Determinação numérica e experimental dos tempos máximo e mínimo na técnica de fio quente paralelo

The hot wire technique is considered to be an effective and accurate means of determining the thermal conductivity of ceramic materials. However, specifically for materials of high thermal diffusivity, the appropriate time interval to be considered in calculations is a decisive factor for getting accurate and consistent results. In this work, a numerical simulation model is proposed with the aim of determining the minimum and maximum measuring time for the hot wire parallel technique. The temperature profile generated by this model is in excellent agreement with that one experimentally obtained by this technique, where thermal conductivity, thermal diffusivity and specific heat are simultaneously determined from the same experimental temperature transient. Eighteen different specimens of refractory materials and polymers, with thermal diffusivities ranging from 1x10-7 to 70x10-7 m²/s, in shape of rectangular parallelepipeds, and with different dimensions were employed in the experimental programme. An empirical equation relating minimum and maximum measuring times and the thermal diffusivity of the sample is also obtained.O método do fio quente é considerado como uma técnica precisa na determinação da condutividade térmica de materiais cerâmicos. Todavia, especificamente para materiais de alta difusividade térmica, o intervalo de tempo apropriado a ser considerado nos cálculos é um fator decisivo na obtenção de resultados precisos e consistentes. Neste trabalho, um modelo de simulação numérica é proposto com o objetivo de se determinar os tempos mínimo e máximo de medida na técnica de fio quente paralelo. O perfil de temperatura gerado por este modelo está em excelente concordância com aquele determinado experimentalmente por esta técnica, onde a condutividade térmica, a difusividade térmica e o calor específico são simultaneamente determinados a partir do mesmo transiente experimental de temperatura. Dezoito amostras diferentes de refratários e polímeros, com difusividades térmicas variando de 1x10-7 a 70x10-7 m²/s, na forma de paralelepípedos retangulares, e com diferentes dimensões foram utilizadas no programa experimental. Uma equação empírica relacionando os tempos mínimo e máximo de medida com a difusividade térmica da amostra é também obtida