21.01.2026 by Aileen Sammler
El método de la placa caliente protegida: Cómo el tipo de gas y la presión pueden cambiar la conductividad térmica de los materiales de aislamiento
Descubra cómo el tipo de gas y la presión pueden afectar significativamente a la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica de los materiales aislantes y cómo GHP 456 Titan® permite realizar mediciones precisas en condiciones de gas inerte y vacío. NETZSCH le ayuda a encontrar la solución adecuada para su aplicación.
Si trabaja con materiales aislantes , ya sea en el desarrollo de productos, la garantía de calidad o el diseño térmico, necesita datos de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica que sean precisos y representativos de las condiciones de aplicación en el mundo real. Las mediciones estándar realizadas en condiciones ambientales de laboratorio a menudo no lo consiguen.
¿Por qué? Porque el tipo de gas y la presión tienen un efecto importante en la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva de los materiales de poro abierto. Dependiendo de su aplicación, esto puede determinar si un sistema permanece térmicamente estable o se sobrecalienta.
Nuestro laboratorio de aplicaciones NETZSCH ha realizado diferentes análisis para usted. En este artículo, aprenderá
- por qué los materiales aislantes de poro abierto reaccionan de forma tan sensible,
- lo significativos que son realmente los efectos del gas y la presión,
- y qué hay que tener en cuenta a la hora de realizar mediciones precisas.
Por qué los materiales aislantes de poro abierto son tan sensibles al gas y la presión
La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica de los materiales aislantes fibrosos, como la lana de vidrio, se produce a través de tres mecanismos:
- transferencia de calor a través del sólido
- transferencia de calor radiativa,
- transferencia de calor a través de la fase gaseosa.
La fase gaseosa es especialmente crítica. En los materiales de poro abierto, el gas de purga o circundante sustituye efectivamente al "gas celular" e influye directamente en la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del material.
Además, la presión del gas determina cuántas partículas están disponibles para la transferencia de calor.
El resultado: Incluso small los cambios en el tipo de gas o la presión pueden dar lugar a large cambios en la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica medida.
Lo que muestran las mediciones y lo que significan para usted
1. Diferentes gases provocan desviaciones significativas
La lana de vidrio (NIST SRM 1450D) se midió bajo nitrógeno, argón y helio.
Los resultados:
- en Nitrógeno ≈ aire → valores prácticamente idénticos
- en Argón: aprox. 28% menor Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva
- en Helio: aprox. 4× mayor Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva
Por qué es importante para usted:
- El argón simula escenarios con una Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica del gas muy baja.
- El helio representa el otro extremo y es típico de los gases con alta Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica.
- Si sólo mide en aire, es posible que no obtenga valores que reflejen las condiciones de funcionamiento reales.
2. Dependencia de la presión: la curva S característica
Bajo nitrógeno, se investigaron presiones comprendidas entre aproximadamente 0,01 mbar y 1000 mbar.
El resultado: La Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva se mantiene constante al principio y luego cae bruscamente por debajo de aprox. 300 mbar.
Implicaciones prácticas:
- A presiones moderadamente reducidas, poco cambia inicialmente.
- Una vez que el camino libre medio de las moléculas de gas se aproxima al diámetro de los poros, el comportamiento cambia.
- Por debajo de ese umbral, la transferencia de calor sólo depende de la DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad de las partículas: la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica disminuye rápidamente.
Esto es especialmente relevante si
- diseña componentes para aplicaciones de vacío,
- trabaja en el sector aeroespacial, criogenia o aislamiento de alto rendimiento,
- necesita condiciones de contorno realistas para la simulación,
- necesita caracterizar escenarios de baja presión.
Qué significa esto para su estrategia de medición
Si necesita datos fiables de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica para materiales aislantes de poro abierto en condiciones difíciles, su sistema de medición debe
- introducir diferentes gases de purga de forma controlada,
- soportar verdaderas condiciones de vacío,
- permitir una regulación precisa de la presión,
- proporcionar resultados de medición estables en estado estacionario.
El NETZSCH GHP 456 Titan® instrumento de análisis cumple todos estos requisitos con su software intuitivo y su control de presión totalmente automático.
Lo que esto significa para usted en la práctica
Para obtener valores de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica precisos y relevantes para la aplicación, puede :
- medir no sólo en el aire, sino también en el gas de celda correspondiente,
- evaluar la dependencia de la presión cuando su material se utilice a presión reducida,
- interpretar siempre los valores bibliográficos en el contexto de las condiciones de medición
- utilizar un sistema de medición que admita cambios de atmósfera reproducibles.
Esto le ayudará a evitar errores comunes
- estimaciones de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica demasiado optimistas
- selección incorrecta de materiales,
- resultados de simulación poco fiables,
- problemas térmicos durante el funcionamiento.
Obtenga el informe completo
Visite BPA como tecnología clave: Precise Characterization of the Thermal Conductivity of Insulation Materials under Inert Gas and Vacuum Atmospheres - NETZSCH Analyzing & Testing o descargue la nota de aplicación completa en formato pdf aquí:
NETZSCH le ayuda a seleccionar el método de medición adecuado
Los materiales aislantes de poro abierto son muy sensibles al tipo de gas y a la presión. Si su material se utiliza en estas condiciones, su Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica también debe probarse en las mismas condiciones. De lo contrario, obtendrá una Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva inexacta.
Sólo cuando el tipo de gas y la presión se controlen para reflejar las condiciones del mundo real obtendrá valores de Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica que se ajusten de forma fiable al rendimiento operativo real. El GHP 456 Titan® es el dispositivo de medición ideal para determinar la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica efectiva en condiciones tan exigentes.
Como proveedor de soluciones, NETZSCH le ayuda a lo largo de todo este proceso, desde la selección del método de medición adecuado, pasando por la definición de las condiciones correctas de atmósfera y presión, hasta la determinación del sistema que mejor se adapta a su aplicación. El GHP 456 Titan® está específicamente diseñado para realizar mediciones tan exigentes bajo gases inertes y vacío.
Si desea averiguar cuál es la solución más adecuada para su aplicación específica, póngase en contacto con su representante de ventas local de NETZSCH. Juntos encontraremos la configuración que le proporcione los datos fiables que necesita para el desarrollo, el control de calidad y la simulación.
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