21.01.2026 by Aileen Sammler
Metoda plăcii de încălzire protejate: Cum tipul de gaz și presiunea pot modifica conductivitatea termică a materialelor dvs. de izolație
Aflați cum tipul și presiunea gazului pot influența în mod semnificativ conductivitatea termică a materialelor izolante — și cum sistemul de testare a conductivității termice „ GHP 456 Titan® ” permite efectuarea unor măsurători precise în mediu de gaz inert și în vid. NETZSCH vă ajută să găsiți soluția potrivită pentru aplicația dumneavoastră.
Dacă lucrați cu materiale izolante - fie în dezvoltarea produselor, asigurarea calității sau proiectarea termică - aveți nevoie de date privind conductivitatea termică care să fie atât precise, cât și reprezentative pentru condițiile de aplicare din lumea reală. Măsurătorile standard efectuate în condiții ambientale de laborator adesea nu surprind acest lucru.
De ce? Deoarece tipul de gaz și presiunea au un efect major asupra conductivității termice efective a materialelor cu pori deschiși. În funcție de aplicație, acest lucru poate determina dacă un sistem rămâne stabil termic sau se supraîncălzește.
Laboratorul nostru de aplicații NETZSCH a efectuat diferite analize pentru dumneavoastră. În acest articol, veți afla:
- de ce materialele izolante cu pori deschiși reacționează atât de sensibil,
- cât de semnificative sunt într-adevăr efectele gazului și ale presiunii,
- și ce trebuie să luați în considerare atunci când efectuați măsurători precise.
De ce materialele izolante cu pori deschiși sunt atât de sensibile la gaz și presiune
Conductivitatea termică a materialelor izolante fibroase, cum ar fi vata de sticlă, are loc prin intermediul a trei mecanisme:
- transferul de căldură prin solid,
- transferul de căldură prin radiație,
- transferul de căldură prin faza gazoasă.
Faza gazoasă este deosebit de critică. În cazul materialelor cu pori deschiși, gazul de purjare sau gazul înconjurător înlocuiește efectiv "gazul celular" și influențează direct conductivitatea termică a materialului.
În plus, presiunea gazului determină cât de multe particule sunt disponibile pentru transferul de căldură.
Rezultatul: Chiar și small modificări ale tipului de gaz sau ale presiunii pot duce la large modificări ale conductivității termice măsurate.
Ce arată măsurătorile - și ce înseamnă asta pentru dumneavoastră
1. Diferitele gaze cauzează abateri semnificative
Vata de sticlă (NIST SRM 1450D) a fost măsurată în azot, argon și heliu.
Rezultatele au fost următoarele
- în azot ≈ aer → valori practic identice
- în argon: conductivitate termică efectivă cu aprox. 28% mai mică
- în heliu: conductivitate termică efectivă cu aprox. 4× mai mare
De ce contează acest lucru pentru dvs:
- Argonul simulează scenarii cu conductivitate termică foarte scăzută a gazelor.
- Heliul reprezintă cealaltă extremă și este tipic pentru gazele cu conductivitate termică ridicată.
- Dacă măsurați numai în aer, este posibil să nu obțineți valori care să reflecte condițiile reale de funcționare.
2. Dependența de presiune: curba S caracteristică
În azot, au fost investigate presiuni cuprinse între aprox. 0,01 mbar și 1000 mbar.
Rezultatul: Conductivitatea termică efectivă rămâne constantă la început - și apoi scade brusc sub aprox. 300 mbar.
Implicații practice:
- La presiuni moderat reduse, inițial se schimbă puțin.
- Odată ce calea liberă medie a moleculelor de gaz se apropie de diametrul porilor, comportamentul se schimbă.
- Sub acest prag, transferul de căldură depinde doar de densitatea particulelor - conductivitatea termică scade rapid.
Acest lucru este deosebit de relevant dacă:
- proiectați componente pentru aplicații în vid,
- lucrați în industria aerospațială, criogenie sau izolații de înaltă performanță,
- aveți nevoie de condiții limită realiste pentru simulare,
- trebuie să caracterizați scenarii de joasă presiune.
Ce înseamnă acest lucru pentru strategia dumneavoastră de măsurare
Dacă aveți nevoie de date fiabile privind conductivitatea termică a materialelor izolante cu pori deschiși în condiții dificile, sistemul dvs. de măsurare trebuie:
- să introducă diferite gaze de purjare într-un mod controlat,
- să suporte condiții de vid real,
- să permită reglarea precisă a presiunii,
- să ofere rezultate de măsurare stabile în regim staționar.
Instrumentul NETZSCH GHP 456 Titan® instrument de analiză îndeplinește toate aceste cerințe cu software-ul său intuitiv și controlul complet automat al presiunii.
Ce înseamnă acest lucru pentru dumneavoastră în practică
Pentru a obține valori exacte și relevante pentru aplicație ale conductivității termice, puteți :
- măsurați nu numai în aer, ci și în gazul celular relevant,
- să evaluați dependența de presiune atunci când materialul dumneavoastră este utilizat sub presiune redusă,
- să interpretați întotdeauna valorile din literatura de specialitate în contextul condițiilor de măsurare,
- să utilizați un sistem de măsurare care suportă schimbări de atmosferă reproductibile.
Acest lucru vă ajută să evitați capcanele comune:
- estimări prea optimiste ale conductivității termice,
- selectarea incorectă a materialelor,
- rezultate de simulare nefiabile,
- probleme termice în timpul funcționării.
Obțineți raportul complet!
Vizitați GHP ca tehnologie cheie: Caracterizarea precisă a conductivității termice a materialelor izolante în atmosfere de gaz inert și vid - NETZSCH Analyzing & Testing sau descărcați nota de aplicație completă în format pdf aici:
NETZSCH vă sprijină în selectarea metodei corecte de măsurare!
Materialele izolante cu pori deschiși sunt foarte sensibile la tipul de gaz și la presiune. Dacă materialul dvs. este utilizat în aceste condiții, conductivitatea sa termică trebuie, de asemenea, să fie testată în aceleași condiții. În caz contrar, veți obține o conductivitate termică efectivă inexactă.
Numai atunci când tipul de gaz și presiunea sunt controlate pentru a reflecta condițiile reale, veți obține valori ale conductivității termice care corespund în mod fiabil performanțelor reale de funcționare. GHP 456 Titan® este dispozitivul de măsurare ideal pentru determinarea conductivității termice efective în astfel de condiții dificile.
În calitate de furnizor de soluții, NETZSCH vă sprijină pe tot parcursul acestui proces, de la selectarea metodei de măsurare adecvate, la definirea condițiilor corecte de atmosferă și presiune, până la determinarea sistemului care se potrivește cel mai bine aplicației dumneavoastră. GHP 456 Titan® este conceput special pentru a face față unor astfel de măsurători exigente sub gaze inerte și vid.
Dacă doriți să aflați care soluție este cea mai potrivită pentru aplicația dvs. specifică, vă rugăm să luați legătura cu reprezentantul dvs. local de vânzări NETZSCH. Împreună, vom găsi configurația care vă oferă datele fiabile de care aveți nevoie pentru dezvoltare, asigurarea calității și simulare.
Contact local
Deveniți expert cu cursurile noastre gratuite de E-Learning
Toate cursurile de bază NETZSCH E-Learning sunt gratuite! Conținutul este creat de experții noștri în metode de laborator, care vă împărtășesc experiențele lor personale. Profitați de învățarea online flexibilă, complet adaptată la nevoile dumneavoastră de formare!