Kiekviena metalinė medžiaga visatoje turi savo savybes, tokias kaip elektrinė, mechaninė, magnetinės, cheminės, šiluminės ir optinės savybės. Šiame straipsnyje paaiškinama apie bimetalinę juostelę, pagrįstą šiluminio plėtimosi savybe. Paprastai jis pastebimas tokiose srityse kaip geležinė dėžė, šildytuvai, virduliai ir kt. Bimetalinė juosta paverčiama šiluminė energija į mechaninį poslinkį.

Kas yra bimetalinė juosta?

Apibrėžimas: Bimetalinė juosta veikia šiluminio plėtimosi principu, kuris apibrėžiamas kaip metalo tūrio pokytis keičiantis temperatūrai. Bimetalinė juosta veikia dviem pagrindiniais metalų pagrindais.

Pirmasis pagrindas yra šiluminis plėtimasis, teigiantis, kad metalai išsiplečia arba susitraukia dėl temperatūros pokyčių
Antrasis pagrindas yra temperatūros koeficientas, kai kiekvienas metalas (turėdamas savo temperatūros koeficientą) pastovios temperatūros metu išsiplečia arba susitraukia skirtingai.

Bimetalinės juostelės savybės

Kai kurios svarbios bimetalinės juostos savybės yra

Išsiplėtimo koeficientas: jis apibrėžiamas kaip fizinio metalo savybių pokytis, reaguojant į temperatūros pokyčius, pvz., Formą, plotą ir tūrį.
Elastingumo moduliai: Tai apibrėžiama kaip įtempio ir deformacijos santykis elastingos deformacijos srityje.
Elastinė aušinimo riba: tai yra standartinė riba, kai metalas aušindamas grįžta į įprastą būseną. Ši savybė skiriasi nuo metalo iki metalo.
Elektros laidumas: jis apibrėžiamas kaip srovės, praeinančios per medžiagą, kiekis.
Plastiškumas
Metalurginis sugebėjimas.

Bimetalinės juostelės statyba

Bimetalinė juosta susidaro sujungiant dvi skirtingas plonas metalų juosteles, paprastai plienines (12 * 10^-6Į^-1) ir žalvaris (18,7 * 10^-6Į^-1), arba vario (16,6 * 10^-6Į^-1), kur vienas šių metalų galas tvirtinamas juos suvirinant, o kitas galas paliekamas laisvas. Taikant šioms medžiagoms temperatūrą, jos pradės keisti savo fizinę būseną arba plėtdamosi, arba deformuodamosi.

Statyba

Tai galima paaiškinti šiais dviem atvejais:

I atvejis: Padidėjus temperatūrai, juosta leidžia išsiplėsti link metalo su mažesne temperatūros koeficiento verte, kurią galima pastebėti žemiau esančiame paveikslėlyje.

Juosta fiksuota viename gale

Namai (ii): Kai temperatūra sumažėja, juosta leidžia išsiplėsti link metalo su didesne temperatūros koeficiento verte, kaip parodyta žemiau.

Bimetalinės juostelės įlinkis

Iš to galime suprasti, kad

Įlinkio diapazonas = naudojamas metalas

Metalo įlinkis = (juostos ilgis + temperatūros kitimas) / juostos storis

Matematinis vaizdavimas

Apsvarstykite du metalus, tokius kaip A ir B, esant dviem skirtingoms temperatūroms „T1“ ir „T2“. Bimetalinės juostelės kreivumo spindulį galima matematiškai nustatyti pagal žemiau pateiktą lygtį.

R = t {3 (1 + m)^du+ (1 + m * n) [m^du+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_Į- α ‘_B) (T._du-T₁) (1 + m)^du…… 1

Kur,

R = kreivumo spindulys esant „T2“ temperatūrai

t = (t1 + t2) = bimetalinės juostelės storio suma

n = E_Į/ IS_B = dviejų metalų elastingumo santykis

m = t1 / t2 = (mažesnis storis - metalo išsiplėtimas) / (didesnis storis - metalo išsiplėtimas)

a '_Į, a ’_B = Terminio išsiplėtimo metalo A ir B koeficientas

T₁ = pradinė temperatūra

T_du = Galutinė temperatūra.

Metalo juostos, lenkiamos link metalo, su žemos temperatūros koeficientu, lygtis pateikiama kaip

r = 2 t / [6 * (α_Į- α_B) (T._du-T₁)] …………… (du)

“pid temperatūros reguliatoriaus veikimo principas ”

Praktiškame pasaulyje metalų tamprumo modulių ir jų storio santykis turi būti išlaikytas vienodas, kad metalas grįžtų į įprastą padėtį, kai pasikeičia taikoma temperatūra. Jei metalo storis yra t / 2, tada

[r + (t / 2)] / r = išplėstas išsiplėtusios juostelės A ilgis / išplėstas išsiplėtusios juostelės B ilgis

= L [1 + α_Į(T._du-T₁)] / L [1 + α_B(T._du-T₁)]

= t / 2 [[1 + α_B(T._du-T₁)] / [(a_Į- α_B) (T._du-T₁)]]

r = t / [2 α_Į(T._du-T₁)] ………… .. (3)

Iš pirmiau pateiktos lygties galime padaryti išvadą, kad jei vienas metalinės juostos galas yra fiksuotas, kitas juostos galas išsiplečia arba susitraukia esant skirtingai temperatūrai. Tokio principo paprastai laikomasi mažo jautrumo termometruose.

Bimetalinių juostelių tipai

Bimetalinės juostelės yra dviejų tipų

Spiralinės juostelės tipas

Jis susideda iš spiralės formos struktūros ir prie jos pritvirtinamas žymeklis, kuris naudojamas temperatūrai keisti. Kai ši spyruoklinė konstrukcija yra kaitinama, metalai pasižymi šilumine plėtimosi savybe ir krinta temperatūra deformuojasi. Šiame etape rodyklė fiksuoja temperatūrą skalėje. Tokio tipo termometrai paprastai naudojami registruojant aplinkos temperatūrą.

Spiralinės juostelės tipas

Spiralinis tipas

Jį sudaro spiralės formos struktūra, kurios veikimas yra panašus į bimetalinę juostelę. Kur laisvas juostos galas sujungtas su rodykle. Kiekvieną kartą, kai juosta yra kaitinama, ji patiria šiluminio plėtimosi savybę ir susitraukia dėl aušinimo. Šiame etape rodyklė fiksuoja temperatūros rodmenis. Paprastai tokie termometrai naudojami pramonėje.

Spiralinis tipas

Privalumai

Toliau pateikiami bimetalinės juostelės pranašumai

Išorinio maitinimo šaltinio nereikia
Paprasta naudoti ir tvirta
Mažiau išlaidų
Suteikia tikslumą nuo ± 2 iki 5%

Trūkumai

Toliau pateikiami bimetalinės juostelės trūkumai

Jie gali išmatuoti iki 4000 C temperatūrą
Reguliariai naudojant, pasikeis metalo kokybė, todėl matuojant gali atsirasti klaida.
Esant žemai temperatūrai, jautrumas ir tikslumas neatitinka ženklo.

Bimetalinės juostelės taikymai

Toliau pateikiamos bimetalinės juostelės taikymo sritys

Laikrodžiai
Termistorius
Geležinė dėžutė
Šilumos variklis
Šildytuvai

DUK

1). Kokiuose prietaisuose naudojama bimetalinė juosta?

Bimetalinė juosta naudojama tokiuose prietaisuose kaip priešgaisrinė signalizacija, ventiliatoriai ir kt.

2). Kas atsitiks, kai kaitinama bimetalinė juosta?

Kaitinant bimetalinę juostelę, metalai arba plečiasi, arba deformuojasi, atsižvelgdami į jų šiluminio koeficiento savybes.
1 atvejis: padidėjus temperatūrai, juosta išsiplečia link metalo su mažesne temperatūros koeficiento verte, kurią galima pastebėti žemiau esančiame paveikslėlyje ir
2 atvejis: sumažėjus temperatūrai, juosta išsiplečia link metalo, kurio temperatūra yra didesnė, kaip parodyta žemiau.

3). Ar ventiliatoriuose naudojama bimetalinė juosta?

Taip, jie naudojami ventiliatoriuose, norint paversti temperatūrą mechaniniu poslinkiu.

4). Kodėl lenkiasi bimetalinės juostelės?

Bimetalinės juostos lenkiasi dėl metalo šiluminio plėtimosi savybės.

5). Ar termostate galima naudoti žalvario ir sidabro bimetalinę juostelę?

Ne, termostate negalima naudoti žalvario ir sidabro pagamintos bimetalinės juostelės. Kadangi jų šiluminio plėtimosi savybės skiriasi nežymiai.

Taigi, viskas apie tai bimetalinės juostelės apžvalga kuris veikia pagal du pagrindinius šiluminį plėtimąsi ir temperatūros koeficientą. Paprastai tai yra termometro įtaisas kad matuoja temperatūrą. Jis susideda iš dviejų skirtingų metalinių juostų, kur abi yra suvirintos ir vienas jos galas tvirtinamas, o kitas galas yra laisvas. Šie metalai plečiasi arba deformuojasi esant skirtingai temperatūrai. Jie yra dviejų formų spiralės ir spiralės formos. Kur pramoninėse vietose naudojamas spiralinis bimetalinis juostinis termometras, o mažiau jautriose vietose - spiralinis bimetalinis termometras. Pagrindinis privalumas yra tai, kad jis suteikia tikslumą nuo ± 2 iki 5%. Štai jums klausimas, kokia yra bimetalinės juostelės funkcija?