Ano ang Bimetallic Strip: Konstruksiyon at Mga Uri nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang bawat materyal na metal sa sansinukob ay may kanya-kanyang mga katangian tulad ng elektrikal na pag-aari, mekanikal na pag-aari, mga katangian ng magnetiko, mga katangian ng kemikal, mga thermal na katangian, at mga katangian ng optikal. Ipinapaliwanag ng artikulong ito ang tungkol sa isang bimetallic strip na kung saan ay batay sa pag-aari ng thermal expansion. Karaniwan itong sinusunod sa mga application tulad ng isang iron box, heater, kettle, atbp. Ang isang bimetallic strip ay nagko-convert thermal energy sa pag-aalis ng mekanikal.

Ano ang Bimetallic Strip?

Kahulugan: Ang isang bimetallic strip ay gumagana sa prinsipyo ng thermal expansion, na tinukoy bilang pagbabago sa dami ng metal na may pagbabago sa temperatura. Gumagana ang bimetallic strip sa dalawang pangunahing batayan ng mga metal.




  • Ang unang pangunahing ay ang thermal expansion, na nagsasaad na ang mga metal ay lumalawak o nakakontrata batay sa pagkakaiba-iba ng temperatura
  • Ang pangalawang pangunahing ay ang temperatura coefficient, kung saan ang bawat metal (pagkakaroon ng sarili nitong temperatura coefficient) ay lumalawak o magkakontrata nang magkakaiba sa isang pare-pareho na temperatura.

Mga Katangian ng Bimetallic Strip

Ang ilan sa mga mahahalagang katangian ng bimetallic strip ay

  • Coefficient ng pagpapalawak: Ito ay tinukoy bilang isang pagbabago sa pisikal na pag-aari ng isang metal bilang tugon sa pagbabago ng mga temperatura tulad ng hugis, lugar, at dami.
  • Mga module ng elasticity: Ito ay tinukoy bilang ang ratio ng stress upang pilitin sa isang nababanat na rehiyon ng pagpapapangit.
  • Elastis na limitasyon sa paglamig: Ito ang pamantayan ng limitasyon kung saan ang metal ay babalik sa normal na estado nito sa paglamig. Ang pag-aari na ito ay nag-iiba mula sa metal patungong metal.
  • Kondaktibiti sa kuryente: Ito ay tinukoy bilang ang dami ng kasalukuyang dumadaan sa materyal.
  • Kalikasan
  • Kakayahang metalurhiko.

Pagtatayo ng Bimetallic Strip

Ang isang bimetallic strip ay nabuo sa pamamagitan ng pagbubuklod ng dalawang magkakaibang manipis na piraso ng mga metal na karaniwang bakal (12 * 10-6SA-1) & tanso (18.7 * 10-6SA-1), o tanso (16.6 * 10-6SA-1), kung saan ang isang dulo ng mga riles na ito ay naayos sa pamamagitan ng hinang ang mga ito at ang ibang dulo ay naiwan nang libre. Kapag naglalagay ng temperatura sa mga materyal na ito, magsisimula silang baguhin ang kanilang pisikal na estado alinman sa pamamagitan ng pagpapalawak o sa pamamagitan ng pagpapapangit.



Konstruksyon

Konstruksyon

Maaari itong ipaliwanag sa mga sumusunod na dalawang kaso,

Kaso (i): Kapag tumaas ang temperatura, pinapayagan nitong mapalawak ang strip patungo sa metal na may mas mababang halaga ng coefficient ng temperatura, na maaaring sundin sa figure sa ibaba.


Nakaayos ang Strip Sa Isang Dulo

Nakaayos ang Strip Sa Isang Dulo

Mga Bahay (ii): Kapag bumababa ang temperatura, pinapayagan nitong mapalawak ang strip patungo sa metal na may mas mataas na halaga ng coefficient ng temperatura, tulad ng ipinakita sa ibaba.

Deflection ng Bimetallic Strip

Deflection ng Bimetallic Strip

Mula dito, mauunawaan natin na ang

Saklaw ng pagpapalihis = ginamit na metal

Deflection ng metal = (haba ng strip + pagkakaiba-iba ng temperatura) / kapal ng strip

Representasyon ng Matematika

Isaalang-alang ang dalawang metal tulad ng A at B sa dalawang magkakaibang temperatura na 'T1' at 'T2'. Ang radius ng curvature ng bimetallic strip ay maaaring matukoy sa matematika mula sa ibaba ng equation.

R = t {3 (1 + m)dalawa+ (1 + m * n) [mdalawa+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘SA- α ‘B) (Tdalawa-T1) (1 + m)dalawa…… 1

Kung saan,

R = curvature radius sa temperatura na 'T2'

t = (t1 + t2) = kabuuan ng kapal ng bimetallic strip

n = ESA/ AYB = ratio ng pagkalastiko ng dalawang metal

m = t1 / t2 = (Mas mababang kapal - pagpapalawak ng metal) / (mas mataas na kapal - pagpapalawak ng metal)

isang 'SA, a ’B = Thermal coefficient ng pagpapalawak ng metal A at B

T1 = paunang temperatura

Tdalawa = Pangwakas na temperatura.

Ang equation para sa metal na baluktot na baluktot patungo sa metal na may mababang temperatura na koepisyent ay ibinibigay bilang

r = 2 t / [6 * (αSA- αB) (Tdalawa-T1)] ……………(dalawa)

Sa isang praktikal na mundo, ang ratio ng mga metal na moduli ng pagkalastiko at ang kanilang kapal ay dapat panatilihin pantay upang ang metal ay makabalik sa normal na posisyon nito kapag ang inilapat na temperatura ay nagbago. Kung ang kapal ng metal ay t / 2 pagkatapos

[r + (t / 2)] / r = Pinalawak na Haba ng Pinalawak na Strip A / Pinalawak na Haba ng Pinalawak na Strip B

= L [1 + αSA(Tdalawa-T1)] / L [1 + αB(Tdalawa-T1)]

= t / 2 [[1 + αB(Tdalawa-T1)] / [(aSA- αB) (Tdalawa-T1)]]

r = t / [2 αSA(Tdalawa-T1)] ………… .. (3)

Mula sa equation sa itaas, maaari nating tapusin na kung ang isang dulo ng metallic strip ay naayos, ang kabilang dulo ng strip ay lumalawak o nagkakontrata sa iba't ibang temperatura. Ang ganitong uri ng prinsipyo ay karaniwang sinusunod sa mababang thermometers ng pagiging sensitibo.

Mga uri ng Bimetallic Strips

Ang mga bimetallic strip ay magagamit sa dalawang uri, ang mga ito

Uri ng Spiral Strip

Binubuo ito ng isang tulad ng spiral na istraktura at isang pointer ay nakakabit dito, na ginagamit para sa pag-scale ng temperatura. Kapag ang istraktura ng tagsibol na ito ay nainit, pagkatapos ang mga metal ay nagpapakita ng pag-aari ng thermal expansion at ito ay nagpapapangit kapag may pagbagsak ng temperatura. Sa yugtong ito, itinatala ng pointer ang temperatura sa sukatan. Ang mga uri ng thermometers na ito ay karaniwang ginagamit sa pagtatala ng temperatura ng paligid.

Uri ng Spiral Strip

Uri ng Spiral Strip

Uri ng Helical

Binubuo ito ng isang helical tulad ng istraktura na ang operasyon ay katulad ng bimetallic strip. Kung saan ang libreng dulo ng strip ay konektado sa isang pointer. Kailan man maiinit ang strip, nakakaranas ito ng pag-aari ng thermal expansion at mga kontrata sa paglamig. Sa yugtong ito, itinatala ng pointer ang pagbabasa ng temperatura. Karaniwan, ang mga ganitong uri ng thermometers ay ginagamit sa mga pang-industriya na aplikasyon.

Uri ng Helical

Uri ng Helical

Mga kalamangan

Ang mga sumusunod ay ang mga kalamangan ng bimetallic strip

  • Walang kinakailangang mapagkukunang panlabas na kuryente
  • Simple sa paggamit at matatag
  • Mas kaunting gastos
  • Nagbibigay ng kawastuhan sa pagitan ng ± 2 hanggang 5%

Mga Dehado

Ang mga sumusunod ay ang mga kawalan ng bimetallic strip

  • Masusukat nila hanggang sa 4000 C
  • Magkakaroon ng pagbabago sa kalidad ng metal sa regular na paggamit na maaaring humantong sa isang error habang sumusukat.
  • Sa mababang temperatura, ang pagkasensitibo at kawastuhan ay hindi hanggang sa marka.

Mga aplikasyon ng Bimetallic Strip

Ang mga sumusunod ay ang mga aplikasyon ng bimetallic strip

  • Mga Orasan
  • Thermistor
  • Kahon na bakal
  • Heat engine
  • Mga pampainit

Mga FAQ

1). Anong mga aparato ang gumagamit ng isang bimetallic strip?

Ang isang bimetallic strip ay ginagamit sa mga aparato tulad ng isang alarma sa sunog, mga tagahanga, atbp.

2). Ano ang mangyayari kapag pinainit ang isang bimetallic strip?

  • Kapag ang isang bimetallic strip ay pinainit, ang mga metal alinman sa palawakin o pagpapapangit batay sa kanilang mga katangian ng thermal coefficient.
  • Kaso 1: Sa pagtaas ng temperatura ay nagpapalawak ng strip patungo sa metal na may mas mababang halaga ng koepisyent ng temperatura, na maaaring sundin sa ibaba ng pigura at
  • Kaso 2: Kapag bumababa ang temperatura ginagawang lumalaki ang strip patungo sa metal na may mas mataas na halaga ng coefficient ng temperatura, tulad ng ipinakita sa ibaba.

3). Ang bimetallic strip ay ginagamit sa mga tagahanga?

Oo, ginagamit ang mga ito sa mga tagahanga upang baguhin ang temperatura sa mekanikal na pag-aalis.

4). Bakit baluktot ang mga bimetallic strip?

Ang mga bimetallic strips ay yumuko dahil sa pag-aari ng metal na pag-unlad ng thermal.

5). Maaari bang magamit ang isang bimetallic strip na gawa sa tanso at pilak sa termostat?

Hindi, ang bimetallic strip na gawa sa tanso at pilak ay hindi maaaring gamitin sa termostat. Dahil mayroon silang isang bale-wala na pagkakaiba sa kanilang pag-aari ng thermal expansion.

Kaya, ito ay tungkol sa lahat isang pangkalahatang ideya ng isang bimetallic strip na gumagana sa dalawang pangunahing pangunahing pagpapalawak ng thermal at koepisyent ng temperatura. Karaniwan itong a aparato ng thermometer na sumusukat sa temperatura. Binubuo ito ng dalawang magkakaibang mga metal na piraso, kung saan pareho ang mga ito ay pinagsama at ang isa sa mga dulo nito ay naayos at ang isa pang dulo ay pinalaya. Ang mga metal na theses ay lumalawak o nagpapapangit sa iba't ibang temperatura. Magagamit ang mga ito sa dalawang form na helical at spiral form. Kung saan ginagamit ang helical bimetallic strip thermometer sa mga pang-industriya na lugar, at ang spiral bimetallic thermometer ay ginagamit sa mga lugar na hindi gaanong sensitibo. Ang pangunahing bentahe ay nagbibigay ito ng isang kawastuhan sa pagitan ng ± 2 hanggang 5%. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pagpapaandar ng bimetallic strip?