Każdy materiał metaliczny we wszechświecie ma swoje własne właściwości, takie jak właściwości elektryczne, mechaniczne, magnetyczne, chemiczne, termiczne i optyczne. W tym artykule wyjaśniono, że taśma bimetaliczna jest oparta na właściwościach rozszerzalności cieplnej. Jest to zwykle obserwowane w zastosowaniach takich jak żelazne pudełko, grzejniki, czajniki itp. Pasek bimetaliczny przekształca się energia cieplna do przemieszczenia mechanicznego.

Co to jest pasek bimetaliczny?

Definicja: Taśma bimetaliczna działa na zasadzie rozszerzalności cieplnej, która jest definiowana jako zmiana objętości metalu wraz ze zmianą temperatury. Taśma bimetaliczna działa na dwóch podstawowych zasadach dotyczących metali.

Pierwszą podstawową jest rozszerzalność cieplna, która stwierdza, że metale rozszerzają się lub kurczą w zależności od zmian temperatury
Drugą podstawową jest współczynnik temperaturowy, w którym każdy metal (mający swój własny współczynnik temperaturowy) rozszerza się lub kurczy inaczej w stałej temperaturze.

Właściwości taśmy bimetalicznej

Niektóre z ważnych właściwości paska bimetalicznego to

Współczynnik rozszerzalności: jest definiowany jako zmiana właściwości fizycznych metalu w odpowiedzi na zmiany temperatur, takich jak kształt, powierzchnia i objętość.
Moduły sprężystości: definiuje się je jako stosunek naprężenia do odkształcenia w obszarze odkształcenia sprężystego.
Elastyczny limit chłodzenia: jest to standardowa granica, przy której metal wraca do swojego normalnego stanu podczas chłodzenia. Ta właściwość różni się w zależności od metalu.
Przewodnictwo elektryczne: jest definiowane jako ilość prądu przepływającego przez materiał.
Plastyczność
Zdolność metalurgiczna.

Budowa paska bimetalicznego

Pasek bimetaliczny jest tworzony przez sklejenie dwóch różnych cienkich pasków metali, zwykle stali (12 * 10^-6DO^-1) i mosiądz (18,7 * 10^-6DO^-1) lub miedź (16,6 * 10^-6DO^-1), gdzie jeden koniec tych metali jest mocowany przez spawanie, a drugi koniec pozostaje wolny. Kiedy przykładamy temperaturę do tych materiałów, zaczną one zmieniać swój stan fizyczny albo przez rozszerzanie się, albo przez odkształcanie.

Budowa

Można to wyjaśnić w następujących dwóch przypadkach:

Przypadek (i): Wraz ze wzrostem temperatury taśma może rozszerzać się w kierunku metalu o niższej wartości współczynnika temperaturowego, co można zaobserwować na poniższym rysunku.

Pasek zamocowany na jednym końcu

Domy (ii): Gdy temperatura spada, taśma może rozszerzać się w kierunku metalu o wyższej wartości współczynnika temperaturowego, jak pokazano poniżej.

Ugięcie paska bimetalicznego

Z tego możemy zrozumieć, że plik

Zakres ugięcia = użyty metal

Ugięcie metalu = (długość taśmy + zmiana temperatury) / grubość taśmy

Reprezentacja matematyczna

Rozważ dwa metale, takie jak A i B, w dwóch różnych temperaturach „T1” i „T2”. Promień krzywizny paska bimetalicznego można określić matematycznie na podstawie poniższego równania.

R = t {3 (1 + m)^dwa+ (1 + m * n) [m^dwa+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_DO- α ’_b) (T._dwa-T₁) (1 + m)^dwa…… 1

Gdzie,

R = promień krzywizny w temperaturze „T2”

t = (t1 + t2) = suma grubości paska bimetalicznego

n = E._DO/ JEST_b = stosunek sprężystości dwóch metali

m = t1 / t2 = (mniejsza grubość - rozszerzalność metalu) / (większa grubość - rozszerzalność metalu)

za'_DO, a ”_b = Współczynnik cieplny rozszerzalności metalowej A i B

T₁ = temperatura początkowa

T_dwa = Temperatura końcowa.

Równanie zginania taśmy metalowej w kierunku metalu o współczynniku niskotemperaturowym podano jako

r = 2 t / [6 * (α_DO- α_b) (T._dwa-T₁)] …………… (dwa)

W praktyce stosunek modułów sprężystości metali do ich grubości musi być równy, aby metal powrócił do swojego normalnego położenia po zmianie przyłożonej temperatury. Jeśli grubość metalu wynosi t / 2, to

[r + (t / 2)] / r = Długość rozszerzonego paska A / Rozszerzona długość rozciągniętego paska B

= L [1 + α_DO(T_dwa-T₁)] / L [1 + α_b(T_dwa-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_b(T_dwa-T₁)] / [(a_DO- α_b) (T._dwa-T₁)]]

r = t / [2 α_DO(T_dwa-T₁)] ………… .. (3)

Z powyższego równania możemy wywnioskować, że jeśli jeden koniec paska metalowego jest zamocowany, drugi koniec paska rozszerza się lub kurczy przy różnych temperaturach. Ta zasada jest zwykle stosowana w termometrach o niskiej czułości.

Rodzaje pasków bimetalicznych

Taśmy bimetaliczne są dostępne w dwóch rodzajach

Typ paska spiralnego

Składa się ze spiralnej struktury, do której przymocowany jest wskaźnik, który służy do skalowania temperatury. Kiedy ta struktura sprężyny jest podgrzewana, metale wykazują właściwości rozszerzalności cieplnej i odkształcają się, gdy występuje spadek temperatury. Na tym etapie wskazówka rejestruje temperaturę na wadze. Tego rodzaju termometry są zwykle używane do rejestracji temperatury otoczenia.

Typ paska spiralnego

Helical Type

Składa się ze spiralnej struktury, której działanie jest podobne do bimetalicznego paska. Gdzie wolny koniec paska jest połączony ze wskaźnikiem. Za każdym razem, gdy taśma jest podgrzewana, wykazuje właściwości rozszerzalności cieplnej i kurczy się podczas chłodzenia. Na tym etapie wskaźnik rejestruje odczyt temperatury. Zwykle tego rodzaju termometry są używane w zastosowaniach przemysłowych.

Helical Type

Zalety

Poniżej przedstawiono zalety taśmy bimetalicznej

Nie jest wymagane zewnętrzne źródło zasilania
Prosty w użyciu i solidny
Niższy koszt
Zapewnia dokładność od ± 2 do 5%

Niedogodności

Poniżej przedstawiono wady paska bimetalicznego

Mogą mierzyć do 4000 C.
Nastąpi zmiana w jakości metalu przy regularnym użytkowaniu, co może prowadzić do błędu podczas pomiaru.
W niskiej temperaturze czułość i dokładność nie są na najwyższym poziomie.

Zastosowania paska bimetalicznego

Poniżej przedstawiono zastosowania paska bimetalicznego

Zegary
Termistor
Żelazne pudło
Silnik cieplny
Grzejniki

FAQs

1). Jakie urządzenia używają bimetalicznego paska?

Taśma bimetaliczna jest używana w urządzeniach takich jak alarm przeciwpożarowy, wentylatory itp.

2). Co się dzieje, gdy pasek bimetaliczny jest podgrzewany?

Gdy pasek bimetaliczny jest podgrzewany, metale rozszerzają się lub odkształcają w zależności od ich właściwości współczynnika termicznego.
Przypadek 1: Wraz ze wzrostem temperatury taśma rozszerza się w kierunku metalu o niższej wartości współczynnika temperaturowego, co widać na poniższym rysunku i
Przypadek 2: Kiedy temperatura spada, pasek rozszerza się w kierunku metalu o wyższej wartości współczynnika temperaturowego, jak pokazano poniżej.

3). Czy w wentylatorach stosuje się pasek bimetaliczny?

Tak, są stosowane w wentylatorach do zamiany temperatury na przemieszczenie mechaniczne.

4). Dlaczego paski bimetaliczne się wyginają?

“jak działają czujniki ir? ”

Taśmy bimetaliczne wyginają się z powodu właściwości rozszerzalności cieplnej metalu.

5). Czy w termostacie można zastosować bimetaliczny pasek z mosiądzu i srebra?

Nie, w termostacie nie można stosować listwy bimetalicznej wykonanej z mosiądzu i srebra. Ponieważ mają znikomą różnicę w ich właściwościach rozszerzalności cieplnej.

A więc o to chodzi przegląd paska bimetalicznego który działa na dwóch głównych podstawowych rozszerzalności cieplnej i współczynniku temperaturowym. Zwykle jest to plik urządzenie termometryczne który mierzy temperaturę. Składa się z dwóch różnych metalowych pasków, z których oba są ze sobą zespawane, a jeden z jego końców jest mocowany, a drugi wolny. Te metale rozszerzają się lub odkształcają w różnych temperaturach. Są dostępne w dwóch formach spiralnej i spiralnej. Tam, gdzie spiralny termometr bimetaliczny jest używany w obszarach przemysłowych, a spiralny termometr bimetaliczny jest używany w mniej wrażliwych obszarach. Główną zaletą jest to, że zapewnia dokładność od ± 2 do 5%. Oto pytanie do Ciebie, jaką funkcję pełni pasek bimetaliczny?