ASTM E2683-09
Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores de gradiente de temperatura con inserto empotrado

Estándar No.

ASTM E2683-09

Fecha de publicación

2009

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Estado

Remplazado por

ASTM E2683-17

Ultima versión

ASTM E2683-17

Alcance

El propósito de este método de prueba es medir el flujo neto de calor hacia o desde una ubicación en la superficie. Para medir el componente de energía radiante se requiere la emisividad o absortividad del revestimiento de la superficie del medidor. Al medir el componente de energía convectiva se deben minimizar y caracterizar las posibles alteraciones físicas y térmicas de la superficie. Es necesario considerar cómo la presencia del medidor altera el flujo de calor de la superficie. La cantidad deseada suele ser el flujo de calor en la ubicación de la superficie sin la presencia del medidor. Las limitaciones de temperatura están determinadas por las propiedades del material del calibre, el método de montaje del elemento sensor y cómo se conectan los cables. El rango de flujo de calor que se puede medir y el tiempo de respuesta están limitados por el diseño del medidor y los detalles de construcción. Con los medidores actuales se obtienen fácilmente mediciones desde una fracción de 1 kW/m2 hasta más de 10 MW/m2. Con sensores de película delgada es posible un tiempo de respuesta de menos de 10 μs, mientras que los sensores más gruesos pueden tener tiempos de respuesta del orden de 1 s. Es importante elegir el estilo y las características del medidor para que coincidan con el rango y el tiempo de respuesta de la aplicación requerida. Cuando los sensores de termopar diferencial se operan según lo especificado para el flujo de calor unidimensional y dentro de las limitaciones de tiempo de respuesta correspondientes, la salida de voltaje es directamente proporcional al flujo de calor. La sensibilidad, sin embargo, puede ser función de la temperatura del calibre. El flujo de calor medido se basa en un análisis unidimensional con un flujo de calor uniforme sobre la superficie del medidor. Las mediciones del flujo de calor convectivo son particularmente sensibles a las alteraciones de la temperatura de la superficie. Debido a que el coeficiente de transferencia de calor también se ve afectado por cualquier falta de uniformidad en la temperatura de la superficie, el efecto de un pequeño cambio de temperatura con la ubicación se amplifica aún más, como lo explican Moffat et al. (2) y Diller (3). Además, cuanto menor es el área de la superficie de referencia, mayor es el efecto sobre el coeficiente de transferencia de calor de cualquier falta de uniformidad en la temperatura de la superficie. Por lo tanto, las alteraciones de la temperatura de la superficie causadas por el medidor deben mantenerse mucho más pequeñas que la diferencia de temperatura entre la superficie y el ambiente que impulsa el flujo de calor. Esto requiere una buena trayectoria térmica entre el sensor y la superficie en la que está montado. Si el medidor no está enfriado por agua, es importante una buena ruta térmica hacia el disipador de calor del sistema. El medidor debe tener una conductividad térmica efectiva igual o mayor que la del material circundante. También debe tener un buen contacto físico asegurado por un ajuste perfecto en el orificio y un método para apretar el medidor en la superficie. En la Fig. 2 se ilustra un método de ejemplo utilizado para apretar el calibre al material de la superficie. La carcasa del calibre tiene una brida y una tuerca de ajuste separada roscada en el material de la superficie. Si el medidor está enfriado por agua, el camino térmico hacia la placa es menos importante. La transferencia de calor al medidor ingresa al agua como disipador de calor en lugar de a la placa circundante. En consecuencia, la resistencia térmica entre el calibre y la placa puede incluso aumentarse para desalentar la transferencia de calor desde la placa al agua de refrigeración. Desafortunadamente, esto también puede aumentar el desajuste térmico entre el medidor y la superficie circundante. La figura 2 muestra un medidor de flujo de calor montado en una placa con la temperatura superficial del medidor de Ts y la temperatura superficial de la placa circundante de Tp. Como se analizó anteriormente, una diferencia de temperatura entre el calibre y la placa también puede aumentar el coeficiente de transferencia de calor local sobre el calibre. Esto amplifica el error de medición. En consecuencia, un medidor de flujo de calor bien diseñado mantendrá la diferencia de temperatura ........

ASTM E2683-09 Documento de referencia

• ASTM E511 Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando una lámina circular de cobre-constantano, medidor de flujo de calor

ASTM E2683-09 Historia

• 2017 ASTM E2683-17 Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores de gradiente de temperatura con inserto empotrado
• 2009 ASTM E2683-09 Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores de gradiente de temperatura con inserto empotrado