21.01.2026 by Aileen Sammler
De bewaakte-warmteplaatmethode: Hoe gastype en druk de warmtegeleiding van uw isolatiematerialen kunnen veranderen
Ontdek hoe gastype en druk de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van isolatiematerialen aanzienlijk kunnen beïnvloeden - en hoe de GHP 456 Titan® nauwkeurige metingen onder inert gas en vacuüm mogelijk maakt. NETZSCH ondersteunt u bij het vinden van de juiste oplossing voor uw toepassing.
Als u werkt met isolatiematerialen - of het nu gaat om productontwikkeling, kwaliteitsborging of thermisch ontwerp - hebt u gegevens over Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid nodig die zowel nauwkeurig zijn als representatief voor de werkelijke toepassingsomstandigheden. Standaardmetingen die worden uitgevoerd onder omgevingsomstandigheden in een laboratorium geven dit vaak niet weer.
Waarom? Omdat het gastype en de druk een groot effect hebben op de effectieve Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van materialen met open poriën. Afhankelijk van uw toepassing kan dit bepalen of een systeem thermisch stabiel blijft of oververhit raakt.
Ons NETZSCH toepassingslaboratorium heeft verschillende analyses voor u uitgevoerd. In dit artikel leer je
- waarom isolatiematerialen met open poriën zo gevoelig reageren,
- hoe significant de effecten van gas en druk werkelijk zijn,
- en waar je rekening mee moet houden als je nauwkeurige metingen uitvoert.
Waarom isolatiematerialen met open poriën zo gevoelig zijn voor gas en druk
De warmtegeleiding van vezelvormige isolatiematerialen zoals glaswol verloopt via drie mechanismen:
- warmteoverdracht door de vaste stof,
- stralingswarmteoverdracht,
- warmteoverdracht door de gasfase.
Vooral de gasfase is kritisch. In materialen met open poriën vervangt het spoel- of omgevingsgas effectief het "celgas" en beïnvloedt het direct de warmtegeleiding van het materiaal.
Bovendien bepaalt de gasdruk hoeveel deeltjes beschikbaar zijn voor warmteoverdracht.
Het resultaat: Zelfs small veranderingen in gastype of druk kunnen leiden tot large verschuivingen in de gemeten warmtegeleiding.
Wat de metingen laten zien - en wat dit voor jou betekent
1. Verschillende gassen veroorzaken significante afwijkingen
Glaswol (NIST SRM 1450D) werd gemeten onder stikstof, argon en helium.
De resultaten:
- in Stikstof ≈ lucht → vrijwel identieke waarden
- in argon: ca. 28% lagere effectieve warmtegeleiding
- in Helium: ongeveer 4× hogere effectieve Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid
Waarom dit voor u van belang is:
- Argon simuleert scenario's met een zeer lage Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid van het gas.
- Helium vertegenwoordigt het andere uiterste en is typisch voor gassen met een hoge Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid.
- Als u alleen in lucht meet, krijgt u mogelijk geen waarden die de werkelijke bedrijfsomstandigheden weerspiegelen.
2. Drukafhankelijkheid: de karakteristieke S-curve
Onder stikstof werden drukken van ongeveer 0,01 mbar tot 1000 mbar onderzocht.
Het resultaat: De effectieve Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid blijft aanvankelijk constant - en daalt vervolgens sterk onder ca. 300 mbar.
Implicaties voor de praktijk:
- Bij matig verlaagde drukken verandert er aanvankelijk weinig.
- Zodra de gemiddelde vrije baan van de gasmoleculen de poriëndiameter nadert, verandert het gedrag.
- Onder die drempel hangt de warmteoverdracht alleen af van de deeltjesdichtheid - de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid daalt snel.
Dit is vooral relevant als u
- componenten ontwerpt voor vacuümtoepassingen,
- werkt in de ruimtevaart, cryogene toepassingen of hoogwaardige isolatie,
- realistische randvoorwaarden voor simulatie nodig hebt,
- lage druk scenario's moet karakteriseren.
Wat dit betekent voor uw meetstrategie
Als u betrouwbare warmtegeleidingsgegevens nodig hebt voor isolatiematerialen met open poriën onder moeilijke omstandigheden, moet uw meetsysteem
- verschillende spoelgassen op een gecontroleerde manier introduceren,
- echte vacuümomstandigheden ondersteunen,
- nauwkeurige drukregeling mogelijk maken,
- stabiele stabiele meetresultaten leveren.
De NETZSCH GHP 456 Titan® analyse-instrument voldoet aan al deze eisen met zijn intuïtieve software en volledig automatische drukregeling.
Wat dit in de praktijk voor u betekent
Om nauwkeurige en toepassingsrelevante warmtegeleidingswaarden te verkrijgen, kunt u :
- niet alleen in lucht meten, maar ook in het relevante celgas,
- de drukafhankelijkheid evalueren wanneer uw materiaal onder verlaagde druk wordt gebruikt,
- literatuurwaarden altijd interpreteren in de context van de meetomstandigheden,
- een meetsysteem gebruiken dat reproduceerbare atmosfeerveranderingen ondersteunt.
Dit helpt u om veelvoorkomende valkuilen te vermijden:
- te optimistische schattingen van de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid,
- onjuiste materiaalkeuze,
- onbetrouwbare simulatieresultaten,
- thermische problemen tijdens bedrijf.
Ontvang het volledige rapport!
Bezoek GHP als sleuteltechnologie: Precise Characterization of the Thermal Conductivity of Insulation Materials under Inert Gas and Vacuum Atmospheres - NETZSCH Analyzing & Testing of download hier de volledige toepassingsnotitie als pdf:
NETZSCH ondersteunt u bij het kiezen van de juiste meetmethode!
Isolatiematerialen met open poriën zijn zeer gevoelig voor gastype en druk. Als je materiaal onder deze omstandigheden wordt gebruikt, moet de Thermische geleidbaarheidThermische geleidbaarheid (λ met de eenheid W/(m-K)) beschrijft het transport van energie - in de vorm van warmte - door een massa-lichaam als gevolg van een temperatuurgradiënt (zie fig. 1). Volgens de tweede wet van de thermodynamica stroomt warmte altijd in de richting van de lagere temperatuur.thermische geleidbaarheid ook onder dezelfde omstandigheden worden getest. Anders krijg je een onnauwkeurige effectieve thermische geleidbaarheid.
Alleen als het gastype en de druk zodanig worden geregeld dat ze de werkelijke omstandigheden weerspiegelen, krijgt u waarden voor thermische geleidbaarheid die betrouwbaar overeenkomen met de werkelijke bedrijfsprestaties. De GHP 456 Titan® is het ideale meetinstrument voor het bepalen van de effectieve thermische geleidbaarheid onder dergelijke uitdagende omstandigheden.
Als leverancier van oplossingen ondersteunt NETZSCH u tijdens dit hele proces, van het selecteren van de juiste meetmethode, het definiëren van de juiste atmosfeer en drukcondities, tot het bepalen welk systeem het beste bij uw toepassing past. De GHP 456 Titan® is speciaal ontworpen voor dergelijke veeleisende metingen onder inerte gassen en vacuüm.
Als u wilt weten welke oplossing het meest geschikt is voor uw specifieke toepassing, neem dan contact op met uw lokale NETZSCH vertegenwoordiger. Samen zullen we de configuratie vinden die de betrouwbare gegevens levert die u nodig hebt voor ontwikkeling, kwaliteitsborging en simulatie.
Lokaal contact
Word een expert met onze gratis cursussen
Alle NETZSCH E-Learning Basiscursussen zijn gratis! De inhoud is gemaakt door onze experts op het gebied van laboratoriummethoden, die hun persoonlijke ervaringen met jou delen. Profiteer van flexibel online leren, volledig aangepast aan jouw trainingsbehoeften!