Politechnika Wrocławska Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii		Wydział: elektryczny Rok: 1998 Grupa: 31 Rok akad. : 1997/98
Laboratorium Podstaw Inżynierii Materiałowej
Data ćw. : 7.04.1998 Nr ćwiczenia : 7	Temat: Pomiary właściwości cieplnych materiałów izolacyjnych.	Ocena: Podpis:

1. Celem ćwiczenia.

• badanie wytrzymałości cieplnej tworzyw sztucznych według metody Martensa,

• badanie temperatury mięknienia tworzyw termoplastycznych metodą Vicata,

• pomiar temperatury zapłonu oleju transformatorowego.

2. Przed rozpoczęciem pomiarów zmierzyliśmy badane próbki i tak pomierzone próbki poddaliśmy badaniom.

Krótki opis metod

Metoda Martensa - metoda, która polega na pomiarze odkształcenia próbki przy jednoczesnym działaniu mechanicznym i termicznym. Na znormalizowaną beleczkę zamocowaną dwustronnie w położeniu pionowym, działa stale naprężenie zginające, przy jednoczesnym ściśle określonym wzroście temperatury. Przy pewnej temperaturze beleczka wygina się i zamyka obwód, tę temperaturę przyjmuje się jako temperaturę dopuszczalną przez metodę (PN-90/C-89025).

Metoda Vicata - jest to metoda do pomiaru temperatury mięknienia tworzyw termoplastycznych. Temperatura mięknienia jest to temperatura, przy której stalowa igła o kołowym przekroju poprzecznym o powierzchni 1mm² zagłębi się w próbkę tworzywa pod działaniem określonego obciążenia (10 N) na głębokość 1mm przy określonej stałej szybkości wzrostu temperatury (PN-93/C-89024).

Metoda Martensa - Pensky'ego - jest to metoda do pomiary temperatury zapłonu oleju. Temperatura zapłonu jest to najniższa temperatura, przy której pary badanego produktu, ogrzewane są w ściśle określony sposób, tworzą z powietrzem mieszaninę zapalającą się przy zbliżeniu płomienia (PN-75/C-04009).

3. Próbki oraz parametry badanych próbek.

Do metody Martensa:

	L.p.	Długość [mm]	Szerokość [mm]	Wysokość [mm]
Melamina	1	119,1	15,4	10
		2	118,3	15,5	10,2
		3	120,6	15,1	10,2

Według normy PN-90/C-89025 wymiary próbki

Do metody Vicata trzy próbki: poliuretan

elastomer poliestreterowy

poliuretan

Do metody Martensa - Pensky'ego: olej transformatorowy

4. Spis przyrządów.

Termostat z automatyczną regulacją temperatury do metody Martensa

Komora grzejna do metody Vicata

Aparat Martensa - Pensky'ego

5. Wyniki badań.

I Metoda Martensa - melamina

L.p.	b [mm]	h [mm]	W [mm^3]	Mg [N]	T [°C]
1	15,4	10	256,6	1283	156
2	15,5	10,2	268,7	1343,5	157
3	15,1	10,2	261,8	1309	160

b - szerokość, h - wysokość, W - wskaźnik wytrzymałości przekroju próbki, Mg - moment zginający, T - temperatura,

Temperatura początkowa 23,3 °C, wg normy
°C,

Przyrost temperatury podczas badania 153,36 °C/h

Przyrost temperatury wg normy
°C/h

II Metoda Vicata

L.p.	Materiał	T[°C]
1	Poliuretan	115
2	Elastomer poliestreterowy	156
3	Poliuretan	86,4

T - temperatura mięknienia,

Dokładność pomiaru zanurzenia się igły w materiale do 0,001 mm,

Przyrost temperatury 153,76 °C

Przyrost temperatury według normy wg I wariantu
K/h

wg II wariantu
K/h

III Metoda Martensa - Pansky'ego

Temperatura zapłonu badanego oleju 149 °C

Δt =0,63°C≈1°C

Temperatura zapłonu wg normy PN-90/C-96058 T_zapł ≥140°C

T_zapł =150°C

6. Wzory stosowane do obliczeń.

[mm³] W- wskaźnik wytrzymałości przekroju próbki, b- szerokość, h- wysokość

Mg= Rg*W [N] Mg - moment zginający, Rg - naprężenie zginające (Rg- 5 Mpa),

Δt - poprawka do oznaczonej temperatury zapłonu, p - ciśnienie barometryczne, przy którym wykonanie oznaczenie,

7. Przykładowe obliczenia.

mm³

Mg = 5*256,6=1283 N

8. Wnioski i uwagi.

Podczas badania temperatury zapłonu oleju transformatorowego stwierdzamy, iż olej spełnia warunki normy PN-90/C-96058 gdyż badany olej ma T_zapł ≥140°C równą temp. 150 °C.

Wszystkie trzy próbki poddane badaniom wytrzymałości cieplnej (metoda Martensa) mają podobną temperaturę około 158°C.

Podczas badania temperatury mięknienia tworzyw termoplastycznych metodą Vicata widać, że materiały mają różną temperaturę mięknienia. Choć dwie z badanych próbek są z tego samego materiału widać, że mają różną temperaturę mięknienia spowodowane jest to różną zawartością chemiczną.

Warunki atmosferyczne
Ciśnienie	990 hPa
Wilgotność	45%
Temperatura	23°C

1

„Pomiar właściwości cieplnych materiałów izolacyjnych”

3

5

,

0

10

5

,

0

15

2

120

mm











---