Mikä on bimetallinauha: Rakentaminen ja sen tyypit

Mikä on bimetallinauha: Rakentaminen ja sen tyypit

Jokaisella maailmankaikkeuden metallimateriaalilla on omat ominaisuutensa, kuten sähköiset ominaisuudet, mekaaniset ominaisuudet, magneettiset ominaisuudet, kemialliset ominaisuudet, lämpöominaisuudet ja optiset ominaisuudet. Tässä artikkelissa kerrotaan bimetalliliuskasta, joka perustuu lämpölaajenemisominaisuuteen. Sitä havaitaan yleensä sovelluksissa, kuten rautakotelo, lämmittimet, vedenkeittimet jne. Bimetallinauha muuttuu lämpöenergia mekaaniseen siirtymään.



Mikä on kaksimetallinen nauha?

Määritelmä: Bimetallinauha toimii lämpölaajenemisen periaatteella, joka määritellään metallin tilavuuden muutokseksi lämpötilan muuttuessa. Bimetallinauha toimii kahdella metallin perustekijällä.


  • Ensimmäinen perustekijä on lämpölaajeneminen, jonka mukaan metallit laajenevat tai supistuvat lämpötilan vaihtelun perusteella
  • Toinen perustekijä on lämpötilakerroin, jossa jokainen metalli (jolla on oma lämpötilakerroin) laajenee tai supistuu eri tavalla vakiolämpötilassa.

Bimetalliliuskan ominaisuudet

Jotkut bimetallinauhan tärkeistä ominaisuuksista ovat





  • Laajennuskerroin: Se määritellään metallin fysikaalisten ominaisuuksien muutoksena vastauksena lämpötilan, kuten muodon, pinta-alan ja tilavuuden, muutokseen.
  • Elastisuusmoduulit: Se määritellään jännityksen ja venymän suhteena elastisella muodonmuutosalueella.
  • Elastinen jäähdytysraja: Se on tavallinen raja, jolla metalli palaa normaaliin tilaansa jäähdytettäessä. Tämä ominaisuus vaihtelee metallista toiseen.
  • Sähkönjohtavuus: Se määritellään materiaalin läpi kulkevan virran määränä.
  • Sitkeys
  • Metallurginen kyky.

Bimetalliliuskan rakentaminen

Bimetallinauha muodostetaan sitomalla kaksi erilaista ohutta metalliliuskaa, yleensä terästä (12 * 10-6TO-1) ja messinki (18,7 * 10-6TO-1) tai kuparia (16,6 * 10-6TO-1), jossa näiden metallien toinen pää kiinnitetään hitsaamalla ja toinen pää jätetään vapaaksi. Kun lämpötilaa levitetään näille materiaaleille, ne alkavat muuttaa fysikaalista tilaansa joko laajentamalla tai deformoimalla.

Rakentaminen

Rakentaminen



Se voidaan selittää kahdessa seuraavassa tapauksessa,

Tapaus (i): Kun lämpötila nousee, se sallii nauhan laajenemisen kohti metallia pienemmällä lämpötilakertoimen arvolla, mikä voidaan nähdä alla olevasta kuvasta.


Nauha kiinnitetty yhteen päähän

Nauha kiinnitetty yhteen päähän

Talot (ii): Kun lämpötila laskee, se sallii nauhan laajenemisen kohti metallia korkeammalla lämpötilakerroinarvolla, kuten alla on esitetty.

Bimetalliliuskan taipuma

Bimetalliliuskan taipuma

Tästä voimme ymmärtää, että

Taipuma-alue = käytetty metalli

Metallin taipuma = (nauhan pituus + lämpötilan vaihtelu) / nauhan paksuus

Matemaattinen esitys

Tarkastellaan kahta metallia, kuten A ja B kahdessa eri lämpötilassa ”T1” ja “T2”. Bimetallinauhan kaarevuussäde voidaan määrittää matemaattisesti alla olevasta yhtälöstä.

R = t {3 (1 + m)kaksi+ (1 + m * n) [mkaksi+ 1 / m * n]} / 6 (α ’TO- α ’B) (Tkaksi-T1) (1 + m)kaksi…… 1

Missä,

R = kaarevuussäde lämpötilassa T2

t = (t1 + t2) = bimetallinauhan paksuuden summa

n = ETO/ ONB = kahden metallin elastisuuden suhde

m = t1 / t2 = (pienempi paksuus - metallin laajeneminen) / (suurempi paksuus - metallin laajeneminen)

a 'TO, a ’B = Laajennusmetallien A ja B lämpökerroin

T1 = alkulämpötila

Tkaksi = Lopullinen lämpötila.

Yhtälö metalliliuskalle, joka taipuu kohti metallia matalan lämpötilan kertoimella, annetaan seuraavasti

r = 2 t / [6 * (aTO- αB) (Tkaksi-T1)] …………… (kaksi)

Käytännöllisessä maailmassa metallien kimmomoduulien ja niiden paksuuden suhde on pidettävä yhtä suurena, jotta metalli palautuu takaisin normaaliasentoonsa sovellettavan lämpötilan muuttuessa. Jos metallin paksuus on t / 2, niin

[r + (t / 2)] / r = Laajennetun nauhan A laajennettu pituus / Laajennetun nauhan B laajennettu pituus

= L [1 + aTO(Tkaksi-T1)] / L [1 + aB(Tkaksi-T1)]

= t / 2 [[1 + aB(Tkaksi-T1)] / [(aTO- αB) (Tkaksi-T1)]]

r = t / [2aTO(Tkaksi-T1)] ………… .. (3)

Edellä olevasta yhtälöstä voidaan päätellä, että jos metallinauhan toinen pää on kiinnitetty, nauhan toinen pää laajenee tai supistuu vaihtelevissa lämpötiloissa. Tällaista periaatetta noudatetaan yleensä matalan herkkyyden lämpömittareissa.

Bimetalliliuskojen tyypit

Bimetalliliuskoja on saatavana kahta tyyppiä

Spiraalinauhatyyppi

Se koostuu spiraalimaisesta rakenteesta ja siihen on kiinnitetty osoitin, jota käytetään lämpötilan skaalaamiseen. Kun tätä jousirakennetta kuumennetaan, metalleilla on lämpölaajenemisominaisuus ja se deformoituu lämpötilan laskiessa. Tässä vaiheessa osoitin tallentaa lämpötilan asteikolle. Tällaisia ​​lämpömittareita käytetään yleensä ympäristön lämpötilan rekisteröinnissä.

Spiraalinauhatyyppi

Spiraalinauhatyyppi

Kierteinen tyyppi

Se koostuu kierteisestä rakenteesta, jonka toiminta on samanlainen kuin bimetalliliuska. Jos nauhan vapaa pää on kytketty osoittimeen. Aina kun nauhaa kuumennetaan, se kokee lämpölaajenemisominaisuuden ja supistuu jäähdytyksessä. Tässä vaiheessa osoitin tallentaa lämpötilalukeman. Yleensä tällaisia ​​lämpömittareita käytetään teollisissa sovelluksissa.

Kierteinen tyyppi

Kierteinen tyyppi

Edut

Seuraavat ovat bimetallinauhan edut

  • Ulkoista virtalähdettä ei tarvita
  • Yksinkertainen käyttö ja kestävä
  • Vähemmän kustannuksia
  • Antaa tarkkuuden välillä ± 2 - 5%

Haitat

Seuraavat ovat bimetallinauhan haittoja

  • Ne voivat mitata jopa 4000 ° C
  • Metallin laadussa tapahtuu muutoksia säännöllisessä käytössä, mikä voi johtaa virheeseen mittauksessa.
  • Matalassa lämpötilassa herkkyys ja tarkkuus eivät ole merkintöjen mukaisia.

Bimetalliliuskan sovellukset

Seuraavat ovat bimetallinauhan sovellukset

  • Kellot
  • Termistori
  • Rautalaatikko
  • Lämpömoottori
  • Lämmittimet

UKK

1). Mitä laitteita käytetään bimetallinauhaa?

Bimetallinauhaa käytetään laitteissa, kuten palohälytys, tuulettimet jne.

2). Mitä tapahtuu, kun bimetalliliuskaa kuumennetaan?

  • Kun bimetalliliuskaa kuumennetaan, metallit joko laajenevat tai muuttuvat lämpökerroinominaisuuksiensa perusteella.
  • Tapaus 1: Lämpötilan noustessa nauha laajenee kohti metallia, jolla on alhaisempi lämpötilakerroin, joka voidaan havaita alla olevassa kuvassa ja
  • Tapaus 2: Kun lämpötila laskee, nauha laajenee kohti metallia, jolla on korkeampi lämpötilakerroin, kuten alla on esitetty.

3). Käytetäänkö kaksimetallinauhaa puhaltimissa?

Kyllä, niitä käytetään puhaltimissa lämpötilan muuttamiseksi mekaaniseksi siirtymäksi.

4). Miksi bimetalliliuskat taipuvat?

Bimetalliliuskat taipuvat metallin lämpölaajenemisominaisuuden vuoksi.

5). Voiko termostaatissa käyttää messinkistä ja hopeasta valmistettua bimetallinauhaa?

Ei, messinkistä ja hopeasta valmistettua bimetalliliuskaa ei voida käyttää termostaatissa. Koska niiden lämpölaajenemisominaisuuksissa on merkityksetön ero.

Näin ollen kyse on kaikesta yleiskatsaus bimetalliliuskasta joka toimii kahdella pääasiallisella lämpölaajenemisella ja lämpötilakertoimella. Se on yleensä a lämpömittarilaite joka mittaa lämpötilaa. Se koostuu kahdesta erilaisesta metalliliuskasta, joissa molemmat hitsataan yhteen ja toinen pää kiinnitetään ja toinen pää vapautetaan. Opinnäytetyöt metallit laajenevat tai muuttuvat eri lämpötiloissa. Niitä on saatavana kahdessa muodossa kierteisenä ja kierteisenä. Kun kierteistä bimetalliliuskamittaria käytetään teollisuusalueilla ja spiraalibimetallilämpömittaria vähemmän herkillä alueilla. Suurin etu on, että se tarjoaa tarkkuuden välillä ± 2 - 5%. Tässä on kysymys sinulle, mikä on bimetalliliuskan tehtävä?