PL210071B1 - Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego - Google Patents
Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelegoInfo
- Publication number
- PL210071B1 PL210071B1 PL374057A PL37405703A PL210071B1 PL 210071 B1 PL210071 B1 PL 210071B1 PL 374057 A PL374057 A PL 374057A PL 37405703 A PL37405703 A PL 37405703A PL 210071 B1 PL210071 B1 PL 210071B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- honeycomb structure
- thermal conductivity
- contact
- honeycomb
- measuring
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/18—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating thermal conductivity
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Wynalazek dotyczy sposobu mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, na kształtce struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jako takiej, bez przygotowywania próbek do badań itp.
Stan techniki
Struktury komórkowe podobne do plastra pszczelego (filtry komórkowe), wykonane z materiału ceramicznego, są wykorzystywane do zatrzymywania pyłu lub innych cząstek stałych zawartych np. w spalinach samochodowych (zwłaszcza z silników wysokoprężnych) albo w spalinach powstających podczas spopielania odpadków, lub też przy odzyskiwaniu produktu lub surowca z gorących gazów odlotowych z procesów technologicznych w różnych gałęziach przemysłu.
Takie struktury komórkowe podobne do plastra pszczelego mają dużą liczbę przelotowych otworów otoczonych przegrodami i przebiegających w kierunku osiowym takiej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego. Te przegrody otaczające przelotowe otwory mają zdolność filtrowania. Pewna liczba przelotowych otworów zatkana jest przy jednym końcu struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, a pozostałe otwory przelotowe są zatkane przy drugim końcu tej struktury komórkowej. Takie struktury komórkowe wytwarzane są zatem tak, aby umożliwić zatrzymywanie i usuwanie cz ąstek stałych zawartych w płynie zawierającym pył. Struktury komórkowe podobne do plastra pszczelego wytworzone z materiału ceramicznego mają doskonałą odporność na wysoką temperaturę i na korozję oraz odpowiednie właściwości jako materiał filtrujący, używany w wysokiej temperaturze, w atmosferze korozyjnej gazów i dlatego są wykorzystywane do oczyszczania różnych spalin lub gazów odlotowych.
Gorące spaliny lub gazy odlotowe są często przepuszczane przez taką strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego i w takim przypadku struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego wytwarza w różnych postaciach naprężenia cieplne zależne od jej przewodności cieplnej. Przy projektowaniu struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego konieczna jest zatem znajomość jej przewodności cieplnej. Jednakże, ponieważ struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego ma specjalną konstrukcję, dotychczas nie opracowano żadnego sposobu mierzenia przewodności cieplnej takiej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jako takiej bez przygotowania próbek do badań itp.
Jako sposób mierzenia przewodności cieplnej cienkiej ceramiki znana jest przykładowo metoda błysku laserowego według JIS R 1611. Metoda ta ma pewne ograniczenia. Przykładowo jest ona ograniczona do materiału o porowatości co najwyżej 10% oraz do próbek w kształcie płaskiej płytki, np. w kształcie kwadratu o boku co najwyżej 10 mm. Sposobu tego nie można zatem stosować wobec żadnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego ze względu na jej materiał i kształt.
Ponadto sposób ten związany jest z problemem operacyjnym, ponieważ trzeba przygotować próbki do badań.
Przedmiotowy wynalazek opracowano, aby usunąć wymienione wyżej problemy, a celem wynalazku jest opracowanie sposobu mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego na kształtce struktury komórkowej jako takiej lub na określonej kształtce klockowej bez przygotowywania przykładowo próbki do badań o określonym kształcie.
Istota wynalazku
Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, według wynalazku, zawiera następujące etapy:
trzymanie struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w warunkach stałej temperatury, przy czym dwa końce tej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego trzyma się w temperaturze o różnych wartościach;
człony kontaktowe trzymane w temperaturze o różnych wartościach stykają się z dwoma końcami struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego poprzez człony o dużej przewodności cieplnej; oraz mierzenie przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w stanie ustalonym, i charakteryzuje się tym, że jako człony o dużej przewodności cieplnej stosuje się gię tkie arkusze węglowe.
PL 210 071 B1
Korzystnie, gdy przewodność cieplną λ (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego oblicza się z następującego wyrażenia:
λ = QH x [L/(T1 - T2)] gdzie przewodność cieplna λ (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jest określona w zależności od:
wartości przepływu ciepła QH (W/m2) = (Q1 + Q2)/2], gdzie każda z wartości Q1 (W/m2) i Q2 (W/m2) otrzymana jest przez zmierzenie wartości przepływu ciepła przy każdym członie kontaktowym za pomocą miernika przepływu ciepła dołączonego do członu kontaktowego;
odległości L (m) pomiędzy dwoma końcami struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego; oraz wartości temperatury T1 (K) i T2 (K) dwóch końców struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w warunkach stanu ustalonego temperatury całej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego.
Korzystnie jest także, gdy ciśnienie kontaktu pomiędzy członem kontaktowym a końcem struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego ustawia się na wartość 1-10 kG/cm2 (98,1-981 kPa).
Dodatkowo korzystnie, gdy przeciwległą część bocznej strony struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego pokrywa się materiałem izolującym cieplnie.
Korzystnie jest również, gdy struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest wykonana z materiału o przewodności cieplnej co najmniej 1 W/mK.
Ponadto korzystnie, gdy struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego zawiera co najmniej jeden materiał wybrany z grupy złożonej z węglika krzemu, kompozytu z węglika krzemu i metalicznego krzemu oraz azotku krzemu.
Najlepszy tryb realizacji wynalazku.
Zgodnie ze sposobem mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku przewodność cieplną struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego mierzy się trzymając całą strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego w stałej temperaturze. Przewodność cieplną można łatwo zmierzyć na przykład na cylindrycznej strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego jako takiej, albo na kształtce o określonych wymiarach wyciętej z takiej struktury, niezależnie od kształtu tej mierzonej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego i nie trzeba przygotowywać próbek do badań o szczególnym kształcie.
Przykłady realizacji przedmiotowego wynalazku są opisane szczegółowo poniżej na podstawie załączonych rysunków. Jednakże przedmiotowy wynalazek nie jest ograniczony do następujących przykładów wykonania i odpowiednie zmiany konstrukcji, ulepszenia itd. mogą być dodawane przez fachowców na podstawie zwykłej wiedzy, jeżeli nie odchodzą od ducha niniejszego wynalazku.
Fig. 1 jest widokiem z boku przedstawiającym strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego i obszary stykowe zetknięte z dwoma końcami tej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego przy jednym przykładzie realizacji sposobu mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku.
W przedstawionym przykładzie realizacji, aby zmierzyć przewodność cieplną struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego najpierw dwa końce tej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w jej kierunku osiowym trzyma się w warunkach określonej różnicy temperatury pomiędzy nimi. Aby to osiągnąć, stykowe człony 2 (21 i 22) trzymane w warunkach odpowiedniej podanej różnicy temperatury styka się z dwoma końcami 11 i 12 komórkowej struktury 1 podobnej do plastra pszczelego w jej kierunku osiowym, jak pokazano na fig. 1. Przez takie zetknięcie stykowych członów 21 i 22, trzymanych w warunkach odpowiednich podanych wartości temperatury z dwoma końcami 11 i 12 struktury komórkowej 1 podobnej do plastra pszczelego w jej kierunku osiowym te dwa końce 11 i 12 mogą być trzymane w warunkach określonej różnicy temperatury i przez to cała struktura komórkowa 1 podobna do plastra pszczelego może być trzymana w stałych warunkach temperatury.
Następnie określa się wartość przepływu ciepła QH w komórkowej strukturze 1 podobnej do plastra pszczelego, trzymanej w stałych warunkach temperaturowych. Wartość przepływu ciepła QH określa się przez pomiar wartości przepływów ciepła Q1 i Q2 odpowiednio przez stykowe człony 21 i 22 przy użyciu mierników 3 (31 i 32) przepływu ciepła dołączonych przed stykowymi członami 21 i 22, które są w styku z dwoma końcami 11 i 12 struktury komórkowej 1 podobnej do plastra pszczele4
PL 210 071 B1 go w stałych warunkach temperaturowych i następnie przeprowadzenie obliczeń przy użyciu wzoru QH = (Q1 + Q2)/2.
Według przedmiotowego wynalazku przewodność cieplną λ (W/mK) struktury komórkowej 1 podobnej do plastra pszczelego oblicza się z następującego wzoru (1), w którym przewodność cieplna λ (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jest wyrażona w zależności od:
otrzymanej wyżej wartości przepływu ciepła QH (W/m2) = (Q1 + Q2)/2 w strukturze komórkowej 1 podobnej do plastra pszczelego w stałych warunkach temperaturowych, odległości L (m) pomiędzy dwoma końcami tej struktury komórkowej 1 oraz wartości temperatury T1 (K) i T2 (K) dwóch końców 11 i 12 struktury komórkowej 1 podobnej do plastra pszczelego w stałych warunkach temperaturowych całej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego.
λ = QH x [L/(T1 - T2)]
Pomiar przewodności cieplnej przeprowadza się zatem w warunkach, kiedy cała struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest trzymana w stałych warunkach temperaturowych. Dlatego pomiar przewodności cieplnej można łatwo przeprowadzić na przykład z cylindryczną strukturą komórkową jako taką lub z kształtką o określonych wymiarach wyciętą z niej niezależnie od kształtu tej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, która ma być mierzona i nie trzeba przygotowywać próbek do badań, mających określony kształt.
Taki sposób pomiaru przewodności cieplnej nazywany jest pomiarem w stanie ustalonym (JIS A 1412), ale nie był stosowany wobec struktur komórkowych podobnych do plastra pszczelego.
W tym przykładzie realizacji korzystne jest, by zapewnić możliwie dobry kontakt cieplny pomiędzy każdym końcem 11, 12 struktury komórkowej 1 a każdym kontaktowym członem 21, 22, a przewodzenie ciepła pomiędzy kontaktowym członem 21 a końcem 11 struktury komórkowej 1, jak również pomiędzy końcem 12 struktury komórkowej 1 a kontaktowym członem 22 było możliwie intensywne bez strat ciepła. Straty w przepływie ciepła w tych obszarach oznaczają istnienie bariery przewodzenia cieplnego struktury komórkowej, co może zmniejszać dokładność pomiaru przewodności cieplnej struktury komórkowej. Przykładowo, kiedy w styku pomiędzy powierzchnią czołową końca 11 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego a stykową powierzchnią 211 kontaktowego członu 21 istnieje wiele (szerokich) szczelin, np. na skutek drobnych nierówności powierzchni czołowej i powierzchni członu kontaktowego, przewodzenie ciepła może być utrudnione. Ponadto, kiedy struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest wykonana z materiału o dużej przewodności cieplnej, zmniejszenie dokładności pomiaru może być duże.
W celu osiągnięcia większej dokładności pomiaru przewodności cieplnej korzystne jest utrzymywanie możliwie małego rozproszenia ciepła z odsłoniętej powierzchni bocznej struktury komórkowej 1 podobnej do plastra pszczelego, kiedy ciepło przepływa przez komórkową strukturę 1.
Na fig. 2 przedstawiono strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego, człony kontaktowe itd. w przekroju w płaszczyźnie zawierającej oś struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w innym przykładzie realizacji do przeprowadzania sposobu pomiaru przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego według przedmiotowego wynalazku.
Aby, jak już wspomniano powyżej, kontakt cieplny pomiędzy każdym końcem 11, 12 komórkowej struktury 1 podobnej do plastra pszczelego a każdym kontaktowym członem 21, 22 był możliwie dobry i aby przewodzenie ciepła pomiędzy kontaktowym członem 21 a końcem 11 komórkowej struktury 1 podobnej do plastra pszczelego, jak również pomiędzy końcem 12 tej komórkowej struktury 1 podobnej do plastra pszczelego a kontaktowym członem 22 było możliwie duże przy minimalnych stratach ciepła, kontaktowy człon 21 jest zetknięty z końcem 11 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego poprzez człon 41 o dużej przewodności cieplnej, a kontaktowy człon 22 jest zetknięty z końcem 12 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego poprzez człon 42 o dużej przewodności cieplnej. Przez takie zetknięcie każdego kontaktowego członu 21, 22 z każdym końcem 11, 12 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego za pośrednictwem członu 41,42 o dużej przewodności cieplnej szczelina powstająca w miejscu styku pomiędzy powierzchnią końca 11 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego a stykową powierzchnią 211 kontaktowego członu 21, przykładowo na skutek drobnych nierówności powierzchni stykających się, staje się mniejsza dzięki zastosowaniu członu 4 o dużej przewodności cieplnej. Dzięki temu polepsza się przewodzenie ciepła i pomiar przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego można przeprowadzić z większą dokładnością. Ponieważ taki człon 4 o dużej przewodności cieplnej ma dużą
PL 210 071 B1 przewodność cieplną, pomiar przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego z członem 4 zastosowanym pomiędzy każdym końcem 11, 12 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego a każdym kontaktowym członem 21, 22 nie powoduje dużego błędu pomiaru.
Człon 4 o dużej przewodności cieplnej jest korzystnie giętkim arkuszem. Taki giętki arkusz może być odkształcany zgodnie z kształtem wymienionej wyżej szczeliny utworzonej pomiędzy dwiema powierzchniami stykowymi i może wypełniać tę szczelinę, przez co uzyskuje się dobre przewodzenie ciepła. Jako materiał na człon 4 o dużej przewodności cieplnej w postaci giętkiego arkusza korzystnie stosowany jest arkusz węglowy lub metalowa folia z aluminium, miedzi itp. Człon 4 o dużej przewodności cieplnej powinien korzystnie być możliwie cienki w porównaniu z próbką do badań, aby zmniejszyć do minimum wpływ na wartość zmierzoną przewodności cieplnej. Kiedy wpływ grubości członu 4 o dużej przewodności cieplnej na zmierzoną wartość λ przewodności cieplnej nie jest pomijalnie mały ze względu na zależność grubości członu 4 o dużej przewodności cieplnej i próbki do badań (komórkowa struktura 1 podobna do plastra pszczelego), skorygowaną przewodność cieplną λ1 (W/mK) badanej próbki (struktura komórkowa 1 podobna do plastra pszczelego) oblicza się według następującego wyrażenia (2) stosując przewodność cieplną λ2 (W/mK) i grubość L2 (m) materiału na człon 4 o dużej przewodności cieplnej.
λ1 =L1[LA - L2/Ź.2] λ: przewodność cieplna (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego λ1: skorygowana przewodność cieplna (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego λ2: przewodność cieplna (W/mK) członu o dużej przewodności cieplnej
L: całkowita grubość (m) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego i dwóch członów o dużej przewodności cieplnej zastosowanych przy dwóch końcach struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego
L1: grubość (m) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego
L2: grubość (m) członu o dużej przewodności cieplnej.
Człon 4 o dużej przewodności cieplnej może być folią ukształtowaną przez nałożenie na stykowe powierzchnie końców 11 i 12 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego pasty zawierającej substancję o dużej przewodności cieplnej (proszek), taką jak węgiel, srebro itp. (pastę taką otrzymuje się np. przez zagniecenie proszku z rozpuszczalnikiem organicznym, np. z acetonem). Pastę taką można nałożyć na powierzchnię stykową końca 11, 12 struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego i/lub na stykową powierzchnię 211, 222 każdego kontaktowego członu 21, 22. Dzięki nałożeniu pasty szczelina utworzona pomiędzy powyższymi powierzchniami stykowymi może zostać wypełniona i można uzyskać dobre przewodzenie ciepła.
Przez ustawienie wartości ciśnienia kontaktowego, kiedy kontaktowy człon 2 jest w styku z komórkową strukturą 1 podobną do plastra pszczelego lub z członem 4 o dużej przewodności cieplnej, na 1-10 kG/cm2 (98,1-981 kPa), szczelinę pomiędzy stykowymi powierzchniami można wypełnić i otrzymać dobre przewodzenie ciepła.
W przedmiotowym przykładzie realizacji pomiar przewodności cieplnej można przeprowadzić korzystnie, kiedy mierzona struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego jest wykonana z materiału o przewodności cieplnej nie mniejszej niż 1 W/mK. Zwłaszcza wtedy, gdy pomiar przewodności cieplnej jest przeprowadzany przy użyciu członu o dużej przewodności cieplnej pomiędzy strukturą komórkową podobną do plastra pszczelego a członem kontaktowym, przewodzenie ciepła jest dobre i przewodność cieplną struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego o dużej wartości można zmierzyć z dużą dokładnością. Korzystnymi przykładami materiału na strukturę komórkową podobną do plastra pszczelego są węglik krzemu, materiał kompozytowy złożony z węglika krzemu i metalicznego krzemu, azotek krzemu oraz nietlenki o stosunkowo dużej przewodności cieplnej. Sposób ten można korzystnie stosować wobec tlenków, gdy mają one przewodność cieplną nie mniejszą niż 1 W/mK.
Przy mierzeniu przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego korzystne jest również, że, jak pokazano na fig. 2, odsłonięta część 13 boku komórkowej struktury 1 podobnej do plastra pszczelego jest pokryta izolującym cieplnie materiałem 5. Przykrycie materiałem 5 izolującym cieplnie zmniejsza rozpraszanie ciepła z odsłoniętej bocznej części 13 podczas pomiaru przewodności cieplnej, dzięki czemu pomiar przewodności cieplnej można przeprowadzić z dużą do6
PL 210 071 B1 kładnością. Jako materiał izolujący cieplnie można wspomnieć przykładowo matę poliuretanową i styropian. Powierzchnią przykrywaną materiałem izolującym cieplnie może być nie tylko odsłonięta boczna część 13, ale również cała część zawierająca kontaktowe człony 2. Korzystne jest również otoczenie struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego strukturami komórkowymi podobnymi do plastra pszczelego, wykonanymi z tego samego materiału, zamiast stosowania materiału izolującego cieplnie, ponieważ sprzyja to powstaniu równomiernego przepływu ciepła w strukturze komórkowej podobnej do plastra pszczelego.
P r z y k ł a d y
Niniejszy wynalazek jest opisany dokładniej w przykładach. Jednakże przedmiotowy wynalazek nie ogranicza się do tych przykładów.
P r z y k ł a d y 1-7
Przez zwykłe formowanie wytłoczeniowe wytworzono dwa rodzaje struktur komórkowych podobnych do plastra pszczelego z węglika krzemu spojonego metalicznym krzemem z grubością przegród 15 tysięcznych cala (0,375 mm) i z gęstością komórek 200 lub 300 komórek na cal kwadratowy.
Z każdego z tych dwóch rodzajów struktur komórkowych podobnych do plastra pszczelego wycięto kształtkę 35 x 35 x 25 mm i przeprowadzono pomiar przewodności cieplnej w stanie ustalonym nie stosując ani członu o dużej przewodności cieplnej, ani materiału izolującego cieplnie, jak przedstawiono na fig. 1. W przypadku każdej kształtki przeprowadzano pomiar przewodności cieplnej w stanie ustalonym stosując człony o dużej przewodności cieplnej i/lub materiał izolujący cieplnie, jak pokazano na fig. 2. Wyniki przedstawiono w tablicy 1.
T a b l i c a 1
| Przykład 1 | Przykład 2 | Przykład 3 | Przykład 4 | Przykład 5 | Przykład 6 | Przykład 7 | |
| Człon o dużej przewodności cieplnej | brak | arkusz węglowy | brak | folia aluminiowa | arkusz węglowy | brak | arkusz węglowy |
| Materiał izolujący cieplnie | brak | brak | styropian | brak | styropian | brak | styropian |
| Gęstość komórek (kom./cal2) | 200 | 200 | 200 | 200 | 200 | 300 | 300 |
| Współczynnik otwarcia (%) | 62 | 62 | 62 | 62 | 62 | 55 | 55 |
| Współczynnik skutecznego pola powierzchni (%) | 38 | 38 | 38 | 38 | 38 | 45 | 45 |
| Przewodność cieplna, wartość przetworzona (W/mK) | 11 | 11 | 11 | 11 | 11 | 14 | 14 |
| Przewodność cieplna, wartość zmierzona (W/mK) | 4 | 12 | 8 | 8 | 12 | 6 | 15 |
Określenie przewodność cieplna, wartość przetworzona, oznacza tu wartość otrzymaną przez pomiar przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego metodą błysku laserowego zgodnie z JIS R 1611 przy zastosowaniu próbki do badań o określonym kształcie, a następnie przemnożenie zmierzonej wartości przewodności cieplnej przez współczynnik skutecznego pola powierzchni, który oznacza skuteczne pole powierzchni końcowej otrzymane przez odjęcie całkowitego pola powierzchni otworu powierzchni końcowej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego od pola powierzchni tej powierzchni końcowej, by przetworzyć zmierzoną wartość przewodności cieplnej w wartość przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jako takiej. Wartość przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zmierzona metodą błysku laserowego, zawiera błąd związany z porowatością itd., ale ma pewną dokładność. Dlatego zmierzoną wartość przewodności cieplnej w przedmiotowych przykładach oceniano w porównaniu z przewodnością cieplną zmierzoną metodą błysku laserowego.
PL 210 071 B1
Jak pokazano na fig. 1, przewodność cieplną struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego można mierzyć przy stałej temperaturze. Jak przedstawiono w przykładach 1 i 6, pomiar przewodności cieplnej jest możliwy nawet wtedy, gdy nie stosuje się ani członu o dużej przewodności cieplnej, ani materiału izolującego cieplnie. Jednakże wartość bliższą wartości uzyskiwanej przy metodzie błysku laserowego otrzymuje się stosując folię aluminiową lub arkusz węglowy jako człony o dużej przewodności cieplnej, albo styropian jako materiał izolujący cieplnie (przykłady 2-5 i 7).
W przedstawionych przykładach nie jest konieczne przygotowanie płaskiej płytki o wymiarach co najwyżej 10 x 10 x 1 mm, a pomiar przewodności cieplnej można przeprowadzić stosując próbkę do badań w kształcie kostki. Ułatwia to przygotowanie próbki i skraca czas przygotowania próbki.
Zastosowanie przemysłowe
Jak opisano powyżej, zgodnie z przedstawionym sposobem przewodność cieplną struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego można przeprowadzać na kształtce tej struktury jako takiej, albo na kształtce klockowej i nie jest konieczne przykładowo przygotowywanie próbek do badań o określonym kształcie. Dzięki temu ułatwione jest przeprowadzanie pomiaru przewodności cieplnej i krótszy jest czas przygotowania próbek.
Claims (6)
1. Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, zawiera następujące etapy:
trzymanie struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w warunkach stałej temperatury, przy czym dwa końce tej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego trzyma się w temperaturze o różnych wartościach;
człony kontaktowe trzymane w temperaturze o różnych wartościach stykają się z dwoma końcami struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego poprzez człony o dużej przewodności cieplnej; oraz mierzenie przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w stanie ustalonym, znamienny tym, że jako człony o dużej przewodności cieplnej (41, 42) stosuje się giętkie arkusze węglowe.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przewodność cieplną λ (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego (1) oblicza się z następującego wyrażenia λ = QH x [L/(T1 - T2)] gdzie przewodność cieplna λ (W/mK) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego (1) jest określona w zależności od:
wartości przepływu ciepła QH (W/m2) = (Q1 + Q2)/2], gdzie każda z wartości Q1 (W/m2) i Q2 (W/m2) otrzymana jest przez zmierzenie wartości przepływu ciepła przy każdym członie kontaktowym (21, 22) za pomocą miernika przepływu ciepła (31, 32) dołączonego do członu kontaktowego odległości L (m) pomiędzy dwoma końcami (11, 12) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego; oraz wartości temperatury T1 (K) i T2 (K) dwóch końców (11, 12) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego w warunkach stanu ustalonego temperatury całej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ciśnienie kontaktu pomiędzy członem kontaktowym (21, 22) a końcem (11, 12) struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego (1) ustawia się na wartość 1-10 kG/cm2 (98,1-981 kPa).
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że przeciwległą część bocznej strony struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego (1) pokrywa się materiałem izolującym cieplnie (5).
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego (1) jest wykonana z materiału o przewodności cieplnej co najmniej 1 W/mK.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że struktura komórkowa podobna do plastra pszczelego (1) zawiera co najmniej jeden materiał wybrany z grupy złożonej z węglika krzemu, kompozytu z węglika krzemu i metalicznego krzemu oraz azotku krzemu.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002077557A JP4155749B2 (ja) | 2002-03-20 | 2002-03-20 | ハニカム構造体の熱伝導率の測定方法 |
| PCT/JP2003/003083 WO2003078988A1 (fr) | 2002-03-20 | 2003-03-14 | Procede pour mesurer une conductivite thermique d'une structure en nid d'abeille |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL374057A1 PL374057A1 (pl) | 2005-09-19 |
| PL210071B1 true PL210071B1 (pl) | 2011-11-30 |
Family
ID=28035527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL374057A PL210071B1 (pl) | 2002-03-20 | 2003-03-14 | Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7682072B2 (pl) |
| EP (1) | EP1486774B1 (pl) |
| JP (1) | JP4155749B2 (pl) |
| KR (1) | KR20040094813A (pl) |
| AU (1) | AU2003213376A1 (pl) |
| PL (1) | PL210071B1 (pl) |
| WO (1) | WO2003078988A1 (pl) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002131257A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Nisshinbo Ind Inc | 熱伝導率測定方法、測定装置及び断熱材の製造方法 |
| US7077563B2 (en) * | 2003-11-19 | 2006-07-18 | General Electric Company | Deposition sensor based on differential heat flux measurement |
| US7226206B2 (en) * | 2005-05-12 | 2007-06-05 | Guardian Building Products, Inc. | Dynamic heat flow meter for measuring thermal properties of insulation or the like, and corresponding method |
| WO2009054473A1 (ja) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Toppan Printing Co., Ltd. | 反応チップ及び反応方法、遺伝子処理装置用温度調節機構及び遺伝子処理装置 |
| CN102024977B (zh) * | 2009-09-22 | 2013-12-11 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 手机电池 |
| US8517600B2 (en) * | 2009-10-27 | 2013-08-27 | General Electric Company | Deposition sensor based on differential heat transfer resistance |
| JP5827097B2 (ja) * | 2011-10-17 | 2015-12-02 | ニチアス株式会社 | 熱伝導率測定方法 |
| JP5990095B2 (ja) * | 2012-12-18 | 2016-09-07 | 日本碍子株式会社 | 微粒子捕集フィルタ |
| JP6022059B2 (ja) * | 2013-06-10 | 2016-11-09 | 三菱電機株式会社 | ハニカムサンドイッチ構造体およびハニカムサンドイッチ構造体の製造方法 |
| CN103499604A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-08 | 中国航天科工集团第六研究院二一○所 | 蜂窝复合板导热系数测试装置及方法 |
| KR101713443B1 (ko) * | 2015-10-19 | 2017-03-07 | 울산대학교 산학협력단 | 발열체 평가장치 및 방법 |
| CN105572163B (zh) * | 2016-01-23 | 2018-08-21 | 太原理工大学 | 混凝土干燥状态下导热系数测定装置 |
| US11137362B2 (en) | 2019-12-10 | 2021-10-05 | Covestro Llc | Method for assessing the long-term thermal resistance of closed-cell thermal insulating foams at multiple mean temperatures |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3238775A (en) * | 1962-01-02 | 1966-03-08 | Lockheed Aircraft Corp | Heat flux responsive device |
| US4155244A (en) * | 1977-12-30 | 1979-05-22 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Apparatus for determining thermal conductivity of materials |
| JPS54123082A (en) * | 1978-03-17 | 1979-09-25 | Toshiba Corp | Thermal conductivity meter |
| PL139300B1 (en) * | 1983-04-27 | 1987-01-31 | Pan Ct Badan Molekularnych I M | Method of determination of thermal conductivity and heat storage capacity of materials and apparatus therefor |
| US4553852A (en) * | 1983-12-07 | 1985-11-19 | W. R. Grace & Co. | Apparatus and method for heat flow measurement |
| JPS60201224A (ja) * | 1984-03-27 | 1985-10-11 | Kyushu Daigaku | 多層薄膜熱伝達ゲ−ジ |
| FR2598803B1 (fr) * | 1986-05-16 | 1988-09-02 | Anvar | Dispositif pour mesurer l'intensite d'un flux radiatif |
| US5270092A (en) * | 1991-08-08 | 1993-12-14 | The Regents, University Of California | Gas filled panel insulation |
| US5297868A (en) * | 1993-06-23 | 1994-03-29 | At&T Bell Laboratories | Measuring thermal conductivity and apparatus therefor |
| EP0638607B1 (en) * | 1993-08-10 | 1999-07-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thermal insulator and method for producing the same |
| JPH0760116A (ja) | 1993-08-24 | 1995-03-07 | Sharp Corp | 脱臭素子及びその脱臭素子を用いた脱臭装置 |
| JP3477940B2 (ja) | 1995-09-05 | 2003-12-10 | 松下電器産業株式会社 | 排ガスフィルターの製造方法 |
| US5846276A (en) * | 1995-07-05 | 1998-12-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Exhaust gas filter |
| EP0885387A1 (en) * | 1996-03-08 | 1998-12-23 | Holometrix, Inc. | Heat flow meter instruments |
| US6331075B1 (en) * | 1998-05-01 | 2001-12-18 | Administrator, National Aeronautics And Space Administration | Device and method for measuring thermal conductivity of thin films |
| US6142662A (en) * | 1998-06-16 | 2000-11-07 | New Jersey Institute Of Technology | Apparatus and method for simultaneously determining thermal conductivity and thermal contact resistance |
| US6183128B1 (en) * | 1999-05-03 | 2001-02-06 | Westvaco Corporation | Apparatus and method for determining paperboard thermal conductivity |
| AU4431100A (en) * | 1999-05-11 | 2000-11-21 | Hitachi Maxell, Ltd. | Magnetic recording medium and its production method, and magnetic recorder |
| JP2000329718A (ja) | 1999-05-20 | 2000-11-30 | Nippon Light Metal Co Ltd | 発泡体試料の熱伝導率測定方法及び測定装置 |
| JP2001021512A (ja) | 1999-07-08 | 2001-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 熱伝導率測定装置 |
| WO2001010941A1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Mousse de resine thermoplastique et procede de fabrication |
| US6408256B1 (en) * | 1999-10-01 | 2002-06-18 | Colorado State University Research Foundation | Apparatus and method for thermal evaluation of any thin material |
| JP3756721B2 (ja) * | 2000-03-24 | 2006-03-15 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用フィルター |
| JP2001316188A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-13 | Asahi Glass Co Ltd | 窒化ケイ素質多孔体およびその製造方法 |
| JP2002131257A (ja) * | 2000-10-26 | 2002-05-09 | Nisshinbo Ind Inc | 熱伝導率測定方法、測定装置及び断熱材の製造方法 |
| JP3858660B2 (ja) * | 2001-10-10 | 2006-12-20 | 株式会社日立製作所 | 樹脂の熱抵抗測定方法 |
| JP4246425B2 (ja) * | 2001-10-15 | 2009-04-02 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルター |
| WO2003036024A2 (en) * | 2001-10-24 | 2003-05-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Method and system for in situ heating a hydrocarbon containing formation by a u-shaped opening |
| JP4293753B2 (ja) * | 2002-03-19 | 2009-07-08 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルター |
| DE10234500A1 (de) * | 2002-07-23 | 2004-02-19 | Siemens Ag | Verfahren zur Wärmeableitung in Mobilfunkgeräten und ein entsprechendes Mobilfunkgerät |
| US6945691B2 (en) * | 2002-11-27 | 2005-09-20 | Delphi Technologies, Inc. | Method and apparatus for inferring a temperature |
| CO5310581A1 (es) * | 2003-02-10 | 2003-08-29 | Inst Capacitacion E Invest Plastico Y Caucho | Metodo y celda de medicion para la determinacion de la difu- sividad termica de materiales durante el proceso de transfe- rencia de calor por conduccion con rapidos cambios de tempe- ratura que pueden incluir cambio de fase. |
| JP4932256B2 (ja) * | 2003-09-12 | 2012-05-16 | イビデン株式会社 | セラミック焼結体およびセラミックフィルタ |
| CN100526615C (zh) * | 2003-12-25 | 2009-08-12 | 揖斐电株式会社 | 排气净化装置及排气净化装置的再生方法 |
-
2002
- 2002-03-20 JP JP2002077557A patent/JP4155749B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-14 WO PCT/JP2003/003083 patent/WO2003078988A1/ja active Application Filing
- 2003-03-14 PL PL374057A patent/PL210071B1/pl unknown
- 2003-03-14 EP EP03708618A patent/EP1486774B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-14 KR KR10-2004-7014620A patent/KR20040094813A/ko active Search and Examination
- 2003-03-14 AU AU2003213376A patent/AU2003213376A1/en not_active Abandoned
- 2003-03-14 US US10/505,334 patent/US7682072B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4155749B2 (ja) | 2008-09-24 |
| WO2003078988A1 (fr) | 2003-09-25 |
| PL374057A1 (pl) | 2005-09-19 |
| EP1486774B1 (en) | 2011-11-09 |
| US7682072B2 (en) | 2010-03-23 |
| AU2003213376A1 (en) | 2003-09-29 |
| JP2003270180A (ja) | 2003-09-25 |
| US20050105584A1 (en) | 2005-05-19 |
| EP1486774A1 (en) | 2004-12-15 |
| KR20040094813A (ko) | 2004-11-10 |
| EP1486774A4 (en) | 2008-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL210071B1 (pl) | Sposób mierzenia przewodności cieplnej struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego | |
| Litovsky et al. | Gas pressure and temperature dependences of thermal conductivity of porous ceramic materials: part 1, refractories and ceramics with porosity below 30% | |
| US4007435A (en) | Sensor device and method of manufacturing same | |
| Daryabeigi et al. | Combined heat transfer in high-porosity high-temperature fibrous insulation: Theory and experimental validation | |
| KR100842595B1 (ko) | 연속 소성로 및 이것을 이용한 다공질 세라믹 부재의 제조방법 | |
| Martin et al. | Thin film sensors for surface measurements [in aerospace simulation facilities] | |
| US20070059483A1 (en) | Ceramic honeycomb structure body and method of producing the same | |
| CN113272475B (zh) | 复合部件 | |
| CA1276485C (en) | Copper-silver-titanium filler metal for direct brazing of structural ceramics | |
| WO2007125667A1 (ja) | ハニカム構造体 | |
| EP0594290B1 (en) | Ceramic body and method and apparatus for detecting change thereof | |
| US20040159152A1 (en) | Flow sensor element and method of using same | |
| Ganesan et al. | Thermal resistance of Open-Cell metal foam with thermal interface materials (TIM) | |
| Harada et al. | Durability study on Si-SiC material for DPF (3) | |
| Reddy et al. | High temperature durability of electrically heated extruded metal support | |
| EP2085369A1 (en) | Porous fired body and manufacturing method thereof | |
| JP5282034B2 (ja) | スペーサ付ハニカムセグメントの製造方法 | |
| Savija et al. | Effective thermophysical properties of thermal interface materials: part II—experiments and data | |
| Brodnik et al. | Out‐of‐plane mechanical characterization of acicular mullite and aluminum titanate diesel particulate filters | |
| US20230037628A1 (en) | Compliant suture-based joinery | |
| US20030008065A1 (en) | Reference standard for inspection of dual-layered coatings | |
| WO2023234302A1 (ja) | 気泡率センサ、これを用いた流量計および液体移送管 | |
| Gulati et al. | High temperature strength behavior of ceramic versus metal substrates | |
| Sudreau et al. | A refined statistical approach to thermal fatigue life prediction | |
| Francis et al. | Thermal Conductivity in Ceramic‐Metal Laminates |