ASTM E2684-09
Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores planos unidimensionales montados en superficie

Estándar No.

ASTM E2684-09

Fecha de publicación

2009

Organización

American Society for Testing and Materials (ASTM)

Estado

Remplazado por

ASTM E2684-17

Ultima versión

ASTM E2684-17

Alcance

Este método de prueba proporcionará orientación para la medición del flujo de calor neto hacia o desde una ubicación en la superficie. Para determinar el componente de energía radiante, se requiere la emisividad o absortividad del revestimiento de la superficie del medidor y debe coincidir con la superficie circundante. Se deben minimizar y caracterizar las posibles alteraciones físicas y térmicas de la superficie debido a la presencia del calibre. Para el caso de convección y radiación de baja temperatura hacia o desde la superficie, es importante 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 calibrado y el método de aplicación a la superficie. 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 sensores de corriente se obtienen fácilmente mediciones desde 10 W/m2 hasta más de 100 kW/m2. Son posibles constantes de tiempo tan bajas como 10 ms, mientras que los sensores más gruesos pueden tener tiempos de respuesta superiores a 1 s. Es importante elegir el estilo y las características del sensor para que coincidan con el rango y el tiempo de respuesta de la aplicación requerida. El flujo de calor medido se basa en un análisis unidimensional con un flujo de calor uniforme sobre la superficie del medidor. Debido a la alteración térmica causada por la colocación del medidor en la superficie, esto puede no ser cierto. Wesley (3) y Baba et al. (4) han analizado el efecto del calibre sobre el campo térmico y la transferencia de calor dentro de la superficie del sustrato y han determinado que la suposición unidimensional es válida cuando: donde: ks= la conductividad térmica del material del sustrato, R= el radio efectivo del calibre, δ= el espesor combinado, y k= la conductividad térmica efectiva del calibre y las capas adhesivas. 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 explican Moffat et al. (2) y Diller (5). 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 causa el flujo de calor. Esto requiere una buena trayectoria térmica entre el medidor y la superficie sobre la cual está montado. La figura 2 muestra un medidor de flujo de calor montado sobre una placa con la temperatura superficial del medidor de Ts y la temperatura superficial de la placa circundante de Tp. El objetivo es mantener la temperatura de la superficie del calibre lo más cerca posible de la temperatura de la placa para minimizar la alteración térmica del calibre. Esto requiere que la resistencia térmica del calibre y el adhesivo se minimice a lo largo del t.......

ASTM E2684-09 Documento de referencia

• ASTM C1041 Práctica estándar para mediciones in situ del flujo de calor en aislamiento térmico industrial utilizando transductores de flujo de calor
• ASTM C1046 Práctica estándar para la medición in situ del flujo de calor y la temperatura en componentes de envolvente de edificios
• ASTM C518 Método de prueba estándar para las propiedades de transmisión térmica en estado estacionario mediante el aparato medidor de flujo de calor

ASTM E2684-09 Historia

• 2017 ASTM E2684-17 Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores planos unidimensionales montados en superficie
• 2009 ASTM E2684-09 Método de prueba estándar para medir el flujo de calor utilizando medidores planos unidimensionales montados en superficie