Какво представлява биметалната лента: конструкция и нейните видове

Какво представлява биметалната лента: конструкция и нейните видове

Всеки метален материал във Вселената има свои собствени свойства като електрически свойства, механични свойства, магнитни свойства, химични свойства, топлинни свойства и оптични свойства. Тази статия обяснява за биметална лента, която се основава на свойствата на топлинно разширение. Обикновено се наблюдава при приложения като желязна кутия, нагреватели, чайници и др. Биметална лента се преобразува Термална енергия в механично изместване.



Какво представлява биметалната лента?

Определение: Биметалната лента работи на принципа на термичното разширение, което се определя като промяната в обема на метала с промяната на температурата. Биметалната лента работи върху две основни основи на металите.


  • Първата фундаментална е топлинното разширение, което гласи, че металите се разширяват или свиват въз основа на промяна в температурата
  • Вторият основен елемент е температурният коефициент, при който всеки метал (със собствен температурен коефициент) се разширява или свива по различен начин при постоянна температура.

Свойства на биметалната лента

Някои от важните свойства на биметалната лента са





  • Коефициент на разширение: Определя се като промяна във физическото свойство на метала в отговор на промяна в температурите като форма, площ и обем.
  • Модули за еластичност: Определя се като отношение на напрежението към деформация в еластична деформационна област.
  • Еластична граница на охлаждане: Това е стандартната граница, при която металът се връща в нормалното си състояние при охлаждане. Това свойство варира от метал до метал.
  • Електрическа проводимост: Определя се като количеството ток, преминаващ през материала.
  • Пластичност
  • Металургични способности.

Изграждане на биметална лента

Биметална лента се образува чрез свързване на две различни тънки ленти от метали, обикновено стомана (12 * 10-6ДА СЕ-1) и месинг (18,7 * 10-6ДА СЕ-1), или мед (16,6 * 10-6ДА СЕ-1), където единият край на тези метали е фиксиран чрез заваряване, а другият край е оставен свободен. Когато прилагат температура към тези материали, те ще започнат да променят физическото си състояние или чрез разширяване, или чрез деформиране.

Строителство

Строителство



Това може да бъде обяснено в следните два случая,

Случай (i): Когато температурата се повиши, тя позволява на лентата да се разширява към метала с по-ниска стойност на температурния коефициент, което може да се наблюдава на фигурата по-долу.


Лента, фиксирана в единия край

Лента, фиксирана в единия край

Къщи (ii): Когато температурата намалее, тя позволява на лентата да се разширява към метала с по-висока стойност на температурния коефициент, както е показано по-долу.

Деформация на биметалната лента

Деформация на биметалната лента

От това можем да разберем, че

Диапазон на деформация = използван метал

Деформация на метала = (дължина на лентата + вариране на температурата) / дебелина на лентата

Математическо представяне

Помислете за два метала като A и B при две различни температури ‘T1’ и ‘T2’. Радиусът на кривината на биметалната лента може да бъде математически определен от уравнението по-долу.

R = t {3 (1 + m)две+ (1 + m * n) [mдве+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘ДА СЕ- α ‘Б.) ( Тдве1) (1 + m)две…… 1

Където,

R = радиус на кривината при температура „T2“

t = (t1 + t2) = сума от дебелината на биметалната лента

п = ЕДА СЕ/ ИСБ. = съотношение на еластичност на два метала

m = t1 / t2 = (по-малка дебелина - разширение на метала) / (по-голяма дебелина - разширение на метала)

а 'ДА СЕ, а ’Б. = Термичен коефициент на разширение на метали A и B

т1 = начална температура

тдве = Крайна температура.

Уравнението за огъване на металната лента към метала с нискотемпературен коефициент е дадено като

r = 2 t / [6 * (αДА СЕ- αБ.) (Тдве1)] …………… (две)

В един практически свят съотношението на модулите на еластичност на металите и тяхната дебелина трябва да се поддържа равно, така че металът да се върне в нормалното си положение, когато приложената температура се промени. Ако дебелината на метала е t / 2 тогава

[r + (t / 2)] / r = разширена дължина на разширената лента A / разширена дължина на разширената лента B

= L [1 + αДА СЕдве1)] / L [1 + αБ.две1)]]

= t / 2 [[1 + αБ.две1)] / [(аДА СЕ- αБ.) (Тдве1)]]]

r = t / [2 αДА СЕдве1)] ………… .. (3)

От горното уравнение можем да заключим, че ако единият край на металната лента е фиксиран, другият край на лентата се разширява или свива при различни температури. Този принцип обикновено се наблюдава при термометри с ниска чувствителност.

Видове биметални ленти

Биметалните ленти се предлагат в два вида, те са

Тип спирална лента

Състои се от спираловидна структура и към нея е прикрепен показалец, който се използва за скалиране на температурата. Когато тази пружинна структура се нагрява, тогава металите проявяват свойство на топлинно разширение и тя се деформира, когато има спад на температурата. На този етап показалецът записва температурата на скалата. Тези видове термометри обикновено се използват за запис на околната температура.

Тип спирална лента

Тип спирална лента

Спирален тип

Състои се от спираловидна структура, чиято работа е подобна на биметалната лента. Когато свободният край на лентата е свързан с указател. Всеки път, когато лентата се нагрява, тя изпитва свойство на топлинно разширение и се свива при охлаждане. На този етап показалецът записва отчитането на температурата. Обикновено тези видове термометри се използват в промишлени приложения.

Спирален тип

Спирален тип

Предимства

Следват предимствата на биметалната лента

  • Не се изисква външен източник на захранване
  • Лесен за използване и здрав
  • По-малко разходи
  • Дава точност между ± 2 до 5%

Недостатъци

Следват недостатъците на биметалната лента

  • Те могат да измерват до 4000 С
  • Ще има промяна в качеството на метала при редовна употреба, което може да доведе до грешка при измерване.
  • При ниска температура чувствителността и точността не са на ниво.

Приложения на биметална лента

Следват приложенията на биметалната лента

  • Часовници
  • Термистор
  • Желязна кутия
  • Топлинен двигател
  • Нагреватели

Често задавани въпроси

1). Какви устройства използват биметална лента?

Биметална лента се използва в устройства като пожарна аларма, вентилатори и др.

2). Какво се случва при нагряване на биметална лента?

  • Когато биметалната лента се нагрява, металите се разширяват или деформират въз основа на техните свойства на топлинния коефициент.
  • Случай 1: С повишаването на температурата лентата се разширява към метала с по-ниската стойност на температурния коефициент, което може да се наблюдава на фигурата по-долу и
  • Случай 2: Когато температурата намалее, лентата се разширява към метала с по-висока стойност на температурния коефициент, както е показано по-долу.

3). Използва ли се биметална лента във вентилаторите?

Да, те се използват във вентилаторите за преобразуване на температурата в механично изместване.

4). Защо биметалните ленти се огъват?

Биметалните ленти се огъват поради свойството на металното термично разширение.

5). Може ли да се използва биметална лента от месинг и сребро в термостата?

Не, биметална лента от месинг и сребро не може да се използва в термостата. Тъй като те имат незначителна разлика в тяхното свойство на топлинно разширение.

По този начин става въпрос за всичко преглед на биметална лента който работи върху две основни основни термични разширения и температурен коефициент. Обикновено е a термометър който измерва температурата. Състои се от две различни метални ленти, където и двете са заварени заедно и единият му край е фиксиран, а другият край е освободен. Тези метали се разширяват или деформират при различни температури. Предлагат се в две форми в спирална и спирална форма. Когато спираловидният биметален термометър се използва в индустриални зони, а спираловидният биметален термометър се използва в по-малко чувствителни области. Основното предимство е, че осигурява точност между ± 2 до 5%. Ето въпрос към вас, каква е функцията на биметалната лента?