Construcción de un equipo térmico para medir conductividad térmica

En este trabajo se presenta el diseño y la construcción de una caja caliente, con un área transversal de 46 cm x 46 cm, para determinar el coeficiente de Conductividad Térmica de hormigones con agregados de polietileno de Alta y Baja Densidad, bajo las normas ASTMC1363-11, ASTMC177-19 y la Norma nacional IRAM 11559-95. Para diseñarla se definieron las condiciones atmosféricas específicas a las que va a estar sometida en su vida útil, evaluándose también el desarrollo de nuevos materiales. La caja caliente con guarda consta de dos secciones principales: sección caliente y sección fría. La base, el techo y las paredes son de madera la cual está provista de tornillos con tuercas galvanizadas para facilitar la instalación y montaje de los diferentes tipos de probetas como de los instrumentos de medición. Con la finalidad de mantener estable la temperatura del aire y los coeficientes de trasferencia de calor, se mantienen las secciones selladas con Poliestireno Expandido bajo presión, para que las pérdidas de calor sean mínimas. Se midió la temperatura mediante termocuplas tipo K, en donde la ubicación y tolerancia de dichos instrumentos están en función de las Normas ASTM e IRAM. Los resultados alcanzados con el equipo han demostrado una concordancia satisfactoria con los valores de conductividad térmica obtenidos de las bibliografías.

本研究阐述了设计并构建一个横截面面积为46厘米乘以46厘米的热箱的过程，旨在测定含有高密度与低密度聚乙烯骨料的混凝土的热导率，遵循ASTMC1363-11、ASTMC177-19以及国家IRAM 11559-95标准。在设计中，明确了热箱在其使用寿命期间所承受的特定大气条件，并对新材料的研发进行了评估。该带护罩的热箱主要由两个部分组成：热区与冷区。底部、顶部及侧面采用木质材料制成，并配备有镀锌螺丝以简化不同类型试件及测量仪器的安装与组装。为维持空气温度及热传递系数的稳定性，各部分通过加压聚苯乙烯泡沫进行密封，以最大限度地减少热量损失。温度测量采用K型热电偶，其位置与公差均符合ASTM与IRAM标准。该设备所获得的实验结果与文献中报道的热导率数值表现出令人满意的吻合度。