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Normalmente las aplicaciones tecnológicas y comerciales utilizan líquidos como agentes de transferencia térmica. Por lo tanto, es importante conocer la conductividad térmica de un líquido para determinar si la transferencia térmica será eficiente. Por ejemplo, la conductividad térmica del agua es 0,6 W/mK, lo que supera a la mayoría de los líquidos. Los científicos han estudiado en profundidad las propiedades térmicas del agua y de otros líquidos de transferencia térmica. Sin embargo, no es el caso de muchos líquidos que no se emplean como agentes de transferencia térmica. Es por esto que los investigadores de Thermtest se encargaron de determinar las conductividades térmicas de 4 solventes de uso común que poseen propiedades físicas similares: tolueno, glicerol, alcohol isopropílico y etilenglicol.
Se midieron cuatro solventes comunes con el medidor de conductividad térmica de líquidos de Thermtest (THW-L2). Los líquidos evaluados son claros, incoloros y de uso frecuente en nuestra vida diaria. Por ejemplo, el tolueno es un ingrediente de pinturas y esmaltes para uñas. El glicerol se utiliza en la industria farmacéutica y cosmética. Del mismo modo, el alcohol isopropílico es el componente principal del alcohol desinfectante; un artículo del hogar que se utiliza para desinfectar heridas menores. Por último, el etilenglicol, otro de los solventes analizados, se utiliza normalmente como anticongelante y refrigerante de vehículos. Esta página de aplicación probará la capacidad del THW-L2 para medir con exactitud las conductividades térmicas de diversos líquidos.
El medidor de conductividad térmica de líquidos de Thermtest (THW-L2) se basa en una técnica de alambre o hilo caliente transitorio y cumple con la norma ASTM D7896-14 para mediciones de conductividad térmica. El THW-L2 mide la conductividad térmica de líquidos y pastas desde 0,01 hasta 2 W/mK, y entre temperaturas de -50 y +100 °C. Además, los dispositivos THW utilizan abordajes transitorios y breves tiempos de prueba de un segundo de duración para limitar el efecto de convección de la muestra. Un delgado hilo mínimamente invasivo actúa como sensor y como fuente térmica durante las mediciones. Además, este método garantiza resultados exactos dentro de un rango del 5 % y una excelente reproducibilidad, en general superior al 2 %.
Los investigadores midieron las conductividades térmicas del tolueno, glicerol, alcohol isopropílico y etilenglicol con el instrumento THW-L2 a temperatura ambiente. Primero, calibraron el sensor utilizando agua desionizada ultra filtrada, que posee propiedades térmicas bien caracterizadas en un rango de temperaturas. Luego, se insertó el sensor de hilo caliente transitorio en la muestra de agua desionizada ultra filtrada y se ajustó la medición de la conductividad térmica en 24 °C para que su valor coincida con el resultado esperado.
Posteriormente, los investigadores introdujeron cada solvente en el soporte de muestras del THW-L2 e insertaron el THW en la celda. Al restablecerse las condiciones isotérmicas, se realizaron 10 análisis con un tiempo de espera de 5 minutos entre las mediciones. Del mismo modo, cada solvente se midió a una temperatura de 24 °C. Las mediciones resultantes fueron calculadas automáticamente por el software del THW-L2 para determinar el promedio del valor de la conductividad térmica.
En la tabla 1 se observan los resultados de la conductividad térmica de los 4 solventes medida por el THW-L2. Como era de esperar, el glicerol mostró la mayor conductividad térmica y el tolueno la menor (tabla 1).
| Muestra | λ medido (W/m·K) | λ estimado (W/m·K) | Diferencia relativa (%) |
|---|---|---|---|
| Diferencia relativa (%) | 0,130 | 0,129 | 1,1 |
| Glicerol | 0,292 | 0,292 | 0,03 |
| Alcohol isopropílico | 0,137 | 0,135 | 1,2 |
| Etilenglicol | 0,261 | 0,258 | 1,1 |
Tabla 1. Conductividad térmica (W/mK) de diferentes solventes comunes, analizados con el medidor de conductividad líquida THW-L2, a 24 °C,
en los laboratorios de Thermtest.
Con fines de comparación, se observó que el promedio de los resultados de conductividad térmica para las mediciones del THW-L2 coincidieron con la bibliografía publicada, dentro de la exactitud establecida del 5 %. Tal como sugiere el fabricante del THW-L2, los usuarios pueden esperar una exactitud de ±5 % y una reproducibilidad de ±2 %. En conclusión, todos los resultados experimentales coincidieron adecuadamente con los rangos especificados.
En resumen, el THW-L2 es un potente instrumento que produce mediciones exactas y confiables como parte de un paquete optimizado. Resulta la opción ideal para los laboratorios que realizan mediciones de conductividad térmica de pastas y líquidos dentro de los rangos de 0,01 y 2 W/mK.
