O método de fio quente: técnica em paralelo e técnica de superfície

Abstract

A condutividade térmica é uma das propriedades físicas mais importantes de um material. A sua determinação experimental apresenta algumas dificuldades e requer alta precisão na determinação dos fatores necessários para o seu cálculo. O método de medida de condutividade térmica para materiais refratários mais usado hoje em todo o mundo, tanto nos centros de pesquisa, quanto nos laboratórios industriais, é o Método do Fio Quente, onde a condutividade térmica é calculada a partir do transiente de temperatura gerado por uma fonte de calor ideal, infinitamente longa e fina num meio material infinito. Neste trabalho são comparados os resultados obtidos utilizando-se duas técnicas diferentes para a detecção do transiente térmico: numa delas, a temperatura é medida na superfície do fio quente, (técnica de fio quente de superfície), e na outra, a temperatura é medida a uma certa distância do fio quente (técnica de fio quente paralelo). Os resultados experimentais mostram uma grande vantagem da técnica de fio quente de superfície em relação a técnica de fio quente paralelo para materiais com condutividade térmica superior a 10 W/mK. O intervalo de tempo considerado no cálculo é bem maior que aquele que seria utilizado na técnica de fio quente paralelo, obtendo-se assim resultados mais precisos e confiáveis.

Avaliação da condutividade térmica de concretos leves com argila expandida

“…Para materiais refratários esses dois corpos-de-prova são sobrepostos e no corpo-de-prova inferior são feitos sulcos para o posicionamento do fio quente (resistência khantal) e o termopar (K cromel alumel). Após a colocação dos fios os sulcos são preenchidos com o próprio pó resultante [9][10]. Porém no caso dos corpos-de-prova de concreto, especificamente devido ao tamanho dos agregados (argila expandida) e homogeneidade do material, foi observado num ensaio teste que essa forma de obtenção dos resultados não estava condizendo com os valores indicados por norma [6], daí optou-se por moldá-los com os fios já inseridos, o que contribuiu para a obtenção dos resultados.…”

“…A determinação experimental da condutividade térmica apresenta algumas dificuldades e requer alta precisão na determinação dos fatores necessários para o seu cálculo. O Método do Fio Quente Paralelo utilizado neste trabalho é um método de medida de condutividade térmica para materiais refratários mais utilizado hoje em todo o mundo, tanto nos centros de pesquisa, quanto nos laboratórios industriais, onde a condutividade térmica é calculada a partir do transiente de temperatura gerado por uma fonte de calor ideal, infinitamente longa e fina num meio material infinito [10].…”

“…Entretanto, este método tem duas limitações: materiais condutores elétricos, e materiais de alta condutividade térmica, o que não é o caso do concreto leve em questão. A técnica de fio quente paralelo foi normalizada em 1978 pela norma DIN 51046-Parte 2 [10].…”

Advances on the hot wire technique

“…The equation relating these properties is given by a = k ρc p (1) where a = thermal diffusivity (m 2 /s), k = thermal conductivity (W/mK), ρ = bulk density (kg/m 3 ) and c p = specific heat at constant pressure (J/kg K). Thermal conductivity is the property that determines the working temperature levels of a material, and it is an important parameter in problems involving steady state heat transfer.…”

Aplicação da técnica de fio quente na determinação das propriedades térmicas de polímeros fundidos

“…Hoje em dia, várias técnicas diferentes para a determinação da condutividade térmica e difusividade térmica podem ser encontradas na literatura [4] . Neste trabalho, utilizando-se a técnica de fio quente, são medidas experimentalmente essas propriedades para três polímeros semi-cristalinos (PEAD, PEBD e PP), e dois polímeros amorfos (PS e HIPS).…”