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Friday, November 17, 2017

Weekly tip ISC: INCORPORACIÓN DE NUEVO EQUIPAMIENTO A LOS LABORATORIOS DEL ISC

Las líneas de investigación del ISC incluyen las aportaciones del equipo de Ingeniería Térmica y de Fluidos dirigido por el doctor David Astrain Ulibarrena. Este grupo solicitó, durante el curso 2017-18, la adquisición de un nuevo equipo denominado DTC-25 para uso de todos los miembros del mismo. Se trata de un conductivímetro, que emplea un flujo de calor y la medida de temperaturas para determinar la conductividad térmica de materiales sólidos o pastas.

Este equipo es de gran importancia para caracterizar sistemas y procesos térmicos que puedan tener lugar en diferentes tipos de aplicaciones. La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que afecta a la capacidad de conducir calor, por tanto, es un parámetro que influye en el comportamiento de numerosos dispositivos, especialmente en aquellos en los que la temperatura sea una variable importante. Algunos ejemplos de aplicaciones en las que este parámetro puede ser objeto de estudio son: aislamiento de elementos eléctricos y electrónicos, climatización, intercambiadores de calor, paneles solares térmicos y fotovoltaicos, climatización, dispositivos de generación termoeléctrica, etc.

El DTC-25 es un equipo construido conforme a la normativa ASTM E1530. Mide la conductividad térmica de materiales de diferente naturaleza, en un rango de valores que va desde 0,1 hasta 20 W/mK. Debido a la configuración del equipo, las muestras deben tener una geometría plana y circular, con un diámetro de 50 mm y un espesor que puede oscilar entre 0,1 mm y 32 mm. Existe una celda para poder realizar mediciones a materiales en forma de pasta y patrones de calibración de acero inoxidable y vespel, en diferentes espesores.

CromatógrafoLa muestra se coloca entre dos superficies metálicas pulidas y un equipo neumático aporta la carga de compresión necesaria para la realización del ensayo.

Diferentes sensores de temperatura, colocados en la parte superior e inferior de la torre de carga, además de en el disipador, aportan los valores de temperatura durante el ensayo. Estos datos de temperatura se pueden leer de forma simultánea a la realización del ensayo mediante la pantalla en el frente del equipo.

A su vez, se pueden recoger y tratar los resultados mediante un software específico para la realización de ensayos de conductividad térmica, disponible con el equipo.

 

El método de medida que sigue este equipo consiste en la creación de un flujo de calor uniaxial a través de una estructura en forma de columna, en cuyo interior se coloca la muestra, de espesor conocido. Para ello, se mantiene la parte superior calentada mediante una resistencia eléctrica (consiguiendo una temperatura constante de 45 °C) y la parte inferior refrigerada mediante un circuito auxiliar de agua.

Las superficies entre las que se coloca el material a medir son de un metal pulido, de conductividad térmica conocida, y ejercen una fuerza de compresión suficiente para conseguir resistencias térmicas de contacto bajas (se emplea también pasta térmica en los contactos).

Una vez que se alcanza un equilibrio térmico, se mide el salto de temperatura en la muestra y el flujo de calor. Estos valores y el espesor de la muestra se emplean para calcular la conductividad térmica del material.

Ya se han realizado pruebas con este equipo obteniendo las siguientes conductividades:

Entradas

Salida

Material

Presión (Psi)

Temperatura (°C)

Espesor (mm)

Conductividad (W/mk)

Nefalit

20

25

1,9

0,10

Goma EVA

20

24,93

3

0,27

Este equipo de medida está situado en el laboratorio del ISC en el edificio Jerónimo de Ayanz, en la planta -1 del mismo.



Research Institutes
Jeronimo de Ayanz Building
Public University of Navarre
Campus de Arrosadia 31006 - Pamplona
Tel. +34 948 169512
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