1. Cel i zakres ćwiczenia:
Cel: Badanie właściwości cieplnych materiałów izolacyjnych
Zakres: wyznaczenie wytrzymałości cieplnej materiałów termoutrwaldzalnych metodą
Martensa; wyznaczenie temperatury mięknięcia metodą Vicata; zmierzenie
temperatury zapłonu oleju.
2. Opis sposobu wykonania ćwiczenia:
Badanie wytrzymałości cieplnej materiałów termoutrwaldzalnych dla próbek
wykonanych z żywicy fenylowo-formaldehydowej z mączką drzewną oraz melaminy z
celulozÄ… wykonujemy metodÄ… Martensa wg normy PN-90/C-89025. N poczÄ…tku
szlifujemy obie próbki pilnikiem aby miały równe krawędzie, a następnie suwmiarką
mierzymy ich wysokość i szerokość. Następnie umieszczamy je w urządzeniu które
obciąża próbki tak aby wolne ramię dz
wigni było uniesione na 6 mm. Wkładamy je do
pieca o temperaturze ok. 23oC i mocujemy do obciążników kabelki dzięki którym po
obniżeniu się ramienia dz
wigni o 6 mm obwód elektryczny zostanie zamknięty i
włączy się dzwonek. Włączamy stoper i w momencie gdy zadzwoni pierwszy
dzwonek odczytujemy czas i temperaturę dla jednej próbki, a gdy zadzwoni dzwonek
2 to robimy to samo dla drugiej próbki. Na koniec wyłączamy piec.
Temperaturę mięknięcia metodą Vicata wyznaczamy dla próbek czystego
polietylenu, PCW oraz polietylenu typu RST-50W wg normy PN-93/C-89024. Na
początku mierzymy ich grubość, a jeśli próbka ma od 1,5 do 3 mm grubości to pomiar
wykonujemy dla 2 próbek ułożonych jedna na drugiej. Na początku kręcąc poziomym
pokrętłem urządzenia do oznaczania temp. mięknienia tworzyw termoplastycznych
unosimy igłę do góry i wsuwamy pod każdą igłę próbkę. Póz
niej opuszczamy igłę aż
wskazówka się wychyli, włączamy dzwonek i 2 pokrętłem na przyrządzie cofamy
wskazówkę o 2 obroty. Włączamy piec i postępujemy jak w poprzednim badaniu.
Pomiar temperatury zapłonu oleju transformatorowego wykonujemy metodą
Martensa-Pensky ego wg normy PN-75/C-04009. Do czystego tygla wlewamy olej o
temp. ok. 20°C do linii podtoczenia i przykrywamy go pokrywkÄ… z termometrem,
mieszadłem i palnikiem gazowym. Próbę zapłonu wykonujemy przekręcając gałką na
ok. 1 s. Ponieważ temperatura badanego oleju przekracza 104°C, wiec próby
zapÅ‚onu wykonujemy co 3°C poczÄ…wszy od temp. o 17°C niższej od przewidywalnej.
Gdy nastąpi zapłon opar oleju odczytujemy temperaturę i wyłączamy aparaturę.
3. Spis przyrządów:
¾ð piec używany do metody Martensa FWM 632.10
¾ð piec używany do metody Vicata FWM 632.10
¾ð suwmiarka
¾ð aparat Martensa-Pensky ego I-7-IVa-202
¾ð urzÄ…dzenie do oznaczania temp. miÄ™knienia tworzyw termoplastycznych metodÄ…
Vicata
¾ð urzÄ…dzenie do zamocowania i obciążania próbki metodÄ… Martensa
4. Warunki środowiskowe:
5. Stabelaryzowane wyniki pomiarów:
:
materiał
żywica fenylowo-
formaldehydowa z
mÄ…czkÄ… drzewnÄ…
melanina z
celulozÄ…
Badanie temperatury mięknienia tworzyw termoplastycznych metodą Vicata:
geometria próbek
materiał
d [mm] h [mm]
polietylen czysty 10,25 2,65 109 25,47
PCW 10,75 3,10 75,1 15,08
3,52 22
Polietylen RTS-
11,2 3,5 66,9 12,35
50W
Badanie temperatury zapłonu oleju transformatorowego:
rodzaj próbki
olej transformatorowy 132,5
T = temperatura zapłonu oleju
6. Przykładowe obliczenia:
7. Wnioski:
Podczas badania wytrzymałości cieplnej metodą Martensa, zauważyliśmy iż
melamina z celulozą dłużej opierała się naciskowi i wysokiej temperaturze. Zgodnie z
oczekiwaniami, jest ona lepszym materiałem izolacyjnym od żywicy fenylowo-
formaldehydowej z mączką drzewną (o około 30%).
Podczas badania temperatury mięknienia tworzyw termoplastycznych metodą Vicata
widać wyraz
ne różnice pomiędzy poszczególnymi próbkami - czysty Polietylen
stawiał wyraz
ny opór przez ponad 25 min, aż do temperatury 109°C. Gorsze okazaÅ‚y
się 2 warstwy folii PCW, która okazała się o 25% bardziej miękka. Najgorszy okazał
się Polietylen RTS-50W będący o prawie 40% gorszy od swojej czystej postaci.
Podczas badania temperatury zapłonu oleju transformatorowego stwierdzamy, iż olej
nie spełnia wymogów nadanych przez normę PN-75/C-04009 ,ponieważ jego
temperatura zapÅ‚onu wyniosÅ‚a 132,5 °C, czyli poniżej granicy 140°C.
W trakcie przeprowadzania obliczeń zauważyliśmy że moment zaginający znacząco
odbiega od przedziału zawartego w skrypcie. Jednakże nie możemy stwierdzić czy
jest to błąd przeprowadzonych obliczeń lub innego czynnika (jak np. błędy w zapisie
pomiaru).