مقایسه روش های آزمایش صفحه داغ حفاظ دار و سه نقطه برای اندازه گیری ضریب انتقال حرارتی در عایق های فیبری

روش های آزمایشگاهی پایا و گذرا دو روش شناخته شده برای اندازه گیری ضریب انتقال حرارت هستند. روش های گذرا به دلیل هزینه پایین و طیف دمایی گسترده تر کاربرد بیشتری دارند. ولی در مورد عایق های فیبری کاربرد روش های گذرا کمتر است. این موضوع به دلیل رسانایی ضعیف، نمونه های غیرهمگن در این عایق ها است. صفحه داغ حفاظ دار و سه نقطه، دو روش مهم در اندازه گیری ضریب انتقال حرارت در عایق های فیبری محسوب می شوند. این مقاله به مقایسه این دو روش آزمایش پرداخته و معیار اصلی بررسی، حداقل واریانس در نتیجه نهایی آزمایش است. واریانس نتیجه نهایی نسبت معکوس با دترمینان ماتریس حساسیت دارد. برای محاسبه ماتریس حساسیت، ابتدا توزیع دما در ضخامت عایق حرارتی به صورت گذرا و با در نظر گرفتن تخمین اولیه برای ضرایب انتقال حرارت محاسبه می شود. این تخمین اولیه از داده های آزمایشگاهی منابع دیگر به دست آمده است. تغییر در تعداد سنسورهای حرارتی، محل قرارگیری آنها، هندسه عایق و مدت زمان آزمایش باعث تغییر در مقدار دترمینان ماتریس حساسیت خواهد شد. آزمایش بهینه با یافتن مقدار بیشینه این دترمینان مشخص می شود. بررسی ها نشان می دهند که در روش آزمایش گذرای سه نقطه، حالت بهینه استفاده از دو سنسور حرارتی بر روی عایق با ضخامت ۲ سانتی متر طی ۱۰۰ ثانیه است، در حالی که در روش صفحه داغ حفاظ دار، حالت بهینه شامل دو سنسور حرارتی روی عایق با ارتفاع ۵ سانتی متر طی ۳۰۰ ثانیه می باشد. تحلیل ها نشان می دهند که واریانس نتیجه نهایی در روش سه نقطه، کمتر از روش صفحه داغ حفاظ دار است، که می تواند تاثیر مهمی بر دقت اندازه گیری ضریب انتقال حرارت داشته باشد.

کلیدواژه ها:

experiment design ، High Temperature Insulator ، Transient Experiment ، ۳ point method ، Guarded Hot plate method