| Wprowadzenie | Historia | Teoria 1 | Teoria 2 | Źródła błędów | Przemiany fazowe | Literatura |
Podobne kształty historii temperatury obserwuje się wtedy, gdy badania przeprowadza się dla zawilgoconych próbek zaczynu gipsowego, dla temperatur początkowych w pobliżu temperatury przejścia fazowego woda-lód, dwa przykłady prezentuje rysunek 6.8.
a) |
b) |
Rys. 6.8. Historie temperatury zaczynu gipsowego (o stosunku masy wody mw do masy palonego gipsu mg równej 0.8 i wilgotności względnej 30%) zarejestrowane w temperaturze początkowej a) -0,85 °C, b) -1,9 °C.
W przypadku tego materiału występują bardziej złożone procesy (m.in. transport masy w porach), a więc w związku z tym kształt historii temperatury staje się bardzo skomplikowany.
Oznacza to, że w przypadku występowania przemian fazowych podczas pomiaru współczynnika wyrównywania temperatury, aby uniknąć błędów, powinno się stosować inne sposoby analizy historii temperatury i obliczania współczynnika a niż te, które były stosowane dotychczas. Należy koniecznie uwzględnić zmiany kształtu wywołane przejściem fazowym.
Przy zastosowaniu klasycznej techniki analizy historii temperatury otrzymujemy poprawne wartości współczynnika wyrównywania temperatury dla temperatur wyższych niż temperatura przemiany fazowej, natomiast w pobliżu temperatury przejścia fazowego otrzymane wyniki obarczone są dużym błędem i trudno wyrokować tutaj o charakterze zależności współczynnika od temperatury (rysunek 6.9).
Rys. 6.9. Współczynnik wyrównywania temperatury gipsu (Pc = 60%, Hr = 5%) w pobliżu przejścia fazowego woda-lód.
Na podstawie porównania kształtów historii temperatury otrzymanych eksperymentalnie z historiami temperatury obliczonymi w wyniku modelowania przechodzenia impulsu ciepła w materiale fazowozmiennym, można stwierdzić, że płaskie fragmenty historii temperatury związane są z występowaniem przemiany fazowej, a ich ilość, wielkość i miejsce występowania zależy od parametrów termofizycznych materiału i parametrów impulsu promieniowania laserowego (głównie czasu trwania i energii impulsu bo od nich zależy “wysokość” przechodzącego impulsu ciepła oraz temperatura końcowa próbki) pochłanianego przez próbkę.
Występowanie przemiany fazowej w większości przypadków zmniejsza przyrost temperatury próbki (przemiana fazowa zachodzi kosztem energii cieplnej, która mogłaby zwiększyć przyrost temperatury), natomiast nie można stwierdzić jej wpływu na czas osiągania maksymalnego przyrostu temperatury przez tylną powierzchnię próbki. Miejsce wystąpienia i wielkość śladu przemiany fazowej ma istotne znaczenie dla dokładności wyznaczania czasu t0.5, który stanowi podstawę wyznaczania współczynnika wyrównywania temperatury przy pomocy klasycznej zależności (2.23) stosowanej w Laserowej Metodzie Impulsowej.
Można oczywiście, w celu zmniejszenia błędów pomiarowych, w przypadku występowania w materiale przejść fazowych (podobnie jak w przypadku zmian kształtu historii temperatury wywołanych skończoną grubością źródła ciepła pokazanych w następnym rozdziale) zastosować na przykład metodę najmniejszych kwadratów w celu optymalnego dopasowania teoretycznej historii temperatury do jej zarejestrowanego doświadczalnie kształtu.
