledningsevne,
- forkert materialevalg,
- upålidelige simuleringsresultater,
- termiske problemer under drift.
Få den fulde rapport!
Besøg GHP som nøgleteknologi: Præcis karakterisering af isoleringsmaterialers varmeledningsevne under inert gas- og vakuumatmosfære - NETZSCH Analyzing & Testing eller download den fulde applikationsnote som pdf her:
NETZSCH hjælper dig med at vælge den rigtige målemetode!
Isoleringsmaterialer med åbne porer er meget følsomme over for gastype og tryk. Hvis dit materiale bruges under disse forhold, skal dets varmeledningsevne også testes under de samme forhold. Ellers vil du få en unøjagtig effektiv varmeledningsevne.
Kun når gastype og tryk kontrolleres for at afspejle forholdene i den virkelige verden, får du varmeledningsevneværdier, der pålideligt matcher den faktiske driftsydelse. GHP 456 Titan® er den ideelle måleenhed til bestemmelse af effektiv varmeledningsevne under sådanne udfordrende forhold.
Som leverandør af løsninger støtter NETZSCH dig i hele processen, lige fra at vælge den rette målemetode til at definere de korrekte atmosfære- og trykforhold og bestemme, hvilket system der passer bedst til din applikation. GHP 456 Titan® er specielt designet til at håndtere sådanne krævende målinger under inerte gasser og vakuum.
Hvis du gerne vil finde ud af, hvilken løsning der er bedst egnet til din specifikke applikation, kan du kontakte din lokale NETZSCH salgsrepræsentant . Sammen finder vi den konfiguration, der leverer de pålidelige data, du har brug for til udvikling, kvalitetssikring og simulering.
Lokal kontakt
Bliv ekspert med vores gratis e-læringskurser
Alle NETZSCH E-Learning Basic-kurser er gratis! Indholdet er skabt af vores eksperter i laboratoriemetoder, som deler deres personlige erfaringer med dig. Udnyt den fleksible online-læring, der er fuldt tilpasset dine uddannelsesbehov!