Rezystywność cieplna: Rzeczywiste wartości RHO dla profesjonalnych inżynierów energetyki

Thermal resistivity: Real RHO values for the professional power engineer

Zrozumienie stabilności termicznej gleby może pomóc inżynierom energetyki w dokładniejszym projektowaniu systemów dystrybucji energii, aby zapobiec niekontrolowanemu wzrostowi temperatury.

WSPÓŁTWÓRCY

Stabilność termiczna

Przenoszenie ciepła w porowatym ośrodku, takim jak gleba, może być złożonym procesem. Ciepło jest przewodzone przez ciała stałe gleby i wodę, ale jest również transportowane jako ciepło utajone w porach gleby. Sprawia to, że modelowanie przepływu ciepła w glebie jest zarówno interesujące, jak i złożone, ponieważ obejmuje procesy termiczne i hydrauliczne.

Ruch pary przez pory może przenosić znaczne ilości ciepła utajonego, ale jeśli gleba wokół źródła ciepła nie jest wystarczająco wilgotna, aby woda mogła się cofnąć i ponownie odparować, gleba przy źródle ciepła wyschnie. Wysychanie gleby wokół źródła ciepła, takiego jak kabel zasilający, może stworzyć możliwość ucieczki termicznej, co może prowadzić do awarii kabla. Zrozumienie stabilności termicznej gleby może pomóc inżynierom energetyki w dokładniejszym projektowaniu systemów dystrybucji energii, aby zapobiec niekontrolowanemu wzrostowi temperatury.

Dokładne obliczenia natężenia prądu zależą od zmierzonych wartości rho

Załącznik B do National Electrical Code (B.310.15(B)(2)) stanowi: "Typowe wartości rezystywności termicznej (rho) są następujące:

  • Średnia gleba (90 procent USA) = 90
  • Wilgotna gleba (obszary przybrzeżne, wysoki poziom wód gruntowych) = 60
  • Bardzo sucha gleba (skalista lub piaszczysta) = 120".

Jednak, jak odkryło wielu inżynierów, którzy używali "90" jako bezpiecznej i typowej wartości rho, NEC jest po prostu błędny. Liczby te są zasadniczo bez znaczenia, ponieważ nie ma "przeciętnej gleby", mokrej lub suchej.

90 nie jest magiczną liczbą

Czterdzieści lat badań termicznych gleby pokazuje, że:

  • Wartości rho gleby i skał wahają się od 10 do 1000 ℃ cm/W.
  • Nie ma "typowej" wartości dla 90% rodzajów gleby.
  • Oporność cieplna materiałów porowatych, takich jak gleba, skały i beton, nie jest stała.
  • Rezystywność zmienia się wraz z gęstością, zawartością wody i temperaturą gleby lub betonu.

Mierz, nie zgaduj

Nawet w dobrze zaprojektowanym podziemnym systemie kablowym gleba może stanowić połowę lub więcej całkowitego oporu cieplnego. Nie należy zakładać właściwości termicznych gleby i zasypki. Właściwości te są stosunkowo łatwe do zmierzenia w terenie i w laboratorium. Bezpieczna, profesjonalna instalacja wymaga rzeczywistego pomiaru i oceny rho termicznego.

Wartość rho podana w pustej przestrzeni może być myląca

Jeśli w raporcie dotyczącym oporności cieplnej gleby znajduje się tylko informacja "Gleba X ma oporność cieplną XXX °C-cm/W", należy zasięgnąć wyjaśnień. Jaka była zawartość wilgoci? Jak gęsto była upakowana? Czy w glebie znajdują się substancje organiczne? Wilgotność, gęstość i skład gleby są krytycznymi czynnikami przy określaniu jej oporności cieplnej. Wszelkie raporty dotyczące oporności cieplnej do celów projektowych powinny zawierać dane dotyczące wilgotności i gęstości(patrz przykład). Należy również dołączyć fizyczny opis gleby. Krzywa wysychania termicznego jest najbardziej wszechstronnym sposobem raportowania rezystywności termicznej gruntu. Krzywe osuszania termicznego mogą być generowane automatycznie za pomocą przyrządu laboratoryjnegoVARIOS .

TEMPOS zgodność z normami ASTM i IEEE

Zobacz, w jaki sposób analizator właściwości termicznychTEMPOS jest zgodny z normami ASTM i IEEE tutaj.

Metody analizy gleby: część 4

Rozdział piąty Metod Analizy Gleby Amerykańskiego Towarzystwa Gleboznawczego (SSSA), część 4, dotyczy ciepła gleby. The TEMPOS i VARIOS rozmiary igieł sondy, czasy nagrzewania, specyfikacje dokładności i wewnętrzna analiza danych spełniają lub przekraczają zalecenia określone w metodach SSSA.

Testowanie właściwości termicznych

Urządzenie TEMPOS jest w pełni przenośnym analizatorem właściwości termicznych. Urządzenie laboratoryjneVARIOS mierzy rezystywność cieplną w funkcji zawartości wody i generuje łatwe, zautomatyzowane krzywe osuszania termicznego. Oba urządzenia wykorzystują metodę nieustalonego liniowego źródła ciepła, która redukuje ruch wody, zapewniając większą dokładność i przyspieszając czas pomiaru. Zaawansowana analiza danych opiera się na ponad 40-letnim doświadczeniu badawczym w zakresie wymiany ciepła i masy w glebach i innych materiałach porowatych.

Wynajem sprzętu

Chcesz przeprowadzić testy właściwości termicznych, ale nie jesteś gotowy na pełną inwestycję? Rozważ wypożyczenie urządzenia TEMPOS , aby uzyskać potrzebne dane. Skontaktuj się z METER, aby uzyskać informacje na temat cen, dostępności i wynajmu na własność.

Usługi laboratoryjne

Dokładny pomiar właściwości termicznych materiału jest łatwy dzięki TEMPOS, ale ustanowienie skutecznego protokołu pomiarowego i staranne kontrolowanie ważnych czynników wpływających na właściwości termiczne może być trudne i czasochłonne.

Naukowcy METER mają ponad 40-letnie doświadczenie w wykonywaniu wysokiej jakości pomiarów właściwości termicznych. Oferujemy wygodne usługi laboratoryjne w zakresie właściwości termicznych. Jeśli nie masz czasu lub nie czujesz się w pełni komfortowo wykonując pomiary właściwości termicznych, nasze usługi mogą być dla Ciebie idealne.

Skontaktuj się z METER, aby uzyskać informacje na temat usług laboratoryjnych.

Zasoby Rho

Pytania?

Nasi naukowcy mają wieloletnie doświadczenie w pomaganiu badaczom i hodowcom w pomiarach kontinuum gleba-roślina-atmosfera.

Porozmawiaj z ekspertem

Poproś o wycenę

Wgląd w pomiary

Zobacz wszystkie artykuły

Dlaczego podziemne instalacje kablowe wymagają pomiarów rezystywności cieplnej gruntu?

Fizyka gruntu ma coraz większe znaczenie w projektowaniu i wdrażaniu podziemnych systemów przesyłu i dystrybucji energii.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Właściwości termiczne: Dlaczego metoda nieustalonego liniowego źródła ciepła przewyższa inne techniki

Nie ma możliwości pomiaru właściwości wilgotnych, porowatych materiałów za pomocą metody stanu ustalonego (strzeżona płyta grzejna). Metoda nieustalonego liniowego źródła ciepła jest jednak w stanie mierzyć właściwości termiczne wilgotnych, porowatych materiałów, a nawet może mierzyć przewodność cieplną i rezystywność cieplną płynów.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Rozwinięte czujniki wilgotności gleby

TEROS Czujniki są trwalsze, dokładniejsze, łatwiejsze i szybsze w instalacji, bardziej spójne i połączone z potężnym, intuicyjnym systemem rejestracji i wizualizacji danych w czasie zbliżonym do rzeczywistego.

PRZECZYTAJ INFORMACJE O POMIARACH

Studia przypadków, webinaria i artykuły, które pokochasz

Regularne otrzymywanie najnowszych treści.

icon-angle paski ikon ikona-czasu