우주의 모든 금속 재료는 전기적 특성, 기계적 특성, 자기 적 특성, 화학적 특성, 열적 특성 및 광학적 특성과 같은 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 이 기사에서는 열팽창 특성을 기반으로하는 바이메탈 스트립에 대해 설명합니다. 일반적으로 철 상자, 히터, 주전자 등과 같은 응용 분야에서 관찰됩니다. 바이메탈 스트립은 열 에너지 기계적 변위로.

바이메탈 스트립이란?

정의: 바이메탈 스트립은 온도 변화에 따른 금속 부피 변화로 정의되는 열팽창 원리에 따라 작동합니다. 바이메탈 스트립은 금속의 두 가지 기본 원리에서 작동합니다.

첫 번째 기본은 열팽창으로, 온도 변화에 따라 금속이 팽창하거나 수축 함을 나타냅니다.
두 번째 기본은 온도 계수로, 각 금속 (자체 온도 계수가 있음)은 일정한 온도에서 다르게 팽창하거나 수축합니다.

바이메탈 스트립의 특성

바이메탈 스트립의 중요한 특성 중 일부는 다음과 같습니다.

팽창 계수 : 모양, 면적 및 부피와 같은 온도 변화에 반응하여 금속의 물리적 특성이 변화하는 것으로 정의됩니다.
탄성 모듈 : 탄성 변형 영역에서 변형에 대한 응력의 비율로 정의됩니다.
냉각에 대한 탄성 한계 : 금속이 냉각시 정상 상태로 돌아가는 표준 한계입니다. 이 속성은 금속마다 다릅니다.
전기 전도도 : 재료를 통과하는 전류의 양으로 정의됩니다.
연성
야금 능력.

바이메탈 스트립의 구성

바이메탈 스트립은 일반적으로 강철 (12 * 10)의 서로 다른 얇은 금속 스트립 두 개를 결합하여 형성됩니다.^-6에^-1) 및 황동 (18.7 * 10^-6에^-1) 또는 구리 (16.6 * 10^-6에^-1),이 금속의 한쪽 끝은 용접으로 고정되고 다른 쪽 끝은 자유 로워집니다. 이러한 재료에 온도를 적용하면 팽창 또는 변형에 의해 물리적 상태가 변경되기 시작합니다.

구성

다음 두 가지 경우에 설명 할 수 있습니다.

사례 (i) : 온도가 상승하면 아래 그림에서 볼 수있는 온도 계수 값이 낮은 금속쪽으로 스트립이 확장됩니다.

한쪽 끝에 고정 된 스트립

주택 (ii) : 온도가 낮아지면 아래와 같이 온도 계수 값이 더 높은 금속쪽으로 스트립이 확장됩니다.

바이메탈 스트립의 편향

“dc와 ac 전류의 차이 ”

이것으로부터 우리는

편향 범위 = 사용 된 금속

금속의 변형 = (스트립 길이 + 온도 변화) / 스트립 두께

수학적 표현

두 개의 서로 다른 온도 'T1'과 'T2'에서 A와 B와 같은 두 개의 금속을 고려하십시오. 바이메탈 스트립의 곡률 반경은 아래 방정식에서 수학적으로 결정할 수 있습니다.

R = t {3 (1 + m)^두+ (1 + m * n) [m^두+ 1 / m * n]} / 6 (α‘_에-α‘_비) (T_두-티₁) (1 + m)^두……1

어디,

R = 온도 'T2'에서의 곡률 반경

t = (t1 + t2) = 바이메탈 스트립의 두께 합계

n = E_에/ IS_비 = 두 금속의 탄성 비율

m = t1 / t2 = (낮은 두께 – 금속 확장) / (높은 두께 – 금속 확장)

ㅏ'_에, ㅏ '_비 = 팽창 금속 A 및 B의 열 계수

티₁ = 초기 온도

티_두 = 최종 온도.

저온 계수를 가진 금속쪽으로 구부러진 금속 스트립에 대한 방정식은 다음과 같습니다.

r = 2 t / [6 * (α_에-α_비) (T_두-티₁)] …………… (2 개)

실제 세계에서는 금속 탄성 계수와 두께의 비율을 동일하게 유지하여 적용된 온도가 변할 때 금속이 정상 위치로 다시 돌아 오도록해야합니다. 금속의 두께가 t / 2이면

[r + (t / 2)] / r = 확장 된 스트립 A의 확장 된 길이 / 확장 된 스트립 B의 확장 된 길이

= L [1 + α_에(티_두-티₁)] / L [1 + α_비(티_두-티₁)]

= t / 2 [[1 + α_비(티_두-티₁)] / [(ㅏ_에-α_비) (T_두-티₁)]]

r = t / [2 α_에(티_두-티₁) ] ………….. (삼)

위의 방정식에서 우리는 금속 스트립의 한쪽 끝이 고정되면 스트립의 다른 쪽 끝이 다양한 온도에서 팽창하거나 수축한다는 결론을 내릴 수 있습니다. 이러한 종류의 원리는 일반적으로 저감도 온도계에서 관찰됩니다.

바이메탈 스트립의 유형

바이메탈 스트립은 두 가지 유형으로 제공됩니다.

나선형 스트립 유형

나선형 모양의 구조로 구성되어 있으며 온도 조절에 사용되는 포인터가 부착되어 있습니다. 이 스프링 구조가 가열되면 금속은 열팽창 특성을 나타내며 온도가 떨어지면 변형됩니다. 이 단계에서 포인터는 눈금에 온도를 기록합니다. 이러한 종류의 온도계는 일반적으로 주변 온도를 기록하는 데 사용됩니다.

나선형 스트립 유형

헬리컬 유형

작동이 바이메탈 스트립과 유사한 나선형 구조로 구성됩니다. 스트립의 자유 끝이 포인터에 연결된 곳. 스트립이 가열 될 때마다 열팽창 성을 경험하고 냉각시 수축합니다. 이 단계에서 포인터는 온도 판독 값을 기록합니다. 일반적으로 이러한 종류의 온도계는 산업 응용 분야에서 사용됩니다.

헬리컬 유형

장점

다음은 바이메탈 스트립의 장점입니다.

외부 전원이 필요하지 않습니다.
사용이 간단하고 견고 함
적은 비용
± 2 ~ 5 %의 정확도 제공

단점

다음은 바이메탈 스트립의 단점입니다.

최대 4000 ° C까지 측정 가능
정기적으로 사용하면 금속의 품질이 변하여 측정 중 오류가 발생할 수 있습니다.
저온에서는 감도와 정확도가 기준에 미치지 못합니다.

바이메탈 스트립의 응용

다음은 바이메탈 스트립의 응용 프로그램입니다.

시계
서미스터
철 상자
열 엔진
히터

자주 묻는 질문

1). 바이메탈 스트립을 사용하는 장치는 무엇입니까?

“펌프의 종류는 무엇입니까 ”

바이메탈 스트립은 화재 경보기, 팬 등과 같은 장치에 사용됩니다.

2). 바이메탈 스트립이 가열되면 어떻게됩니까?

바이메탈 스트립이 가열되면 금속은 열 계수 특성에 따라 팽창하거나 변형됩니다.
사례 1 : 온도가 증가하면 스트립이 낮은 온도 계수 값을 갖는 금속쪽으로 확장됩니다. 이는 아래 그림에서 볼 수 있습니다.
사례 2 : 온도가 내려 가면 아래와 같이 온도 계수 값이 높은 금속쪽으로 스트립이 확장됩니다.

삼). 팬에 바이메탈 스트립이 사용됩니까?

예, 팬에서 온도를 기계적 변위로 변환하는 데 사용됩니다.

4). 바이메탈 스트립이 구부러지는 이유는 무엇입니까?

바이메탈 스트립은 금속 열팽창 특성으로 인해 구부러집니다.

5). 온도 조절기에 황동과은으로 만든 바이메탈 스트립을 사용할 수 있습니까?

아니요, 황동과은으로 만든 바이메탈 스트립은 온도 조절기에 사용할 수 없습니다. 열팽창 특성에 미미한 차이가 있기 때문입니다.

따라서 이것은 바이메탈 스트립 개요 두 가지 주요 기본 열팽창과 온도 계수에서 작동합니다. 일반적으로 온도계 장치 온도를 측정합니다. 두 개의 서로 다른 금속 스트립으로 구성되어 있으며, 둘 다 함께 용접되고 한쪽 끝은 고정되고 다른 쪽 끝은 자유롭게 설정됩니다. 이러한 금속은 다양한 온도에서 팽창하거나 변형됩니다. 나선형 및 나선형의 두 가지 형태로 제공됩니다. 나선형 바이메탈 스트립 온도계는 산업 분야에서 사용되며 나선형 바이메탈 온도계는 덜 민감한 영역에서 사용됩니다. 가장 큰 장점은 ± 2 ~ 5 %의 정확도를 제공한다는 것입니다. 바이메탈 스트립의 기능은 무엇입니까?