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lunedì 25 luglio 2016

Isolamento con nano sfere ceramiche parte 2°

Dopo i primi esperimenti con le nano sfere ceramiche ho deciso di ripetere il test confrontando
due manufatti realizzati uno in ceramica a freddo e l'altro in ceramica a freddo mista a nano sfere cave di ceramica in rapporto d'impasto 1-1, il prodoto così realizzato risulta più leggero e con meno massa rispetto al campione in sola polvere di ceramica.

I due manufatti sono stati ottenuti dal calco in silicone di un bicchiere in pirex


Il bicchiere in pirex presenta n intercapedine con vuoto d'aria che funge da isolante, sul bicchiere come sui campioni è stato posizionato un marcatore ad emissività, lo spessore del bordo del bicchiere e dei calchi in corrispondenza del marcatore è di 6 mm.

La temperatura sarà rilevata sul marcatore, il quale permetterà anche di stabilire l'emissività della superficie di ogni contenitore ed avere un raffronto noto delle temperature di supeficie.

Nei due campioni e nel bicchiere sarà versata contemporanemante acqua calda a 50° C considerando la temperatura ambiente di 27° C questo permetterà di avere una differenza di temperatura tra acqua e abiente di 23°C, Sarà così possibile osservare il comportamento termico dei tre campioni contemporaneamente apprezzandone le diverse proprietà isolanti (se presenti )


il primo calco di destra è composto da sola ceramica in polvere, il calco centrale è stato realizzato miscelando ceramica in polvere e nano sfere ceramiche nel rapporto di volume 1 -1, a destra il campione di riferiemnto, il bicchiere in pirex con intercapedine vuota.

La variazione della tempertura è stata monitorata con una termocamere LW scattando foto in sequenza ogni 20 secondi per 5 minuti


Situazione iniziale

T ambiente 27°C
T oggetti in equilibrio con ambiente scarto 0,7°C
T acqua inserita contemporanemante 50,5° C
Delta T acqua - abiente 23,5 °C



Il bicchiere in pirex mostra dei riflessi sulla superficie, l'emissività del vetro sarà più bassa rispetto a quella del marcatore noto, i punti di misura delle temperature saranno presi esclusivamente in corrispondenza del marcatore


Versando l'acqua calda contemporaneamente in tutti i contenitori la variazione di temperatura in superficie è quasi immediata.
Non si apprezza una differenza di temperatura significativa nei due campioni realizzati in polvere di ceramica e polvere di ceramica con nano sfere ceramiche.
La variazione minore di temperatura la si misura sul bicchiere originale in pirex


 Dopo 2 minuti

si registrano le seguenti temperature massime superficiali

Campione in polvere di ceramica 41,8°C
Campione miscela polvere di ceramica e nano sfere ceramiche 41,6°C
Bicchiere in pirex con intercapedine di aria 35,2°C

L'esperimento continua...


Dopo 4 minuti e 40 secondi dal versamento dell' acqua la situazione è la seguente

Campione in polvere di ceramica 40,8°C
Campione miscela polvere di ceramica e nano sfere ceramiche 40,6°C
Bicchiere in pirex con intercapedine di aria 36,3°C

T acqua bicchiere pirex a fine esperiemnto 48,7°C
T acqua dei due manufatti  44,3° C


La mappa termica con scala rain ad alto contrasto mostra le distribuzioni delle temperature superficiali dei campioni in prova, sembra che il campione centrale costituito da impasto 1 -1 di polvere di ceramica e nano sfere ceramiche invece che mostrare proprietà termoisolanti, dissipi maggiormente il calore.

Il bicchiere in pirex con intercapedine vuota si è dimostrato di buone proprietà termoisolanti.

Dopo l'uso di acqua calda ho ripetuto la medesima prova con acqua fredda  a 1,1°C ottenendo così un delta T tra l'acqua e l'ambiente di prova di 25,9 °C 


La situazione iniziale è praticamente identica fatto salvo per il primo contenitore che mostra una temperatura inferiore agli altri di 0,7°C (accettabile)





Dopo 40 secondi.

La trasmissione del calore in superficie inizialmente sembra essere più veloce ed uniforme nel primo campiome costituito solo da polvere di ceramica, tutta via se compensiamo il minimo scarto di temperatura registrato all' inizio possiamo asserire che la temperatura è del tutto identica al campione centrale composto di nano sfere ceramiche e polvere di ceramica.


A 2 minuti dall' inizio del test vediamo come le temperature minime dei primi due campioni siano molto simili mentre invece il campione centrale si registra una temperatura massima inferiore di 2,5 °C risptto al primo.
Svetta tra tutti il bichciere in pirex che presenta le temperature minime e massime maggiori di tutti indice di un buon isolamento termico.


Dopo 5 minuti la situazione è quasi invariata. l'unico campione a mostrate significanti proprietà isolanti è il bicchiere in pirex che ha mantenuto la tempertura interna dell' acqua a 5,3°C
contro i 10°C del primo contenitore e 7,9 °C del secondo.

A fronte di quanto provato posso asserire che la tipologia di nano sfere ceramiche da me provate e  miscelate in rapporto di volume 1-1 con un altro legante (polvere di ceramica) per realizzare un prodotto con caratteristiche termo isolanti non ha dato un risultato positivo, aumentano le proprietà termoisolanti del prodotto.

Il prodotto realizzato con le nano sfere ceramiche sembra dissipare più velocemente il calore.

Per logica comparativa non avendo ottenuto alcun vantaggio significativo su uno spessore di 5 mm non si potranno certo avere benefici mescolando il prodotto da me testato a delle vernici.

Non si è notata alcuna proprietà riflettente o basso emissiva del prodotto nella lunghezza d'onda della termocamera LW, ne si è notata la medesima proprietà nello spettro del visibile.

 A parità di spessore l'intercapedine vuota del bicchiere in pirex è risultata il miglior isolante dei 3.





1 commento:

Skure ha detto...

ciao Claudio, dovrei contattarti, non sei più su FB?

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