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Messvorrichtung für Temperatur-Stoffkonstanten

Wilhelm, Andreas (1995):
Messvorrichtung für Temperatur-Stoffkonstanten.
Technische Universität Darmstadt, [Diploma Thesis or Magisterarbeit]

Abstract

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Diplomarbeit wird untersucht, wie die thermischen Stoffkonstanten Wärmeleitfähigkeit und -kapazität unbekannter Stoffproben gemessen werden können.

Nach der Untersuchung von Meßverfahren aus der Praxis wird durch theoretische Betrachtungen mit thermischen Ersatzschaltbildern nach neuen Prinzipien gesucht. Es ergeben sich mehrere vielversprechende Ansätze, bei denen die Materialprobe erwärmt und ihr Temperatur-Zeitverhalten untersucht wird. Eine Auswahl der besten Prinzipien erfolgt durch praktische Erprobung in Versuchen mit folgendem Meßsystem.

Eine Halogenlampe dient als Wärmestrahler zum Erwärmen zweier quaderförmiger Stoffproben, von denen die eine bekannte Eigenschaften besitzt. Mit Hilfe von Thermoelementen werden an drei Meßstellen die Temperaturen gemessen. Ein Computer erfaßt mit einer Analog/Digital-Wandlerkarte die Temperaturen in Abhängigkeit der Zeit. Es zeigt sich, daß aus dem Abkühlungsverhalten der zuvor erwärmten Proben die unbekannte Wärmekapazität ermittelt werden kann.

Die Wärmeleitfähigkeit hingegen kann bei Verwendung der Halogenlampe nicht gemessen werden. Wird die unbekannte Probe dem kurzen Energieimpuls einer Blitzlampe ausgesetzt, so kann die Wärmeleitfähigkeit aus der Anstiegszeit der Temperatur berechnet werden.

Aus Meßreihen ergeben sich folgende technische Daten:

* Meßbereich Wärmeleitfähigkeit: 0,17 bis 0,27 W/m*K

* Meßbereich spezifische Wärmekapazität: 460...1900 J/kg*K

Material: Kunststoffe Polyamid

* relativer Fehler: ±15%

* typische Meßdauer bis 1min

Material: Stahl

* relativer Fehler: ±15%

* typische Meßdauer: bis 15 min

Item Type: Diploma Thesis or Magisterarbeit
Erschienen: 1995
Creators: Wilhelm, Andreas
Title: Messvorrichtung für Temperatur-Stoffkonstanten
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In der vorliegenden Diplomarbeit wird untersucht, wie die thermischen Stoffkonstanten Wärmeleitfähigkeit und -kapazität unbekannter Stoffproben gemessen werden können.

Nach der Untersuchung von Meßverfahren aus der Praxis wird durch theoretische Betrachtungen mit thermischen Ersatzschaltbildern nach neuen Prinzipien gesucht. Es ergeben sich mehrere vielversprechende Ansätze, bei denen die Materialprobe erwärmt und ihr Temperatur-Zeitverhalten untersucht wird. Eine Auswahl der besten Prinzipien erfolgt durch praktische Erprobung in Versuchen mit folgendem Meßsystem.

Eine Halogenlampe dient als Wärmestrahler zum Erwärmen zweier quaderförmiger Stoffproben, von denen die eine bekannte Eigenschaften besitzt. Mit Hilfe von Thermoelementen werden an drei Meßstellen die Temperaturen gemessen. Ein Computer erfaßt mit einer Analog/Digital-Wandlerkarte die Temperaturen in Abhängigkeit der Zeit. Es zeigt sich, daß aus dem Abkühlungsverhalten der zuvor erwärmten Proben die unbekannte Wärmekapazität ermittelt werden kann.

Die Wärmeleitfähigkeit hingegen kann bei Verwendung der Halogenlampe nicht gemessen werden. Wird die unbekannte Probe dem kurzen Energieimpuls einer Blitzlampe ausgesetzt, so kann die Wärmeleitfähigkeit aus der Anstiegszeit der Temperatur berechnet werden.

Aus Meßreihen ergeben sich folgende technische Daten:

* Meßbereich Wärmeleitfähigkeit: 0,17 bis 0,27 W/m*K

* Meßbereich spezifische Wärmekapazität: 460...1900 J/kg*K

Material: Kunststoffe Polyamid

* relativer Fehler: ±15%

* typische Meßdauer bis 1min

Material: Stahl

* relativer Fehler: ±15%

* typische Meßdauer: bis 15 min

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Analogie E-Technik / Wärmelehre, Temperaturfühler, Wärmekapazität, Wärmeleitung
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
Date Deposited: 04 Oct 2011 10:51
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKD 1246

Art der Arbeit: Diplomarbeit

Beginn Datum: 09-11-1994

Ende Datum: 14-02-1995

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik (ET)

Vertiefungsrichtung: Elektromechanische Konstruktionen (Dipl.)

Abschluss: Diplom (EMK)

Identification Number: 17/24 EMKD 1246
Referees: Schäfer, Dipl.-Ing. Robert and Cramer, Prof. Dr.- Bernhard
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