Igal universumi metallmaterjalil on oma omadused nagu elektrilised omadused, mehaanilised omadused, magnetilised omadused, keemilised omadused, termilised omadused ja optilised omadused. See artikkel selgitab bimetallriba, mis põhineb soojuspaisumisomadustel. Tavaliselt täheldatakse seda sellistes rakendustes nagu rauakarp, kütteseadmed, veekeetjad jne. Bimetallriba muudab soojusenergia mehaanilisse nihkesse.

Mis on bimetallriba?

Definitsioon: Bimetallriba töötab soojuspaisumise põhimõttel, mis on määratletud kui metalli mahu muutus koos temperatuuri muutusega. Bimetallriba töötab metallide kahel põhialusel.

Esimene fundamentaalne on termiline paisumine, mis ütleb, et metallid paisuvad või tõmbuvad kokku temperatuurimuutuse põhjal
Teine põhialus on temperatuuri koefitsient, kus iga metall (millel on oma temperatuuri koefitsient) paisub või tõmbub konstantsel temperatuuril erinevalt kokku.

Bimetallriba omadused

Mõned bimetallriba olulised omadused on

Paisumiskoefitsient: see on määratletud kui metalli füüsikaliste omaduste muutus vastusena temperatuuri muutustele, nagu kuju, pindala ja maht.
Elastsusmoodulid: see on määratletud kui pinge ja pinge suhe elastse deformatsiooni piirkonnas.
Elastne jahutuspiir: see on standardne piir, mille juures metall saab jahutamisel tagasi oma tavapärase oleku. See omadus varieerub metallist.
Elektrijuhtivus: see on määratletud kui materjali läbiva voolu hulk.
Nõtkus
Metallurgiline võime.

Bimetallriba ehitamine

Bimetallriba moodustub kahe erineva õhukese metallriba sidumisel, tavaliselt terasest (12 * 10^-6TO^-1) ja messing (18,7 * 10^-6TO^-1) või vask (16,6 * 10^-6TO^-1), kus nende metallide üks ots kinnitatakse nende keevitamise teel ja teine ots jäetakse vabaks. Nendele materjalidele temperatuuri rakendades hakkavad nad oma füüsilist olekut muutma kas paisudes või deformeerides.

Ehitus

Seda saab seletada kahel järgmisel juhul:

Juhtum i: Kui temperatuur tõuseb, võimaldab see ribal laieneda metalli suunas madalama temperatuurikoefitsiendi väärtusega, mida on näha allpool toodud joonisel.

Ühes otsas fikseeritud riba

Majad (ii): Kui temperatuur langeb, võimaldab see ribal laieneda metalli suunas suurema temperatuuri koefitsiendi väärtusega, nagu allpool näidatud.

Bimetallriba läbipaine

Selle põhjal saame aru, et

Painde ulatus = kasutatud metall

Metalli läbipainde = (riba pikkus + temperatuuri kõikumine) / riba paksus

Matemaatiline esitus

Vaatleme kahte metalli nagu A ja B kahel erineval temperatuuril 'T1' ja 'T2'. Bimetallriba kõverusraadiuse saab matemaatiliselt määrata allpool toodud võrrandi põhjal.

R = t {3 (1 + m)^kaks+ (1 + m * n) [m^kaks+ 1 / m * n]} / 6 (α ’_TO- α ’_B) (T_kaks-T₁) (1 + m)^kaks…… 1

“millised on bimetallriba mõned rakendused? ”

Kus

R = kõverusraadius temperatuuril „T2“

t = (t1 + t2) = bimetallriba paksuse summa

n = E_TO/ ON_B = kahe metalli elastsuse suhe

m = t1 / t2 = (madalam paksus - metalli paisumine) / (suurem paksus - metalli paisumine)

a '_TO, a ’_B = Paisumismetalli A ja B termiline koefitsient

T₁ = algtemperatuur

T_kaks = Lõplik temperatuur.

Madalatemperatuurilise koefitsiendiga metalli poole painduva metallriba võrrand on antud

r = 2 t / [6 * (a_TO- α_B) (T_kaks-T₁)] …………… (kaks)

Praktilises maailmas tuleb metallide elastsusmoodulite ja nende paksuse suhe säilitada võrdne, nii et metall rakendatava temperatuuri muutumisel taastuks oma tavapärase positsiooni. Kui metalli paksus on t / 2, siis

[r + (t / 2)] / r = laiendatud riba A laiendatud pikkus / laiendatud riba B laiendatud pikkus

= L [1 + a_TO(T_kaks-T₁)] / L [1 + a_B(T_kaks-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_B(T_kaks-T₁)] / [(a_TO- α_B) (T_kaks-T₁)]]

r = t / [2a_TO(T_kaks-T₁)] ………… .. (3)

Ülaltoodud võrrandist võime järeldada, et kui metallriba üks ots on fikseeritud, siis riba teine ots paisub või tõmbub kokku erineval temperatuuril. Sellist põhimõtet järgitakse tavaliselt madala tundlikkusega termomeetrites.

Bimetallribade tüübid

Bimetallribasid on saadaval kahte tüüpi, neid on

Spiraalse riba tüüp

See koosneb spiraalsest struktuurist ja selle külge on kinnitatud osuti, mida kasutatakse temperatuuri mõõtmiseks. Kui seda vedrustruktuuri kuumutatakse, ilmnevad metallidel soojuspaisumisomadused ja see deformeerub temperatuuri languse korral. Selles etapis registreerib kursor temperatuuri skaalal. Selliseid termomeetreid kasutatakse tavaliselt ümbritseva õhu temperatuuri registreerimisel.

Spiraalse riba tüüp

Spiraalne tüüp

See koosneb spiraalsest struktuurist, mille töö sarnaneb bimetallribaga. Seal, kus riba vaba ots on ühendatud osuti abil. Alati, kui riba kuumutatakse, kogeb see soojuspaisumisomadusi ja tõmbub kokku jahutades. Selles etapis registreerib kursor temperatuuri näidud. Tavaliselt kasutatakse selliseid termomeetreid tööstuslikes rakendustes.

Spiraalne tüüp

Eelised

Bimetallriba eelised on järgmised

Välist toiteallikat pole vaja
Lihtne kasutada ja vastupidav
Vähem kulusid
Annab täpsuse vahemikus ± 2 kuni 5%

Puudused

Bimetallriba puudused on järgmised

Nende temperatuur võib olla kuni 4000 C
Regulaarsel kasutamisel muutub metalli kvaliteet, mis võib mõõtmisel kaasa tuua vea.
Madalal temperatuuril pole tundlikkus ja täpsus märgini.

Bimetallriba rakendused

Järgmised on bimetallriba rakendused

Kellad
Termistor
Raudkast
Soojusmootor
Kütteseadmed

KKK

1). Millistes seadmetes kasutatakse bimetallriba?

Bimetallriba kasutatakse sellistes seadmetes nagu tulekahjuhäire, ventilaatorid jne.

2). Mis juhtub, kui bimetallilist riba kuumutatakse?

Bimetallriba kuumutamisel metallid kas paisuvad või deformeeruvad nende termilise koefitsiendi omaduste põhjal.
Juhtum 1: temperatuuri tõusuga paisub riba metalli suunas madalama temperatuurikoefitsiendi väärtusega, mida on võimalik näha alloleval joonisel ja
Juhtum 2: Kui temperatuur langeb, paisub riba metalli suunas kõrgema temperatuurikoefitsiendi väärtusega, nagu allpool näidatud.

3). Kas ventilaatorites kasutatakse bimetallriba?

Jah, neid kasutatakse ventilaatorites temperatuuri muundamiseks mehaaniliseks nihkeks.

4). Miks bimetallribad painduvad?

“1 kuni 4 demultiplekseri tõde ”

Bimetallribad painduvad metalli soojuspaisumisomaduse tõttu.

5). Kas termostaadis saab kasutada messingist ja hõbedast bimetallriba?

Ei, messingist ja hõbedast valmistatud bimetallriba ei saa termostaadis kasutada. Kuna nende soojuspaisumisomaduste erinevus on tühine.

Seega on see kõik ülevaade bimetallribast mis töötab kahel peamisel põhilisel soojuspaisumisel ja temperatuuri koefitsiendil. Tavaliselt on see a termomeetri seade mis mõõdab temperatuuri. See koosneb kahest erinevast metallribast, kus mõlemad on kokku keevitatud ja selle üks ots on fikseeritud ning teine ots vabastatud. Need metallid laienevad või deformeeruvad erineval temperatuuril. Neid on saadaval kahes vormis - spiraalsed ja spiraalsed. Kui tööstuspiirkondades kasutatakse spiraalset bimetallriba termomeetrit ja vähem tundlikes piirkondades spiraalset bimetalltermomeetrit. Peamine eelis on see, et see tagab täpsuse vahemikus ± 2 kuni 5%. Siin on teile küsimus, mis on bimetallriba funktsioon?