Wat is bimetaalstrook: constructie en zijn typen

Elk metallisch materiaal in het universum heeft zijn eigen eigenschappen, zoals elektrische eigenschappen, mechanische eigenschappen, magnetische eigenschappen, chemische eigenschappen, thermische eigenschappen en optische eigenschappen. Dit artikel legt uit over een bimetalen strip die is gebaseerd op thermische uitzettingseigenschappen. Het wordt meestal waargenomen in toepassingen zoals een ijzeren kist, kachels, ketels, enz. Een bimetalen strip wordt omgezet thermische energie in mechanische verplaatsing.

Wat is bimetaalstrook?

Definitie: Een bimetalen strip werkt volgens het principe van thermische uitzetting, dat wordt gedefinieerd als de verandering in het volume van metaal met de verandering in temperatuur. De bimetaalstrip werkt op twee basisprincipes van metalen.

• Het eerste fundamentele is de thermische uitzetting, die stelt dat de metalen uitzetten of krimpen op basis van temperatuurschommelingen
• De tweede fundamentele factor is de temperatuurcoëfficiënt, waarbij elk metaal (met zijn eigen temperatuurcoëfficiënt) op een andere manier uitzet of samentrekt bij een constante temperatuur.

Eigenschappen van bimetaalstrip

Enkele van de belangrijke eigenschappen van de bimetaalstrip zijn

• Uitzettingscoëfficiënt: het wordt gedefinieerd als een verandering in de fysieke eigenschap van een metaal als reactie op veranderingen in temperaturen zoals vorm, oppervlakte en volume.
• Elasticiteitsmodules: wordt gedefinieerd als de verhouding tussen spanning en rek in een elastisch vervormingsgebied.
• Elastische limiet bij afkoeling: het is de standaardlimiet waarbij het metaal bij afkoeling terugkeert naar zijn normale toestand. Deze eigenschap varieert van metaal tot metaal.
• Elektrische geleidbaarheid: wordt gedefinieerd als de hoeveelheid stroom die door het materiaal gaat.
• Buigbaarheid
• Metallurgisch vermogen.

Constructie van bimetaalstrook

Een bimetaalstrip wordt gevormd door twee verschillende dunne stroken metalen, meestal staal (12 * 10^-6NAAR^-1) & messing (18,7 * 10^-6NAAR^-1) of koper (16,6 * 10^-6NAAR^-1), waar het ene uiteinde van deze metalen wordt gefixeerd door ze te lassen en het andere uiteinde vrij blijft. Bij het toepassen van temperatuur op deze materialen, zullen ze hun fysieke toestand beginnen te veranderen door uit te zetten of door te vervormen.

Bouw

Het kan worden verklaard in de volgende twee gevallen:

Geval (i): Wanneer de temperatuur stijgt, kan de strip uitzetten naar het metaal met een lagere temperatuurcoëfficiënt, wat te zien is in de onderstaande afbeelding.

Strip aan één uiteinde bevestigd

Huizen (ii): Wanneer de temperatuur daalt, kan de strip uitzetten naar het metaal met een hogere temperatuurcoëfficiënt, zoals hieronder weergegeven.

Afbuiging van bimetaalstrook

Hieruit kunnen we opmaken dat de

Bereik van doorbuiging = metaal gebruikt

Doorbuiging van metaal = (striplengte + temperatuurvariatie) / stripdikte

Wiskundige vertegenwoordiging

Beschouw twee metalen zoals A en B bij twee verschillende temperaturen ‘T1’ en ‘T2’. De straal van de kromming van de bimetalen strip kan wiskundig worden bepaald uit de onderstaande vergelijking.

R = t {3 (1 + m)^twee+ (1 + m * n) [m^twee+ 1 / m * n]} / 6 (α ‘_NAAR- α ‘_B.) (T._twee-T₁) (1 + m)^twee…… 1

Waar,

R = kromtestraal bij temperatuur ‘T2’

t = (t1 + t2) = som van de dikte van de bimetalen strip

n = E_NAAR/ IS_B. = verhouding van elasticiteit van twee metalen

m = t1 / t2 = (lagere dikte - uitzetting van metaal) / (grotere dikte - uitzetting van metaal)

een'_NAAR, een '_B. = Thermische uitzettingscoëfficiënt metaal A en B

T₁ = begintemperatuur

T_twee = Eindtemperatuur.

De vergelijking voor de metalen strip die naar het metaal buigt met een lage temperatuurcoëfficiënt wordt gegeven als

r = 2 t / [6 * (α_NAAR- α_B.) (T._twee-T₁)] …………… (twee)

In de praktijk moet de verhouding van de elasticiteitsmoduli van de metalen en hun dikte gelijk worden gehouden zodat het metaal terugkeert naar zijn normale positie wanneer de toegepaste temperatuur verandert. Als de dikte van het metaal t / 2 is dan

[r + (t / 2)] / r = Uitgebreide lengte van uitgerekte strip A / Uitgebreide lengte van geëxpandeerde strip B

= L [1 + α_NAAR(T._twee-T₁)] / L [1 + a_B.(T._twee-T₁​

= t / 2 [[1 + α_B.(T._twee-T₁)] / [(een_NAAR- α_B.) (T._twee-T₁​

r = t / [2 α_NAAR(T._twee-T₁)] ………… .. (3)

Uit de bovenstaande vergelijking kunnen we concluderen dat als het ene uiteinde van de metalen strip vastzit, het andere uiteinde van de strip uitzet of samentrekt bij wisselende temperaturen. Dit soort principe wordt meestal waargenomen bij thermometers met een lage gevoeligheid.

Soorten bimetaalstrips

Bimetaalstrips zijn verkrijgbaar in twee soorten, dat zijn ze

Spiraalvormig strooktype

Het bestaat uit een spiraalachtige structuur en er is een wijzer aan bevestigd, die wordt gebruikt voor het schalen van de temperatuur. Wanneer deze veerstructuur wordt verwarmd, vertonen de metalen thermische uitzettingseigenschappen en vervormt deze bij een temperatuurdaling. In dit stadium registreert de wijzer de temperatuur op de schaal. Dit soort thermometers worden meestal gebruikt bij het registreren van de omgevingstemperatuur.

Spiraalvormig strooktype

Spiraalvormig type

Het bestaat uit een spiraalvormige structuur waarvan de werking vergelijkbaar is met de bimetalen strip. Waar het vrije uiteinde van de strip is verbonden met een aanwijzer. Telkens wanneer de strip wordt verwarmd, ervaart hij thermische uitzettingseigenschappen en trekt hij samen bij afkoeling. In dit stadium registreert de wijzer de temperatuurmeting. Meestal worden dit soort thermometers gebruikt in industriële toepassingen.

Spiraalvormig type

Voordelen

Hieronder volgen de voordelen van de bimetalen strip

• Er is geen externe voedingsbron nodig
• Eenvoudig in gebruik en robuust
• Minder kosten
• Geeft een nauwkeurigheid tussen ± 2 en 5%

Nadelen

Hieronder volgen de nadelen van de bimetaalstrip

• Ze kunnen tot 4000 C meten
• Bij regelmatig gebruik zal de kwaliteit van het metaal veranderen, wat kan leiden tot een meetfout.
• Bij lage temperaturen zijn de gevoeligheid en nauwkeurigheid niet goed.

Toepassingen van bimetaalstrip

Hieronder volgen de toepassingen van de bimetaalstrip

• Klokken
• Thermistor
• IJzeren kist
• Warmte motor
• Kachels

Veelgestelde vragen

1). Welke apparaten gebruiken een bimetalen strip?

Een bimetaalstrip wordt gebruikt in apparaten zoals een brandalarm, ventilatoren, etc.

2). Wat gebeurt er als een bimetalen strip wordt verwarmd?

• Wanneer een bimetalen strip wordt verwarmd, zetten de metalen uit of vervormen ze op basis van hun thermische coëfficiënteigenschappen.
• Geval 1: Met de temperatuurstijging zet de strip uit naar het metaal met de lagere waarde van de temperatuurcoëfficiënt, die kan worden waargenomen in de onderstaande afbeelding en
• Geval 2: Wanneer de temperatuur daalt, zet de strip uit naar het metaal met een hogere temperatuurcoëfficiënt, zoals hieronder weergegeven.

3). Wordt bimetaalstrip gebruikt in ventilatoren?

Ja, ze worden gebruikt in ventilatoren om temperatuur om te zetten in mechanische verplaatsing.

4). Waarom buigen bimetalen strips?

Bimetalen strips buigen vanwege de thermische uitzetting van het metaal.

5). Kan een bimetalen strip van messing en zilver worden gebruikt in de thermostaat?

Nee, bimetalen strip van messing en zilver kan niet in de thermostaat worden gebruikt. Omdat ze een verwaarloosbaar verschil hebben in hun thermische uitzettingseigenschappen.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van een bimetalen strip die werkt op twee fundamentele thermische uitzetting en temperatuurcoëfficiënt. Het is meestal een thermometer apparaat die de temperatuur meet. Het bestaat uit twee verschillende metalen strips, die beide aan elkaar zijn gelast en een van de uiteinden is vastgemaakt en een ander uiteinde is vrijgelaten. Deze metalen zetten uit of vervormen bij wisselende temperaturen. Ze zijn verkrijgbaar in twee vormen: spiraalvormig en spiraalvormig. Waar spiraalvormige bimetaalthermometer wordt gebruikt in industriële gebieden, en de spiraalvormige bimetaalthermometer wordt gebruikt in minder gevoelige gebieden. Het belangrijkste voordeel is dat het een nauwkeurigheid biedt tussen ± 2 en 5%. Hier is een vraag voor jou, wat is de functie van de bimetalen strip?