skanuj0003 (158)

a.2.4. Materiały stosowane na termobimetale

Nii termobimetale mogą być stosowane w zasadzie dowolne materiały o różnych współczynnikach rozszerzalności cieplnej. Jednak dla uzyskania dużej czułości i efektywności działania pożądane jest, aby miały one następujące właściwości: duże wartości naprężeń dopuszczalnych,

dużą wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej warstwy czynnej, małą wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej warstwy biernej, małą pojemność cieplną, odporność na korozję,

dużą rezystywność termobimetali ogrzewanych przepływem prądu, dobrą zgrzewalność lub lutowność,

łatwą obróbkę plastyczną — walcowanie, wykrawanie, tłoczenie, niezmienność parametrów w czasie.

lako materiały najlepiej spełniające te wymagania stosuje się najczęściej: na warstwy czynne: stałe wysokoniklowe (np. 22% Ni, 2-3% Cr, reszta Fe)

0    współczynniku liniowej rozszerzalności cieplnej a ~ 15-1CT⁶ [1/°C],

na warstwy bierne: inwar (36-46% Ni, reszta Fe) o współczynniku rozszc

1    zaIności cieplnej a ~ 1,5-10“⁶ [1/°C],

Materiały stosowane na obie warstwy bimetalu mają praktycznie równe wartości modułów sprężystości wzdłużnej E. Dzięki temu w termobimetalu normalnym warstwy mogą mieć jednakowe grubości = g₂). Upraszcza to zależności opisujące właściwości termobimetali, a ponadto sprawia, że wars Iwa obojętna leży w płaszczyźnie połączenia obu części. Wpływa to korzysl me na rozkład naprężeń.

B.2.5. Praca ogrzewanego termobimetalu

Ogizewany termobimetal przetwarza energię cieplną w energię potencjalną naprężeń wewnętrznych, a ta może być zamieniona na pracę mechaniczną I 'la danego termobimetalu zależności (8.1) i (8.2) pozwalają określić przyrost temperatury, który jest niezbędny do wykonania zadanej (określonej) pracy 1’izyrosl len, przy liniowości charakterystyk, można określić metodą superpo /ycji. jako sumę przyrostów temperatury: AT_x - do spowodowania prze mieszczenia x swobodnego końca sprężyny oraz A T_p — do wywołania odpo wiedniej sity P w nie przemieszczającym się końcu tej sprężyny.

H.3. PRZEDMIOT ĆWICZENIA I POMOCE

lYzedmiotem ćwiczenia jest termobimetal.

Pomocami w ćwiczeniu są:

stanowi,ko badawcze zawierające przyrząd do pomiaru charakterystyk leimobmielali wraz z urządzeniami i układami pomiarowymi,

—    termometr do pomiaru temperatury otoczenia,

—    wykres charakterystyki termopary,

—    instrukcja określająca parametry wzorcowania układów pomiarowych,

—    papier formatu A4: milimetrowy — 3 arkusze na zespół oraz w kratkę lub gładki — 1 arkusz na osobę.

8.3.1. Stanowisko do pomiaru charakterystyk termobimetali

Badany termobimetal 1 jest utwierdzony we wsporniku 2 (rys. 8.3). Ze swobodnym końcem sprężyny związana jest przesłona fotoelektrycznego czujnika 3 służącego do pomiam położenia tego końca termobimetalu. Swobodny koniec bimetalu jest też, za pośrednictwem cięgna 4, połączony z dynamome-trem tensometrycznym 5 osadzonym blisko osi obrotu dźwigni 6. Obracanie śruby 7 umożliwia zadawanie, za pomocą dynamometru, siły obciążającej bimetal. Grzejnik oporowy 8 zasilany z zasilacza 9 służy do nagrzewania termobimetalu. Dotykająca do termobimetalu termopara 10, połączona bezpośrednio z miliwoltomierzem 11, mierzy różnicę temperatury między bimetalem a otoczeniem. Temperaturę otoczenia wskazuje termometr 12.

Rys. 8.3. Schemat stanowiska do badania termobimetali; 1 — badany termobimetal, 2 — wspornik. 3 — przesłona czujnika fotoelektrycznego, 4 — cięgno, 5 — dynamometr tensomctryczny, " “ dźwignia, 7 — śruba, 8 — grzejnik oporowy, 9, 17, 18 — zasilacze, 10 — termopara, II, 16 — "" liwoltomicrzc, 12 — termometr, 13 — wzmacniacz, 14 — woltomierz, 15 — mostek pomiarowy

Czujnik położenia swobodnego końca termobimetalu, jest przez w/.mnr niacz pomiarowy I 1 połączony / woltomierzem 14, który pokazuje wątłości położenia pi/emies/t zajijccgo się końca bimetalu