KD2 Pro přístroj pro měření tepelných vlastností

1. KD2 Propřístroj pro měření tepelných vlastností Doug Cobos Decagon Devices

2. Co myslíme pod pojmem tepelné vlastnosti? • Tepelná vodivost (k) • Schopnost materiálu přenášet teplo vedením • W m-1 C-1 • 1/k = tepelný odpor (R) • Tepelná kapacita (Cv) • Množství energie potřebné k ohřátí jednotky objemu materiálu o 1°C • MJ m-3 C-1

3. Co myslíme pod pojmem tepelné vlastnosti? • Tepelná difuzivita (rozptyl) (D) • Rychlost šíření teplotní změny • mm2 s-1 • rovno podílu k/Cv

4. Proč měříme tepelné vlastnosti v potravinách? • Energetická náročnost tepelné úpravy (vaření) • Doba a teplota vaření/chlazení • Mražení a chlazení • Řízení kvality surovin a produktů • sýrové koláčky, šamponování

5. Proč měříme tepelné vlastnosti půdy? • V zemi uložené silové kabely • Povrchová energetická rovnováha (Země a Mars) • Hloubka, do které pronikne teplo v půdě • Množství energie akumulované v půdě

6. Další aplikace tepelných vlastností • Izolace • Vrtný kal (chladicí kapaliny vrtné/řezné) • Motorový olej • Základní materiálový výzkum • nanokapaliny • polymery

7. Jak jsou tepelné vlastnosti obecně měřeny? • Cv – diferenční skenovací kalorimetr (differential scanning calorimeter, DSC) • k – metoda chráněné tepelné desky • D – záblesková metoda (laser flash) nebo poměr k/Cv

8. Nevýhody tradičních analyzátorů • Vyžaduje použití dílčích vzorků (destruktivní) • Časově náročné měření (více jak 10 minut) • Složité – vyžaduje školeného technika • Nutnost provádění kalibrací

9. Nevýhody tradičních analyzátorů • Nepřenosné • Nejsou fyzicky robustní • Neumí měřit tepelné vlastnosti kapalin • Drahé(400.000Kčaž2.000.000Kč)

10. Jak KD2 Pro měří tepelné vlastnosti? • Tepelný pulz aplikován do jednoduché nebo dvojité vpichové sondy • Teplotní nárůst a pokles na jednoduché vyhřívané vpichové sondě určuje k

11. Jak KD2 Pro měří tepelné vlastnosti? • Teplotní nárůst na druhé vpichové sondě určujeCva D

12. KD2 Pro metoda • Prvoprincipiální metoda (First-principles method) • Robustní a přesná • Rychle rostoucí popularita měřicí metody • ASTM Standard D5334 • IEEE Standard 442-1981

13. Jaká přináší KD2 Pro zlepšení oproti stávajícím technologiím? • Ne-destruktivní měření • Doba měření 2 minuty • Nevyžaduje kalibraci • Minimální požadavky na proškolení

14. Vzorová data z KD2Pro (měřeno laikem) Fontana et. al., 2001. ASAE paper #01-6101

15. Vzorová data z KD2Pro (měřeno laikem) Fontana et. al., 2001. ASAE paper #01-6101

16. Jaká zlepšení přináší KD2 Pro oproti stávajícím přístrojům? • Měří kapaliny, pevné látky i práškové materiály • Přenosný • Robustní • < 100.000,- Kč

17. KD2 Pro školení • KD2 Pro • Měří k, r, Cv, D (všechny tepelné vlastnosti) • Jednoduché vpichové sondy (KS-1, TR-1) měří pouze k a r • Malá vpichová sonda KS-1 je doporučena pro téměř všechna měření k a r – nejlepší přesnost • Jednoduché vpichové sondy měří k a r všech kapalin

18. KD2 Pro školení • KD2 Pro • Dvojitá vpichová sonda SH-1 měří k, r, Cv a D • Jediná sonda, která měříCv and D • Neumí měřit tepelné vlastnosti neviskózních kapalin • Jehly musí zůstat paralelní

19. Shrnutí měření v kapalinách

20. Správná měřicí praxe • Musí být dobrý kontakt mezi vzorkem a vpichovou sondou • Teplovodivá pasta může pomoci • V tvrdých materiálech použijte vrták pro přípravu pilotní díry • Teplota vzorku se nesmí během měření měnit • Před zahájením měření nechte teplotu vzorku stabilizovat

21. Správná měřicí praxe • Vpichové sondy musí být zcela zasunuty do vzorku • Sondy se nesmí pohybovat během měření kapalin • Zamezte vibracím, netřepejte • Dvojité sondy musí zůstat rovnoběžné – správná vzdálenost je kritická

22. KD2 Pro školení • KD2 Pro • Záznam dat • Možnost označení datových souborů • Možnost stažení pouze vyhodnocených dat • Možnost stažení zpracovaných i surových dat • KD2 Pro Utility (software pro konfiguraci a zpracování dat) součástí dodávky přístroje