Apa itu Jalur Bimetal: Pembinaan dan Jenisnya

Cuba Instrumen Kami Untuk Menghapuskan Masalah





Setiap bahan logam di alam semesta mempunyai sifat tersendiri seperti harta elektrik, sifat mekanik, sifat magnet, sifat kimia, sifat terma, dan sifat optik. Artikel ini menerangkan mengenai jalur bimetallik yang berdasarkan sifat pengembangan haba. Ia biasanya diperhatikan dalam aplikasi seperti kotak besi, pemanas, cerek, dan lain-lain. Jalur bimetalik bertukar tenaga haba menjadi anjakan mekanikal.

Apakah Jalur Bimetalik?

Definisi: Jalur bimetalik berfungsi berdasarkan prinsip pengembangan termal, yang ditakrifkan sebagai perubahan dalam jumlah logam dengan perubahan suhu. Jalur bimetalik berfungsi pada dua asas asas logam.




  • Asas pertama adalah pengembangan haba, yang menyatakan bahawa logam mengembang atau menguncup berdasarkan variasi suhu
  • Asas kedua adalah pekali suhu, di mana setiap logam (mempunyai pekali suhu sendiri) mengembang atau berkontrak secara berbeza pada suhu tetap.

Sifat Jalur Bimetallik

Beberapa sifat penting dari jalur bimetallic adalah

  • Pekali pengembangan: Ia ditakrifkan sebagai perubahan sifat fizikal logam sebagai tindak balas terhadap perubahan suhu seperti bentuk, luas, dan isipadu.
  • Modul keanjalan: Ia didefinisikan sebagai nisbah tegangan terhadap regangan di kawasan ubah bentuk elastik.
  • Had elastik pada penyejukan: Ini adalah had standard di mana logam kembali ke keadaan normal semasa penyejukan. Harta ini berbeza dari logam ke logam.
  • Kekonduksian elektrik: Ia ditakrifkan sebagai jumlah arus yang melewati bahan.
  • Kemuluran
  • Keupayaan metalurgi.

Pembinaan Jalur Bimetallik

Jalur bimetalik dibentuk dengan mengikat dua jalur nipis logam yang berbeza biasanya keluli (12 * 10-6KE-1) & loyang (18.7 * 10-6KE-1), atau tembaga (16.6 * 10-6KE-1, di mana satu hujung logam ini diperbaiki dengan mengimpal dan hujung yang lain dibiarkan bebas. Apabila menggunakan suhu pada bahan-bahan ini, mereka akan mula mengubah keadaan fizikalnya dengan mengembang atau ubah bentuk.



Pembinaan

Pembinaan

Ia dapat dijelaskan dalam dua kes berikut,

Kes (i): Apabila suhu meningkat, ia membolehkan jalur mengembang ke arah logam dengan nilai pekali suhu yang lebih rendah, yang dapat diperhatikan pada gambar di bawah.


Jalur Dibetulkan Pada Satu Hujung

Jalur Dibetulkan Pada Satu Hujung

Rumah (ii): Apabila suhu menurun, ia membolehkan jalur mengembang ke arah logam dengan nilai pekali suhu yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan di bawah.

Pesongan Jalur Bimetallik

Pesongan Jalur Bimetallik

Dari ini, kita dapat memahami bahawa

Julat pesongan = logam yang digunakan

Pesongan logam = (panjang jalur + variasi suhu) / ketebalan jalur

Perwakilan Matematik

Pertimbangkan dua logam seperti A dan B pada dua suhu yang berbeza ‘T1’ dan ‘T2’. Jejari kelengkungan jalur bimetallik dapat ditentukan secara matematik dari persamaan di bawah.

R = t {3 (1 + m)dua+ (1 + m * n) [mdua+ 1 / m * n]} / 6 (α 'KE- α 'B) (Tdua-T1) (1 + m)dua…… 1

Di mana,

R = jejari kelengkungan pada suhu ‘T2’

t = (t1 + t2) = jumlah ketebalan jalur bimetallik

n = EKE/ ISB = nisbah keanjalan dua logam

m = t1 / t2 = (Ketebalan yang lebih rendah - pengembangan logam) / (ketebalan yang lebih tinggi - pengembangan logam)

a 'KE,B = Pekali termal logam pengembangan A dan B

T1 = suhu awal

Tdua = Suhu akhir.

Persamaan bagi jalur logam yang membongkok ke arah logam dengan pekali suhu rendah diberikan sebagai

r = 2 t / [6 * (αKE- αB) (Tdua-T1)] …………… (dua)

Dalam dunia praktikal, nisbah modulus keanjalan logam dan ketebalannya mesti dikekalkan sama sehingga logam kembali ke kedudukan normal apabila suhu yang digunakan berubah. Sekiranya ketebalan logam adalah t / 2 maka

[r + (t / 2)] / r = Panjang Panjang Jalur Terluas A / Panjang Jalur Terluas B

= L [1 + αKE(Tdua-T1)] / L [1 + αB(Tdua-T1)]

= t / 2 [[1 + αB(Tdua-T1)] / [(aKE- αB) (Tdua-T1)]]

r = t / [2 αKE(Tdua-T1)] ………… .. (3)

Dari persamaan di atas, kita dapat menyimpulkan bahawa jika satu hujung jalur logam terpaku, hujung jalur yang lain mengembang atau menguncup pada suhu yang berbeza-beza. Prinsip semacam ini biasanya diperhatikan dalam termometer kepekaan rendah.

Jenis Jalur Bimetallik

Jalur bimetallik terdapat dalam dua jenis, iaitu

Jenis Jalur Spiral

Ini terdiri dari struktur seperti spiral dan penunjuk dilampirkan padanya, yang digunakan untuk skala suhu. Apabila struktur pegas ini dipanaskan, maka logam menunjukkan sifat pengembangan haba dan ia berubah bentuk apabila berlaku penurunan suhu. Pada peringkat ini, penunjuk mencatat suhu pada skala. Termometer jenis ini biasanya digunakan dalam merakam suhu persekitaran.

Jenis Jalur Spiral

Jenis Jalur Spiral

Jenis Heliks

Ia terdiri daripada struktur seperti heliks yang operasinya serupa dengan jalur bimetallik. Di mana hujung jalur bebas disambungkan ke penunjuk. Setiap kali jalur dipanaskan, ia mengalami sifat pengembangan haba dan kontrak pada penyejukan. Pada peringkat ini, penunjuk mencatat bacaan suhu. Biasanya, termometer jenis ini digunakan dalam aplikasi industri.

Jenis Heliks

Jenis Heliks

Kelebihan

Berikut adalah kelebihan jalur bimetallic

  • Tidak diperlukan sumber kuasa luaran
  • Mudah digunakan dan kukuh
  • Kos kurang
  • Memberi ketepatan antara ± 2 hingga 5%

Kekurangan

Berikut adalah kelemahan jalur bimetallik

  • Mereka boleh mengukur hingga 4000 C
  • Akan ada perubahan dalam kualiti logam pada penggunaan biasa yang dapat menyebabkan kesalahan semasa mengukur.
  • Pada suhu rendah, kepekaan dan ketepatan tidak sampai pada tanda.

Aplikasi Jalur Bimetallik

Berikut adalah aplikasi jalur bimetallik

Soalan Lazim

1). Peranti apa yang menggunakan jalur bimetallik?

Jalur bimetallik digunakan pada peranti seperti penggera kebakaran, kipas angin, dll.

2). Apa yang berlaku apabila jalur bimetal dipanaskan?

  • Apabila jalur bimetalik dipanaskan, logam sama ada mengembang atau berubah bentuk berdasarkan sifat pekali terma mereka.
  • Kes 1: Dengan kenaikan suhu menjadikan jalur mengembang ke arah logam dengan nilai koefisien suhu yang lebih rendah, yang dapat diperhatikan pada gambar di bawah dan
  • Kes 2: Apabila suhu menurun ia menjadikan jalur mengembang ke arah logam dengan nilai pekali suhu yang lebih tinggi, seperti yang ditunjukkan di bawah.

3). Adakah jalur bimetalik digunakan pada kipas?

Ya, mereka digunakan pada kipas untuk mengubah suhu menjadi perpindahan mekanikal.

4). Mengapa jalur bimetal dibengkokkan?

Jalur bimetal dibengkokkan kerana sifat pengembangan haba logam.

5). Bolehkah jalur bimetal yang diperbuat daripada tembaga dan perak digunakan dalam termostat?

Tidak, jalur bimetal yang diperbuat daripada tembaga dan perak tidak boleh digunakan dalam termostat. Oleh kerana mereka mempunyai perbezaan yang boleh diabaikan dalam harta pengembangan termal mereka.

Oleh itu, ini semua berkaitan gambaran keseluruhan jalur bimetallik yang berfungsi pada dua pengembangan haba asas dan pekali suhu. Ia biasanya a peranti termometer yang mengukur suhu. Ia terdiri daripada dua jalur logam yang berbeza, di mana kedua-duanya dikimpal bersama dan salah satu hujungnya dipasang dan hujung yang lain dibebaskan. Logam ini mengembang atau berubah bentuk pada suhu yang berbeza-beza. Mereka boleh didapati dalam dua bentuk heliks dan spiral. Di mana termometer jalur bimetalik heliks digunakan di kawasan perindustrian, dan termometer bimetalik spiral digunakan di kawasan yang kurang sensitif. Kelebihan utamanya ialah memberikan ketepatan antara ± 2 hingga 5%. Berikut adalah soalan untuk anda, apakah fungsi jalur bimetallik?