التراكيب والوظائف لمقياس التوصيل الحراري لوحة الألواح

جهاز قياس التوصيل الحراري للصفيحة المستوية هو أداة دقيقية تُستخدم لقياس التوصيل الحراري للمواد. يُستخدم بشكل واسع في البحث والاختبار الخاص بالخصائص الحرارية لأنواع مختلفة من مواد العزل، مثل ألياف مقاومة الحرارة، ألواح العزل، طوب العزل، وغيرها. يركز هذا المقال بشكل رئيسي على تقديم تكوين ووظيفة جهاز قياس التوصيل الحراري للصفيحة المستوية.

1. تكوين جهاز قياس التوصيل الحراري للصفيحة المستوية

1. الفرن التدفئة

يعد الفرن التدفئة أحد المكونات الأساسية لمقياس توصيل الحرارة للألواح المستوية، وهو مسؤول عن توفير بيئة درجة حرارة عالية موحدة ومستقرة. عادة ما يُصنع من مواد مقاومة لدرجات الحرارة العالية ويمكنه الحفاظ على درجة حرارة مستقرة أثناء الاختبار لضمان دقة نتائج القياس. يتم ضبط درجة الحرارة الداخلية للفرن بواسطة نظام تحكم دقيق لتلبية متطلبات اختبار المواد المختلفة.

2. نظام قياس وتحكم بالكمبيوتر الصغير

نظام القياس والتحكم الدقيقة هو "الدماغ" لمقياس التوصيل الحراري للوح المستوي، وهو مسؤول عن التحكم التلقائي وجمع البيانات لعملية القياس بأكملها. يتكون النظام من حاسوب، وبرامج التحكم، والأجهزة الحسّاسة وأجهزة جمع البيانات. يقوم المشغل بضبط معاملات التجربة من خلال واجهة الحاسوب، ويقوم النظام تلقائيًا بإجراء القياس وفقًا للبرنامج المحدد، ويسجل بيانات درجة الحرارة وتدفق الحرارة وغيرها في الوقت الفعلي.

3. نظام المياه الدوارة للتبريد

يُستخدم نظام المياه الدوارة للتبريد لحفظ حالة درجة الحرارة الثابتة لنظام المكاليمتر ومنع تسخين درجات الحرارة العالية من التأثير على نتائج القياس. يتكون النظام عادةً من مضخة مياه، أنابيب تبريد، وervoirs للمياه وغيرها من الأجزاء. تُستخدم المياه الدوارة لإنشاء بيئة تبريد ثابتة حول المكاليمتر لضمان استقرار انتقال الحرارة ودقة القياس.

4. نظام المكاليمتر

نظام المكاليمتر هو جزء رئيسي يُستخدم لقياس تدفق الحرارة عبر العينة. وهو عادة ما يتكون من أزواج حرارية عالية الدقة أو مكدسات حرارية، ويتم حساب تدفق الحرارة عن طريق قياس الفرق في درجة الحرارة. إن دقة واستقرار نظام المكاليمتر يؤثران مباشرة على نتائج قياس الموصلية الحرارية، لذلك تكون متطلبات تصميمه وتصنيعه مرتفعة للغاية.

5. نظام المياه تحت الضغط الثابت

تُستخدم منظومة المياه تحت ضغط ثابت لضمان استقرار ضغط مياه التبريد ومنع الأخطاء الناتجة عن تذبذب ضغط الماء. عادةً ما تتضمن هذه المنظومة مكونات مثل مضخات الضغط الثابت، مستشعرات الضغط وصمامات التحكم، وتحافظ على تشغيل النظام بشكل مستقر عن طريق ضبط ضغط الماء تلقائيًا.

2. دور جهاز قياس الموصلية الحرارية للوح المستوي

1. تحديد الموصلية الحرارية للمواد

الوظيفة الرئيسية لجهاز قياس الموصلية الحرارية للوح المستوي هي تحديد الموصلية الحرارية للمواد، وهي مؤشر مهم لتقييم الأداء الحراري للمواد. من خلال اختبار جهاز قياس الموصلية الحرارية، يمكن معرفة الموصلية الحرارية للمواد عند درجات حرارة مختلفة بدقة، مما يوجه استخدام وتحسين المواد.

2. دراسة الخواص الحرارية للمواد

من خلال اختبار جهاز قياس التوصيل الحراري للوحة المسطحة، يمكن دراسة التغيرات في الأداء الحراري للمواد في بيئات ذات درجات حرارة عالية بشكل عميق. على سبيل المثال، سواء كان التوصيل الحراري للمواد مثل ألياف المعادن و ألواح العزل مستقرًا عند درجات الحرارة المرتفعة، وما إذا كان هناك ظاهرة تدهور حراري ملحوظة، يمكن استخلاص هذه الأمور من البيانات التجريبية، مما يوفر أساسًا علميًا لتطوير المواد.

3. تقييم أداء مواد العزل الحراري

يمكن أن يساعد مقياس توصيلية الحرارة باللوحة المسطحة المهندسين والباحثين في تقييم أداء مختلف مواد العزل الحراري واختيار المواد المناسبة للاستخدام في المشاريع الفعلية، مما يساهم في تحسين كفاءة الطاقة وتقليل التكاليف التشغيلية. بالإضافة إلى ذلك، من خلال اختبار التوصيلية الحرارية للمواد في الدفعات الإنتاجية، يمكن ضمان استقرار واتساق جودة المنتج لتلبية احتياجات العملاء ومتطلبات المعايير ذات الصلة.

بصفته أداة فحص مهمة، يلعب مقياس التوصيلية الحرارية باللوحة المسطحة دورًا مهمًا في مجال علوم وهندسة المواد. إتقان تقنيات الاستخدام والصيانة لمقياس التوصيلية الحرارية باللوحة المسطحة أمر بالغ الأهمية لضمان دقة نتائج التجارب والعمل المستقر طويل الأمد للمعدات.